En kortfattad beskrivning av 51%-attacken i kryptovaluta

Fredrick Awino

Blockchain-teknik

24.07.2022

108 Visningar

En 51 %-attack är en attack i en kryptovaluta som utförs av gruvarbetare som kontrollerar över 50 % av nätverket för hashfrekvens för gruvdrift. Som en näringsidkare som äger över 50 % av nätverkets noder har du makten att kontrollera blockkedjan. Attackerna sker på olika sätt och en av dem är att ägaren hindrar nya transaktioner från att bekräftas. Denna process ger människor möjlighet att stoppa betalningar mellan användarna.

Sättet som 51%-attacken äger rum på

Varje gång en transaktion äger rum i en blockkedja läggs den i en pool av obekräftade transaktioner. I gengäld får gruvarbetarna möjlighet att välja transaktioner från poolen för att bilda ett block av transaktioner. Kom ihåg att för att en transaktion ska kunna läggas till i en blockkedja är det viktigt att få rätt svar på ett pussel. De använder sig av beräkningskraft för att få fram rätt svar. Om en gruvarbetare har hög beräkningskraft finns det därför stora chanser att gruvarbetaren får rätt svar. Därefter får gruvarbetaren lägga till ett block i blockkedjan.

När en näringsidkare får ett korrekt svar sänds det till de andra gruvarbetarna. Dessutom kommer informationen endast att godkännas om alla genomförda transaktioner är giltiga. Deras giltighet baseras på den befintliga registreringen i blockkedjan. Tyvärr kommer korrupta gruvarbetare inte att sprida sina lösningar till de andra gruvarbetarna i nätverket.

På grund av ovanstående problem kommer två versioner av en blockkedja att bildas. En av dem kommer att vara den ursprungliga blockkedjan som legitima gruvarbetare följer. Den andra kommer dock att användas av en korrupt gruvarbetare som inte sänder ut pusselresultaten i det ursprungliga nätverket. Det är denna gruvarbetare som kommer att kunna se informationen.

Den korrupta gruvarbetaren kommer bara att fortsätta att spendera tid och fortsätta med sin egen blockkedjeversion. Du måste komma ihåg att denna version inte sänds till resten av nätverket. Detta innebär att den andra blockkedjan kommer att vara isolerad från nätverket. På så sätt kan den korrupta gruvarbetaren spendera sina bitcoins på den legitima blockkedjeversionen som andra gruvarbetare följer.

Att förstå 51%-attacken

En blockkedja är en distribuerad huvudbok som registrerar information och transaktioner om dem och sedan krypterar uppgifterna. Nätverket i blockkedjan når en majoritetsöverenskommelse om transaktioner i en valideringsprocess och de block där den lagrade informationen är förseglad. Blocken kopplas samman med hjälp av kryptografisk teknik. Detta gör det nästan omöjligt att ändra ett block efter bekräftelsen.

En 51-procentig attack mot blockkedjan sker när en grupp kontrollerar över 50 procent av hashingkraften. Gruppen inför sedan en förändrad blockkedja i nätverket vid vissa punkter. Det sker vid en punkt som nätverket accepterar eftersom det finns stora chanser att angriparna vinner de flesta av dem.

De personer som är ansvariga för 51%-attacken kan göra följande:

• Återvända transaktioner så att de kan spendera mynt dubbelt.
• Att utesluta att de nya transaktionerna registreras
• Förhindrar andra gruvarbetare i samma nätverk från att bryta tokens eller mynt i nätverket.
• Förhindra bekräftelse eller validering av transaktioner.
• Ändring av beställning av transaktioner

Brister i Nakamotos modell för demokratiskt styre

Den första blockkedjan som använde konsensus-systemet Proof of Work (PoW) är Bitcoin. Den används vid valideringen av transaktioner. I Satoshi Nakamotos whitepaper beskrev han att för att upprätthålla integritet och säkerhet i en blockkedja bör gruvarbetare eller ärliga noder tillsammans kontrollera mer CPU-kraft (Central Processing Unit) jämfört med andra samarbetande angriparnoder.

