MSTR Cat

Блокчейн/Уровень III · Сеть/3.3 Консенсус и управление/Урок 2

Атаки 51%

Границы власти: что большинство может переписать, а чего оно не может коснуться

МатериалыЭксплорер блоков Bitcoin Gold или Ethereum Classic для изучения блоков, отменённых при реорганизацииИсторические графики хешрейта с сайта майнинговой статистики (например, Blockchain.com или CoinWarz)Whitepaper «Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System», в особенности раздел 11

Любопытство

  1. Если кто-то контролирует более половины вычислительной работы, какие транзакции становятся изменяемыми?
  2. Почему владение ключами от монет остаётся надёжной защитой, даже когда история их перевода отменяется?
  3. Как биржи корректируют свои требования к подтверждениям, когда хешрейт сети становится нестабильным?

Исследование

  1. Консенсус Накамото следует за действительной цепью с наибольшим накопленным доказательством работы. Злоумышленник, контролирующий более пятидесяти процентов мирового хешрейта, может майнить блоки быстрее остальной сети и построить приватную цепь, которая в итоге обгонит публичную. Когда эта более длинная цепь транслируется в сеть, ноды переходят на неё, потому что в ней больше работы. Этот механизм позволяет отменять недавние транзакции и не допускать другие транзакции в реестр.
  2. Главная экономическая угроза — двойная трата. Злоумышленник отправляет монеты продавцу или контрагенту, ждёт одного подтверждения в публичной цепи, а затем раскрывает свою скрытую параллельную цепь, в которой те же монеты потрачены в другом месте. Поскольку в скрытой цепи теперь больше блоков, она становится канонической историей. Исходный платёж исчезает из действительного реестра. Такая атака выгодна только тогда, когда стоимость полученных товаров превышает затраты на электроэнергию и оборудование, необходимые, чтобы обогнать честных майнеров.
  3. Принципиально важно, что атакующий с большинством мощности не может украсть чужие монеты. Владение в Bitcoin основано на криптографии, а не на консенсусе. Чтобы потратить чужие сатоши, атакующему нужны приватные ключи владельцев, которые защищены криптографией на эллиптической кривой secp256k1. Мощность майнинга определяет порядок транзакций и действительность блоков, но не даёт доступа к средствам других пользователей. Атакующий может отправлять блоки честных майнеров в орфаны или цензурировать отдельные транзакции, но не может создавать деньги сверх фиксированного графика эмиссии или менять базовые правила консенсуса.
  4. Небольшие сети на доказательстве работы сталкиваются с этой угрозой особенно часто из-за более низкого общего хешрейта. Арендованное майнинговое оборудование позволяет получить контроль большинства на короткое время. В мае 2018 года Bitcoin Gold подвергся успешной атаке: злоумышленник, временно контролируя хешрейт сети, отменил транзакции на миллионы долларов. Ethereum Classic пережил похожие атаки в январе 2019 года и несколько раз в августе 2020 года. В каждом случае биржи реагировали тем, что требовали гораздо больше подтверждений перед зачислением депозитов.
  5. Сам Bitcoin ни разу не подвергался успешной атаке большинства. Однако в июне 2014 года GHash.io ненадолго превысил половину хешрейта сети, что вызвало тревогу; через месяц пул пообещал держать свою долю ниже 40%. Атака на Bitcoin экономически непомерно дорога, потому что злоумышленнику приходится нести высокие расходы на электроэнергию, конкурируя с эффективными майнерами по всему миру. Кроме того, ему нужно удерживать большинство достаточно долго, чтобы довести атаку до конца, а неудачная попытка оставляет лишь затраты.
  6. Разграничение между контролем над консенсусом и криптографическим владением определяет модель безопасности. Консенсус защищает порядок событий — кто, кому и когда заплатил, — а криптография защищает принадлежность ценности — кто чем владеет. Атакующий с 51% может манипулировать первым, но остаётся связан вторым. Такое разделение гарантирует, что даже в худшем случае, когда история переписана, безопасность отдельных кошельков остаётся ненарушенной, если только ключи не скомпрометированы другими способами, например через вредоносное ПО или социальную инженерию.

Ключевые факты

  • Владелец большинства хешрейта может отменить собственные недавние платежи и не допускать транзакции в цепь.
  • Злоумышленники не могут тратить монеты, для которых у них нет приватных ключей, независимо от мощности майнинга.
  • В мае 2018 года Bitcoin Gold подвергся успешной атаке двойной траты, обошедшейся биржам примерно в 18 миллионов долларов.
  • Ethereum Classic подвергся нескольким атакам большинства в январе 2019 года и августе 2020 года.
  • В июне 2014 года GHash.io ненадолго достиг примерно половины хешрейта Bitcoin, после чего пообещал держаться ниже 40%.
  • Биржи, работающие с уязвимыми сетями, повышают требования к подтверждениям, чтобы защитить пользователей от реорганизаций.

Упражнение девять, шесть, три, один

9СобратьПеречислите 9 отдельных событий или угроз, связанных с сетями на доказательстве работы (PoW), включая как успешные атаки, так и случаи, когда атака едва не произошла. Укажите название сети, дату, задействованную долю хешрейта в процентах (если известна) и исход.
6СгруппироватьСгруппируйте эти 9 событий в 6 категорий по основной цели атакующего: двойная трата собственных монет, цензура отдельных транзакций, отправка блоков других майнеров в орфаны, создание недействительных блоков или другие мотивы.
3Выделить главноеСократите 6 групп до 3 фундаментальных причин, по которым кто-либо может тратить ресурсы на контроль над большинством хешрейта.
1КристаллизоватьНапишите одно предложение, объясняющее точную границу между тем, что может изменить власть над консенсусом, и тем, что защищает криптографическое владение.

Проверка фактов

Даты, цифры и утверждения были проверены по приведенным ниже опубликованным источникам.

Открыть в интерактивной академии →

EN PT ES ZH JA KO DE FR MS