Что такое атака 51%?

Что такое атака 51%? Как она работает и какую угрозу несет? Какие криптовалюты подвержены риску атаки 51%? Ответы на эти и другие вопросы читайте в нашей подробной статье.

Что такое атака 51%, как она работает и какую угрозу несет?

Атака 51% — это атака на блокчейн криптовалюты группой майнеров, которые контролируют более 50% хешрейта майнинга в сети. Владение 51% узлов в сети дает контролирующим сторонам право изменять блокчейн.

Злоумышленники смогут помешать новым транзакциям получить подтверждение, что позволит им остановить платежи между некоторыми или всеми пользователями. Они также смогут отменить транзакции, которые были завершены, пока они контролировали сеть. Отмена транзакций может позволить им дважды тратить монеты — одна из проблем, для предотвращения которой были созданы механизмы консенсуса, такие как Proof-of-Work.

Как работает атака 51%?

Блокчейн — это распределенный реестр — по сути, база данных, которая записывает транзакции и информацию о них, а затем шифрует данные. Сеть блокчейна достигает консенсуса большинства относительно транзакций посредством процесса проверки, а блоки, в которых хранится информация, запечатываются. Блоки связаны друг с другом с помощью криптографических методов, при которых информация о предыдущем блоке записывается в каждом блоке. Это делает блоки почти невозможными для изменения после того, как они будут подтверждены достаточное количество раз.

Атака 51% — это воздействие на блокчейн, когда группа контролирует более 50% хеш-мощности — вычислений, решающих криптографическую головоломку — сети. Затем эта группа вводит измененный блокчейн в сеть в очень конкретной точке блокчейна, которая теоретически принимается сетью, потому что злоумышленники будут владеть большей его частью.

Изменить исторические блоки (транзакции, заблокированных до начала атаки) будет крайне сложно даже в случае атаки 51%. Чем дальше назад находятся транзакции, тем сложнее их изменить. Следовательно, невозможно изменить транзакции до контрольной точки, где транзакции жестко закодированы в программном обеспечении Bitcoin.

Атаки непомерно дорогие

Атака 51% — крайне сложная задача для криптовалют с большим уровнем участия. В большинстве случаев группа злоумышленников должна иметь возможность контролировать необходимый 51% и иметь блокчейн, который можно задействовать в нужный момент. Стоимость атаки — один из наиболее важных факторов, предотвращающих атаку 51%.

Факт: Услуги по аренде хеш-мощностей обеспечивают злоумышленникам более низкие затраты, поскольку они могут арендовать столько хеш-мощностей, сколько им нужно на время атаки.

Например, наиболее продвинутым майнером на интегральных схемах (ASIC) для конкретных приложений является Bitmain S19 XP Hyd. Он стоит более 19 800 долларов и имеет скорость хэширования 255 терахэшей в секунду (TH/s).

Три лучших пула для майнинга Bitcoin по хешрейту:

  1. FoundryUSA: 40,66 экзахэшей в секунду (EH/s); 20,5% от общего хешрейта сети;
  2. F2Pool: 34,41 ЭГ/с; 17,4% от общего хешрейта сети;
  3. AntPool: 29,72 ЭГ/с; 15% от общего хешрейта сети.

В совокупности эти три пула составляют 52,9% хешрейта сети, что составляет колоссальные 104,5 EH/s (1,045 миллиона TH/s). Чтобы сравняться с этим хешрейтом, злоумышленникам потребуется более 409 800 устройств S19 XP, что составит около 8,1 миллиарда долларов фиксированных затрат. Также для реализации атаки понадобится здание для размещения оборудования, обслуживающий персонал, электричество и охлаждение.

Основные криптовалюты, такие как Bitcoin или Ethereum, вряд ли могут пострадать от атак 51% из-за непомерно высокой стоимости приобретения такой большой вычислительной мощности. По этой причине атаки 51% обычно ограничиваются криптовалютами с меньшим участием и мощностью хеширования.

Время атаки

В дополнение к затратам группа, которая пытается атаковать сеть с помощью атаки 51%, должна не только контролировать 51% сети, но и ввести измененный блокчейн в очень точное время. Даже если злоумышленники владеют 51% скорости хеширования сети, они все равно не смогут идти в ногу со скоростью создания блоков или вставить свою цепочку до того, как «настоящая» сеть блокчейна создаст действительные новые блоки.

Опять же, это возможно в небольших криптовалютных сетях, потому что там меньше участников и более низкие скорости хеширования. Большие сети делают практически невозможным введение измененного блокчейна.

Факт: Несмотря на название, для запуска атаки 51% не обязательно иметь 51% мощности майнинга сети. Однако такая атака будет иметь гораздо меньшие шансы на успех.

Результаты успешной атаки

В случае успешной атаки злоумышленники могут заблокировать транзакции других пользователей или отменить их, и снова потратить ту же криптовалюту. Эта уязвимость, известная как двойная трата, является цифровым эквивалентом идеальной подделки бумажных денег. Это также основная проблема криптовалют, которую механизмы консенсуса блокчейна должны предотвращать.

Злоумышленники, успешно запустившие атаку 51%, могут также реализовать атаку типа «отказ в обслуживании» (DoS), при которой они блокируют адреса других майнеров на период, когда они контролируют сеть. Это удерживает «честных» майнеров от восстановления контроля над сетью до того, как нечестная цепочка станет постоянной.

Какие сети подвержены риску атаки 51%?

Тип оборудования для майнинга также является важным фактором. Майнинговые сети, защищенные ASIC, менее уязвимы, чем те, которые можно майнить с помощью графических процессоров (видеокарт), ведь ASIC гораздо быстрее. Облачные сервисы, такие как «брокер хэш-мощности» NiceHash, теоретически позволяют запустить атаку 51%, используя только арендованную хеш-мощность, особенно против небольших сетей, использующих только GPU.

Bitcoin Gold являлся привлекательной целью для злоумышленников из-за того, что криптовалюта имеет отностительно небольшой хешрейт сети. С июня 2019 года Инициатива цифровой валюты Мичиганского технологического института наблюдала и обнаружила более 40 атак 51%, также называемых реорганизацией цепочки или реорганизацией, на Bitcoin Gold, Litecoin и других более мелких сетей криптовалют.

Вопросы и ответы

Что такое атака 51%?

Атака 51% — это реструктуризация блокчейна злоумышленниками, которым принадлежит более 51% общей мощности хеширования криптовалюты.

Возможна ли атака 51% на Bitcoin?

Блокчейн Bitcoin может подвергнуться атаке 51%, но для этого злоумышленник должен иметь очень хорошие финансовые ресурсы. Обычно общая стоимость приобретения достаточной хеш-мощности для реализации атаки предотвращает попытку еще на этапе планирования.

Сколько стоит атака 51% на сеть Bitcoin?

По состоянию на 14 июля 2022 года злоумышленникам потребуется контролировать 101 EH/с хэш-мощности, чтобы атаковать блокчейн Bitcoin. Это более 396 000 самых мощных майнеров ASIC, которые имеют хэшрейт на единицу 255 TH/s и стоят почти 8 миллиардов долларов.