Bitcoinに対する51％の攻撃は可能ですか？コンピューティングパワー攻撃のリスクの分析

51％の攻撃の概念を理解する

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上の総マイニングハッシュレートの半分以上を制御するシナリオを指します。そのような場合、このエンティティは、トランザクションを操作し、潜在的に2倍の支出コインを操作し、ブロックチェーンの完全性を破壊することができます。最大かつ最も確立された暗号通貨であるBitcoinの場合、この種の攻撃はしばしば理論的に議論されますが、必要な計算リソースのために実現可能とはみなされません。

Bitcoinのセキュリティの背後にあるコアメカニズムは、仕事の実証（POW）として知られる分散型コンセンサスモデルにあります。鉱夫は暗号化の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新しいブロックを追加します。これらのパズルの難しさは、平均ブロック時間を約10分間維持するために定期的に調整されます。各ブロックには前のブロックへの参照が含まれているため、過去のデータを変更するには、次のすべてのブロック、つまり計算上の高価なタスクを再採用する必要があります。

Bitcoinへの51％の攻撃に必要な計算能力

51％の攻撃を実行するには、攻撃者はBitcoinマイニングに専念するグローバルハッシュレートの50％を制御する必要があります。最近の推定の時点で、Bitcoinの合計ハッシュレートは、 1秒あたり350のエクサハッシュ（EH/S）を超えています。この処理能力の大部分を達成するには、 ASICマイナーなどの専門的なハードウェアに多額の投資が必要になり、かなりの電力コストが必要になります。

仮説的に誰かが十分なマイニング機器を蓄積したとしても、いくつかの課題が残っています。

• ハードウェアのコスト：高性能ASICは高価であるだけでなく、可用性も限られています。
• 電力消費：そのような規模での採掘は、毎年テラワット時を消費し、小国のエネルギー使用量に匹敵します。
• ハードウェアの分布：ハッシュレートは、多数の採掘プールと個々の鉱山労働者にグローバルに分布しており、独占が非常に困難になっています。

これらの要因により、コミュニティから注意を引くことなく、おそらく対策を促すことなく、持続的な51％の攻撃が非常にありそうもないものになります。

小さなチェーンに対する歴史的な先例と同様の攻撃

Bitcoinブロックチェーンでは51％の攻撃が成功したことはありませんが、そのような攻撃の犠牲になった暗号通貨は小さいです。注目すべき例には、Ethereum Classic（ETC）およびVerge（XVG）が含まれます。これらのインシデントには、通常、NiceHashなどのサービスを介して膨大な量のハッシュパワーを賃貸し、一時的にネットワークの制御を獲得する攻撃者が含まれます。

これらの場合、攻撃者はBitcoinと比較して、これらのネットワークの比較的低いハッシュレートを利用しました。彼らはトランザクションを逆転させ、 2倍の支出を実行することができ、重大な財政的損失を引き起こすことができました。ただし、これらのイベントは重要な区別を強調しています。 Bitcoinのネットワーク効果と経済的価値により、このような攻撃に対してはるかに回復力があります。

さらに、他のチェーンに対する51％の攻撃のそれぞれの後、開発者とコミュニティは、チェックポイント、マージされたマイニング、または株式証明（POS）などの代替コンセンサスメカニズムへの移行などの手段を実装することで対応しました。

攻撃に対する経済的インセンティブと抑止力Bitcoin

経済的観点から、 Bitcoinに対する51％の攻撃を開始することは、技術的に可能であっても財政的に実行可能ではないかもしれません。十分なマイニングパワーを獲得するコストは、2倍の支出またはネットワークの操作による潜在的な利益を超える可能性があります。

さらに、成功した攻撃が検出された場合、Bitcoinに対する信頼を深刻に損なう可能性があり、価格の下落につながる可能性があります。これは、攻撃者が自分自身を所有している場合、攻撃者の保有に悪影響を及ぼします。さらに、取引所は一時的に資産を廃止し、流動性と市場価値をさらに低下させる可能性があります。

鉱夫自身は、収益がブロックの報酬と取引手数料を受け取ることに依存するため、正直に行動するように奨励されています。ネットワークを意図的に弱体化させると、収入の流れが切り下げられ、生態系内に自己規制メカニズムが作成されます。

潜在的な脅威に対する対策とネットワーク応答

Bitcoinのプロトコルには、ハッシュレートベースの攻撃から本質的に保護するいくつかの機能が含まれています。そのような機能の1つは、難易度調整アルゴリズムです。これにより、ハッシュレートの変動に関係なく、マイニングが競争力があり安定し続けることが保証されます。

採掘力の突然の増加が検出された場合、それに応じて難易度が上昇し、攻撃者が支配を維持することをより困難にします。この自動調整は、約2週間ごとに2016ブロックごとに発生します。

さらに、 Bitcoinノードの分散型の性質により、単一のエンティティがネットワークのルールを一方的に変更できないことが保証されます。完全なノードは、トランザクションを独立して検証し、過半数の鉱山労働者から来たとしても無効なブロックを拒否します。

開発者と研究者は、コンセンサスの改善、フェデレートチェックポイント、悪意のある行動に対する経済的罰則など、追加の保護層も調査していますが、これらはまだBitcoinのコアプロトコルの一部ではありません。

よくある質問（FAQ）

Q：Bitcoinは51％の攻撃を経験したことがありますか？ A：いいえ、Bitcoinブロックチェーンに対する51％の攻撃が確認されたことはありません。理論的な議論は存在しますが、必要な計算能力の膨大な規模により、そのようなイベントはほとんどありそうにありません。

Q：政府はBitcoinに対する51％の攻撃を開始できますか？ A：政府は重要なリソースを持っていますが、 51％の攻撃を実行するには、膨大なコンピューティングパワーだけでなく、秘密も持続する必要があります。このような試みは、Bitcoinの市場価値を不安定にし、攻撃者の潜在的なリターンを害します。

Q：Bitcoinは、通常の操作中の2倍の支出をどのように防ぎますか？ A：Bitcoinは、作業コンセンサスメカニズムの証明とそのブロックチェーンの不変性を通じて、2倍の支出を防ぎます。トランザクションがブロックに含まれ、その後にいくつかの確認が続くと、ハッシュレートの大部分を制御することなく、それを変更することが事実上不可能になります。

Q：小規模な暗号通貨は51％の攻撃に対してより脆弱ですか？ A：はい、より低いハッシュレートを備えたより小さなアルトコインは、計算攻撃の影響を受けやすくなります。いくつかはすでに51％の攻撃に苦しんでおり、その結果、2倍の支出と資金の損失が生じています。