Атака 51: что такое, как происходит и на какие криптовалюты влияет

Мы продолжаем цикл полезных статей о финансовых рынках и криптовалютах. В этот раз мы подробно описали такое понятие, как атака 51%. Хоть это явление встречается уже достаточно редко, оно может нанести непоправимый вред и даже уничтожить ценность монет. 

Криптовалютные инвесторы должны хорошо разбираться в этом термине, чтобы избегать потенциально рискованных активов. 

Что такое атака 51% и какую выгоду преследуют злоумышленники 

Прежде чем детально описать принцип атаки 51%, углубимся в структуру блокчейнов. 

Ключевым фактором, выделяющим криптовалюты, является децентрализованная система создания и проверки информации. Независимая работа узлов (нод) обеспечивает выполнение конкретных правил и единогласное признание всех участников сети текущего состояния блокчейна. Под участниками сети подразумеваются майнеры, которые участвуют в добыче монет и выполняют задачу по подтверждению и проверке транзакций внутри блокчейна. 

То есть для выполнения какой-либо транзакции в блокчейне большая часть узлов (нод) должна прийти к единому мнению. Алгоритм достижения консенсуса в Bitcoin (Proof-of-Work) устанавливает, что блок с транзакциями может быть одобрен только если узлы сети коллективно подтверждают правильность предложенного хеша (то есть хеш блока подтверждает, что майнер выполнил необходимую работу и нашел подходящее решение).

Именно благодаря этой сложной на первый взгляд структуре криптовалюта является децентрализованной. То есть все подтверждения происходят коллективно и автоматически. Криптовалюта нее имеет единого центра управления. 

Так как процесс добычи (в системах с алгоритмом PoW) требует значительного потребления электричества и вычислительных ресурсов, производительность майнера зависит от его вычислительной способности, которую обозначают как хеш-мощность или хешрейт. Узлы участвуют в майнинге и конкурируют между собой в нахождении правильного хеша блока, чтобы получить вознаграждение в виде новых монет.

Это гарантирует, что мощность добычи равномерно распределена между узлами по всему миру, предотвращая концентрацию хеширования в руках одного лица или группы. По крайней мере, так должно быть в идеале.

Однако, что произойдет, если распределение хешрейта окажется неравномерным? Что будет, если один игрок или организация получит контроль над более чем 50% вычислительной мощности? Такой сценарий известен как атака 51% или атака большинства.

Простыми словами, это рейдерский захват конкретного блокчейна, когда один пользователь получает право единогласно подтверждать транзакции. Это может заблокировать работу сети и обнулить стоимость монеты. Также это может привести к тому, что во время атаки собирают все награды за блок и комиссии с транзакций. 

Какие ресурсы необходимы для запуска атаки 51%

В начале статьи мы упомянули, что атака 51 на Bitcoin — это редкое явление. Потому что это возможно только на ранних стадиях работы сети, когда вычислительные мощности еще не очень большие. 

В таких сетях как Bitcoin или Ethereum это считается невозможным из-за высокого хешрейта. 

Хешрейт, или скорость хеширования, — это мера вычислительной мощности, используемой при майнинге криптовалют, особенно в сетях, работающих на алгоритме Proof-of-Work, таких, как Bitcoin. Он измеряет количество раз, которое устройство для майнинга может выполнить операцию хеширования за секунду.

К примеру, в начале 2024 года хешрейт Bitcoin составляет 496 EH/s. По средним расчетам, на подобную атаку в сети Bitcoin придется тратить около $8 триллионов в час, используя майнеры вроде ASIC. Однако даже при наличии такой суммы не получится найти необходимые мощности. 

Поэтому риски атаки 51 существуют только для монет с малым хешрейтом, где это будет возможно технически и финансово целесообразно. 

Как работает атака 51%?

В результате атаки группа участников будет контролировать более 50% вычислительной мощности сети. В таком случае они могут влиять на процесс добавления новых блоков в блокчейн, но не могут отменять чужие транзакции или создавать новые монеты из воздуха.

Как результат, проекты, подвергшиеся атаке 51%, сталкиваются с серьезным ухудшением своего имиджа среди участников криптосферы. К примеру, в течение атаки или после нее наблюдается критическое снижение рыночной стоимости проекта и его токенов. Это влечет за собой массовый отток инвесторов, которые опасаются потери средств и возможных мошеннических действий. В крайних случаях, чтобы предотвратить дальнейшие риски и обеспечить защиту своих пользователей, криптобиржи могут принять решение об удалении такой монеты из своего списка активов.

Особенности атаки 51%:

• Ограниченные возможности злоумышленников: подобное мошенничество не позволяет отменять существующие транзакции других пользователей, препятствовать созданию и передаче новых транзакций, изменять размер награды за блок, производить монеты из ничего или красть средства других пользователей.
• Сложность реализации в больших сетях: в крупных блокчейнах, таких как Биткоин, реализация атаки 51% маловероятна из-за огромной вычислительной мощности, необходимой для такого контроля. Безопасность Биткоина обеспечивается высоким уровнем конкуренции между майнерами и распределенностью сети.
• Уязвимость малых сетей: в отличие от Биткоина, более мелкие криптовалюты с низким хешрейтом более уязвимы для атаки 51%, поскольку набрать необходимую мощность для контроля над сетью значительно проще.
• Влияние на последние блоки: в случае успешной атаки, злоумышленники могут влиять только на недавно добавленные блоки, изменяя или отменяя транзакции в этих блоках.
• Ответная реакция сети: в кризисной ситуации, как правило, сеть быстро реагирует изменениями в программном обеспечении и протоколе, чтобы нейтрализовать угрозу.

