Stručný přehled o 51% útoku na kryptoměny

Fredrick Awino

Technologie blockchain

24.07.2022

181 Views

51% útok označuje útok na blockchain kryptoměny ze strany těžařů, kteří kontrolují více než 50 % těžební sítě hash rate. Jako obchodník, který vlastní více než 50 % uzlů sítě, máte moc ovládat blockchain. Útoky probíhají různými způsoby a jedním z nich je, že vlastník brání potvrzení nových transakcí. Tento proces dává lidem možnost zastavit platby mezi uživateli.

Způsob 51% útoku

Každá transakce v blockchainu je zařazena do fondu nepotvrzených transakcí. Na oplátku mají těžaři možnost vybrat transakce z poolu a vytvořit blok transakcí. Pamatujte, že pro přidání jakékoli transakce do blockchainu je důležité získat správnou odpověď na hádanku. Při získávání správné odpovědi využívají výpočetní výkon. Pokud má tedy těžař vysoký výpočetní výkon, je vysoká pravděpodobnost, že získá správnou odpověď. Poté bude těžaři umožněno přidat blok do blockchainu.

Když obchodník získá správnou odpověď, je tato odpověď odeslána ostatním těžařům. Kromě toho budou informace přijaty pouze v případě, že všechny provedené transakce jsou platné. Jejich platnost je založena na existujícím záznamu v blockchainu. Poškození těžaři bohužel svá řešení ostatním těžařům v síti nevysílají.

Kvůli výše uvedenému problému vzniknou dvě verze blockchainu. Jedním z nich bude původní blockchain, který budou sledovat legitimní těžaři. Druhý z nich však použije poškozený těžař, který výsledky hádanek nevysílá do původní sítě. Tento těžař je ten, kdo bude moci informace zobrazit.

Poškozený těžař bude prostě dál trávit čas a pokračovat ve své vlastní verzi blockchainu. Je třeba mít na paměti, že tato verze není vysílána do zbytku sítě. To znamená, že druhý blockchain bude od sítě izolován. Zkorumpovaný těžař tak může utratit své bitcoiny v legitimní verzi blockchainu, kterou ostatní těžaři následují.

Porozumění útoku 51 %

Blockchain označuje distribuovanou účetní knihu, která zaznamenává informace a transakce o nich a následně data šifruje. Síť blockchainu dosahuje většinového konsenzu ohledně transakcí v procesu validace a bloků, v nichž jsou uložené informace zapečetěny. Bloky jsou propojeny pomocí kryptografických technik. Tento problém téměř znemožňuje změnu bloku po potvrzení.

51% útok na blockchain se odehrává, když skupina kontroluje více než 50 % hashovací síly. Skupina pak v některých bodech zavede do sítě pozměněný blockchain. Provádí se v bodě, který síť akceptuje, protože existuje vysoká pravděpodobnost, že útočníci většinu z nich získají.

Osoby odpovědné za 51% útok mohou provést následující kroky:

• Obrácení transakcí, aby mohli dvakrát utratit mince.
• Vyloučení nových transakcí z evidence
• Zabránění ostatním těžařům, kteří jsou ve stejné síti, těžit tokeny nebo mince v síti.
• Zabránění potvrzení nebo ověření transakcí
• Úprava řazení transakcí

Chyby Nakamotova modelu demokratického řízení

Prvním blockchainem, který používá konsensuální systém Proof of Work (PoW), je Bitcoin. Používá se při ověřování transakcí. Ve svém whitepaperu Satoshi Nakamoto nastínil, že při udržování integrity a bezpečnosti v blockchainu by těžaři nebo poctivé uzly měly společně ovládat větší výkon centrální procesorové jednotky (CPU) ve srovnání s ostatními spolupracujícími uzly útočníků.

