Vorwort

Die Blockchain ist anfällig für verschiedene Risiken. Dennoch sind einige Blockchain-Netzwerke aufgrund ihrer inhärenten Mechanismen risikoresistenter als andere. Ein 51%-Angriff ist eine ständige Bedrohung für Proof-of-Work-basierte Protokolle wie Bitcoin oder Ethereum. Dieser Artikel erläutert die technischen Einzelheiten und Auswirkungen eines 51%-Angriffs auf eine Blockchain. Wir werden auch die Möglichkeit von 51%-Angriffen auf große Blockchains bewerten.

Blockchain und Proof-of-Work

Um das Konzept des 51-%-Angriffs zu verstehen, müssen wir die Schlüsselbegriffe Dezentralisierung und Proof-of-Work verstehen. Dezentralisierung bedeutet, dass die Kontrolle über eine Blockchain in den Händen eines systematischen digitalen Netzwerks liegt, nicht einer einzelnen Person oder wenigen ausgewählten Personen. Damit eine Änderung oder Transaktion zustande kommt, sollte die Mehrheit der Beteiligten zustimmen.

Quelle: Rainbh

Ein Mechanismus, um diese Vereinbarung zu erreichen, wird Proof-of-Work genannt. Proof-of-Work (PoW) ist in erster Linie eine Methode zur Authentifizierung oder Verifizierung von Transaktionen auf einer Blockchain, indem komplexe mathematische Probleme gelöst werden, um zu verhindern, dass jemand das System betrügt. Der erste Netzwerkteilnehmer, der dieses mathematische Rätsel mit Rechenleistung löst, wird die Aufgabe haben, eine bestimmte Transaktion zu verifizieren. Alle Teilnehmer des Netzwerks sollten jedoch beweisen, dass die Lösung richtig ist.

51 % Angriff erklärt

51-%-Angriff bezieht sich auf eine Situation, in der ein einzelner Netzwerkteilnehmer oder eine Gruppe von Teilnehmern mehr als 50 % der Rechenleistung des Netzwerks kontrolliert. Dadurch können die Teilnehmer, auch Miner genannt, die Kryptowährung doppelt ausgeben. Normalerweise mieten die beteiligten Miner Hash-Power von einem Dritten. Doppelausgaben treten auf, wenn eine digitale Währung wie eine Kryptowährung zweimal ausgegeben wird. Wie Sie vermuten können, führt dies zu einem Verlust für die Blockchain.

Die möglichen Auswirkungen eines 51%-Angriffs

Abgesehen von der doppelten Ausgabe der Münzen können die Angreifer andere nachteilige Aktivitäten ausführen. Sie können die Bestätigung einiger Transaktionen verhindern und damit die damit verbundenen Zahlungen stoppen. Sie können auch einige Transaktionen rückgängig machen, die stattgefunden haben, als sie bereits für das Netzwerk verantwortlich waren. Darüber hinaus können sie auch andere Teilnehmer vom Mining abhalten, was zu dem führt, was wir ein Mining-Monopol nennen. Es ist ihnen jedoch nicht möglich, die Transaktionen rückgängig zu machen, die stattgefunden haben, bevor sie die Kontrolle über das Netzwerk hatten.

Quelle: BlockLr

Der 51%-Angriff kann auch das Netzwerk stören, da er die Bestätigung von Transaktionen oder den Prozess der Anordnung von Blöcken in chronologischer Reihenfolge verzögern kann. Die Angreifer wiederum sind diejenigen, die Transaktionen schneller abwickeln können als die anderen Teilnehmer.
Durch die 51%-Attacke verlieren die Miner und Nutzer das Vertrauen in die Blockchain. Diese Personen werden die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Vertrauenswürdigkeit der betreffenden Blockchain in Frage stellen. Dies kann auch zu einer Wertminderung seines Coins oder Tokens führen.

Beispiele für 51 %-Angriffe

Ein beliebter Fall des 51%-Angriffs ist der von Bitcoin Gold, der am 18. Mai 2018 stattfand. In diesem Fall kontrollierte der Angreifer mehr als 50 % der Hash-Power der Blockchain. Infolgedessen gelang es diesen böswilligen Akteuren, die Münzen mehrere Tage lang doppelt auszugeben. Insgesamt stahlen sie Bitcoin Gold im Wert von 18 Millionen Dollar.
Ethereum Classic ist ein weiteres Beispiel für ein Kryptoprojekt, das im Jahr 2020 dreimal 51 % Angriffe erlitten hat. Wie die Beispiele zeigen, sind 51%-Angriffe der größte Nachteil des Proof-of-Work-Konsensmechanismus.

Die Möglichkeit eines 51%-Angriffs ist für große Netzwerke begrenzt

Große Blockchain-Netzwerke sind zu 51 % weniger anfällig für Angriffe als kleinere Blockchains. Denn wenn ein Blockchain-Netzwerk über ein bestimmtes Niveau hinauswächst, wird es für eine Einzelperson oder eine Gruppe von Minern sehr schwierig, die Kontrolle über mehr als 50 % seiner Hash-Power zu erlangen. Tatsächlich ist es für eine Gruppe von Bergleuten sehr teuer, sich viel Rechenleistung zu leihen, die für die Ausführung eines 51-%-Angriffs erforderlich ist.
Noch wichtiger ist, dass selbst wenn einige Angreifer die Kontrolle über über 50 % der Hash-Power eines großen Netzwerks erlangen, es oft genug Sicherheit hat, um solche Angriffe zu stoppen. Dies liegt daran, dass es sehr schwierig ist, bestätigte Blöcke zu ändern, da sie alle durch kryptografische Beweise verbunden sind. Aus diesem Grund haben Ethereum und Bitcoin, die beiden größten Blockchains, im Laufe der Jahre keine 51-%-Angriffe erlebt.

Mittel zur Verhinderung von 51% Angriffen

Sicherlich gibt es Möglichkeiten, wie Blockchains 51 % Angriffe verhindern können.

Verwendung von Proof of Stake (PoS): Der Proof-of-Stake-Konsensmechanismus verringert die Wahrscheinlichkeit eines Angriffs um 51 %. Der Hauptgrund ist, dass die einflussreichsten Benutzer diejenigen sind, die die meisten PoS-Belohnungen erhalten. Daher ist es höchst unwahrscheinlich, dass sie einen 51%-Angriff durchführen.

Quelle: One37pm

Eine starke Community: Beim Proof-of-Stake stimmt die Community für die Validatoren, die die Transaktionen verifizieren. Als solches kann die Community die Validierer abwählen, die sich verschwören, um das gesamte Netzwerk zu kontrollieren. Somit verhindert diese Methode 51% Angriffe sowie doppelte Ausgaben. Dies ist beispielsweise die Methode, mit der EOS jede Form der Manipulation der Blockchain kontrolliert.

Fazit

Zusammenfassend ist 51% Angriff eines der Risiken, denen Blockchains und Benutzer ausgesetzt sind. Normalerweise nehmen die Angreifer die Coins aus der Blockchain. Es gibt mehrere kleine Blockchains wie Bitcoin Gold, die zu 51 % angegriffen wurden. Derzeit ist es den Angreifern nicht gelungen, große Blockchains wie Ethereum und Bitcoin anzugreifen. Für die Blockchains, die zu 51 % anfällig für Angriffe sind, besteht eine Lösung darin, Proof-of-Stake anstelle von Proof-of-Work zu verwenden. Zudem sollen die Blockchain-Netzwerke ihre Dezentralisierung stärken.