Jak powstaje nowy blok na blockchainie? 

Aby zrozumieć, na czym polega atak 51%, konieczne jest dokładne zapoznanie się z procesem wydobywania kryptowalut oraz działaniem komputerów (węzłów) podłączonych do sieci konkretnej kryptowaluty, które przechowują całą historię transakcji. Technologia blockchain charakteryzuje się decentralizacją, co oznacza, że uczestnicy sieci muszą uzgadniać transakcje w jej obrębie. Węzły tej sieci regularnie osiągają konsensus w procesie wydobywania, weryfikacji i prawidłowego przeprowadzania transakcji.

Algorytm Proof-of-Work, będący podstawą niektórych kryptowalut, pozwala górnikom na weryfikację nowego bloku tylko wtedy, gdy większość węzłów sieci jednogłośnie uzna dostarczony przez górnika hash bloku za prawidłowy. Miner, który rozwiąże matematyczną zagadkę (hash), informuje innych uczestników sieci o wykonanej pracy. Jak już wiemy z wcześniejszych lekcji, proces wydobywania kryptowalut wymaga ogromnych ilości energii elektrycznej oraz mocy obliczeniowej. Skuteczność każdego górnika, rozproszonego po całym świecie, opiera się na tych dwóch kluczowych elementach.

W sieci blockchain, moc obliczeniową określa się mianem hash power lub hash rate. W skrócie, hash power to suma mocy obliczeniowej generowanej i udostępnianej przez różne węzły w sieci. Oznacza to, że nie jest ona skoncentrowana w rękach jednej osoby, co sprawia, że cała sieć pozostaje zdecentralizowana. Podczas weryfikacji transakcji, informacje są umieszczane w blokach, które następnie są dołączane do najdłuższego łańcucha. Ten łańcuch, zawierający najwięcej zapisanych transakcji, jest uznawany za najbardziej wiarygodny, gdyż posiada największą moc obliczeniową.

Co jednak się stanie, gdyby jeden użytkownik zgromadził więcej niż 50% mocy obliczeniowej całej sieci? W takim scenariuszu może dojść do ataku 51%, znanego również jako atak większościowy.

Atak 51% – jak działa ?

Atak 51% to forma ataku na sieć blockchain, w której pojedynczy użytkownik uzyskuje kontrolę nad większością mocy obliczeniowej całej sieci. W takiej sytuacji użytkownik ten może przejąć kontrolę nad siecią i dostosować jej działanie do własnych potrzeb. Może manipulować przesyłaniem kryptowalut w głównym łańcuchu, jednocześnie kierując je na inny, zforkowany adres w łańcuchu bloków, który potajemnie kopiował dzięki swojej dominującej mocy obliczeniowej. Transakcja w głównym łańcuchu zostanie zatwierdzona przez innych górników, ponieważ jest to najdłuższy łańcuch. Jednocześnie transakcja na skopiowanym łańcuchu również uzyskuje akceptację.

W przypadku ataku 51%, oficjalny łańcuch może przestać być najdłuższym, a jego miejsce zajmie nasz drugi, nie do końca legalny łańcuch. Dzieje się tak, ponieważ kontrolujemy ponad 50% mocy obliczeniowej sieci. W rezultacie oficjalna transakcja znika, a akceptowana jest transakcja z naszego skopiowanego łańcucha. To zjawisko w świecie kryptowalut jest znane jako podwójne wydawanie.

Co ciekawe, w takiej sytuacji atakujący mógłby doprowadzić do monopolu górniczego, co uniemożliwiłoby większości innych górników kontynuowanie wydobycia. Warto zauważyć, że osoba przeprowadzająca atak 51% nie ma możliwości cofnięcia transakcji innych uczestników sieci ani zablokowania im dostępu do sieci.

Co zatem może osiągnąć atakujący poza przejęciem kontroli nad najdłuższym łańcuchem bloków? Potencjalnie mógłby stworzyć nową kryptowalutę z niczego, zmienić wysokość nagrody za hashowanie, a nawet dokonać kradzieży środków. Chociaż te scenariusze są mało prawdopodobne, zawsze istnieje ryzyko ich wystąpienia.

Prawdopodobieństwo wystąpienia ataku 51% 

W świecie kryptowalut wydaje się, że nie ma rzeczy niemożliwych, ale atak 51% to zadanie wyjątkowo trudne do zrealizowania. Warto zauważyć, że blockchain opiera się na zdecentralizowanej strukturze, w której rozproszone węzły zapewniają spójność sieci, a użytkownicy współpracują, aby osiągnąć konsensus. To właśnie współpraca i decentralizacja sprawiają, że sieć jest wyjątkowo bezpieczna. Im większy blockchain, tym bardziej skuteczne są zabezpieczenia przed atakami i problemami z płynnością.

Przykładem jest Bitcoin. Przeprowadzenie skutecznego ataku na tę flagową kryptowalutę jest mało prawdopodobne. Węzły w sieci skutecznie ją chronią, jednocześnie rywalizując o nagrody. W dużych, stale rozwijających się sieciach, wprowadzanie zmian w już zatwierdzonych blokach staje się niezwykle trudne, głównie dzięki mocnym zabezpieczeniom kryptograficznym. Jak wiadomo, im więcej potwierdzeń otrzymuje dany blok, tym większe są koszty wszelkich prób manipulacji. Niestety, atak 51% staje się bardziej realny w przypadku altcoinów o niskiej mocy obliczeniowej, takich jak ZenCash czy Monacoin.

NiceHash 

Ethereum Classic – atak 51%

Jak już wcześniej wspomniano, nie każda kryptowaluta jest podatna na wynajęcie wystarczającej mocy obliczeniowej do przeprowadzenia ataku. Niestety, Ethereum Classic nie zdołało uniknąć takiego zagrożenia i padło ofiarą ataku 51%. Do incydentu doszło 1 sierpnia 2021 roku, kiedy sieć Ethereum Classic dysponowała zaledwie 10 TH/s mocy obliczeniowej. Dla porównania, Ethereum osiąga moc na poziomie 108 TH/s, a Bitcoin Cash aż 1 500 000 TH/s. Atak, który miał wtedy miejsce, doprowadził do reorganizacji ponad 7000 bloków, co odpowiadało dwóm dniom wydobywania.

Podsumowanie

Kryptowaluty oferują bezpieczne bazy danych, a ich rozwój, wraz ze wzrostem liczby górników i komputerów, prowadzi do zwiększenia mocy obliczeniowej sieci blockchain. To sprawia, że kryptowaluty stają się coraz trudniejsze do przejęcia i bardziej odporne na ataki. Próby ataku wymagają ogromnych nakładów finansowych, których koszty zazwyczaj przewyższają ewentualne zyski. Dodatkowo, przeprowadzenie ataku 51% jest wyjątkowo skomplikowane. W miarę jak rośnie wartość danej kryptowaluty, przybywa również uczestników chętnych do jej wydobywania. Prowadzi to do zwiększenia liczby koparek i dalszego wzrostu mocy obliczeniowej, co stanowi dodatkową barierę dla potencjalnych atakujących. Im bardziej popularny i ceniony jest dany blockchain lub kryptowaluta, tym lepiej zabezpieczony jest przed tego typu zagrożeniami.