Полное подчинение. Что такое атака 51%
Для некоторых блокчейн-проектов 2019 г. начался очень жестко: компании продолжают сокращать сотрудников, ситуация в индустрии практически не меняется, цена биткоина ненадолго поднялась выше отметки в $4000 и снова снизилась. Для некоторых криптовалют все совсем плохо — сеть Ethereum Classic пережила атаку 51%, которая, возможно, продолжается и на данный момент.
В прошлом году с подобной проблемой столкнулись два других крупных альткоина — Verge и Bitcoin Gold. Каждый раз это приносило серьезные убытки как стартапу, так и его клиентам, криптовалюты теряли доверие пользователей, а безопасность всего мира цифровых денег оказывалась под вопросом.
Теперь эта ситуация повторилась. За три дня цена Ethereum Classic снизилась на 16,4%, до $4,6. По информации экспертов Coinbase, злоумышленники осуществили 15 реорганизаций блокчейна криптовалюты, заработав на этом больше миллиона долларов.
Чтобы лучше разобраться в том, что произошло и как в принципе происходит атака 51% на сеть криптовалюты, можно провести сравнение с покупкой автомобиля за биткоины, рассказал основатель и CEO компании Zerocracy и создатель криптовалюты Zold Егор Бугаенко. Он объяснил, что успехом для хакеров или злонамеренных майнеров будет замена одной или нескольких старых транзакций на новые.
«Допустим, я купил у вас автомобиль и заплатил за него 10 биткоинов. Вы отдали мне автомобиль и мы расстались. Через некоторое время я организую атаку на платежную систему и отправляю эти 10 биткоинов в другом направлении. Вы проверяете свой баланс, и у вас ни автомобиля, ни десяти биткоинов», — объяснил Бугаенко.
Он добавил, что для осуществления подобной атаки необходимо владеть десятью биткоинами и обладать достаточным количеством вычислительных мощностей чтобы убедить участников сети, что платеж за машину был ошибочным, и его нужно направить в другом направлении. Эксперт подчеркнул, что атака 51% — это лишь вопрос наличия достаточных ресурсов, а не специальных навыков у хакеров.
«Таким атакам подвержены только небольшие криптовалюты, у которых мало собственных вычислительных мощностей, и которые несложно убедить в том, что транзакции произошедшие в прошлом, должны быть откорректированы. Биткоину и подобным монстрам это не грозит. Криптовалюты, основанные на отличной от блокчейн архитектуре (IOTA, Zold, ByteBall), имеют возможность бороться с подобными атаками не только повышением вычислительных мощностей, но и алгоритмически, делая невозможными любые модификации успешно завершенных транзакций», — сказал основатель Zerocracy.
По его словам, есть все основания полагать, что конкурентная борьба на рынке криптовалют приведет к заказным атакам, не столько с целью хищения средств, а в основном для того, чтобы навредить репутации конкурента. В свою очередь эксперт «Международного финансового центра» Ольга Прохорова подчеркнула, что падение стоимости криптовалют и отключение мощностей майнеров по причине нерентабельности негативно влияют на безопасность цифровых денег.
При этом стоимость подобных атак остается крайне высокой, в конце мая прошлого года в сети появилась информация о том, что цена потенциальной атаки на сеть Ethereum Classic составит около $70 миллионов. Сколько стоила эта атака злоумышленникам, на данный момент информации нет.
При этом капитализация форка эфира в 134 раза ниже, чем у биткоина — $500 млн против $67 миллиардов. Поэтому опасаться подобной атаки на главную криптовалюту не стоит, уверен аналитик компании «ФинИст» Александр Агеев. Это будет слишком дорогостоящая операция, которая не имеет никакого смысла.
Атаки 51% то и дело затрагивают различные криптовалюты, однако на данный момент можно быть уверенным в том, что биткоина это не коснется. Команды разработчиков придумывают различные способы борьбы с этой проблемой, но для большинства монет все еще остается актуальной.
�� 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.
Содержание
- Что такое атака 51%?
- Как происходит атака 51%?
- Что получает атакующий?
- Криптовалюты, подверженные атаке 51
- Известные случаи "Атаки 51%"
- Атака 51 на биткоин
- Чем опасна атака 51%?
- Как защититься от атаки?
- Как отбить атаку?
- Выводы
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.
