ブロックチェーン51%攻撃とは何ですか?

2022-06-20, 03:08

TL: DR

- 基本的に、「51%攻撃」は、単一のマイナーまたはマイニンググループがプルーフオブワークブロックチェーン上のコインのほとんどを制御するときに発生します。

- 51%の攻撃は、おそらくブロックチェーン全般に対する最大の脅威です。

- 51%攻撃は、1つのマイナーまたはマイニンググループがブロックチェーンネットワークの51%以上を制御するのに十分なハッシュパワーを獲得または購入したときに発生し、関連する暗号通貨の二重支出につながります。

- ビットコインに対する51%の攻撃は成功していませんが、ハッシュパワーが少なく、ネットワークセキュリティが不十分な他のaltcoinネットワークでは可能です。

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スイスボルグ

ブロックチェーンは、データを記録および保存する元帳システムです。ブロックチェーンは、本質的に常に更新され、レビューされたトランザクションのリストです。ブロックチェーンの主な特徴は、ノードの分散ネットワーク(暗号通貨の分散化とセキュリティを確保するために不可欠なコンポーネント)で構成されていることです。

分散型ブロックチェーンネットワークは、誰もそれを制御する人やグループがいないネットワークです。ブロックチェーンは、すべての参加者が現在の状態に同意する必要があるため、分散化する必要があります。ブロックの状態の有効性は、分散した参加者のネットワーク全体に同意を求めることによって保証できます。

映画のおすすめを求めると考えることができます。誰かが特定の映画が良いかどうかにイエスと言うことができますが、映画はまだひどいかもしれません。映画について1,000人に尋ねて、全員が「はい」と答えた場合、満場一致で検証されたため、映画が良い可能性が高まります。ビットコインなどのプルーフオブワークブロックチェーンは、コンセンサスを使用して、すべてのネットワークノードがブロックの有効性に同意する場合にのみ、マイナーが新しいトランザクションブロックを検証できるようにします。ブロックチェーンのコンセンサスアルゴリズムは、うるさい映画批評家のようなもので、映画が良いというコンセンサスがある場合にのみ映画を見ます。しかし、コンセンサスアルゴリズムは、人数に関係なく、「すべての人」にしか尋ねません。大多数が映画が良かったことに同意する場合、アルゴリズムは同意します。

マイニング中に何が起こるか

前述のように、PoWブロックチェーンの「全員」は、すべてのマイニングノード、つまり「マイナー」を指します。マイナーは、マシンを使用してターゲットハッシュ(マイナーが打ち負かさなければならないコード)と同じ数のゼロを持つハッシュを作成することによって、別のマイナーと競合します。無料の暗号と取引手数料と引き換えに、コンテストの勝者は、新しいブロックに取引データを入力するためにターゲットハッシュにいなければなりません。

マイニングマシンは、ハッシュレートが高い(1秒あたりより多くのハッシュを処理できる)場合、ターゲットハッシュを破る可能性が高くなります。これは、ターゲットハッシュよりも多くのハッシュを毎秒生成するためです。このシステムは、10,000枚のチケットを持っている人は、5枚のチケットしか持っていない人よりも勝つ可能性が高いという点で宝くじに似ています。

しかし、悪意のあるエージェントがハッシュレートの過半数の制御に成功した場合はどうなりますか?

51%の攻撃では、一方の当事者がハッシュレートの大部分を制御し、ブロックチェーンネットワークを混乱させる可能性があります。このような事態が発生した場合、攻撃者は意図的にトランザクションを変更または除外するのに十分なマイニング能力を持っています。さらに、支配下にある間に行われた取引の逆転は、二重支出につながる可能性があります。

過半数攻撃に成功した攻撃者は、一部またはすべてのトランザクション(トランザクションサービス拒否)が確認されるのを妨げたり、その他一部またはすべてのマイナーのマイニングを妨げたりして、マイニング独占につながる可能性があります。

ただし、攻撃者は別のユーザーからのトランザクションをリバースすることも、多数派攻撃によってトランザクションがネットワークにブロードキャストされるのを防ぐこともできません。ブロックの報酬は将来変更することもできます。さらに、コインは薄い空気から作成されたり、そもそも攻撃者のものではない盗まれたりする可能性があります。

イミュネバイト

51%攻撃の可能性は何ですか?