Den främsta anledningen till att Nakamoto utvecklade Bitcoin var att finansinstituten var motvilliga och frustrerade efter den stora finanskrisen. Bitcoin är för närvarande det mest populära kryptotypen. Företaget har ett börsvärde på cirka 190 miljarder dollar. Han gav också råd för att lösa problemet med dubbelutnyttjande. Han anser att det är ett inneboende problem i systemet med digitala valutor från peer-to-peer. Han utformade därför blockkedjemekanismen och använde PoW som konsensus-system.

Nakamotos motiv var att utveckla en digital valuta som inte kontrolleras av finansinstitut. För närvarande fungerar dessa institutioner som revisorer och väktare av fiatvalutor. Därför införde han blockkedjetekniken för att förhindra att ett fåtal individer kontrollerar valutan och tar makten. Detta var det enda demokratiska sättet att föra transaktionsregister.

Han antog att illvilliga användare inte kommer att få majoritetskontroll över hashfrekvensen. Namakoto trodde också att de flesta gruvarbetare kommer att vara ärliga. På så sätt blir blockkedjan och valutan immuna mot attacker. Tyvärr hade han fel trots allt. Attackerna på 51 procent plågar de små blockkedjorna och hotar till och med deras överlevnad.

Hur man förhindrar 51 %-attacken

Det är en organisation eller personer som har cirka 51 % av hashing-styrkan som kan genomföra denna attack. Det bästa sättet att förhindra detta är att inte låta en enda enhet få mer makt. Därför är det viktigt att förbättra miners decentralisering och en robust blockkedja.

Bitcoin-blockkedjan är mycket stabil. Det betyder att det krävs flera kontanter för att en enskild person eller en organisation ska kunna ta över 51 % av Bitcoin-gruvdriften. Det är mer meningsfullt att använda denna kraft ekonomiskt och till och med bryta Bitcoin på ett legitimt sätt. På grund av detta är risken för att drabbas av en BTC-attack med dubbla utgifter liten.

Förteckning över 51-procentiga attacker som har ägt rum i det förflutna

• Vertcoin registrerade cirka 4 attacker mot sitt nätverk under 2018. Motivet är dock oklart.
• Under 2018 led Bitcoin Gold en förlust på över 18 miljoner dollar på grund av en 51-procentig attack.
• En Verge 51% i april 2018 ledde till en förlust av 20 miljoner mynt.
• I maj 2018 skedde en attack mot Bitcoin Cash. Lyckligtvis skedde inga förluster.
• Angripare spenderade dubbelt cirka 1,1 miljoner dollar av Ethereum Classic i en ETC 51%-attack i januari 2019. Även om kryptot förlorade sin trovärdighet under denna tid lyckades det återhämta sig.
• Dubbla utgifterna på över 70 000 dollar för Bitcoin Gold år 2020

Skydd mot bevis på arbete

Även om teknikerna inte är helt bevisade kan följande tekniker användas för att försvåra angreppen. Den första tekniken är att övergå till Delegated Proof of Stake (DPoS). Anledningen är att DPoS använder olika delegater som ändras med tiden för att validera varje nytt block. I DPoS-blockkedjan måste 51 % av angriparna kontrollera delegater och hashfrekvens. Detta gör det svårare att drabbas av någon form av attack. För att minimera riskerna kan människor därför flytta från PoW till DPoS för att minimera riskerna.

Ett annat sätt är att använda Modified Exponential Subjective Scoring (MESS) för varje parallell omorganisationskedja som kommer in i nätverket. Det innebär att alla noder i nätverket, när de ser en potentiell inkommande omorganisation, kommer att jämföra den med den nuvarande kedjan från en delningspunkt. Dessutom kräver han godtyckligt en större mängd arbete för den framtida omorganisationskedjan.

Gravitationsmängden är försumbar i de första reorgsblocken. Den ökar dock när fler block omorganiseras. På grund av detta kan det vara dyrt för angriparna att omorganisera många block jämfört med billiga block utan MESS. Därför kan MESS användas för att analysera omorganiseringarna av blocken och för att tilldela poäng. Detta för att visa att rekonstruktionen är pålitlig.