Що таке атака 51% і як її виявити?

Незважаючи на підтримку технологія блокчейн який обіцяє безпеку, незмінність і повну прозорість, багато криптовалют, як-от Bitcoin SV (BSV), Litecoin (LTC) і Ethereum Classic (ТОЩО) у минулому кілька разів зазнавали атак 51%. Хоча існує багато механізмів, за допомогою яких зловмисники можуть і використовували блокчейни, атака 51% або атака мажоритарності, як її ще називають, відбувається, коли група майнерів або об’єкт контролює понад 50% потужності хешування блокчейну та потім бере на себе контроль над ним.

Ймовірно, це найдорожчий і виснажливий спосіб зламати блокчейн. 51% атак виявилися в основному успішними з невеликими мережами, які потребують меншої потужності хешування для подолання більшості вузлів.

Розуміння атаки 51%.

Перш ніж заглиблюватися в техніку атаки 51%, важливо зрозуміти, як блокчейни записують транзакції, перевірте їх і різні елементи керування, вбудовані в їхню архітектуру, щоб запобігти будь-яким змінам. Застосовуючи криптографічні методи для з’єднання наступних блоків, які самі є записами транзакцій, що відбулися в мережі, блокчейн приймає один із двох типів механізмів консенсусу перевіряти кожну транзакцію через свою мережу вузлів і постійно записувати їх.

У той час як вузли в a підтвердження роботи (PoW) блокчейну потрібно розв’язувати складні математичні головоломки, щоб перевірити транзакції та додати їх до блокчейну, proof-of-stake (PoS) blockchain вимагає, щоб вузли зробили певну кількість рідного токена, щоб отримати статус валідатора. У будь-якому випадку, атаку 51% можна організувати, контролюючи хешрейт майнінгу в мережі або керуючи більш ніж 50% токенів, поставлених у блокчейні.

Щоб зрозуміти, як працює атака 51%, уявіть, що понад 50% усіх вузлів, які виконують ці функції перевірки, змовляються разом, щоб представити іншу версію блокчейну або виконати атаку відмови в обслуговуванні (DOS). Остання є типом 51% атаки, в якій інші вузли не можуть виконувати свої функції, тоді як атакуючі вузли додають нові транзакції в блокчейн або стирають старі. У будь-якому випадку зловмисники потенційно можуть скасувати транзакції та навіть подвоїти витрату рідного криптотокена, що схоже на створення підробленої валюти.

Зайве говорити, що така атака 51% може скомпрометувати всю мережу та опосередковано спричинити великі збитки для інвесторів, які тримають нативний токен. Навіть незважаючи на те, що створення зміненої версії оригінального блокчейну потребує феноменально великої кількості обчислювальної потужності або вкладеної криптовалюти у випадку великих блокчейнів, таких як Bitcoin або Ethereumце не так надумано для менших блокчейнів.

Навіть DOS-атака здатна паралізувати функціонування блокчейну та може негативно вплинути на ціну базової криптовалюти. Однак малоймовірно, що старіші транзакції, що перевищують певне обмеження, можуть бути скасовані, і таким чином під загрозу поставлять лише останні або майбутні транзакції, здійснені в мережі.

Чи можлива атака 51% на біткойн?

Для блокчейну PoW ймовірність 51% атаки зменшується зі збільшенням потужності хешування або обчислювальної потужності, що використовується за секунду для майнінгу. У випадку з Bitcoin (BTC) мережі, зловмисникам потрібно буде контролювати більше половини Хешрейт біткойна яка на даний момент становить ~290 екзахеш/с, що вимагає від них доступу принаймні до 1,3 мільйона найпотужніших Майнер інтегральних схем (ASIC). наприклад Antminer S19 Pro від Bitmain, який продається приблизно за 3700 доларів США за штуку.

Це призведе до того, що зловмисникам доведеться придбати обладнання для майнінгу на загальну суму близько 10 мільярдів доларів, щоб отримати шанс здійснити 51% атаку на мережу Bitcoin. Крім того, є інші аспекти, такі як витрати на електроенергію та той факт, що вони не матимуть права на жодну винагороду за майнінг, застосовну до чесних вузлів.