“Атака 51%” и устойчивость блокчейна биткоина
Децентрализованная сеть биткоина ставит метки времени на транзакции, соединяя их в цепочку доказательств проделанной работы на основе хеширования. Сформированные таким образом записи невозможно изменить, не выполнив заново всего объема вычислений. Самая длинная версия цепочки служит не только подтверждением очередности событий, но и доказывает, что над ней произвел работу самый большой вычислительный сегмент сети. Система находится в безопасности, пока под совокупным контролем ее честных участников находится больше вычислительной мощности, чем под контролем группы действующих совместно злоумышленников. В противном случае реализуется сценарий, названный “атака 51%”.
Information Security / ITSEC
Автор: Александр Подобных, руководитель Санкт-Петербургского РО АРСИБ, руководитель Комитета по безопасности цифровых активов и противодействию мошенничеству, судебный эксперт
До тех пор пока большая часть вычислительных мощностей контролируется узлами, не объединенными с целью атаковать сеть, они будут генерировать самую длинную цепочку, опережая любых злоумышленников. Устройство самой сети очень простое: сообщения рассылаются на основе принципа наименьших затрат, а узлы могут покидать сеть и снова подключаться к ней в любой момент, принимая самую длинную версию цепочки для восстановления пропущенной истории транзакций.
Технологическая устойчивость биткоина основана на криптографии, а не на доверии третьей стороне, как это происходит в традиционных финансах. Вычислительная сложность и, как следствие, дороговизна отмены транзакций ограждает продавцов от мошенничества.
Доказательство работы
Для реализации распределенного однорангового сервера меток времени разработчики использовали схему “доказательство работы”, подобную системе Hashcash. Ее суть заключается в поиске такого значения, хеш которого (например, SHA-256) начинался бы с некоторого числа нулевых битов. Требуется выполнить объем работы, экспоненциально зависящий от числа нулей, но для проверки найденного значения достаточно вычислить лишь один хеш. В сервере меток времени поиск значения с нужным хешем происходил путем перебора значения итерируемого поля-добавки (nonce) в блоке данных. Как только блок, удовлетворяющий условию, найден, его содержимое нельзя изменить, не выполнив заново всей работы. И если он не является последним в цепочке, эта работа включает в себя и перевычисление всех блоков, следующих за ним.
Доказательство работы через хеширование также решает вопрос об определении версии, поддерживаемой большинством. Если голосом считается один IP-адрес, то такую схему можно скомпрометировать, если контролировать большой диапазон адресов. Схема биткоина основана на принципе “один процессор — один голос”. Самая длинная из хеш-цепочек выражает мнение большинства, которое вложило в нее наибольшее количество ресурсов.
Если более половины вычислительной мощности принадлежит честным узлам, то цепочка честных транзакций будет расти быстрее и опередит любую конкурирующую цепь. Чтобы внести изменения в любой из прошлых блоков, атакующему придется выполнить заново работу над этим блоком и всеми последующими, а затем догнать и перегнать честных участников по новым блокам. Вероятность такого успеха у злоумышленника, обладающего меньшими ресурсами, экспоненциально убывает в зависимости от числа блоков.
Для компенсации возрастающей вычислительной мощи процессоров и колебания числа работающих узлов в сети сложность хеширования изменяется (примерно раз в две недели), чтобы обеспечивать равномерную скорость генерации блоков (около 10 мин.) Если они появляются слишком часто, сложность возрастает и наоборот.
Участники всегда считают истинной самую длинную версию цепочки и работают над ее удлинением. Если два узла одновременно опубликуют разные версии очередного блока, то кто-то из остальных пиров получит раньше одну версию, а кто-то другую. В таком случае каждый начнет работать над своей версией цепочки, сохранив другую на случай, если она окажется продолжена раньше. Двойственность исчезнет, как только будет получен новый блок, который продолжит любую из ветвей, и те узлы, что работали над конкурирующей версией, переключатся на нее.
Экономия дискового пространства
Как только последняя транзакция в цепочке окажется внутри достаточно старого блока, все предшествующие ей транзакции в цепочке могут быть удалены в целях очистки дискового пространства. Чтобы хеш блока остался неизменным, все транзакции в блоке хранятся в виде хеш-дерева Меркла и лишь его корень включается в хеш блока. Размер старых блоков может быть уменьшен за счет удаления ненужных ветвей этого дерева, хранить промежуточные хеши необязательно.
Заголовок пустого блока будет составлять около 80 байт. Из расчета скорости генерации блока раз в 10 мин. получаем 80*6*24*365 = 4,2 Мбайт в год. Для среднестатистического на 2008 г. компьютера с 2 Гбайт оперативной памяти, с учетом закона Мура, предсказывающего рост на 1,2 Гбайт в год, хранение данных не будет проблемой, даже если все заголовки блоков будут находиться в памяти.
