51％の攻撃とは何ですか？ブロックチェーンはこのセキュリティの脅威をどのように防ぐことができますか？

51％の攻撃は、暗号通貨の世界での重大なセキュリティの脅威、特に仕事の証明（POW）コンセンサスメカニズムで動作するものです。このタイプの攻撃は、単一のエンティティまたはグループがネットワークのマイニングパワーまたはハッシュレートの半分以上を制御すると発生します。この過半数のコントロールにより、攻撃者は2倍の支出コインでブロックチェーンを操作し、新しいトランザクションの確認を妨げたり、以前に確認されたトランザクションを逆転させたりすることができます。 「51％攻撃」という用語は、ネットワークの電力の半分以上を制御することは理論的にはそのような攻撃を実行するのに十分であるという考えに由来していますが、実際には、成功した攻撃と持続的な攻撃にはより高い割合が必要になる場合があります。

51％の攻撃はどのように機能しますか？

51％の攻撃では、攻撃者は過半数のコントロールを活用して、ネットワークの残りの部分で認識されているものよりも長いブロックチェーンフォークを作成します。これが展開方法です：

• 攻撃者は、ネットワークに放送されていないプライベートブロックチェーンフォークのマイニングを開始します。
• 彼らはこのプライベートフォークでマイニングブロックを継続し、パブリックブロックチェーンは成長し続けています。
• プライベートフォークがパブリックブロックチェーンよりも長くなると、攻撃者はそれをネットワークにリリースします。
• ネットワークは、最長のチェーンルールに従って、攻撃者のフォークを有効なブロックチェーンとして受け入れます。
• 攻撃者は、パブリックチェーンに費やしてから、より長いプライベートチェーンをリリースして、トランザクションを効果的に逆転させることで、コインを2倍にすることができます。

この操作は、ユーザーにとって重大な経済的損失につながり、暗号通貨に対する信頼を損なう可能性があります。

51％の攻撃の実際の例

過去に51％の攻撃の犠牲になっているいくつかの暗号通貨がfall落しました。たとえば、2018年には、 Bitcoinゴールドは51％の攻撃を受け、数百万ドル相当の暗号通貨が盗まれました。同様に、 Ethereum Classicは2020年に複数の51％の攻撃を経験し、攻撃者は2倍の支出とブロックチェーンを再編成しました。これらのインシデントは、分散型採掘力の低い小さなネットワークの脆弱性を強調しています。

51％の攻撃の防止：戦略とソリューション

51％の攻撃のリスクを軽減するために、ブロックチェーンネットワークはいくつかの戦略を実装できます。

ネットワーク分散化の増加

分散化は、51％の攻撃を防ぐための鍵です。ネットワークがより分散しているほど、単一のエンティティが採掘力の大部分を制御することが難しくなります。これは、次のことを達成できます。

• 多様な鉱夫がネットワークに参加するよう奨励しています。
• ASIC（アプリケーション固有の統合回路）に耐性のあるマイニングアルゴリズムの実装。これは、大きなマイニングプールがネットワークを支配するのを防ぐのに役立ちます。

チェックポイントの実装

一部のブロックチェーンネットワークでは、チェックポイントを使用して51％の攻撃を防ぎます。チェックポイントは、ネットワークによって有効と見なされる事前定義されたブロックであり、これらのチェックポイントが拒否される前にブロックチェーンを変更しようとする試みです。この方法は攻撃から保護するのに役立ちますが、ブロックチェーンの分散化された性質を損なう可能性があります。

代替コンセンサスメカニズムの使用

仕事の証明（POW）コンセンサスメカニズムから、証明の実装（POS）や委任された証明（DPO）などの代替案に切り替えることも、51％の攻撃を防ぐのに役立ちます。 POSでは、バリデーターが選択され、保持しているコインの数に基づいて新しいブロックを作成し、担保として「利害関係」したいと考えています。これにより、攻撃者が51％の攻撃を開始するのに十分なコインを取得することが経済的に実行不可能になります。

監視およびアラートシステム

監視およびアラートシステムの実装は、潜在的な51％の攻撃を早期に検出するのに役立ちます。これらのシステムは、マイニング活動の異常なパターンを追跡し、一時的にトランザクションを停止したり、ネットワークを保護するための緊急対策を実施するなど、行動を起こすようにコミュニティに警告します。

経済的インセンティブの役割

経済的インセンティブは、 51％の攻撃を防ぐ上で重要な役割を果たします。 POWシステムでは、鉱山労働者は、新しく造られたコインと取引手数料での仕事に対して報われます。 51％の攻撃を開始するには、ハードウェアと電気の採掘に多額の投資が必要であり、攻撃による潜在的な金銭的利益はコストを上回らない可能性があります。さらに、攻撃が成功すると、暗号通貨が過小評価され、攻撃者の潜在的な利益がさらに減少する可能性があります。

