Как мы уже знаем, майнеры являются важной частью Bitcoin. От них зависит проверка транзакций и, в значительной степени, безопасность криптовалюты. Но они не единственные, на кого ложится невероятная задача по обеспечению сетевой безопасности, особенно, когда нависает угроза атаки.
Атака 51%
С появлением криптовалют мы все время слышим об угрозах хакерских атак, повторных и DoS-атаках. Их множество, и все они угрожают безопасности Блокчейна.
О какой безопасности мы говорим? Что может случиться?
Чтобы объяснить это и многое другое, мы расскажем вам, какие угрозы существуют. Сегодня мы поговорим о том, что такое атака 51%, и какую опасность она представляет для Биткойна.
Немного контекста
Прежде всего, Bitcoin и остальные криптовалюты основаны на фундаментальном принципе: децентрализация. Благодаря этому принципу все участники сети имеют копию учетной книги блокчейна. Участников обычно называют «узлами».
Каждая копия отражает одну и ту же полную историю всех транзакций, которые произошли с начала сети. В Биткойне это означает, что каждая транзакция с 3 января 2009 года находится в блокчейне этой сети. Но поскольку в Биткойне нет центрального узла, все узлы должны иметь свою копию. Таким образом, они проверяют транзакции и новые блоки математически, чтобы убедиться, что все в порядке.
Эти проверки очень просты. Но вы должны помнить об одном: проверка транзакций / блоков — это не майнинг. Скорее, эта задача означает проверку того, что задание добычи было правильным и представляет собой очень простую математическую операцию. Если операция проверки успешна, узлы добавляют новую транзакцию в свою копию книги, а если нет, они отбрасывают ее. После этого действия сеть запрограммирована на отслеживание самой длинной цепочки блоков (да, есть постоянно попытки разветвления, которые остаются без поддержки).
Все это обрабатывается автономно благодаря протоколам консенсуса. Суть заключается в том, что если более 51% узлов принимают что-то будучи большинством, демократическим путем решается, что это «правда». Таким образом, цепочка, которая получает поддержку 51% сети, становится самой длинной цепочкой.
В чем проблема
Но наверняка вы спросите себя: в чем проблема в этой схеме работы? Что, если более 51% узлов решат солгать, потому что они связаны с этой ложью и получают от нее выгоду?
То, что теоретически возможно, стало невозможным из-за его технической сложности и стоимости. Кроме того, не так много преимуществ, которые можно получить из того, что мы видим в теории игр (Равновесие по Нэшу).
Как вы, возможно, уже поняли, каждый узел делает сеть более безопасной, что позволяет избежать фальсификации учетных записей блокчейна. Когда мы упоминаем «узлы», важно понимать, что они не обязательно являются майнерами. Это все те компьютеры, которые подключены к сети Биткойн P2P. Майнеры также являются узлами, но с активированной функциональностью для решения проблем майнинга, поэтому, чтобы быть узлом, вам не нужно тратить электричество сверх того, что расходует компьютер с подключением к Интернету.
Безопасность Биткойна (и любой распределенной системы) прямо пропорциональна децентрализации его узлов.
Источник угрозы
Атака 51% происходит, когда один человек или группа контролирует 51% вычислительной мощности сети. Другими словами, у него будет больше вычислительных мощностей, чем у всех других майнеров, и больше участников для «голосования», чем у остальных вместе взятых. Ситуация, которая может негативно повлиять на эту распределенную электронную систему, временно изменив работу сети. Это теория. Даже в собственном техническом документе Биткойна прямо упоминается сценарий атаки 51%. Фактически, жить с таким типом инфраструктуры было неизбежным злом.
Эти дебаты — дело не только настоящего. В прошлом также были времена многих сомнений, связанных с «призраком» атаки 51% на Биткойн. С начала 2014 года компания облачного майнинга Ghash.IO была опасно близка к 50% от общего хэша (или мощности) майнинга сети Биткойн. Эта ситуация создала неуверенность у всех тех пользователей, которые только что открыли для себя ВТС. Однако в настоящее время компания больше не работает, а мощность хэширования BItcoin более распределена.
Но как это можно сделать? Давайте посмотрим на более простой пример.
Что нужно для уничтожения Биткойна: совершить атаку 51%.
Рецепт очень простой, вам просто нужно получить 51% сети, то есть около 6000 узлов.
Кроме того, у вас должна быть достаточно мощная сеть майнеров, чтобы вы всегда могли майнить блок. Таким образом, всякий раз, когда вы добываете блок, ваши 6000 узлов будут проверять то, что вы делаете, а не то, что делают другие.
