Bitcoinネットワークに対する51％の攻撃とは何ですか？

51％の攻撃の概念を理解する

Bitcoinネットワークに対する51％の攻撃とは、単一のエンティティまたはグループが、計算能力またはハッシュレートとしても知られるネットワークの総ハッシュパワーの半分以上を制御するシナリオを指します。この優位性により、攻撃者は、主にトランザクションの順序を変更し、新しいトランザクションが確認されないように、または二重支出を可能にするために独自のトランザクションを逆転させることにより、特定の方法でブロックチェーンを操作できます。このような攻撃では、薄い空気からの新しいbitcoinが無関係な住所からの資金の盗難を作成することはできませんが、分散化されたコンセンサスメカニズムの信頼と完全性を損なうことができません。

Bitcoinは、鉱夫が複雑な暗号化パズルを解決するために競争する、仕事の証明（POW）システムに依存しています。パズルを解決した最初のマイナーは、ブロックチェーンに新しいブロックを追加し、新しく造られたbitcoinで報われます。最長の有効なチェーンは、ネットワークによって元帳の真のバージョンとして受け入れられています。攻撃者がマイニングパワーの50％以上を制御する場合、新しいブロックを追加する際にネットワークの残りの部分を一貫して上回り、トランザクションを上書きまたは除外できるようになります。

51％の攻撃が技術的にどのように機能するか

51％の攻撃を実行するには、悪意のあるアクターは、ASIC（アプリケーション固有の統合回路）などの膨大な量のマイニングハードウェアを展開し、膨大な量の電力を消費する必要があります。このプロセスには、次の手順が含まれます。

• 攻撃者は密かにブロックチェーンのプライベートバージョンを採掘し、パブリックネットワークから隠しておきます。
• この間、彼らは商品を購入したり、取引所でBTCをフィアットに変換するなど、bitcoinをパブリックチェーンに費やし続けます。
• プライベートチェーンがパブリ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ブロードキャストします。
• ネットワーク上のノードは、長いチェーンを有効であると受け入れ、チェーンの再編成を引き起こします。
• プライベートチェーンと競合する公共チェーンのトランザクションは無効であり、攻撃者は以前に費やしたbitcoinを取り戻すことができます。

確認されたトランザクションのこの逆転は、 2倍の支出として知られています。たとえば、攻撃者が10 BTCをExchangeに送信し、見返りにUSDを受け取る場合、BTCとUSDの両方を効果的に維持して、それを含むブロックを交換することにより、そのトランザクションを後で逆転させることができます。

トランザクションセキュリティとネットワークトラストへの影響

51％の攻撃が発生すると、最も差し迫った結果は、トランザクションの最終性に対する信頼の侵食です。ユーザーと交換は通常、トランザクションが不可逆的であることを検討する前に、複数の確認（通常6）を待ちます（通常6）。ただし、51％の攻撃では、確認されたトランザクションでさえ元に戻すことができます。これにより、ネットワークは、高価値トランザクションまたは時間依存操作のために信頼性が低くなります。

取引所は、攻撃の疑いがある間に撤退または預金を停止して、金銭的損失を防ぐことができます。 Bitcoin支払いを受け入れる商人は、数回の確認の後に商品を配達した場合、支払いを覆すだけで詐欺される可能性があります。 Bitcoinの分散型の性質は、 1つのエンティティがネットワークの操作に不均衡な影響を及ぼしているため、妥協されます。

攻撃者は自分のトランザクションを逆転させることはできますが、制御しないトランザクションを変更することはできないことに注意することが重要です。これは、それらのユーザーが攻撃者との取引に直接関与していない限り、他のユーザーのウォレットからbitcoinを盗むことができないことを意味します。

歴史的なインスタンスとより小さなブロックチェーンの脆弱性

Bitcoin自体は、その膨大なハッシュレートのために51％の攻撃に成功したことはありませんが、同様の作業証明メカニズムを使用した暗号通貨が小さいことが損なわれています。例えば：

• Bitcoin Gold（BTG）は、2018年と2020年に複数の51％の攻撃を経験し、その結果、重大な2倍の支出事件が発生しました。
• Verge（XVG）が2018年に攻撃され、攻撃者が短期間で何千ものコインを採掘できるようになりました。
• 2019年と2020年にイーサリアムクラシック（ETC）は繰り返し攻撃に直面し、大きなブロックが再編成されました。

