Атака 51%

В контексте блокчейна и криптовалют атака 51% — это серьезная угроза, при которой группа майнеров или других участников контролирует более половины хешрейта или вычислительной мощности сети. Такая атака подрывает децентрализованную природу технологии блокчейна и может привести к ряду негативных последствий, включая двойное расходование средств, нарушение работы сети и остановку транзакций.

Что такое атака 51%?

Атака 51%, также называемая атакой большинства, происходит, когда злоумышленник или сговорившаяся группа получает контроль над более чем 50% хешрейта сети блокчейна. Этот контроль позволяет создавать, подтверждать и манипулировать записями в блокчейне. Злоумышленник потенциально может отменять транзакции, препятствовать подтверждению новых транзакций и осуществлять двойное расходование монет.

Как это работает

Блокчейн опирается на механизм консенсуса для подтверждения и записи транзакций. В большинстве случаев основным методом является Proof of Work (PoW). Майнеры решают сложные математические задачи, чтобы добавлять новые транзакции в блокчейн. Атака 51% разворачивается следующим образом:

  1. Получение контроля: злоумышленник накапливает более 50% мощности майнинга или доли стейка, в зависимости от механизма консенсуса.
  2. Формирование приватной цепочки: злоумышленник начинает майнить блоки приватно, быстрее остальной сети.
  3. Двойное расходование: злоумышленник тратит криптовалюту в публичной цепочке, одновременно тратя ее в своей приватной цепочке.
  4. Реорганизация цепочки: после добычи достаточного количества блоков злоумышленник публикует приватную, более длинную цепочку.
  5. Правило самой длинной цепочки: протокол блокчейна предпочитает самую длинную цепочку, в результате чего публичная цепочка заменяется цепочкой злоумышленника.
  6. Отмена транзакций: ранее подтвержденные транзакции в вытесненной короткой цепочке, включая легитимные платежи, становятся недействительными, позволяя злоумышленнику вернуть свои средства вместе с полученными товарами или услугами.

Потенциальные последствия

Атака 51% несет ряд негативных последствий для блокчейна и его участников:

  1. Двойное расходование: злоумышленник может тратить одну и ту же криптовалюту многократно.
  2. Исключение транзакций: злоумышленник может блокировать отдельные транзакции или целые блоки от включения в блокчейн.
  3. Нестабильность сети: частые успешные атаки подрывают доверие к блокчейну, что приводит к снижению ценности и уходу пользователей.
  4. Снижение стимулов для майнеров: при падении доверия и использования легитимные майнеры могут считать сеть нерентабельной и прекращать работу.

Примеры атак 51%

Некоторые блокчейны уже сталкивались с успешными атаками 51%, включая:

  1. Bitcoin Gold (BTG): в мае 2018 года Bitcoin Gold подвергся атаке 51%, в ходе которой было осуществлено двойное расходование 388,000 BTG на сумму около $18 млн.
  2. Ethereum Classic (ETC): в январе 2019 года Ethereum Classic пережил серию атак 51%, что привело к двойному расходованию токенов ETC.
  3. Verge (XVG): Verge столкнулся с несколькими атаками 51% в 2018 году, что вызвало значительные финансовые потери и поставило под сомнение его безопасность.

Меры предотвращения

Меры предотвращения могут снизить вероятность атак 51%, хотя полностью устранить угрозу сложно. Возможные стратегии:

  1. Увеличение хешрейта: более высокий хешрейт делает атаку дорогой и практически невыгодной.
  2. Децентрализация сети: распределение мощности майнинга между большим числом участников снижает риск сговора.
  3. Альтернативные механизмы консенсуса: переход на Proof of Stake (PoS) или другие методы может снизить уязвимость.
  4. Чекпоинты: внедрение частых и необратимых контрольных точек в блокчейне для предотвращения реорганизаций.
  5. Chain Locks: такие методы, как ChainLocks (используется в Dash), препятствуют двойному расходованию, мгновенно фиксируя подтвержденные блоки.

Кейс: GHash.io и Bitcoin

GHash.io был одним из крупнейших пулов майнинга Bitcoin. В июле 2014 года GHash.io кратковременно контролировал более 51% хешрейта сети Bitcoin, что вызвало опасения атаки 51%. В ответ сообщество призвало к децентрализации, и майнеры покинули пул, распределив хешрейт более равномерно и снизив доминирование GHash.io.

Подробнее о влиянии GHash.io.

Заключение

Атака 51% представляет серьезный риск безопасности в технологии блокчейна. Хотя полностью устранить эту угрозу сложно, сочетание стратегических мер и бдительности сообщества может снизить риск и защитить целостность сети. По мере развития экосистемы блокчейна постоянная оценка и адаптация практик безопасности будут оставаться критически важными для сохранения децентрализованного доверия.