ノードの分散ネットワークはブロックチェーンを維持するため、コンセンサスに達するにはすべての参加者の協力が必要です。その結果、それらはしばしば非常に安全であると考えられています。その結果、大規模なネットワークでは、データが攻撃や破損から保護される可能性が高くなります。

マイナーのハッシュレートが高いほど、次のブロックに対する有効な解決策を見つける可能性が高くなります。その理由は、マイニングには大量のハッシュが必要であり、コンピューティング能力が高いほど、1秒あたりの試行回数が増えるからです。何人かの初期のマイナーは、ビットコインネットワークの成長とセキュリティに貢献しました。ビットコインの価値が高まるにつれて、多数の新しいマイナーがシステムに入り、ブロック報酬(現在はブロックあたり6.25 BTC)を請求しようとしました。ビットコインのセキュリティは、主にこの競争によるものです。未成年者は、正直に行動し、ブロック報酬を受け取るために努力することなく、大量のリソースを投資する動機がありません。

これにより、ネットワークのサイズのために 51% の攻撃がビットコイン攻撃する可能性は低くなります。さらに、単一の個人またはグループが他のすべての参加者を圧倒するのに十分なコンピューティングパワーを獲得するリスクは、ブロックチェーンが大きなサイズに達すると急速に低下します。

チェーンが成長するにつれて、以前に確認されたブロックはすべて暗号証明によってリンクされているため、変更することはますます困難になります。ブロックの確認数が多いほど、そのブロック内のトランザクションを変更または元に戻すコストが高くなります。したがって、攻撃が成功しても、最近完了したいくつかのブロックのトランザクションに短期間しか影響しない可能性があります。

悪意のあるエンティティが利益によって動機付けられず、いかなる犠牲を払ってもビットコインネットワークを破壊しようとするシナリオを想像してみましょう。攻撃者がネットワークを中断するかどうかにかかわらず、ビットコインのソフトウェアとプロトコルは数秒以内に変更され、適応されます。緊急事態が発生した場合、ネットワーク上の他のノードはおそらくコンセンサスに達し、これらの変更に非常に迅速に同意します。ビットコインは最も安全で信頼性の高い暗号通貨の1つであり、攻撃に対して非常に弾力性があると考えられています。

攻撃者がビットコインネットワークの他の部分よりも多くのコンピューティングパワーを取得することは困難ですが、小規模な暗号通貨ではそれほど難しくありません。アルトコインのブロックチェーンを保護する計算能力の量は、ビットコインと比較して比較的低いです。しきい値が十分に低い場合、51% の攻撃が可能です。モナコイン、ビットコインゴールド、ZenCashは、多数派の攻撃にさらされている暗号通貨のいくつかの例です。

51% の攻撃の例

これだけのハッシュパワーを獲得するのは法外な費用がかかるため、ビットコインやイーサリアムなどの主要な暗号通貨は51%の攻撃を受ける可能性は低いです。そのため、51%の攻撃は、マイニングノードが少ない小規模な暗号通貨でのみ成功できます。

もう1つの要因はマイニング機器の種類であり、ASICで保護されたネットワークはGPUがマイニングできるネットワークよりも脆弱ではありません。 NiceHashを使用すると、特に小規模でGPUのみを搭載したネットワークでは、レンタルされたハッシュパワーのみで51%の攻撃が可能です。

一例として、当時26番目に人気があった暗号通貨であるビットコイン Goldは、2018の5月に51%の攻撃を受けました。ビットコインゴールドは交換のしきい値を何度も上げようとしましたが、攻撃者は数日間二重に過ごし、ビットコイン金で1800万ドル以上を盗みました。ビットコインゴールドは2020年に再びハッキングされました。