これらのインシデントは、ハッシュレートが低いネットワークがはるかに脆弱であることを強調しています。 Bitcoinのハッシュレートの51％を獲得するコストは、数十億ドルであると推定されており、そのような攻撃は経済的に非現実的です。ただし、小さいチェーンの場合、必要な投資ははるかに低く、悪意のある俳優の機会が生まれます。

予防と緩和戦略

完全に免疫がないシステムはありませんが、いくつかの測定値は51％の攻撃のリスクと影響を減らすことができます。

• 高価値トランザクションに必要な確認の数を増やします。交換では、多くの場合、大規模な預金の10、20、またはさらに多くの確認が必要です。
• ブロックチェーンエクスプローラーとマイニングプールダッシュボードを介したハッシュレート分布の監視。 1つのプールでの採掘力の突然の集中は、赤い旗を上げます。
• チェックポイントを使用して、信頼できるノードが特定の高さで特定のブロックを不変として強制します。これは、集中化を避けるために控えめに使用されます。
• 罰則のために51％の攻撃を経済的に禁止する51％の攻撃を行うような代替コンセンサスメカニズムを採用します。

ネットワーク参加者は、小規模なマイニングプールをサポートし、単一のプロバイダーへの過度の依存を避けることにより、マイニング分散化を奨励することもできます。一部のプロジェクトは、管理者に疑わしいアクティビティを通知するハッシュレートモニタリングアラートを実装し、応答時間を速くすることができます。

51％の攻撃はBitcoinを破壊できますか？

51％の攻撃を成功させてもBitcoinは破壊されませんが、評判を深刻に損なうでしょう。 Bitcoinに対するこのような攻撃を開始する経済コストは、非常に高いです。現在のグローバルハッシュレートは、 1秒あたり500のエクサハッシュ（EH/s）を超えており、攻撃者は数百万ドル相当の採掘設備を展開し、大量の電力コストを獲得する必要があります。

さらに、攻撃が検出された場合、コミュニティはプロトコルを分岐して攻撃者のハードウェアを時代遅れにすることで対応できます。これには先例があります。Bitcoin現金とBitcoin SVは、イデオロギーの意見の不一致に対応してハードフォークを通じて作成されました。調整された応答は、攻撃チェーンを無効にし、ブロックチェーンの変更されたバージョンのコンセンサスを回復する可能性があります。

Bitcoinのゲーム理論的インセンティブも、そのような攻撃を思いとどまらせます。鉱夫は正直に振る舞うことで報酬を獲得します。ネットワークを攻撃するためのリソースの転用リスクは、彼らが採掘しているまさにその資産を過小評価し、攻撃を自滅させます。

よくある質問

マイニングプールが51％の攻撃を開始するのを防ぐものは何ですか？マイニングプールは、ハッシュパワーを組み合わせた個々の鉱夫のコレクションです。プールが50％のハッシュレートに近づいていても、鉱夫は地方分権を維持するために自発的に離れることができます。プールオペレーターは、メンバーのハードウェアを一方的に制御しておらず、支配的な支配はコミュニティのバックラッシュとプロトコルの調整を引き起こします。

51％の攻撃は私のBitcoinを盗むことができますか？いいえ。51％の攻撃は、攻撃者が制御しないアドレスからプライベートキーにアクセスしたり、住所から資金を転送したりすることはできません。これにより、トランザクション注文の操作と攻撃者自身のコインの2倍の支出のみが可能になります。

51％の攻撃から自分を守るにはどうすればよいですか？特に大規模なトランザクションについては、より多くの確認を待ちます。チェーンの再編成を監視するサービスを使用し、追加のセーフガードなしで低いレートネットワークの支払いを受け入れることを避けます。

クラウドマイニングは51％の攻撃のリスクですか？クラウドマイニング自体は本質的に危険ではありませんが、単一のプロバイダーが賃貸ハッシュパワーの大部分を制御すると、影響力を集中させる可能性があります。プロバイダーの透明性とハッシュレート分布を常に評価してください。