Атака 51%

Intro

Все мы прекрасно знаем, что блокчейн - это очень безопасная технология. Транзакции в нем невозможно подделать, все прозрачно, децентрализовано, а копия блокчейна распределена между его участниками.

Но так ли все идеально на самом деле? К сожалению, нет. В блокчейне на базе Proof-of-Work есть одна очень интересная уязвимость, которая позволяет свести на нет все вышеперечисленные плюсы Блокчейна и поставить сеть в очень неловкое положение.

Эта уязвимость называется "Атака 51%" и в данном посте мы разберемся, что она из себя представляет, а также возможно ли увидеть ее на блокчейне Биткоина в обозримом будущем и что может произойти, если такое случится. Приступаем!

Механизм

Если в двух словах, то атака 51% - это уязвимость блокчейна на POW, которая позволяет ограниченному кругу лиц полностью захватить контроль над сетью.

Как мы помним из поста об устройстве блокчейна, работоспособность сети обеспечивается майнерами, которые подтверждают транзакции и поддерживают создание новых блоков.

Для этого они производят сложные математические вычисления с помощью специального технического оборудования, которое заточено конкретно под майнинг.

Это оборудование весьма дорогое и потребляет кучу электроэнергии. И если сложить его вместе, то есть собрать все Asic-и и суммировать их вычислительную способность, то получится число, которое называется хэшрейт сети. То есть общая вычислительная мощность блокчейна.

Так вот, если у каких-то злоумышленников получится захватить чуть больше половины всех этих мощностей, либо 51%, то в теории они получат контроль над блокчейном, что позволит им сделать очень много неприятных вещей.

Что можно сделать с помощью атаки?

Очень много всего! Имея в распоряжении 51% мощности, атакующие:

• Не дают остальным майнерам находить блоки (selfish mining). Майнеры не отправляют блок в сеть каждый раз после генерации, а продолжают майнить новые блоки поверх любых самостоятельно найденных блоков. Пока конкуренты майнят поверх более старых блоков, эгоистичный майнер получает преимущество.
• Проводят двойную трату монет, чтобы воровать у поставщиков услуг, бирж или обменников (double spend). Это пожалуй самый важный пункт. Суть заключается в том, что хакеры расходуют одно и то же количество валюты дважды, создавая монеты-подделки. Злоумышленники могут выводить криптовалюту или обменивать ее, а потом отменять транзакцию и тратить уже копию монеты.
• Форкают основной блокчейн, разделяя сеть на две конкурирующие цепочки;
• Не дают транзакциям или блокам подтверждаться;
• Во время атаки собирают все награды за блок и комиссии с транзакций.

Короче, могут довести сеть до такой кондиции, что она просто станет абсолютно ненадежной. Да, злоумышленники провернувшие атаку 51% могут многое, но далеко не все.

К примеру:

• Они не смогут своровать у вас ваши монетки без приватного ключа
• Самостоятельно увеличить размер блока, либо просто печатать монеты
• Препятствовать прохождению и видимости новых транзакций

Таким образом, худо бедно, но сеть продолжит работать, плюс, остальные участники блокчейна в случае атаки могут быстро самоорганизоваться и починить сеть, если будет моментальный консенсус.

Сделать это будет сложнее, если злоумышленники заполучат куда больше 51% мощностей. Тогда они смогут удалять историю транзакций и манипулировать сложностью майнинга.

Сколько стоит?

Вариантов провернуть атаку 51% всего два.

• Первый - это объединить текущие мощности крупнейших майнинг пулов, чтобы получить заветный 51%. Такое кстати уже было и в 2014 один крупнейший майнинг пул уже контролировал примерно 55% всего хешрейта.
• Второй вариант - создать огромную майнинг ферму, которая будет чуть больше всех существующих майнинг ферм на данный момент. Давайте прикинем цифры.

Текущий хэшрейт Биткоина 270.81 миллионов TH/s. Самый производительный Asic - Antminer S19 Pro выдает максимум 110 THS. Его стоимость $2,800. Вот и считаем.

Всего нам нужно каких то 2.5 миллиона таких Asic-ов, чтобы с 0 достичь аналогичного хешрейта. А это на минуточку $756 млрд на одно только оборудование.

Не говоря уже о плате за электроэнергию. При цене за электричество $0.1/kilowatt, каждый ASIC будет потреблять около $8 в день. Можете сами прикинуть издержки.

Короче, экономически такая идея весьма сомнительна, так что единственным адекватным вариантом остается сговор уже существующих крупных пулов майнинга. Впрочем, какова их финансовая выгода, если они решат такое устроить также большой вопрос.

Что произойдет с Блокчейном после атаки?

Очевидно, что после успешной атаки 51% блокчейн станет очень ненадежным, что в первую очередь повлияет на стоимость криптовалюты. Если вы думаете, что атака 51% - это что-то эфимерное и маловероятное, то вы ошибаетесь.

Да, на биткоине она нерентабельна из-за размеров сети и сложности атаки, но на каких нибудь слабеньких альтах вполне себе.

К примеру, в свое время подобная атака совершалась на Ethereum Classic. Причем несколько раз. Последняя была в августе 2020 и сами можете посмотреть, что стало с графиком данной монеты.

Из этого делаем вывод, что проблема хоть и серьезная, но не смертельная. Плюс, взломщики прекрасно понимают, что если они начнут вовсю терроризировать блокчейн, то цена криптовалюты просто сольется в 0. Тогда в чем их заработок?

Summary

Окей, возможна ли в теории такая атака на Биткоине? Поскольку он работает на POW, то абсолютно возможна. Для этого необходим организованный сговор всех крупнейших майнинг пулов и в тогда они смогут провернуть подобную атаку.

Но произойдет ли такое в реальности? Мое мнение - нет. И причина весьма очевидна. Это никому не выгодно. В теории можно положить абсолютно любую сеть. Все что создано человеком может быть им и обречено.

Но ради чего. Какова выгода? Получить моральное удовольствие от страданий миллионов обнищавших людей? Весьма сомнительно, так как в числе обнищавших окажешься и ты сам.

Атака 51% в перспективе может обвалить цену Биткоина до 0, так как блокчейн утратит работоспособность. В таком случае первая криптовалюта может действительно соскамиться.

Но что получат те майнеры, которые решились на такую атаку? А ничего, обесценивание львиной доли капитала, а также миллионы Asic-ов, которые нужно куда-то продать.

Вероятность того, что подобную атаку решат устроить институционалы присутствует и возможно они даже возьмут на себя обязательства покрыть все издержки майнеров. Но, опять же, зачем?

Это слишком дорого и вы конечно можете уничтожить Биткоин, но что с того, если его место займет другая криптовалюта? Да, индустрия безусловно пострадает, но не исчезнет.

Энтузиасты по-любому найдут способ устранить уязвимость 51%, а что делать потом? Короче, риски есть, но беспокоиться об этом сейчас нет никакого смысла. Возможно атака 51% действительно станет причиной краха BTC, но пока что это никому не выгодно.