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什么是区块链51%攻击？
06月20日 11:08
TL: DR
- 本质上，"51%的攻击" ，当单个矿工或采矿集团控制了工作证明区块链上的大部分硬币时，就会发生这种攻击。
- 51%的攻击可能是对区块链总体的最大威胁。
- 当一个矿工或挖矿集团获得或购买足够的哈希值以获得对区块链网络51%或更多的控制时，就会发生51%的攻击，导致相关加密货币的双重消费。
- 对 比特币 ，51%的攻击还没有成功，但在其他哈希值较低、网络安全性较差的altcoin网络上有可能发生。
关键词：。51%的攻击， 比特币 ，区块链，攻击，以太坊。
区块链是记录和存储数据的账本系统。 区块链本质上是一个不断更新和审查的交易列表。 区块链的关键特征是，它是由一个分散的节点网络组成的（确保加密货币的分散性和安全性的一个重要组成部分）。
去中心化的区块链网络是指没有一个人或团体控制它。 区块链必须是去中心化的，因为所有参与者必须就其当前状态达成一致。 一个区块的状态的有效性可以通过要求整个网络的分布式参与者同意来保证。
你可以把它看作是要求推荐电影。 有人可以对某部电影是否好说是，而电影仍然可能很糟糕。 如果你问了1000个人关于这部电影的情况，他们都说是，那么这部电影是好的机会就更大了，因为它已经得到了一致的验证。 工作证明区块链，如 比特币 ，使用共识来确保矿工只有在所有网络节点同意一个新的交易区块的有效性时才能验证。 区块链共识算法就像挑剔的影评人。只有当人们一致认为一部电影是好的，他们才会去看这部电影。 但共识算法只要求"所有人，" ，不考虑人数。 如果大多数人同意这部电影是好的，算法就会同意。
挖矿过程中发生的事情
如上所述，"PoW区块链中的每个人" 是指所有挖矿节点，或"矿工。" 。 一个矿工与另一个矿工竞争，使用他们的机器创建一个具有与目标哈希（矿工必须击败的代码）相同数量的零的哈希。 为了换取免费的加密货币和交易费用，比赛的获胜者必须在目标哈希值填写交易数据的新块。
如果矿机有更高的哈希率（每秒能够处理更多的哈希），就更有可能战胜目标哈希。 这是因为它们每秒钟产生的哈希值比目标哈希值多。 该系统类似于彩票，拥有1万张彩票的人比只拥有5张彩票的人有更大的获胜机会。
但是，如果一个恶意代理成功地获得了对哈希率的多数控制，会发生什么？
在51%的攻击中，一方控制了大部分的哈希率，可能会破坏区块链网络。 如果发生这种情况，攻击者将拥有足够的采矿能力，可以故意修改或排除交易。 此外，逆转他们控制期间的交易也可能导致双重消费。
成功进行多数攻击的攻击者有可能阻止部分或所有交易（交易拒绝服务）的确认，或阻止任何或所有其他矿工采矿，导致采矿垄断。
然而，攻击者将无法逆转另一个用户的交易，也无法阻止交易通过多数攻击广播到网络。 一个区块的奖励也可以在未来改变。 此外，硬币可以凭空产生或被盗，而这些硬币一开始并不属于攻击者。
51%的攻击的可能性是什么？
由于节点的分布式网络维持着区块链，它需要所有参与者的合作来达成共识。 因此，它们通常被认为是高度安全的。 因此，有了大型网络，数据更有可能得到保护，不受攻击和损坏。
矿工的哈希率越高，他就越有可能找到下一个区块的有效解决方案。 原因是挖矿涉及大量的哈希运算，而更多的计算能力意味着每秒钟有更多的试验。 几个早期的矿工为 比特币 网络的发展和安全做出了贡献。 随着 比特币"的价值增长，无数新矿工进入系统，试图索取区块奖励（目前每个区块6.25 BTC）。 比特币 ，其安全性主要是因为这种竞争。 未成年人没有动力投入大量的资源而不诚实行事，努力获得区块链奖励。
这使得51%的攻击不太可能攻击 Bitcoin ，因为网络的规模。 此外，一旦区块链达到很大的规模，单个人或团体获得足够的计算能力来压倒所有其他参与者的风险就会迅速下降。
随着链的增长，改变之前确认的区块变得越来越困难，因为它们都是由加密证明连接起来的。 一个区块的确认数越高，改变或恢复该区块内交易的成本就越高。 因此，一个成功的攻击可能只能在短时间内影响几个最近完成的区块的交易。
