Was ist 51% Angriff?

Einführung

Blockchain-basierte Kryptowährungen unterliegen dem sogenannten Angriff von 51%: Wenn mehr als die Hälfte der Rechenleistung eines Kryptowährungsnetzwerks von einer Organisation oder Gruppe von Personen kontrolliert wird, können widersprüchliche Transaktionen oder böswillige Transaktionen durchgeführt werden Schaden.

Ein 51% -Angriff ist ein potenzieller Angriff (oder Angriff auf ein anderes Blockchain-Netzwerk), mit dem Ergebnis, dass eine Organisation den größten Teil der Hash-Rate kontrollieren kann. Eine solche Situation kann zu einem Netzwerkausfall führen. Mit anderen Worten, ein Angreifer mit einer Hash-Rate von 51% verfügt über genügend Leistung, um Transaktionen absichtlich auszuschließen oder neu anzuordnen.

Was sind die Risiken eines 51% -Angriffs?

Ein 51% -Angriff ermöglicht es einem Angreifer, Transaktionen rückgängig zu machen, die zum Zeitpunkt der Kontrolle ausgeführt wurden, was wahrscheinlich zum Problem der doppelten Ausgaben führt. Ein erfolgreicher Mehrheitsangriff ermöglicht es einem Angreifer auch, die Bestätigung einiger oder aller Transaktionen zu verhindern (auch als Denial of Service bezeichnet) oder den Abbau einiger oder aller anderen Bergleute zu verhindern, was zum sogenannten Bergbaumonopol führt.

Andererseits erlaubt der Mehrheitsangriff einem Angreifer nicht, Transaktionen anderer Personen rückgängig zu machen oder die Verteilung von Transaktionen im Netzwerk zu verhindern. Das Ändern der Belohnung eines Blocks, das Erstellen von Münzen aus der Luft oder das Stehlen von Münzen, die ein Angreifer nie hatte, ist ebenfalls ein unglaubliches Szenario. Ein 51% -Angriff kann nur in Blockchains mit einem bestimmten Konsens durchgeführt werden.

Was ist Proof-of-work?

Proof-of-Work (POW) ist der erste erfolgreiche dezentrale Konsensalgorithmus in der Blockchain. PoW wird verwendet in , (Ethereum plant ein Upgrade auf Proof-of-Stake), , , , und viele andere Plattformen.

Proof-of-Work im Detail

Zuerst senden sich Benutzer gegenseitig Münzen. Dann bilden alle Transaktionen Blöcke und werden in einer Blockchain oder in einem sogenannten dezentralen Register erfasst.

Alle Transaktionen werden mit komplexen mathematischen Berechnungen bestätigt, deren Genauigkeit von jedem Benutzer des Netzwerks überprüft werden kann. Bergleute befassen sich mit der Bildung eines neuen Blocks und der Transaktionsbestätigung. Wenn es einem Bergmann gelungen ist, das Problem zu lösen, wird ein neuer Block gebildet: Der nächste Satz von Transaktionen wird darin platziert und gilt als bestätigt. 

Warum würde jemand das Netzwerk angreifen?

Die größte Gefahr für das System sind doppelte Ausgaben. So kann ein Angreifer, der 51% der Macht besitzt, eine versteckte alternative Blockchain erstellen und damit seine eigenen Transaktionen bestätigen. Beispielsweise erfordert die Bestätigung einer Transaktion im Bitcoin-Netzwerk sechs geöffnete Transaktionsblöcke. Dementsprechend muss ein Angreifer sechs Blöcke erstellen. Dann zieht er sein Geld auf der Hauptblockkette ab. Zum Beispiel, Transfers auf ein anderes Konto oder zahlt für den Kauf, und öffnet seine eigene Kette von Blöcken, was zu einem Konflikt im System. Wenn beide Miner die richtige Lösung für einen Block gefunden haben, ist ein Netzwerk verzweigt, in dem beide Lösungen das Existenzrecht haben und im nächsten Transaktionsblock enthalten sind.