コミュニティの警戒の重要性

コミュニティの警戒は、51％の攻撃を防ぐためのもう1つの重要な要因です。アクティブで熱心なコミュニティは、ネットワーク上の疑わしい活動を迅速に特定して対応できます。これには、マイニングプールの監視、異常なトランザクションの報告、ネットワークのセキュリティを強化できるガバナンス決定への参加が含まれます。

セキュリティを強化するための技術的手段

上記の戦略を超えて、51％の攻撃に対するブロックチェーンのセキュリティを強化するために実装できる技術的手段があります。

• ブロック確認時間の増加：トランザクションを最終的に見なすためにさらに確認を要求することにより、ネットワークは攻撃者がダブルシェアンドを正常に実行することをより困難にすることができます。
• ペナルティシステムの実装：一部のネットワークは、賭けたコインを削減したり、他の財政的罰則を課したりすることで51％の攻撃を開始しようとする鉱夫を罰します。
• ハイブリッドコンセンサスメカニズムを使用する：POWやPOSなどのさまざまなコンセンサスメカニズムを組み合わせることで、51％の攻撃の影響を受けにくく、より堅牢なシステムを作成できます。

交換と財布の役割

交換と財布は、51％の攻撃の影響を防ぐ上で重要な役割を果たします。次のような手段を実装できます。

• 二重の支出の試みの監視：交換は、高度なアルゴリズムを使用して、51％の攻撃の一般的な目標である二重の支出トランザクションを検出および防止できます。
• 撤退遅延の実装：引き出しを遅らせることにより、取引所は取引の有効性を検証する時間を与え、二重の支出攻撃の一部である可能性のある資金の解放を防ぐことができます。
• ユーザーの教育：取引所とウォレットプロバイダーは、51％の攻撃のリスクと、トランザクションファイナルを検討する前に複数の確認を待つことの重要性についてユーザーに教育できます。

暗号通貨値に対する51％の攻撃の影響

51％の攻撃は、暗号通貨の価値に大きな影響を与える可能性があります。攻撃が発生すると、ネットワークへの信頼が失われ、暗号通貨の価格が急落します。この価値の喪失は、鉱夫がネットワークをサポートし続ける経済的インセンティブを減らし、潜在的に下向きのスパイラルにつながる可能性があるため、攻撃の影響をさらに悪化させる可能性があります。

よくある質問

Q：51％の攻撃は、Proof-of-Stake（POS）ネットワークで起動できますか？

A：理論的にはPOSネットワークで51％の攻撃を開始することは可能ですが、はるかに困難であり、成功する可能性が低くなります。 POSシステムでは、攻撃者は総染色されたコインの大部分を取得する必要があります。これは大きな金融投資です。さらに、多くのPOSネットワークは、そのような攻撃を開始しようとするバリデーターにペナルティを科すスラッシングメカニズムを実装し、潜在的な攻撃者をさらに阻止します。

Q：個々のユーザーは、51％の攻撃の影響からどのように保護できますか？

A：個々のユーザーは、51％の攻撃の影響から身を守るためにいくつかの措置を講じることができます。

• トランザクションファイナルを検討する前に、複数の確認を待ちます。
• 二重の支出の試みの監視や引き出し遅延の実装など、堅牢なセキュリティ対策を実装する交換とウォレットを使用します。
• 単一のネットワークへの攻撃の影響を減らすために、暗号通貨保有を多様化します。

Q：すべての暗号通貨は51％の攻撃に対して均等に脆弱ですか？

A：いいえ、51％の攻撃に対する脆弱性は、異なる暗号通貨によって異なります。分散型の採掘力が低い小さなネットワークは、一般にそのような攻撃の影響を受けやすくなります。さらに、暗号通貨で使用されるコンセンサスメカニズムは、POSネットワークよりもPO​​Wネットワークがリスクにさらされているため、その脆弱性に影響を与える可能性があります。

Q：51％の攻撃が発生したら、逆転させることはできますか？

A：51％の攻撃を逆転させることは困難な場合があり、常に可能であるとは限りません。攻撃が早期に検出された場合、コミュニティは攻撃者のフォークが有効なブロックチェーンとして受け入れられないように行動を起こすことができるかもしれません。ただし、攻撃者のフォークがネットワークに受け入れられると、攻撃を逆転させるにはハードフォークが必要であり、これは複雑で論争の多いプロセスになります。