让我们想象一下这样一个场景：一个恶意的实体不受利益驱使，试图不惜一切代价破坏 比特币 网络。 无论攻击者是否破坏了网络， 比特币 软件和协议将在几秒钟内被修改和调整。 如果有紧急情况，网络上的其他节点可能会很快达成共识并同意这些变化。 比特币 ，是最安全、最可靠的加密货币之一，被认为对攻击有很强的抵抗力。
虽然攻击者很难获得比其他 比特币 网络更多的计算能力，但在较小的加密货币上并不是那么困难。 与 比特币 相比，保障altcoins区块链的计算能力相对较低。 当阈值足够低时，51%的攻击是可能的。 Monacoin、 Bitcoin Gold和ZenCash是加密货币中受到多数攻击的几个例子。
51%攻击的例子
由于获得那么多散列能力的成本过高，主要的加密货币，如 比特币 或以太坊，不太可能遭受51%攻击。 这就是为什么51%的攻击只能在采矿节点较少的小型加密货币上成功。
另一个因素是采矿设备的类型，ASIC安全的网络比GPU可以开采的网络更不容易受到攻击。 有了NiceHash，只需租用散列能力就能实现51%的攻击，特别是在较小的、仅由GPU驱动的网络上。
作为一个例子， 比特币 金，当时第26位最受欢迎的加密货币，在2018年5月遭受了51%的攻击。 即使 比特币 金币多次试图提高兑换门槛，但攻击者还是成功地在几天内进行了双重消费，窃取了超过1800万美元的 比特币 金币。 比特币 黄金在2020年再次被黑客攻击。
同年，智能合约区块链的一个较小版本Ethereum Classic被攻击了三次，攻击率为51%。 以太坊的创始人Vitalik Buterin指出，这是PoW网络的一个缺点，他建议 "购买证明 "网络将不那么脆弱。
GHash.IO：事件
2014年6月底，矿池GHash.IO在24小时内达到了约55%的哈希率水平， 比特币's。 在这之前，51%的攻击威胁纯属假设，尤其是当它涉及到 比特币 。 但突然间，它变成了一个现实。 在一个月内，虽然GHash.IO在网络哈希率中的份额仍然超过38%，但控制权被某个单一矿工或矿池接管的风险仍然存在。 由于这个原因，GHash.IO同意保持自己的状态。
大多数攻击（51%）失败或没有持续很久。 由于挖矿集团没有扣留区块和/或在网络上重复消费，GHash.IO事件不是51%的攻击。 但从那时起，在小型网络上发现了许多51%的攻击，包括Ethereum Classic。 比特币 ，由于其庞大的规模和社区不惜一切代价维护网络的承诺，至今仍保持安全。
什么是34%的攻击。
攻击者如果部署了超过三分之一的网络计算能力，就有可能破坏纠结，这是一个用于加密货币（如IOTA）的分布式账本。 这种类型的攻击被称为34%攻击。
Bitcoin 51%的攻击机会是什么？由于组建足够的哈希力和电力来劫持网络的成本太高，所以51%的攻击成功的可能性非常小。
截至2022年4月，一次成功的 比特币 攻击将需要大约一万台最先进的采矿机。 有能力进行类似攻击的一方可能会通过诚实地采矿和收集区块奖励获得更多好处。
有什么方法可以防止51%的网络攻击吗？
在工作证明网络中，51%的攻击可以通过几种方式来缓解，尽管风险不能被消除。 每当51%的攻击成功时，假设同样的算法没有开采更大的加密货币，ASIC矿机的成本就会大大增加。 比特币 Cash在一定时间内引入了它的十块检查点，交易变得不可逆转。 其他加密货币已经使用了ASIC矿工、ChainLocks，或改变了他们的共识算法，以确保其网络安全。
以太坊容易受到51%的攻击吗？
上面提到的 比特币 ，同样的因素使以太坊不能成为51%的攻击目标。 虽然以太坊是一个较小的网络，但它仍然太大，不能成为一个简单的51%的攻击目标。 此外，随着以太坊迁移到股权证明，这种风险将消失。
最后的想法
作为快速回顾，DPoS（股权证明）使任何在网络中持有最低股权的用户能够验证区块 - 相当于股权证明网络中的矿工。
在加密货币 EOS ，验证人是由社区自己选出的。 二十一个验证人管理 EOS 。 如果有十二个或更多的人开始合作控制网络，网络的社区可以迅速将其清除。 这种方法有助于防止51%的攻击。 它还可以防止重复消费，因为删除它们的规则也被写进了区块链。
最终，51%的攻击仍有可能。 一个安全的网络依靠其背后的社区来支持不可更改性并保持去中心化。
作者。Gate.io 观察员: M.Olatunji
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