💔 Чем опасна Атака 51% для биткоина и блокчейна

Децентрализация криптовалюты лежит в основе разделения мощности сети среди майнеров по всему миру. Самым существенным недостатком технологии блокчейн считается возможность атаки 51%, которая способна разрушить репутацию криптовалюты и нанести вред всей цепи транзакций.

Что такое атака 51%?

Атака 51% – это захват системы, при котором мощность атакующего превышает всю остальную мощность системы минимум на 1%. Овладевая контрольным пакетом мощности, атакующий может единолично манипулировать системой, контролировать все транзакции в ней и генерировать блоки.

В роли атакующих может выступать как один майнер, с крупным сосредоточением вычислительной техники, так и группа — пул.

Стоит также отметить, что владение 51% мощности всей сети не является атакой, пока участник действует в соответствии с правилами и не препятствует естественной работе системы. Хоть это и несет вред остальным майнерам и делает добычу невыгодной, но если транзакции подтверждаются верно, то участник не наносит вред системе. Например, завладев 51% мощности сети Биткоина, пользователь может практически честно зарабатывать примерно 900 ВТС в сутки. Атака начинается там, где участник использует свое преимущество для нечестной добычи. Как это осуществляется, рассказывает ProstoCoin.

Как происходит атака 51%?

Криптовалюты, функционирующие на технологии блокчейн, имеют в основе распределительные реестры, транзакции по которым подтверждают майнеры. Чем больше вычислительной мощности сосредоточенно в руках майнера, тем больше шансов найти верное решение первым, получить право создать новый блок и соответствующее вознаграждение за подтверждение транзакции.

Соответственно, если в руках майнера или пула окажется 51% вычислительной мощности всей системы, то именно этот участник гарантированно сможет единолично контролировать все операции по системе, генерировать блоки, подтверждать или блокировать транзакции.

Что получает атакующий?

Владея 51% мощности сети, атакующий может:

• заморозить работу системы;
• остановить подтверждение транзакций;
• приостановить майнинг;
• лишить других майнеров возможности подтверждать транзакции;
• списывать средства повторно.

Наибольшей опасностью для системы считается двойное списание средств (double spending). Так, владея 51% мощности, атакующий может создать скрытый альтернативный блокчейн и использовать его для подтверждения собственных транзакций. Например, подтверждение транзакции в сети Биткоин требует шесть раскрытых блоков транзакций. Соответственно, злоумышленнику необходимо создать шесть блоков. Далее он списывает свои средства по основному блокчейну, например, переводит на другой счет или расплачивается за покупку, и открывает собственную цепочку блоков, вызывая конфликт в системе. Если оба майнера нашли верное решение одного блока, то происходит разветвление сети, где оба решения имеют право на существование и включаются в следующий блок транзакций.

Оставшиеся 49% мощности сети подтверждают списание средств со счета, но так как атакующий имеет контрольную мощность, система признает верной сеть транзакций злоумышленника, при которой он еще не списывал средства, а подтвержденную другими майнерами транзакцию откинет, так как блок злоумышленника имеет превышающую сложность. Соответственно, в системе будет отражаться баланс до совершения транзакции и злоумышленник сможет потратить средства еще несколько раз, но с каждым последующим разом стоимость коинов будет снижаться.

Двойное списание средств возможно и при меньшем контроле мощностей, но именно сосредоточение 51% предоставляет 100%-ную гарантию, что верным блоком будет признан блок злоумышленника.

Имея в руках 51% мощности системы, атакующий практически становится владельцем блокчейна, может самостоятельно генерировать блоки, подтверждать и отклонять транзакции. Завладев системой, можно также остановить ее работу, отказавшись подтверждать все транзакции.

Криптовалюты, подверженные атаке 51

К сожалению, атаке 51% подвержены все криптовалюты, где подтверждение транзакций осуществляется участниками сети.

Для криптовалют, функционирующих на алгоритме PoW, где подтверждение транзакций осуществляется за счет вычислительных процессов майнеров и доказательства проделанной работы, атакующему следует сосредоточить в своих руках 51% мощности сети.

Для цифровых валют, работающих на алгоритме PoS, где подтверждение транзакций осуществляется валидаторами, обладающими большими накоплениями монет, атака возможна при сосредоточении 51% всех монет в руках злоумышленника. Стоит отметить, что атака на POS-системы невыгодна, но теоретически возможна.

Наиболее подвержены опасности атаки 51% криптовалюты, которые еще не получили должной популярности среди пользователей, соответственно, сложность их сети значительно меньше, чем у топовых криптовалют. Завладеть преимуществом сети на форках можно, единолично владея системой относительно невысокой мощности. В коммерческом плане это менее выгодно, чем атака на крупные структуры, но нейтрализовать конкурента можно.

Известные случаи "Атаки 51%"

В 2016 году сразу две криптовалюты, функционирующие на базе Эфириума, Krypton и Shift, подверглись атаке от группы хакеров, именующих себя "Команда 51". В результате атаки злоумышленникам удалось осуществить двойное списание средств и украсть через биржу Bittrex 22000 монет.

Самый прецедентный случай произошел с криптовалютой Verge, но данная атака стала возможна благодаря ошибке в коде. Анонимная криптовалюта функционировала сразу на нескольких алгоритмах, которые должны были меняться с созданием каждого нового блока, но в коде обнаружился баг, благодаря которому злоумышленники отправляли в сеть блоки с ложной временной отметкой.