однак, для менших блокчейнів, таких як Bitcoin SVсценарій зовсім інший, оскільки швидкість хешування мережі становить близько 590PH/с, що робить мережу Bitcoin майже в 500 разів потужнішою за Bitcoin SV.

Однак у випадку блокчейну PoS, такого як Ethereum, зловмисники повинні мати більше половини загального ефіру (ETH) токени, які заблоковані в контрактах стекінгу в мережі. Для цього знадобляться мільярди доларів лише на придбання необхідної обчислювальної потужності, щоб хоча б мати якусь подобу запуску успішної атаки 51%.

Більше того, у разі невдачі атаки всі токени можуть бути конфісковані або заблоковані, що завдасть серйозного фінансового удару суб’єктам, залученим у передбачувану атаку.

Як виявити та запобігти атаці 51% на блокчейн?

Першою перевіркою для будь-якого блокчейну було б переконатися, що жодна юридична особа, група майнерів або навіть майнінговий пул не контролює більше 50% хешрейту майнінгу в мережі або загальної кількості поставлених токенів.

Це вимагає, щоб блокчейни постійно перевіряли суб’єкти, залучені в процес майнінгу або стекінгу, і вживали заходів для виправлення у разі порушення. На жаль, блокчейн Bitcoin Gold (BTG) не міг передбачити або запобігти цьому в травні 2018 року, оскільки аналогічний напад повторився в січні 2020 року це призвело до того, що невідомий актор двічі витратив BTG на суму майже 70 000 доларів.

У всіх цих випадках атака 51% стала можливою завдяки тому, що один мережевий зловмисник отримав контроль над більш ніж 50% потужності хешування, а потім почав глибоко реорганізації оригінального блокчейну що скасовує завершені транзакції.

Неодноразові атаки на Bitcoin Gold справді вказують на важливість використання ASIC-майнерів замість дешевшого майнінгу на основі GPU. Оскільки Bitcoin Gold використовує алгоритм Zhash, який робить майнінг можливим навіть на споживчих відеокартах, зловмисники можуть дозволити собі запустити 51% атаку на його мережу, не потребуючи значних інвестицій у дорожчі майнери ASIC.

Цей приклад атаки 51% справді підкреслює чудові засоби контролю безпеки, які пропонують майнери ASIC, оскільки їм потрібна більша кількість інвестицій, щоб отримати їх, і вони створені спеціально для певного блокчейну, що робить їх марними для майнінгу чи атаки на інші блокчейни.

Однак у випадку, якщо майнери криптовалют, таких як BTC, перейдуть на менші альткоїни, навіть невелика їх кількість може потенційно контролювати понад 50% меншого хешрейту мережі альткойна.

Більше того, завдяки постачальникам послуг, таким як NiceHash, які дозволяють людям орендувати потужність хешування для спекулятивного майнінгу криптовалют, витрати на запуск атаки 51% можуть бути значно зменшені. Це привернуло увагу до необхідності моніторингу в режимі реального часу реорганізації ланцюга на блокчейнах, щоб висвітлити поточну атаку 51%.

Ініціатива MIT Media Lab Digital Currency Initiative (DCI) є однією з таких ініціатив, яка створила систему для активного моніторингу низки блокчейнів PoW та їхніх криптовалют, повідомляючи про будь-які підозрілі транзакції, які могли подвійно витратити нативний токен під час атаки 51%.

Криптовалюти, такі як Hanacoin (HANA), Vertcoin (VTC), Verge (XVG), Expanse (EXP) і Litecoin, є лише кількома прикладами блокчейн-платформ, які зіткнулися з атакою 51%, як повідомляє ініціатива DCI.

З них атака на Litecoin у липні 2019 року є класичним прикладом 51% атаки на блокчейн із підтвердженням частки, навіть незважаючи на те, що зловмисники не видобули нових блоків і подвійно витратили токени LTC, які коштували менше 5000 доларів США. час нападу.

Це робить виділити менші ризики 51% атак на блокчейни PoS, вважаючи їх менш привабливими для мережевих зловмисників, і є однією з багатьох причин для збільшення кількості мереж, які переходять на механізм консенсусу PoS.