同じ年に、スマートコントラクトブロックチェーンの小型版であるEthereum Classicは、51%の攻撃で3回に分けて攻撃されました。イーサリアムの創設者であるVitalik Buterinは、これをPoWネットワークの欠点として指摘し、プルーフオブステークネットワークは脆弱ではないと示唆した。

GHash.IO:事件

2014年6月末時点で、マイニングプール GHash.IO 24時間の間にビットコインの約55%のハッシュレートレベルに達しました。 51%攻撃の脅威は、特にビットコインに関しては、この時点までは純粋に仮説的なものでした。しかし、突然、それは現実のものとなった。 1ヶ月で、ネットワークのハッシュレートに占めるGHash.IOのシェアは38%を超えましたが、1人のマイナーまたはマイニングプールによって制御が引き継がれるリスクは残っていました。その結果、GHash.IO は自らを抑えることに同意した。

ほとんどの攻撃(51%)は失敗するか、長く続かない。マイニンググループはネットワーク上でのブロックや二重支出を保留しなかったため、GHash.IO のインシデントは51%の攻撃ではありませんでした。しかし、それ以来、Ethereum Classicを含む小規模なネットワークで多数の51%の攻撃が発見されています。ビットコインは、その規模の大きさと、ネットワークを維持するためのコミュニティのあらゆるコストでのコミットメントのために、今日まで安全なままです。

34%攻撃とは何ですか?

ネットワークのコンピューティングパワーの3分の1以上を展開する攻撃者は、IOTAなどの暗号通貨に使用される分散元帳であるもつれを取り除くことができます。このタイプの攻撃は、34% 攻撃と呼ばれます。

ビットコインに対する51%の攻撃の可能性はどのくらいですか?

ネットワークをハイジャックするのに十分なハッシュパワーと電力を組み立てることは法外に高価であるため、51%攻撃が成功する可能性は非常に低いです。ビットコイン攻撃を成功させるには、2022年4月時点で約1万基の最先端の採掘リグが必要です。同様の攻撃が可能なパーティーは、正直にマイニングしてブロック報酬を集めることで、おそらくより多くの利益を得るでしょう。

ネットワーク上の51%の攻撃を防ぐ方法はありますか?

51% 攻撃は、プルーフオブワークネットワークではいくつかの方法で軽減できますが、リスクを排除することはできません。 51%の攻撃が成功するたびに、同じアルゴリズムがより大きな暗号通貨をマイニングしないと仮定すると、ASICマイナーは大幅に高価になります。ビットコイン Cashが特定の時間に 10 ブロックのチェックポイントを導入した後、取引は元に戻せなくなります。他の暗号通貨は、ASICマイナー、チェーンロックを使用したり、コンセンサスアルゴリズムを変更してネットワークを保護したりしています。

イーサリアムは51%攻撃に対して脆弱ですか?

ビットコインについて上記の同じ要因により、Ethereumが51%攻撃の標的になるのを防ぐことができます。Ethereumはより小さなネットワークですが、単純な51%の攻撃ターゲットにするには大きすぎます。さらに、イーサリアムがプルーフオブステークに移行するにつれて、このリスクは消えます。

最終的な考え

簡単に要約すると、DPoS(プルーフオブステーク)を使用すると、ネットワーク内の最小ステークを保有するすべてのユーザーがブロックを検証できます - プルーフオブステークネットワークのマイナーに相当します。

暗号通貨 EOSの場合、バリデータはコミュニティ自体によって選出されます。 21のバリデーターが EOSを管理しています。ネットワークのコミュニティは、そのうちの 12 人以上がネットワークを制御するために協力し始めると、すぐにそれらを削除できます。この方法は、51%の攻撃を防ぐのに役立ちます。また、それらを削除するためのルールもブロックチェーンに書き込まれるため、二重支出を防ぐことができます。

最終的に、51%の攻撃が依然として可能です。安全なネットワークは、不変性をサポートし、分散化を維持するために、その背後にあるコミュニティに依存しています。

著者:Gate.io オブザーバー: M.オラトゥンジ
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