Блоки генерировались и отправлялись каждую секунду, вместо положенного таймера в 30 секунд. Атака продолжалась три часа, злоумышленникам удалось завладеть 99% процентами блоков. По официальным данным, обманным путем удалось вывести 250000 токенов, но, по мнению пользователей, реальный показатель достигает практически 4 миллионов.

Атака 51 на биткоин

На данный момент завладеть 51% мощности крупных сетей Биткоина или Эфириума практически нереально, так как вычислительная мощность сети очень велика и растет ежедневно.

По мнению экспертов, завладеть большей частью сети Биткоин под силу только крупным производителям оборудования для майнинга или пулам.

В 2014 году 55% сети Bitcoin завладел пул Ghash.io. Не смотря на то, что это не было спланированной атакой, а сам пул добровольно согласился снизить показатели мощности и впредь пообещал не превышать 40% порога, курс биткоина обвалился на четверть стоимости.

Объясняется это тем, что это невыгодно с экономической точки зрения крупным пулам и производителям вычислительной мощности, так как при атаке капитализация падает в соотношении к украденным коинам, от чего неизбежно падает также репутация криптовалюты и ее стоимость. То есть, завладеть 51% крупной сети могут только те, кто имеет с нее заработок, но им это не выгодно.

Вместе с тем, атака 51% может стать серьезной проблемой для сети Биткоин в будущем. Каждые четыре года награда за решение блока уменьшается вдвое. Если стоимость Биткоина не сможет покрыть разницу в вознаграждении и затратах на добычу, то майнеры массово покинут добычу и система станет уязвимой.

Чем опасна атака 51%?

Атака в 51% на сеть влечет за собой:

• возможную приостановку майнинга и проверки транзакций;
• падение репутации и доверия к криптовалюте;
• снижение капитализации;
• снижение курса токенов.

За последние годы атака 51 процента и страхи, связанные с ней, успели обрасти огромным количеством мифов, но, по мнению экспертов, ее разрушительное действие слишком преувеличенно, а затраты не всегда способны превысить доход от атаки.

Атакующий может изменить историю транзакций только в своем блокчейне, вносить изменения в историю совершенных ранее транзакций невозможно, поэтому средства пользователей не могут быть похищены. Не может злоумышленник также изменить технологию работы блокчейн.

Атака в 51% на крупные сети слишком затратна по вложению в оборудование. Чтобы отбить эти деньги, необходимо иметь на кошельке огромную сумму монет для двойного списания, так как при каждом последующем ложном списании их стоимость будет снижаться.

Наибольшую опасность атака 51% несет для развивающихся криптовалют. Завладеть такой системой легко и, хоть это и не принесет существенной прибыли, но нанесет необратимый вред криптовалюте, которая потеряет доверие пользователей и, вероятнее всего, прекратит свое существование.

Кроме того, владение 51% мощности лишает криптовалюту децентрализации, так как появляется возможность единолично принимать решения по подтверждениям транзакций. Это может выступать даже методом контроля криптовалютного рынка правительством.

Как защититься от атаки?

На данный момент для защиты криптовалюты от атаки следует наращивать популярность и, соответственно, мощность сети, предлагать новые идеи и привлекать новую аудиторию.

Пока майнинг остается прибыльным и в системе присутствует огромное количество пользователей, атаковать систему крайне сложно. Как только прибыль от майнинга станет меньше, чем затраты на покупку и обслуживание оборудования, майнеры выведут из системы свои мощности и сеть станет уязвимой.

Еще одним решением можно назвать алгоритм PoS. Несмотря на то, что теоретическая возможность атаки существует, она совершенно невыгодна. Для того, чтоб завладеть 51% сети, следует приобрести 51% от всех токенов системы, что в разы превышает даже затраты на вычислительное оборудование. Кроме того, не факт, что разработчики своевременно не заметят этого и не примут быстрые меры по нейтрализации атаки.

Как отбить атаку?

Если атака была своевременно обнаружена, то разработчиками может быть произведен хардфорк.

Хардфорк — кардинальное изменения кода криптовалюты, после проведения которого связь со старым программным обеспечением будет полностью разорвана. При хардфорке происходит фактическое создание новой криптовалюты и раскол сети.

В свое время так появился Bitcoin Gold, хардфорк самой известной криптовалюты. Правда, причиной появления стала не атака на систему Биткоина, а личные конфликты с создателем первого хардфорка Bitcoin Cash, который произошел на фоне недостаточной вместимости исходного кода Биткоина.

Для держателей коинов хардфорк несущественен, так как в дальнейшем они получат возможность перевести свои сбережения в новую систему, а вот для атакующего такое решение проблемы грозит потерей ценности награбленного.

Выводы

Теоретически, атака в 51 % возможна на все криптовалюты. Но захват 51% мощности популярных криптовалют – неактуален и не станет критичным, а вот для маленьких проектов, которые не привлекли огромного количества майнеров, может стать фатальным. Соответственно, возможность захвата системы выполняет еще и функцию естественного отбора криптовалют, при котором выживают только проекты, способные поддерживать функциональность и востребованность криптовалюты на должном уровне. Для обычных инвесторов и майнеров захват системы опасен только временной остановкой подтверждения транзакций и снижением стоимости коинов. Перед тем, как сделать атаку, хакеру стоит трижды задуматься и просчитать соответствие затрат на достижение цели и возможность получения прибыли с этого.