Die restlichen 49% der Netzwerkkapazität bestätigen die Belastung des Kontos. Da der Angreifer jedoch über Kontrollmacht verfügt, erkennt das System, dass sein Netzwerk treu ist, in dem er das Geld noch nicht abgebucht hat, und es wird die von anderen Bergleuten bestätigte Transaktion verwerfen, da der Block des Angreifers komplexer ist. Dementsprechend zeigt das System den Kontostand vor der Transaktion an und der Angreifer kann mehrmals Geld ausgeben, aber mit jedem weiteren Mal sinken die Kosten für Münzen.

Eine doppelte Auszahlung von Geldern ist mit weniger Kontrolle über die Kapazität möglich, aber eine Konzentration von 51% bietet eine 100% ige Garantie dafür, dass der Block des Angreifers als der richtige Block erkannt wird.

Mit 51% der Systemkapazität wird der Angreifer praktisch Eigentümer der Blockchain, kann unabhängig Blöcke generieren, Transaktionen bestätigen und ablehnen. Nachdem er das System beschlagnahmt hat, kann er seine Arbeit auch einstellen, indem er sich weigert, alle Transaktionen zu bestätigen.

Wie 51% -Angriff Kryptowährungsbenutzer betrifft

Ein 51% -Angriff hat vier Arten von Konsequenzen, die für Netzwerkopfer manchmal sehr gefährlich sein können:

Eine davon ist egoistisches Mining, wenn Angreifer ihre Mehrheit ausnutzen, um Belohnungen zu erhalten. Wenn ein Block gleichzeitig abgebaut wird, müssen die Bergleute darüber abstimmen, für welchen Block sie sich entscheiden. Der Gewinner hat mehr Chancen für den nächsten block. Da der größte Teil des Netzwerks eine Entscheidung darüber treffen muss, kann ein Angreifer seine Fähigkeit nutzen, seine eigenen Blöcke abzubauen und den Bergbau an der Spitze fortzusetzen, ohne auf die Netzwerkgenehmigung zu warten.

Zweitens kann ein Angreifer, der eine Mehrheit von 51% im Netzwerk hat, beschließen, Transaktionen abzubrechen. Er kann das gesamte Netzwerk zerstören, ohne Transaktionen für einen der Blöcke zu akzeptieren, die der Angreifer egoistisch extrahiert.

Die dritte Konsequenz ist ein Problem, über das jede Blockchain am meisten besorgt ist und das sie um jeden Preis vermeiden möchte. Sie wissen dies bereits, da dies doppelte Ausgaben sind, was bedeutet, dass Sie dieselbe Münze für mehrere Transaktionen gleichzeitig ausgeben. Da der dezentrale Charakter der Blockchain doppelte Kosten verhindert, hat ein Angreifer mit 51% die zentrale Autorität dafür, da andere Miner kompromittiert werden. Kontinuierliche Doppelkosten bringen den Wert einer Kryptowährung auf Null. Letzteres tritt auf, wenn der Angreifer eine harte Gabel auf der Blockchain erstellt. Der Grund dafür kann die Verwendung von doppelten Kosten sein, die während der Trennung von Ketten entstehen.

Alternativ könnte ein weiterer Grund der Kampf mit anderen Bergleuten sein, die es möglicherweise geschafft haben, einen Block zu erstellen. In diesem Fall kann der Angreifer die Kette zu diesem neuen Block durchbrechen.

Geschichte von 51% - Angriffen

Im Jahr 2014, die Ghash.io pool übernahm die Kontrolle über 55% des Bitcoin-Netzwerks. Trotz der Tatsache, dass dies kein geplanter Angriff war und der Pool freiwillig zustimmte, die Leistungsindikatoren zu reduzieren, und versprach, 40% des Schwellenwerts nicht zu überschreiten, sank die Bitcoin-Rate um ein Viertel der Kosten.

In 2016 wurden Krypton und Shift – zwei Kryptowährungen, die auf der Ethereum-Basis operieren - von einer Gruppe von Hackern angegriffen, die sich "Team 51" nannten. Infolgedessen gelang es Betrügern, 22.000 Münzen über Bittrex doppelt zu belasten und zu stehlen.