Hlavním důvodem, proč Nakamoto vytvořil Bitcoin, byla averze a frustrace finančních institucí po velké finanční krizi. Bitcoin je v současnosti nejoblíbenější kryptoměnou. Její tržní kapitalizace činí přibližně 190 miliard dolarů. Poskytl také radu, jak vyřešit dvojí výdaje. Domnívá se, že se jedná o neodmyslitelný problém systému peer-to-peer digitálních měn. Vymyslel tedy mechanismus blockchainu a dokonce použil PoW jako systém konsensu.

Motivem Nakamota bylo vyvinout digitální měnu, která nebude pod kontrolou finančních institucí. V současné době tyto instituce působí jako auditoři a strážci fiat měn. Proto, aby zabránil několika jednotlivcům ovládat měnu a převzít moc, zavedl technologii blockchain. To byl jediný demokratický způsob, jak vést záznamy o transakcích.

Na základě své myšlenky předpokládal, že škodliví uživatelé nezískají většinovou kontrolu nad mírou hashování. Namakoto také věřil, že většina horníků bude poctivá. Díky tomu by blockchain a měna vydržely odolné vůči útokům. Bohužel se nakonec mýlil. Útoky 51 % trápí malé blockchainy a dokonce ohrožují jejich přežití.

Jak zabránit 51% útoku

Tento útok může provést organizace nebo lidé, kteří mají přibližně 51 % hashovací síly. Nejlepším způsobem, jak tomu zabránit, je nedovolit jedinému subjektu, aby byl silnější. Proto je důležité posílit decentralizaci těžařů i robustní blockchain.

Blockchain Bitcoinu je velmi pevný. To znamená, že jednotlivec nebo organizace potřebuje několik peněz, aby překonali 51 % těžební síly bitcoinu. Větší smysl má finanční využití této síly a dokonce i legální těžba Bitcoinu. Díky tomu je malá pravděpodobnost, že dojde k útoku na dvojí útratu BTC.

Seznam 51% útoků, které se odehrály v minulosti

• Vertcoin zaznamenal v roce 2018 přibližně 4 útoky na svou síť. Motiv je však nejasný.
• V roce 2018 utrpěla společnost Bitcoin Gold ztrátu přes 18 milionů dolarů kvůli 51% útoku.
• Verge 51 % v dubnu 2018 vedlo ke ztrátě 20 milionů mincí
• V květnu 2018 došlo k útoku na Bitcoin Cash. Naštěstí nedošlo k žádným ztrátám.
• Útočníci v lednu 2019 při jednom útoku na 51 % ETC utratili dvakrát přibližně 1,1 milionu dolarů z Etherea Classic. Přestože během této doby ztratila kryptografie na důvěryhodnosti, podařilo se jí zotavit.
• Dvojnásobné výdaje ve výši více než 70 000 dolarů na Bitcoin Gold v roce 2020

Ochrana před důkazem práce

Přestože tyto techniky nejsou zcela ověřené, lze při ztěžování útoků použít následující techniky. První technikou je přechod na delegovaný proof of stake (DPoS). Důvodem je to, že DPoS využívá při ověřování každého nového bloku různé delegáty, kteří se s časem mění. V blockchainu DPoS má 51 % útočníků pod kontrolou delegáty a hash rate. Díky tomu je náročnější zažít útok v jakékoli formě. Proto mohou lidé při minimalizaci rizika přejít z PoW na DPoS.

Dalším způsobem je použití modifikovaného exponenciálního subjektivního bodování (MESS) pro každý paralelní reorganizační řetězec přicházející do sítě. To znamená, že všechny uzly v síti, když uvidí potenciální příchozí reorganizaci, porovnají ji s aktuálním řetězcem z bodu rozdělení. Také svévolně požaduje větší množství práce pro budoucí reorganizační řetězec.

Gravitační množství je v prvních několika blocích reorgánů zanedbatelné. Zvyšuje se však při reorganizaci více bloků. Z tohoto důvodu může být pro útočníky nákladné reorganizovat mnoho bloků na rozdíl od levných bloků bez MESS. Proto lze při analýze reorganizace bloků při přidělování skóre využít metodu MESS. To má prokázat důvěryhodnost reorganizace.