暗号採掘の51％の攻撃とは何ですか？

51％の攻撃の概念を理解する

暗号通貨での51％の攻撃とは、単一のエンティティまたはグループがブロックチェーン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状況を指します。このレベルの制御により、攻撃者はさまざまな方法でネットワークを操作し、暗号通貨が構築される分散型の性質を損なうことができます。このようなイベントでは、悪意のある俳優は潜在的に二重に渡され、トランザクションの確認を防ぎ、採掘活動を停止することさえできます。

ブロックチェーンテクノロジーの基礎は、その分散化されたコンセンサスメカニズムにあり、これにより、単一の当事者がシステム全体に過度の影響力を持たないことが保証されます。 1人の鉱夫または鉱業プールが総ハッシュレートの50％以上を蓄積すると、このバランスが混乱します。ハッシュレートは、BitcoinやEthereum Classicなどの採掘および処理トランザクション（POW）ブロックチェーンで使用される計算能力の尺度です。

51％の攻撃はどのように機能しますか？

通常のシナリオでは、ブロックチェーンに追加された各ブロックは、コンセンサスプロセスを通じて大部分のノードによって検証される必要があります。鉱夫は複雑な数学的パズルを解決するために競争し、最初にそうするのはチェーンに次のブロックを追加します。ただし、 51％の攻撃中、攻撃者は優れたコンピューティングパワーを活用して、正直な鉱夫を上回ります。

操作が展開する方法は次のとおりです。

• 攻撃者は、ネットワークにブロードキャストする代わりに、プライベートチェーンで密かに鉱山を採掘します。
• ネットワークの残りの部分はパブリックチェーンにブロックを追加し続けていますが、攻撃者はより長い代替チェーンを構築します。
• 攻撃者のチェーンが正当なチェーンの長さを上回ると、彼らはそれをネットワークにブロードキャストします。
• 最長のチェーンが有効として受け入れられているというルールにより、ノードは攻撃者のチェーンに切り替わり、元のチェーンからの最近のトランザクションを効果的に消去します。

これにより、攻撃者は以前に作成したトランザクションを逆転させることができ、同じコインが2回使用される2倍の支出シナリオにつながります。また、特定のトランザクションを検閲したり、他のトランザクションを完全に凍結したりすることができます。

51％の攻撃の実際の例

いくつかの小さな暗号通貨が51％の攻撃の犠牲になり、そのような脆弱性の実際の影響を示しています。注目すべきケースは次のとおりです。

• Ethereum Classic（ETC） ：2019年初頭など、複数の51％の攻撃を受け、500万ドル以上のコインが2倍になりました。攻撃者はブロックチェーンの大きなセクションを再編成することができ、ハッシュレートが低いPOWネットワークのセキュリティについて広範な懸念を引き起こしました。
• Bitcoin Gold（BTG） ：2018年5月と2020年1月に、BTGは、比較的低いマイニングの難易度を活用した攻撃者によって標的にされました。取引の逆転により、数百万ドルが盗まれました。
• Verge（XVG） ：2018年の一連の攻撃により、ハッカーは不正なブロックをマイニングし、XVGトークンの供給を膨らませ、投資家の信頼を深刻に損傷しました。

これらのインシデントは、分布の少ないマイニングパワーを備えたより小さなキャップの暗号通貨が、そのような攻撃に対して特に脆弱であることを強調しています。 Bitcoinのような大きなネットワークは、51％の成功を実行するために必要な莫大なコストと調整のために、ほぼ安全なままです。

ネットワークセキュリティに対する51％の攻撃の意味

ブロックチェーンが51％の攻撃に苦しむと、そのセキュリティと信頼性のいくつかの重要な側面が危険にさらされます。

• 二重支出：前述のように、最も差し迫った影響は、同じコインを2回使う能力です。これは、トランザクションの完全性を損ない、ユーザーの信頼を損ないます。
• 取引検閲：攻撃者は、特定のトランザクションが確認されるのを選択的に除外または遅延させることができ、ネットワーク上で誰が取引できるかを制御できます。
• 分散化の喪失：ブロックチェーンの中核原則は地方分権化です。 1つのエンティティがハッシュパワーの大部分を制御すると、ネットワークは集中化され、そもそもブロックチェーンを使用する目的を打ち負かします。
• 市場のボラティリティ：成功した攻撃のニュースは、パニックの販売、価格の急落、投資家の信託の損失につながることがよくあります。

さらに、特定のブロックチェーンに対する繰り返しの攻撃は、その評判と養子縁組に長期的な損害につながる可能性があります。開発者は、コンセンサスメカニズムの切り替えや将来の違反を防ぐためのチェックポイントシステムの導入など、費用のかかる対策を実装する必要がある場合があります。

51％の攻撃に対する予防措置

51％の攻撃のリスクを軽減するために、開発者とコミュニティはいくつかの戦略を提案し、実施しました。

• Proof-of-Stake（POS）への切り替え：Ethereumのようなネットワークは、POWからPOSに移行しており、51％の攻撃がかなり高価で実行が難しくなっています。 POSでは、攻撃者は暗号通貨の総供給の51％を所有する必要があります。これは、非現実的で自滅的です。
• マージされたマイニング：一部のブロックチェーンにより、マイナーは同じハッシュパワーを使用して複数のチェーンで同時に採掘できます。これにより、より大きなチェーンのハッシュレートにピギーバックすることにより、小型チェーンの全体的なセキュリティが向上します。
• チェックポイント：定期的に信頼できるチェックポイントをブロックチェーンに埋め込むと、悪意のあるチェーンによって引き起こされる深い再編成を防ぐことができます。
• 分散型マイニングプール：小規模で分散型マイニングプールの使用を奨励することで、単一のエンティティがネットワークを過度に制御することができなくなります。

さらに、交換とウォレットプロバイダーは、高価値トランザクションのために追加の検証層を実装して、適切な確認なしに二重速度コインを撤回できないことを保証できます。

FAQ - よくある質問

Q：51％の攻撃は私のプライベートキーを盗むことができますか？ A：いいえ、 51％の攻撃では、プライベートキーを公開したり、ユーザーのウォレットへのアクセスを許可したりしません。攻撃者は、トランザクションを逆転させたり、新しいトランザクションを確認したりすることにより、攻撃者がブロックチェーンを操作できるようになります。

Q：Bitcoinは51％の攻撃に免疫がありますか？ A：Bitcoinはその大規模なハッシュレートのために非常に耐性がありますが、完全に免疫ではありません。ただし、Bitcoinに対するこのような攻撃を実行するための財政的および物流的障壁により、それは非常にありそうもない。

Q：ユーザーとしての51％の攻撃から自分自身を保護するにはどうすればよいですか？ A：ユーザーとして、トランザクションファイナルを検討する前に、十分な数の確認を待つ必要があります。小規模なネットワークでは、6つ以上の確認を待つことをお勧めします。ブロックチェーンの再編成を監視するサービスを使用すると、疑わしい活動の検出にも役立ちます。

Q：すべてのブロックチェーンは51％の攻撃に対して脆弱ですか？ A：仕事の証明に依存するブロックチェーンは、理論的に脆弱です。ただし、証明の実証、委任された証明、またはその他のコンセンサスアルゴリズムを使用したネットワークは、一般に影響が少ないか、異なるタイプの攻撃を必要とします。