Упрощенная проверка платежей
Верификация транзакций возможна без запуска полнофункционального узла. Пользователю необходимо лишь хранить заголовки блоков самой длинной цепочки, которую он получил от других узлов, и запрашивать хеш-поддерево для необходимой транзакции. Он не может проверить корректность транзакции самостоятельно, но, получив ссылку на блок, в котором она находится, он может убедиться в том, что этот блок и все последующие приняты и подтверждены сетью.
На такой метод проверки можно полагаться, пока сеть хотя бы наполовину находится под контролем честных участников, то есть пока злоумышленник не завладеет большими ресурсами. Обычные узлы могут проверять транзакции самостоятельно, но если нападающий генерирует самую длинную цепь блоков, то своими сфабрикованными транзакциями он может скомпрометировать упрощенную схему. Одной из стратегий противодействия этому может быть рассылка сигналов тревоги от обычных пиров, которые получают “ложный” блок. Такой сигнал будет заставлять программу-клиент загружать блок полностью, чтобы самостоятельно подтверждать некорректность данных.
Конфиденциальность технологии
Традиционная банковская модель поддерживает необходимый уровень конфиденциальности, предоставляя доступ к информации лишь сторонам-участницам и доверенному третьему лицу. Необходимость открытой публикации транзакций исключает такой подход, однако приватность по-прежнему можно сохранить, если публичные ключи анонимны. Открытой будет информация о том, что кто-то отправил кому-то некоторую сумму, но без привязки к конкретным личностям. Столько же данных раскрывается и на фондовых биржах, которые публикуют время и объем частных сделок, не указывая, между кем именно они были совершены.
Дополнительной защитой будет являться генерация новой пары “открытый/закрытый ключ” для каждой транзакции: это предотвратит связывание различных платежей с их общим отправителем или адресатом. Некоторого публичного связывания все же не избежать: транзакции с несколькими входами доказывают, что эти суммы принадлежат одному лицу. Риск состоит в том, что раскрытие личности владельца ключа может привести к раскрытию и всех принадлежащих ему транзакций.
Оценка вероятности “атаки 51%”
Рассмотрим сценарий, в котором злоумышленник пытается генерировать более длинную цепь блоков, чем честные участники. Даже если он преуспеет, это не приведет к тому, что можно будет создавать деньги из воздуха, присваивать себе чужие монеты или вносить иные произвольные изменения. Узлы никогда не примут некорректную транзакцию или блок, содержащий ее. Атакующий может лишь пытаться изменить одну из своих транзакций, чтобы возвратить отправленные деньги.
Гонку между честными участниками и нападающим можно представить как биномиальное случайное блуждание. Успешное событие, когда “хорошая” цепь удлиняется на один блок, приводит к увеличению отрыва на единицу, а неуспешное, когда очередной блок создает злоумышленник, — к его сокращению. Вероятность атакующего наверстать разницу в несколько блоков такая же, как и в задаче о “разорении игрока”. Представим, что игрок имеет неограниченный кредит, начинает с некоторым дефицитом и у него есть бесконечно много попыток, чтобы отыграться. Вероятность того, что он преуспеет, как и вероятность злоумышленника догнать честных участников, вычисляется следующим образом:
p = вероятность появления блока в честной цепочке,
q = вероятность того, что блок создаст атакующий,
qz = вероятность того, что атакующий наверстает разницу в z блоков.
В случае p > q вероятность уменьшается экспоненциально с ростом числа блоков, на которое отстает злоумышленник. Поскольку все ставки против него, без удачного рывка в начале его шансы на успех становятся ничтожно малы.
Рассмотрим теперь, как долго получателю платежа стоит ждать, прежде чем он будет полностью уверен, что бывший владелец не сможет отменить транзакцию. Предположим, что злоумышленник-отправитель позволяет адресату некоторое время верить, что платеж был проведен, после чего возвращает деньги себе. Получатель узнает об этом, но мошенник надеется, что будет уже слишком поздно.
Адресат создает новую пару ключей и сообщает свой публичный ключ отправителю прямо перед подписанием транзакции. Это не позволит отправителю заранее начать работать над цепочкой и провести транзакцию в тот момент, когда он будет достаточно удачлив, чтобы совершить рывок вперед. После отправки платежа мошенник начинает втайне работать над параллельной версией цепочки, содержащей альтернативную транзакцию.
