Úvod
Skôr, než si povieme viac o útoku 51 %, je dôležité porozumieť ťažbe a systémom založeným na blockchaine.
Jednou z kľúčových silných stránok Bitcoinu a jeho základnej technológie blockchain je distribuovaná povaha vytvárania a overovania údajov. Decentralizovaná práca uzlov zabezpečuje dodržiavanie pravidiel protokolu a zhodu všetkých účastníkov siete na aktuálnom stave blockchainu. To znamená, že väčšina uzlov musí pravidelne dosahovať konsenzus, pokiaľ ide o proces ťažby, verzie používaného softvéru, platnosti transakcií atď.
Algoritmus konsenzu blockchainu Bitcoin (Proof of Work) zabezpečuje, že ťažiari sú schopní overiť nový blok transakcií iba vtedy, ak sa uzly siete spoločne dohodnú, že hash bloku poskytnutý ťažiarom je presný (to znamená, že hash bloku dokazuje, že ťažiar vykonal dostatok práce a našiel platné riešenie problému tohto bloku).
Infraštruktúra blockchainu, ako decentralizovaná účtovná kniha a distribuovaný systém, bráni akémukoľvek centralizovanému subjektu využívať sieť na svoje vlastné účely. To je dôvod, prečo v sieti Bitcoin neexistuje jediná autorita.
Keďže proces ťažby (v systémoch založených na PoW) predstavuje investície obrovského množstva elektrickej energie a výpočtových zdrojov, výkon ťažiara závisí od množstva výpočtového výkonu, ktorý má k dispozícii. Toto sa zvyčajne označuje ako hash rate. Existuje veľa ťažobných uzlov na rôznych miestach, ktoré súťažia o to, kto bude ďalší, kto nájde platný blokový hash a získa odmenu za novo vytvorené bitcoiny.
V takomto kontexte je ťažobná sila rozdelená na jednotlivé uzly po celom svete. To znamená, že hash rate nedrží v rukách jediný subjekt. Aspoň to tak nemá byť.
Čo sa však stane, keď už hash rate nie je dostatočne rozdelený? Čo sa stane, ak napríklad jeden subjekt alebo organizácia dokáže získať viac ako 50 % hašovacej sily? Jedným z možných následkov je to, čo nazývame útok 51 %, známy aj pod názvom útok väčšiny.
Čo je útok 51 %?
Útok 51 % je potenciálny útok na blockchainovú sieť, kde jediný subjekt alebo organizácia dokáže ovládať väčšinu hash rate, čím môže spôsobiť narušenie siete. V takomto scenári má útočník dostatok ťažobnej sily na zámerné vylúčenie transakcií alebo úpravu ich poradia. Mohol by tiež stornovať transakcie, ktoré vykonal, keďže má nad nimi kontrolu. To by viedlo k dvojitým výdavkom.
Úspešný útok väčšiny by tiež útočníkovi umožnil zabrániť potvrdeniu niektorých alebo všetkých transakcií (odmietnutie transakcie) alebo zabrániť niektorým alebo aj všetkým ostatným ťažiarom v ťažbe. To by viedlo k situácii známej pod názvom ťažobný monopol.
Na druhej strane, útok väčšiny by útočníkovi neumožnil stornovať transakcie iných používateľov ani zabrániť vytváraniu transakcií a ich vysielaniu do siete. V takejto situácii je rovnako nemožné meniť odmeny bloku, vytvárať coiny z ničoho či kradnúť coiny, ktoré útočníkovi nikdy nepatrili.
Aká je pravdepodobnosť útoku 51 %?
Keďže blockchain je udržiavaný distribuovanou sieťou uzlov, na procese dosahovania konsenzu spolupracujú všetci účastníci. To je jeden z dôvodov, prečo je jeho bezpečnosť na vysokej úrovni. Čím väčšia je sieť, tým silnejšia je ochrana pred útokmi a poškodením údajov.
Pokiaľ ide o blockchainy používajúce mechanizmus Proof of Work, čím vyšší hash rate má ťažiar, tým vyššie sú šance na nájdenie platného riešenia pre ďalší blok. To je pravda, pretože ťažba zahŕňa nevyčísliteľné množstvo pokusov o hashovanie a vyšší výpočtový výkon znamená viac pokusov za sekundu. Niekoľko prvých ťažiarov sa pripojilo k sieti Bitcoin s cieľom, aby prispeli k jej rastu a bezpečnosti. S rastúcou cenou bitcoinu ako meny vstúpilo do systému množstvo nových ťažiarov snažiacich sa súťažiť o odmeny za vytvorenie bloku (v súčasnosti na úrovni 6,25 BTC za blok). Takýto konkurenčný scenár je jedným z dôvodov, prečo je sieť Bitcoin bezpečná. Ak ťažiari nekonajú čestne a nesnažia sa získať odmenu za blok, nemajú motiváciu investovať takéto veľké množstvo zdrojov.
Preto je vzhľadom na veľkosť siete útok 51 % na sieť Bitcoin značne nepravdepodobný. Keď sa blockchain dostatočne rozrastie, pravdepodobnosť, že jedna osoba alebo skupina získa dostatok výpočtového výkonu na to, aby premohla všetkých ostatných účastníkov, rýchlo klesá na veľmi nízku úroveň.
Navyše, zmena predtým potvrdených blokov je s rastúcim reťazcom čoraz ťažšia, pretože všetky bloky sú prepojené prostredníctvom kryptografických protokolov. Z rovnakého dôvodu, čím viac potvrdení má blok, tým vyššie sú náklady na zmenu alebo storno transakcií v ňom. Úspešný útok by teda pravdepodobne na krátky čas dokázal zmeniť transakcie niekoľkých nedávno pridaných blokov.
Ak skúsime ísť ešte ďalej, predstavme si scenár, kde motiváciou škodlivého subjektu nie je zisk, ale rozhodne sa zaútočiť na sieť Bitcoin čisto so zámerom zničiť ju, bez ohľadu na výšku nákladov. Ak by sa aj útočníkovi podarilo narušiť sieť, softvér a protokol siete Bitcoin by sa v rámci reakcie na tento útok rýchlo upravili a prispôsobili. To by si vyžadovalo, aby ostatné uzly siete dosiahli konsenzus a dohodli sa na týchto zmenách, ale to by sa počas núdzovej situácie pravdepodobne stalo veľmi rýchlo. Sieť Bitcoin je veľmi odolná voči útokom a je považovaná za najbezpečnejšiu a najspoľahlivejšiu kryptomenu, aká existuje.
Aj keď je pre útočníka dosť náročné získať väčší výpočtový výkon ako zvyšok celej siete Bitcoin, pri menších kryptomenách to nie je až také nemožné. Pri porovnaní so sieťou Bitcoin majú altcoiny relatívne nízku hašovaciu silu, ktorá poskytuje zabezpečenie ich blockchainu. Dostatočne nízku na to, aby existovala možnosť výskytu útoku 51 %. Ako kryptomeny, ktoré sa stali obeťou útoku väčšiny, je možné spomenúť Monacoin, Bitcoin Gold a ZenCash.