區塊鏈技術中的 51% 攻擊 [解釋]

通過該技術的設計，我們知道區塊鏈不受網絡任何個體成員的攻擊。 但是，如果區塊鏈受到一大群參與者的攻擊，會發生什麼？ 更準確地說，如果一個團隊成功控制了區塊鏈 50% 以上的計算能力，會發生什麼？
這種情況被稱為51% 攻擊，它是區塊鍊為數不多的真正漏洞之一。

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要理解 51% 攻擊帶來的問題，我們必須回到區塊鏈的基礎，回想向鏈中添加新區塊的過程。 網絡成員競爭第一個計算區塊的有效印章並獲得獎勵。 不可避免地，控製網絡一半以上計算能力的一群人可以壟斷這個過程並為自己索取所有獎勵。 這種情況允許該組通過阻止其他成員向鏈中添加塊而成為唯一從區塊鏈獎勵中受益的實體。 這是可能的，因為多數規則是區塊鏈的基本概念之一。
51% 攻擊的另一個可能後果被稱為雙重支出，這比之前的危害要大得多。 當一群人成功逆轉區塊鏈中已完成的交易時，就會發生雙重支出，從而使他們能夠取回資金並再次消費。 這是假冒的數字等價物。 由於區塊鏈中最長的鍊是真實的這一基本思想，因此在 51% 攻擊期間成為可能。 具有諷刺意味的是，當網絡的普通成員嘗試時，這與使雙重支出成為不可能的相同保障措施相同。
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為了理解雙花是如何發生的，讓我們考慮下面的例子。 想像一個網絡，其中存在一個控製網絡一半以上計算能力的聯盟。 假設聯盟成員 A 向區塊鏈普通成員 B 購買房子。
從 A 到 B 的資金轉移由網絡的每個普通成員記錄，但聯盟的所有成員都偷偷不將這筆交易添加到他們的記錄中。 然後，正在進行的區塊由誠實的個人完成並添加到鏈中，但被聯盟秘密忽略。 現在網絡中有兩個版本的區塊鏈——一個帶有記錄交易的實際版本，一個是虛假的。 目前，真正的區塊鏈更長，被網絡接受，所以假的版本暫時被聯盟保密。
該聯盟現在繼續記錄網絡中正在進行的交易，以及在他們之間私下進行無意義的交易。 這些交易不會向網絡公佈，並允許聯盟以比真正的區塊鏈更快的速度生成塊。 由於聯盟擁有網絡一半以上的計算能力，因此它向虛假區塊鏈添加區塊的速度可能高於向真實區塊鏈添加區塊的速度。
在某個時候，虛假區塊鏈的長度超過了真實區塊鏈的長度，聯盟現在將其廣播到整個網絡。 然後網絡被迫接受這個版本的區塊鏈，因為它是最長的版本，並且 A 和 B 之間進行的交易被有效地逆轉，允許 A 將相同的錢花在其他東西上。
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因此，聯盟可以壟斷獎勵的索取和雙花。 他們還可以使用類似於雙重支出的程序阻止其他成員的交易。 然而，他們不能在普通成員之間偽造新的交易，因為這需要發生交易的成員的私鑰。 他們也很難修改已經存儲在區塊鏈中的區塊，因為這需要區塊鏈的絕大多數計算能力才可行。 鏈中的塊越靠後，它們就越安全。
51% 攻擊暴露的區塊鏈弱點使我們得出結論，網絡中的節點越多，它就越安全。 這僅僅是因為在 10 人的網絡中獲得多數比在 100 萬人的網絡中容易得多。 為了與全球節點的分佈式網絡的計算能力競爭，普通個人將不得不以金錢、電力和時間的形式花費大量資源，或者組建一個過於龐大且分散的聯盟，無法有效組織.
一般來說，最大的區塊鏈可以免受 51% 攻擊。 然而，過去在著名的區塊鏈中曾發生過一些 51% 攻擊的重要實例。 例如，比特幣網絡中的礦池 ghash.io 在 2014 年 7 月短暫控制了區塊鏈一半以上的計算能力，導致該礦池自願放棄部分股份，以免壟斷加密貨幣的挖礦。 Bitcoin Gold 在 2018 年 5 月遭受 51% 攻擊時就沒有那麼幸運了，惡意攻擊者成功雙花超過 1800 萬美元的加密貨幣。
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區塊鏈的基本原理依賴於區塊鏈中的大多數人是誠實的假設。 這暴露了區塊鏈的最大弱點及其主要的真實漏洞區域。 不誠實的多數可能對區塊鏈造成巨大損害。

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51% 攻擊是如何工作的？

比特幣和其他加密貨幣建立在區塊鏈之上，區塊鍊是一種分佈式賬本。 加密貨幣網絡上的每筆交易都保存在這些數字文件中，所有用戶和公眾都可以訪問這些文件。 因此，任何錢都不能使用超過一次。 因為公共賬本的偽造版本會很快被網絡用戶識別並拒絕，所以一個區塊在完成或挖掘後就不能被修改。 通過控製網絡上的大部分處理能力，攻擊者或一組攻擊者可能會中斷記錄新塊的過程。 他們可以阻止其他礦工完成區塊，允許他們假設壟斷新的區塊挖礦並獲取所有收益。 這就是 51% 攻擊的運作方式。