Получатель ждет, пока транзакция не будет добавлена в блок и тот не будет продолжен еще z блоками. Ему неизвестен прогресс злоумышленника, но если средняя скорость генерации честных блоков известная величина, то число блоков атакующего подчиняется распределению Пуассона с математическим ожиданием:
Чтобы получить вероятность того, что атакующий обгонит честных участников, необходимо умножить значение случайной величины (число созданных им блоков) на вероятность того, что он сможет наверстать оставшуюся разницу:
Перегруппировав слагаемые и избавляясь от бесконечного ряда, получаем:
Таким образом, разработчики пришли к выводу, что вероятность экспоненциально падает с ростом z. В биткоин-кошельках это было реализовано в виде подтверждения транзакций.
История “атак 51%” на известные блокчейны
Несколько блокчейнов сталкивались с “атакой 51%”: Bitcoin Gold (BTG) в мае 2018 г., Verge (XVG) в апреле 2018 г., Ethereum Classic (ETC) в январе 2019 г., Feathercoin (FTC) в июле 2013 г.
Хотя успешных “атак 51%” на блокчейн биткоина не было, в прошлом были попытки провести такие атаки.
В 2014 г. майнинговый пул Ghash.io временно контролировал более 50% от общей вычислительной мощности сети биткоина, вызвав опасения в сообществе. Однако Ghash.io быстро принял меры и разделил свою вычислительную мощность между несколькими пулами, что помогло предотвратить “атаку 51%”.
В декабре 2017 г. майнинговый пул NiceHash стал жертвой кибератаки, в результате которой злоумышленникам удалось украсть более 4700 биткоинов, на тот момент стоимостью около $80 млн. Хотя эта атака не была непосредственно связана с “атакой 51%”, она подчеркивает угрозу, которую представляют кибератаки для блокчейн-сетей.
В январе 2018 г. майнинговый пул Bitmain Antpool временно контролировал более 50% от общей вычислительной мощности сети биткоина. Однако сообщество быстро отреагировало и приняло меры, чтобы предотвратить “атаку 51%”.
После успешной “атаки 51%” на блокчейн восстановление может быть довольно сложным процессом, особенно если было скомпрометировано большинство узлов сети.
Один из способов восстановления — это hard fork (хардфорк, жесткий раздел) блокчейна, при котором происходит создание новой версии блокчейна с измененным протоколом, который может предотвратить повторение атаки в будущем. Однако хардфорк может привести к разделению сообщества и созданию двух отдельных цепочек блокчейна.
Другой способ — построение новой системы консенсуса, которая может заменить скомпрометированную систему. Например, это может включать в себя использование новых алгоритмов консенсуса, таких как Proof-of-Stake (доказательство доли владения), которые не подвержены такому роду атак.
Независимо от того, какой подход выберут разработчики, восстановление после успешной атаки требует согласованного усилия от сообщества и разработчиков, чтобы защитить блокчейн и обеспечить его безопасность в будущем.
В любом случае “атака 51%” является серьезной проблемой для блокчейна и может привести к серьезным последствиям для его пользователей и экосистемы.
Выводы
При успешной реализации “атаки 51%”, если будет иметь место сговор пулов или использование квантовых компьютеров, злоумышленники не смогут получить прибыль, поскольку это подорвет доверие к сети и произойдет крах курса биткоина.
Для поддержания нормальной работы сети необходимо участие честных майнеров с соответствующими распределенными мощностями. Но компаниям, часто принимающим платежи, необходимо подключаться к сети в обычном режиме, а не по упрощенной схеме, для большей независимости, безопасности и быстроты проверки блоков.
Отдельно стоит отметить, что псевдоанонимность биткоина позволяет анализировать транзакции, кластеризовать адреса кошельков и, как следствие, идентифицировать личности злоумышленников в случае инцидентов.
Атака 51% — что это и чем опасна?
Одной из отличительных черт криптовалютного пространства является децентрализация. Идея заключается в том, чтобы дать всем участникам право голоса в криптосети, предоставить им возможность получать вознаграждение за рост сети и не позволить какому-либо одному игроку или органу власти захватить контроль и принимать решения, выгодные им больше, чем другим участникам.
Однако децентрализация — это не просто демократичная особенность, призванная привлечь разработчиков и инвесторов. Децентрализация также призвана обеспечить безопасность криптовалют от кибератак. Один из видов техники, используемой хакерами, является атака 51% (51% attack). Вот что вам нужно знать об атаке 51%.
Что такое атака 51%
Атака 51% происходит, когда один майнер (или группа майнеров) контролирует более половины хешрейта (или вычислительной мощности) сети блокчейн. Получив контроль над блокчейном, хакер может заблокировать транзакции, изменить приоритет вычисления новых транзакций и даже отменить некоторые из своих собственных записей о прошлых транзакциях (проблема, называемая «двойной тратой») путем изменения данных, встроенных в блокчейн.