Der Präzedenzfall trat mit der Kryptowährung Verge auf, aber dieser Angriff war aufgrund eines Fehlers im Code möglich. Anonyme Kryptowährung hat auf einmal auf mehreren Algorithmen funktioniert, die mit der Erstellung jedes neuen Blocks ändern mussten. Der Code weist jedoch einen Fehler auf, aufgrund dessen die Angreifer Blöcke mit einem falschen Zeitstempel an das Netzwerk gesendet haben.

Blöcke wurden generiert und gesendet jede Sekunde, statt alle 30 Sekunden. Der Angriff dauerte drei Stunden. Hackern gelang es, 99% der Blöcke zu erfassen. Nach offiziellen Angaben der Entwickler war es möglich, 250.000 Token betrügerisch aus dem System abzuheben. Laut den Nutzern erreicht die tatsächliche Zahl jedoch fast 4 Millionen.

Wie viel wird es Kosten?

Ein 51% -Angriff auf Blockchains beliebter Kryptowährungen erfordert große Investitionen. Laut der Crypto51-Website kostet 1 Stunde 51% Angriff auf das Bitcoin–Netzwerk $ 355,883, auf das Ethereum–Netzwerk - $ 98,572 und auf die Ethereum Classic Blockchain - $ 4,534. Die Kosten des Angriffs hängen von der Rechenleistung des Netzwerks ab.

Wissenschaftler des Indian Institute of Technology führten eine Studie über Blockchains verschiedener Kryptowährungen durch und kamen zu dem Schluss, dass die Bitcoin-Blockchain das sicherste dezentrale Netzwerk ist. Laut den Forschern wird ein 51% -Angriff auf die BTC-Blockchain keinen Gewinn bringen, da das Netzwerk vor den doppelten Ausgaben geschützt ist. Ein Angreifer kann nur Transaktionsinformationen aus den Blöcken hinzufügen oder entfernen, während die Münzen in den Geldbörsen der Benutzer verbleiben.

Schutz vor einem 51% - Angriff

Im Moment, um eine Kryptowährung vor dem Angriff zu schützen, sollte man die Popularität und Macht des Netzwerks erhöhen, um neue Ideen anzubieten und neue Zielgruppen anzuziehen.

Solange der Bergbau rentabel bleibt und sich eine große Anzahl von Benutzern im Netzwerk befindet, ist es äußerst schwierig, das System anzugreifen. Sobald der Gewinn aus dem Bergbau geringer ist als die Kosten für den Kauf und die Wartung der Ausrüstung, ziehen die Bergleute ihre Energie aus dem System und das Netzwerk wird anfällig.

Eine andere Lösung ist der PoS-Algorithmus. Obwohl die theoretische Angriffsmöglichkeit besteht, ist sie absolut nicht rentabel. Um 51% des Netzwerks zu übernehmen, sollten Sie 51% aller System-Token erwerben, was sogar um ein Vielfaches höher ist als die Kosten für Computerausrüstung. Darüber hinaus ist es keine Tatsache, dass Entwickler dies nicht rechtzeitig bemerken und keine schnellen Maßnahmen ergreifen, um den Angriff zu neutralisieren.

Wie kann man den Angriff ablehnen?

Wenn ein 51% -Angriff rechtzeitig erkannt wird, können Entwickler Hardforks verwenden.

Hard Fork ist eine grundlegende Änderung des Kryptowährungscodes, nach der die Verbindung mit der alten Software vollständig unterbrochen wird. Während Hard Fork geschieht die Schaffung einer neuen Kryptowährung und das Netzwerk aufgeteilt.

Für Münzhalter ist eine harte Gabel nicht unbedingt erforderlich, da sie in Zukunft die Möglichkeit haben, Einsparungen auf ein neues System zu übertragen. Für den Angreifer bedeutet eine solche Lösung jedoch, den Wert der Beute zu verlieren.