Attacco del 51% nella tecnologia Blockchain [spiegazione]

Attraverso la progettazione della tecnologia, sappiamo che la blockchain è immune agli attacchi di qualsiasi singolo membro della rete. Tuttavia, cosa succede se la blockchain viene attaccata da un folto gruppo di partecipanti? Più precisamente, cosa succede se un gruppo prende con successo il controllo di oltre il 50% della potenza di calcolo della blockchain?
Tale scenario è noto come attacco del 51% ed è una delle poche vere vulnerabilità di una blockchain.

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Per comprendere i problemi posti da un attacco del 51%, dobbiamo tornare ai fondamenti della blockchain e ricordare il processo di aggiunta di un nuovo blocco alla catena. I membri di una rete competono per essere i primi a calcolare un sigillo valido per il blocco e richiedere una ricompensa. Inevitabilmente, un gruppo di individui che controlla oltre la metà della potenza di calcolo della rete può monopolizzare questo processo e rivendicare per se stesso tutte le ricompense. Tale situazione consente a questo gruppo di essere l'unica entità a beneficiare dei vantaggi della blockchain impedendo ad altri membri di aggiungere blocchi alla catena. Questo è possibile perché la regola della maggioranza è tra i concetti fondamentali di una blockchain.
Un'altra possibile conseguenza di un attacco del 51% è nota come doppia spesa , e questa è significativamente più dannosa della precedente. La doppia spesa si verifica quando un gruppo di individui annulla con successo le transazioni completate in una blockchain, consentendo loro di recuperare i propri soldi e spenderli di nuovo. Questo è l'equivalente digitale della contraffazione . È reso possibile durante un attacco del 51% grazie all'idea fondamentale che la catena più lunga di una blockchain sia quella vera. Ironia della sorte, questa è la stessa salvaguardia che rende impossibile la doppia spesa quando tentata da un membro ordinario della rete.
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Per capire come può verificarsi una doppia spesa, consideriamo il seguente esempio. Immagina una rete in cui esiste un'alleanza che controlla oltre la metà della potenza di calcolo della rete. Supponiamo che A, un membro dell'alleanza, acquisti una casa da B, un membro ordinario della blockchain.
Il trasferimento di denaro da A a B viene registrato da ogni membro ordinario della rete, ma tutti i membri dell'alleanza segretamente non aggiungono questa transazione ai loro registri. Il blocco in corso viene quindi completato e aggiunto alla catena dagli individui onesti ma segretamente ignorato dall'alleanza. Ora ci sono due versioni della blockchain nella rete: quella effettiva con la transazione registrata e quella falsa. Da questo momento, la vera blockchain è più lunga e accettata dalla rete, quindi la versione falsa è temporaneamente tenuta segreta dall'alleanza.
L'alleanza ora continua a registrare le transazioni in corso nella rete, oltre a condurre privatamente transazioni insignificanti tra di loro. Queste transazioni non vengono annunciate alla rete e consentono all'alleanza di generare blocchi a una velocità maggiore rispetto alla vera blockchain. Poiché l'alleanza possiede oltre la metà della potenza di calcolo della rete, è possibile che aggiunga blocchi alla falsa blockchain a una velocità maggiore rispetto ai blocchi aggiunti alla vera blockchain.
Ad un certo punto, la lunghezza della falsa blockchain supera quella della vera blockchain e l'alleanza ora la trasmette all'intera rete. La rete è quindi costretta ad accettare questa versione della blockchain in quanto è la versione più lunga e la transazione condotta tra A e B viene effettivamente annullata, consentendo ad A di spendere gli stessi soldi per qualcos'altro.
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Pertanto, l'alleanza può monopolizzare la richiesta di ricompense e raddoppiare la spesa. Possono anche bloccare le transazioni di altri membri utilizzando una procedura simile a quella della doppia spesa. Tuttavia, non possono contraffare una nuova transazione tra membri ordinari, poiché ciò richiede le chiavi private dei membri tra i quali avviene la transazione. È anche abbastanza difficile per loro modificare i blocchi che sono già stati archiviati nella blockchain poiché ciò richiede una stragrande maggioranza della potenza di calcolo della blockchain per essere fattibile. Più indietro sono i blocchi nella catena, più sono sicuri.
Le fragilità della blockchain esposta da un attacco del 51% ci portano alla conclusione che più nodi in una rete, più è sicura. Questo semplicemente perché è molto più facile ottenere la maggioranza in una rete di 10 persone che in una rete di un milione. Per competere con la potenza di calcolo di una rete distribuita con nodi in tutto il mondo, un individuo normale dovrebbe spendere grandi quantità di risorse sotto forma di denaro, elettricità e tempo, o formare un'alleanza troppo grande e distribuita per organizzarsi in modo efficiente .
In generale, le blockchain più grandi sono abbastanza al sicuro da un attacco del 51%. Tuttavia, in passato ci sono stati alcuni casi significativi di attacchi del 51% a blockchain importanti. Ad esempio, ghash.io, un pool di mining nella rete bitcoin, ha controllato brevemente oltre la metà della potenza di calcolo della blockchain nel luglio 2014, il che ha portato il pool a rinunciare volontariamente ad alcune delle sue azioni per non monopolizzare il mining di criptovaluta. Bitcoin Gold non è stato altrettanto fortunato quando ha subito un attacco del 51% nel maggio 2018 e gli aggressori malintenzionati sono riusciti a raddoppiare la spesa in criptovaluta per un valore di oltre 18 milioni di dollari.
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I fondamenti stessi di una blockchain si basano sul presupposto che la maggioranza nella blockchain sia onesta. Ciò espone la più grande debolezza di una blockchain e la sua principale vera area di vulnerabilità. Una maggioranza disonesta può causare ingenti danni alla blockchain.

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Come funziona l'attacco al 51%?

Bitcoin e altre criptovalute sono costruiti su blockchain, che sono una sorta di registro distribuito. Ogni transazione sulla rete di una criptovaluta viene salvata in questi file digitali, accessibili a tutti gli utenti e al pubblico in generale. Di conseguenza, nessun denaro può essere utilizzato più di una volta. Poiché una versione falsa del libro mastro pubblico verrebbe rapidamente identificata e rifiutata dagli utenti della rete, un blocco non può essere modificato dopo che è stato completato o estratto. Controllando la maggior parte della potenza di elaborazione sulla rete, un utente malintenzionato o un gruppo di aggressori potrebbe interrompere il processo di registrazione di nuovi blocchi. Possono impedire ad altri minatori di completare i blocchi, consentendo loro di monopolizzare ipoteticamente il nuovo mining di blocchi e prendere tutti i guadagni. Ecco come funziona un attacco del 51%.