Kort om 51% angreb i kryptovaluta

Fredrick Awino

Blockchain teknologi

24.07.2022

156 Views

Et 51 %-angreb henviser til et angreb i blockchainen for en kryptovaluta af minearbejdere, der kontrollerer over 50 % af netværket med hashhastighedsfrekvens for minedrift. Som en erhvervsdrivende, der ejer over 50 % af netværkets knudepunkter, har du mulighed for at kontrollere blockchainen. Angrebene sker på forskellige måder, og en af dem er, at en ejer forhindrer nye transaktioner i at blive bekræftet. Denne proces giver folk mulighed for at standse betalinger blandt brugerne.

Måden, hvorpå 51 % af angrebene finder sted

Hver gang en transaktion finder sted i en blockchain, bliver den lagt i en pulje af ubekræftede transaktioner. Til gengæld får minearbejderne mulighed for at udvælge transaktioner fra puljen og danne en blok af transaktioner. Husk, at det er vigtigt at få det rigtige svar på en gåde, for at en transaktion kan blive tilføjet til en blockchain. De bruger beregningskraft til at finde det rigtige svar. Hvis en minearbejder har en høj regnekraft, er der derfor store chancer for, at minearbejderen får det rigtige svar. Herefter får minearbejderen lov til at tilføje en blok til blockchainen.

Når en erhvervsdrivende får et korrekt svar, sendes det til de andre minearbejdere. Desuden vil oplysningerne kun blive accepteret, hvis alle de gennemførte transaktioner er gyldige. Deres gyldighed er baseret på den eksisterende registrering i blockchainen. Desværre vil korrupte minearbejdere ikke udsende deres løsninger til de andre minearbejdere i netværket.

På grund af ovenstående problem vil der blive dannet to versioner af en blockchain. En af dem vil være den oprindelige blockchain, som legitime minearbejdere følger. Det andet vil imidlertid blive brugt af en korrupt minearbejder, som ikke sender resultaterne af puslespillet til det oprindelige netværk. Det er denne minearbejder, der vil kunne se oplysningerne.

Den korrupte minearbejder vil bare fortsætte med at bruge tid og fortsætte med sin egen blockchain-version. Du skal huske, at denne version ikke udsendes til resten af netværket. Det betyder, at den anden blockchain vil være isoleret fra netværket. Den korrupte minearbejder kan således bruge sine bitcoins på den legitime blockchain-version, som andre minearbejdere følger.

Forståelse af 51 %-angrebet

En blockchain henviser til en distribueret hovedbog, der registrerer oplysninger og transaktioner om dem og derefter krypterer dataene. Netværket i blockchainen opnår konsensus om transaktionerne i en valideringsproces og de blokke, hvori de lagrede oplysninger er forseglet. Blokkene er forbundet ved hjælp af kryptografiske teknikker. Problemet gør det næsten umuligt at ændre en blok efter bekræftelsen.

51%-angrebet på blockchainen finder sted, når en gruppe kontrollerer over 50% af hashing-styrken. Gruppen indfører derefter en ændret blockchain i netværket på nogle punkter. Det sker på et tidspunkt, som netværket accepterer, da der er stor sandsynlighed for, at angriberne vil vinde de fleste af dem.

De personer, der er ansvarlige for 51%-angrebet, kan gøre følgende:

• Omvendelse af transaktioner, så de kan bruge mønter dobbelt
• Udelukkelse af de nye transaktioner fra at blive registreret
• Forhindrer de andre minearbejdere, der er i det samme netværk, i at udvinde tokens eller mønter i netværket
• Forhindring af bekræftelse eller validering af transaktioner
• Ændring af bestilling af transaktioner

Fejl i Nakamotos demokratiske styringsmodel

Bitcoin er den første blockchain, der anvender konsensus-systemet Proof of Work (PoW). Den anvendes til validering af transaktioner. I Satoshi Nakamotos whitepaper beskrev han, at for at opretholde integriteten og sikkerheden i en blockchain bør minearbejdere eller ærlige knudepunkter kollektivt kontrollere mere CPU-kraft (Central Processing Unit) sammenlignet med andre samarbejdende angriberknudepunkter i en gruppe.