Суммируя, атака 51% представляет собой серьезную угрозу для безопасности блокчейн-сетей, особенно меньших по размеру. А крупные сети, такие как Bitcoin, обладают мощными механизмами защиты, снижающими риск успешной реализации такой атаки.

Возможна ли атака без наличия 51% мощностей 

Атаки на криптовалютные сети могут происходить даже без контроля над 51% вычислительной мощности. Одним из примеров таких атак является атака "Double Spending". Это происходит, когда злоумышленник тратит одни и те же монеты несколько раз. В меньших сетях, где вычислительная мощность не так велика, такая атака может быть реализована без значительного контроля над сетью.

Другим примером является атака "Sybil", при которой злоумышленник создает большое количество псевдонимов в сети, чтобы влиять на ее работу. Это может включать отказ в обслуживании или манипуляцию голосованием в сетевых решениях. В то время как для атаки 51% требуется значительная вычислительная мощность, атака "Sybil" основана на создании иллюзии большого числа узлов, что может быть достигнуто без огромных ресурсов.

Также существует атака "Selfish Mining", когда майнер или группа майнеров находят новый блок, но умышленно не публикуют его. Это позволяет им продолжать майнинг следующего блока в цепочке, имея преимущество перед другими майнерами. Когда другой майнер находит блок, злоумышленник публикует свой ранее скрытый блок, делая работу конкурента бесполезной. Такие стратегии могут нарушать честный майнинг, даже если у злоумышленников нет 51% мощности.

Примеры атаки 51% в истории криптовалют

История криптовалют запомнилась несколькими значимыми случаями атак 51%, когда один участник или группа участников получают контроль над большей частью вычислительной мощности сети.

• Bitcoin Gold (BTG): начало 2020 года ознаменовалось серьёзными проблемами для Bitcoin Gold, когда эта криптовалюта подверглась двум последовательным атакам. В первом случае, 23 января, из сети было удалено 14 блоков, а затем добавлено 13 новых блоков, что привело к двойной трате 1,900 BTG. На следующий день была осуществлена ещё одна атака, в ходе которой из сети было убрано 15 блоков и добавлено 16, в результате чего произошла двойная траты 5,267 BTG, общий ущерб составил около $72,000.
• Ethereum Classic (ETC): в начале 2019 года Ethereum Classic столкнулась с серьёзной угрозой безопасности. В результате 51% атаки были украдены монеты ETC на общую сумму $1.1 миллиона. Анализ показал, что приватный майнинговый пул временно контролировал до 63% хешрейта всей сети ETC, что позволило осуществить атаку.
• Bitcoin Cash (BCH): в 2019 году в сети Bitcoin Cash произошла уникальная ситуация, когда два крупных майнинговых пула совершили атаку 51% с целью противодействия действиям неизвестного майнера, который пытался незаконно завладеть монетами.

В ответ на эти угрозы, блокчейны внедряют различные механизмы консенсуса и стратегии для повышения безопасности и устойчивости сети к подобным атакам. 

Как предотвратить атаку 51?

Предотвращение атаки 51% в блокчейн-сетях требует комплексного подхода, включающего как технические, так и организационные меры. Вот несколько ключевых стратегий:

• Увеличение децентрализации сети: чем больше майнеров участвует в сети, тем сложнее одной стороне или группе контролировать большую часть хешрейта. Поощрение участия мелких майнеров и предотвращение образования крупных майнинговых пулов помогает увеличить децентрализацию.
• Использование алгоритмов Proof-of-Stake (PoS): в отличие от Proof-of-Work (PoW), где участники соревнуются в вычислительной мощности, PoS вознаграждает участников на основе их доли владения криптовалютой. Это делает атаки 51% менее вероятными, так как для них потребуется значительное количество криптовалюты.
• Усиление безопасности сети: регулярное обновление протоколов и алгоритмов, а также внедрение дополнительных мер безопасности, например, проверка подлинности майнеров и их блоков, может помочь улучшить защиту от внешних атак.
• Использование технологии "Checkpointing": это включает в себя встраивание контрольных точек в блокчейн, которые предотвращают переписывание истории блоков, даже если злоумышленнику удастся контролировать большую часть хешрейта.
• Ограничение доступа к майнинговому оборудованию: предотвращение монополизации доступа к высокопроизводительному майнинговому оборудованию может помочь предотвратить концентрацию хешрейта в руках небольшого числа участников.

Пример: Ethereum, переходя на Ethereum 2.0, использует алгоритм Proof-of-Stake для обеспечения безопасности своей сети. Это означает, что для того, чтобы осуществить атаку 51%, злоумышленникам потребуется контролировать значительную часть всех эфиров, что значительно увеличивает стоимость и сложность атаки по сравнению с традиционными PoW-сетями.

Выводы 

В последние годы криптотрейдинг стал более безопасен с точки зрения атаки 51%. Однако это не значит, что данная проблема исчезла навсегда и ее не стоит учитывать при выборе альткоинов для своего портфеля. 

Если вы хотите избежать потенциальных ошибок и совершить эффективный старт в трейдинге криптовалютой, добро пожаловать на обучение в GTE. Мы подберем оптимальную обучающую программу в соответствии с вашим опытом и целями. В результате этого вы изучите теорию торговли и сможете перейти к практике. При чем, вы узнаете не только, как и где торговать биткоином, но и все особенности трейдинга другими финансовыми активами.