51%攻撃

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51%攻撃とは?

51%攻撃(または多数派攻撃)とは、悪意を持つ人間または組織がネットワークの全ハッシュパワーの半分以上を支配し、ネットワークの混乱を引き起こすことによる、ブロックチェーンシステムの統合性に対する潜在的な脅威を指します。
もし悪意を持つ個人、またはグループが共同で、ブロックチェーンネットワーク全体のハッシュレートを50%以上支配した場合、ネットワークのコンセンサスメカニズムが無効化され、二重支払いなどの不正行為を実行できてしまいます。
攻撃者が十分なマイニングパワーを確保すると、51%攻撃を実現できます。この攻撃では、トランザクションの順序を意図的に変更し、一部またはすべてのトランザクションの承認を妨害できます。これは、トランザクションのサービス拒否(DoS)とも呼ばれます。攻撃者はまた、他のマイナーの一部またはすべてマイニング活動を阻止することもでき、これはいわゆるマイニングの独占につながります。

51%攻撃:例

悪意のある攻撃者がBitcoinネットワークのハッシュパワーの51%を乗っ取っとり、暗号資産ウォレットにいくらかのBitcoinを送り、オフラインのOTC取引で不正に米ドルとの交換を試みます。ブロックチェーンのもつ改ざん不可能性(immutability)により、トランザクションがネットワークノードによって承認されるとすぐに、Bitcoinの買い手はこの詐欺師と米ドルを交換することになります。

その後、悪意のある攻撃者は、ブロックチェーン上でBitcoinの送金が承認される前のブロックに戻り、Bitcoinの送金が含まれない別のチェーンをマイニングすることができます。ネットワークパワーの過半数を所有することで、この入れ替えれ書き換えた代替チェーンを他のネットワークに強制することができます。

51%攻撃の限界

51%攻撃は大きな損害を与える可能性がありますが、多数派攻撃では、トランザクションのブロードキャスト自体を阻止したり、他のユーザーからのトランザクションを取り消すことはできません。ブロックの報酬を変更したり、なにもないところからコインを作り出したり、他のユーザーからコインを盗み出すことも非常に想定しにくいシナリオとなります。

トランザクションを過去にさかのぼるほど、トランザクションをくつがえすのは難しくなります。ネットワークで現在のブロックの高さまでマイニングすべき新しいブロックの数が、ますます増えるためです。ビットコインのトランザクションが完了するのに通常6回の承認が必要な理由は、このことによります。

Bitcoinへの51%攻撃の可能性

Bitcoinブロックチェーンへの51%攻撃は、ネットワークの規模を考えると、非常に可能性が低いと言えます。ネットワーク規模が大きくなるにつれて、他の参加者すべてを圧倒するほどの計算能力を得るのは、ますます非現実的になっています。

したがって、51%攻撃が大規模ネットワーク、特に最も安全な暗号資産ネットワークと考えられているBitcoinブロックチェーンで起こる可能性は、極めて低いと言えます。多くの大規模ブロックチェーンではまだこの種の攻撃を受けていませんが、小規模チェーンではいくつかの51%攻撃が確認されています。例えば、メインのBitcoinチェーンからフォークしたアルトコインのBitcoin Goldは、2018年5月に51%攻撃を受け、当時1800万ドル相当のBTGが盗まれました。

ブロックチェーンに対する51%の攻撃を防ぐ方法

ブロックチェーンでは、いくつかの手法を組み合わせて51%攻撃を阻止しています。1つの方法は、より多くのユーザーがネットワークに参加し、ネットワークを支援するために独自のノードを実行することです。リソースを提供する参加者の数が多いほど、単一の組織がネットワークを支配することが困難になります。

Proof-of-Work(PoW)やProof-of-Stake(PoS)などのコンセンサスメカニズムも、51%攻撃を防ぐ上で重要な役割を果たします。これらのメカニズムでは、トランザクションをブロックチェーンに追加する際、ノードがトランザクションの真正性を承認する必要があります。攻撃者がネットワークを操作するには、ネットワークのリソースの大部分を支配する必要があるため、経済的にも演算処理的にも負担が大きくなります。

分散化の促進も、予防策のひとつとなります。ノードをさまざまな場所に分散させ、さまざまな参加者に関与させることで、単一の組織が過剰な支配力を得られなくなります。

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