Hovedårsagen til, at Nakamoto udviklede Bitcoin, var på grund af de finansielle institutioners modvilje og frustration efter den store finanskrise. I øjeblikket er Bitcoin den mest populære krypto. Virksomheden har en markedsværdi på omkring 190 milliarder dollars. Han gav også et råd om at løse problemet med dobbeltforbrug. Han mener, at det er et iboende problem i peer-to-peer-systemet for digital valuta. Derfor udviklede han blockchain-mekanismen og brugte PoW som et konsensus-system.

Nakamotos motiv var at udvikle en digital valuta, som ikke kontrolleres af finansielle institutioner. I øjeblikket fungerer disse institutioner som revisorer og gatekeeper for fiatvalutaer. Derfor indførte han blockchain-teknologien for at forhindre, at nogle få personer kontrollerer valutaen og overtager magten. Det var den eneste demokratiske måde at føre transaktionsregistre på.

Ud fra hans idé antog han, at ondsindede brugere ikke vil få majoritetskontrol over hashraten. Namakoto mente også, at de fleste minearbejdere vil være ærlige. På denne måde vil blockchainen og valutaen være immune over for angreb. Desværre tog han alligevel fejl. 51%-angrebene plager de små blockchains og truer endda deres overlevelse.

Sådan undgår du 51%-angrebet

En organisation eller de personer, der har ca. 51% hashing-magt, er dem, der kan udføre dette angreb. Den bedste måde at forhindre det på er ikke at tillade, at en enkelt enhed får mere magt. Derfor er det vigtigt at forbedre minernes decentralisering samt en robust blockchain.

Bitcoin ‘s blockchain er meget fast. Det betyder, at det tager flere kontanter for en enkeltperson eller en organisation at overhale 51 % af Bitcoin-minedriftsstyrken. Det giver mere mening at bruge denne kraft økonomisk og endda at udvinde Bitcoin på lovlig vis. På grund af dette er der kun få chancer for at opleve et angreb med dobbelte BTC-udgifter.

Listen over 51% angreb, der har fundet sted i fortiden

• Vertcoin registrerede omkring 4 angreb på sit netværk i 2018. Motivet er dog uklart.
• I 2018 led Bitcoin Gold et tab på over 18 millioner dollars på grund af et angreb på 51 %.
• En Verge 51% i april 2018 førte til tab af 20 millioner mønter
• I maj 2018 var der et angreb på Bitcoin Cash. Heldigvis var der ingen tab.
• Angribere dobbelt brugt ca. $ 1.1 million af Ethereum Classic i et ETC 51% angreb i januar 2019. Selv om kryptoen mistede sin troværdighed i den periode, lykkedes det den at komme sig igen.
• Dobbelt forbrug på over $ 70.000 på Bitcoin Gold i 2020

Beskyttelse mod beviser for arbejde

Selv om teknikkerne ikke er helt gennemprøvede, kan følgende teknikker bruges til at gøre angrebene vanskelige. Den første teknik er at migrere til delegerede beviser for indsatser (Delegated Proof of Stake (DPoS)). Årsagen er, at DPoS anvender forskellige delegater, som ændrer sig med tiden, når de validerer hver ny blok. I DPoS blockchain skal 51 % af angriberne kontrollere delegerede og hash-rate. Det gør det mere udfordrende at opleve et angreb af nogen form. For at minimere risikoen kan folk derfor skifte fra PoW til DPoS for at minimere risikoen.

En anden måde er ved at bruge Modified Exponential Subjective Scoring (MESS) for hver parallel reorg-kæde, der kommer ind i netværket. Det betyder, at alle knuder i netværket, når de ser en potentiel indkommende reorg, sammenligner den med den aktuelle kæde fra et splitpunkt. Desuden kræver han vilkårligt mere arbejde til den fremtidige reorganiseringskæde.

Tyngdekraften er ubetydelig i de første par reorgsblokke. Den stiger dog, når der sker en omorganisering af flere blokke. Derfor kan det være dyrt for angriberne at reorganisere mange blokke i modsætning til billige blokke uden MESS. Derfor kan MESS anvendes til at analysere blokreorganiseringerne ved tildeling af en score. Dette er for at vise reorganiseringens troværdighed.