Конечно, нужно делать все очень быстро, за секунды.
Означает ли это конец Биткойна и продолжение режима фиатной валюты?
К несчастью для атакующего и для мира всех этих хороших людей ответ — нет. На практике это сделать в настоящее время невозможно. Узлы могут быть «дешевыми», но майнеры — нет, как и их электричество.
«Но банк печатает деньги бесплатно, он может купить все, что хочет», — подумаете вы.
Это правда. Из-за сценария, основанного на соревновании, атакующий обязан сделать так, чтобы его атака происходила постоянно и за секунды, что невозможно, так как каждый блок добывается за 10 минут, и всего за несколько секунд он будет обнаружен.
Однако представьте, что это делается в другое время или в другом контексте.
Конечным результатом будет то, что атакующий будет контролировать сеть, истратив огромные средства. Для чего? Например, чтобы сделать двойные расходы, которые в конечном итоге могут пройти. Но это будет обнаружено сетью, которая устранит его, разветвившись и оставив в стороне.
Многие финансовые организации посмели заявить, что Биткойн можно легко подчинить, и через несколько месяцев им пришлось исправить это заявление.
Самому Банку Канады, среди прочего, пришлось исправить это заявление после того, как он поставил под сомнение безопасность Биткойна. После глубокого знакомства с принципами работы крипто-актива было проведено исследование, результат которого гарантирует, что в настоящее время практически невозможно нарушить сеть Биткойнов посредством успешной атаки 51%.
Текущая ситуация в сети
В настоящее время существует более 10 000 узлов. Однако сценарий не идеален. Почему?
У Биткойна миллионы пользователей, но узлов всего около 10 000. Это означает, что почти все люди, использующие Биткойн, не имеют собственного узла, они используют сторонние узлы: например, пользователи онлайн-кошельков, обменников, и т.д.
С другой стороны, как мы объяснили, майнеры — очень важная часть. Это те, кото создают блоки необходимы для проверки транзакций. Без блоков нет безопасных транзакций. Узлы могут только проверять работу, то есть в данном случае работу майнеров.
Проблема в том, что в пределах мощности майнинга мы не знаем, сколько имеется узлов, и более 60% мощности майнинга в настоящее время составляют всего 5 больших пулов.
Стоимость и последствия
В случае, упомянутом выше, эти организации могли бы использовать это преимущество для выполнения операций:
- Обратные транзакции и двойные траты с ВТС
- Избегать подтверждений транзакций, которые должны проходить обычную проверку
- Запретить другим майнерам майнить действительные блоки
Несмотря на это, время и инвестиции, которые потребуются для проведения такой атаки, настолько высоки и сложны, что не будут оптимальными для соответствующего лица или организации. Посмотрим на некоторые действия, которые злоумышленник не смог выполнить:
- Изменить количество монет, генерируемых каждым блоком
- Создавать монеты из ничего
- Отправлять монеты, которые ему никогда не принадлежали
Однако в течение многих лет обсуждались гипотетические сценарии атаки 51% на Биткойн, и было предложено множество решений. Например, Гэвина Андресена.
Гэвин Андресен (разработчик проекта Биткойн) добавил некоторые подробности и пояснения об этой атаке на своем веб-сайте Gavintech:
«Что-то вроде «игнорировать более длинную цепочку, осиротевшую текущую лучшую цепочку, если сумма (приоритеты транзакций, включенных в новую цепочку) намного меньше суммы (приоритеты транзакций в части текущей лучшей цепочки, которая будет потеряна)» будет означать, что 51% злоумышленника должны будут иметь как большую мощность хэширования, так и множество старых высокоприоритетных Биткойнов, чтобы поддерживать атаку отказа в обслуживании транзакций. И у них довольно быстро закончатся старые высокоприоритетные Биткойны, и они будут вынуждены либо включать транзакции других людей, либо их цепочка отклоняется».
По словам Гэвина, защита сети от атаки 51% будет относительно простой, вынуждая злоумышленника иметь очень высокий приоритет старый хэшей и мощность BTC.
Время, в течение которого будет длиться атака, будет относительно небольшим, и у злоумышленника быстро закончится высокоприоритетный BTC, и он будет вынужден включать транзакции от других, или отказываться от своей цепочки.
Заключение
Ясно, что узлов становится все больше и больше, но мы должны продолжать продвигать децентрализацию, и многое зависит от каждого из вас.
Мы не простое сообщество. В Биткойне у вас есть сила.
Биткойн — это невероятная технологическая, финансовая, политическая и социальная революция, но от каждого из нас зависит, станет ли она сильнее и сильнее.