Как работает атака 51% на блокчейн?
Чтобы понять, как работает атака 51%, рассмотрим функцию блокчейна. Блокчейн — это реестр, содержащий всю историческую информацию о транзакциях, которые были проведены с помощью сети блокчейн. Код блокчейна распространяется среди всех майнеров сети — мощных компьютеров или нод, используемых для подтверждения транзакций и добавления нового блока данных в блокчейн.
Распространяя этот код среди всех майнеров, сеть блокчейн становится децентрализованной. Простыми словами, ни одна из сторон не может произвольно изменять или добавлять блоки данных. Все участники должны согласиться с тем, что блок данных является действительным, прежде чем он будет добавлен в блокчейн. Однако, задействовав более половины всей вычислительной мощности блокчейна, хакер или группа хакеров могут создать свой собственный консенсус о достоверности блока.
Большинство дает майнеру возможность блокировать новые транзакции или изменять порядок транзакций, ожидающих своей очереди на обработку. Помимо проблемы «двойной траты», когда изменяются собственные прошлые блоки данных, атака 51% может также изменить и украсть любые новые транзакции после получения контроля. Однако атака 51% вряд ли сможет создать новые криптовалюты, построенные на блокчейне, или украсть криптоактивы с других счетов.
Возможна ли атака 51%?
По мере роста сети блокчейн становится более децентрализованным и более безопасным. Масштаб не только увеличивает сложность проведения атаки 51%, но и увеличивает расходы, связанные с ее проведением. Создание и проверка блоков, особенно старых блоков данных о транзакциях с большим количеством последующих блоков, требует больших вычислительных мощностей (для консенсуса Proof of Work) или огромной доли криптовалют (для консенсуса Proof of Stake).
Как и все остальное, вычислительная мощность стоит денег — в данном случае, стоимость эксплуатации компьютеров и электроэнергии, потребляемой для обеспечения вычислений. Поэтому крупные блокчейн-сети, такие как Bitcoin и Ethereum, имеют низкую вероятность того, что на них будет проведена атака 51%. И даже если один майнер накопит достаточное количество хешрейта, затраты на попытку отменить прошлые транзакции, скорее всего, окажутся слишком высокими.
Примеры атаки 51%
Некоторые небольшие сети блокчейн, в частности, могут быть подвержены злонамеренному вмешательству. Хакер может использовать в сети более мощное вычислительное оборудование, например ASIC (application-specific integrated circuits, интегральные схемы специального назначения), для осуществления атаки 51%. Хотя это еще более маловероятно, но блокчейн на консенсусе Proof of Stake также может быть атакован путем накопления более половины стоимости криптовалютных токенов в сети.
Тем не менее, в истории блокчейна уже были преценденты атаки 51%.
- Одним из примеров является Bitcoin Gold (BTG), хардфорк от Bitcoin, который подвергся атаке 51% в 2018 году. Было украдено более 18 миллионов долларов из Bitcoin Gold. Еще одна попытка взлома произошла в 2020 году, но была быстро пресечена.
- В 2021 году другой хардфорк биткоина под названием Bitcoin SV (BSV) подвергся серии атак 51%. Хакеры смогли удалить или изменить самые новые блоки после того, как они взяли под контроль сеть.
- Ethereum Classic (ETC), который также был создан путем хардфорка Ethereum в 2016 году, подвергся атаке 51% в 2020 году. По сообщениям, было украдено несколько миллионов долларов.
Во всех трех случаях разработчикам удалось внедрить новые протоколы, которые помогли предотвратить дальнейшее злоумышленное вмешательство. Однако в течение нескольких месяцев после этих событий стоимость всех трех криптовалют значительно снизилась.
Атаки на блокчейн и инвесторы
Все вычислительные системы будут подвергаться попыткам атак со стороны плохих игроков. Это риск, с которым сталкиваются цифровые валюты в целом, и это фактор, который инвесторы должны учитывать перед покупкой криптовалюты или участием в деятельности сети блокчейн. Однако и у более традиционных денег есть свои проблемы, например, фальшивки.
Хотя атаки 51% довольно редки, в индустрии блокчейна и криптовалют существуют и другие риски. Это новая технология, она все еще развивается и быстро эволюционирует. Кроме того, многие не согласны с тем, как правильно оценивать криптовалюты и цифровые активы, поэтому цены на криптовалюты очень волатильны. Если вы решите инвестировать в эту сферу, не забудьте сделать ее частью хорошо диверсифицированного портфеля, включающего другие классы активов.