Attaque des 51 %

Le minage est une course, et celui qui exploite le plus de machines remporte le plus de courses. Un groupe qui détient plus de la moitié du hashrate peut construire une chaîne privée plus longue et la publier, effaçant des blocs que d'autres traitaient déjà comme définitifs. Il ne peut pas falsifier votre signature, donc les pièces déjà présentes dans un portefeuille que vous contrôlez ne sont pas ce qu'une telle attaque prend.

Comment cela fonctionne

Les nœuds bitcoin suivent la chaîne qui a accumulé le plus de preuve de travail, pas celle qu'ils ont vue en premier. Un attaquant exploite cette règle en minant en secret. À partir d'un bloc récent, il construit sa propre branche sans la publier, pendant que le reste du réseau prolonge la branche publique. Si la branche secrète devient plus longue, sa publication fait basculer chaque nœud, et les blocs qui ont perdu la course sont abandonnés, avec les paiements qui n'existaient qu'en leur sein.

Le livre blanc a mesuré précisément la difficulté de l'opération. La section 11 calcule le nombre de confirmations nécessaires pour ramener la probabilité d'un rattrapage réussi sous 0,1 pour cent : 5 blocs face à un attaquant détenant 10 pour cent du hashrate, 15 blocs à 25 pour cent, 24 blocs à 30 pour cent, et 340 blocs à 45 pour cent. La courbe est raide, puis elle casse. Au-dessus de 50 pour cent, la probabilité de rattraper un jour est de 1, et aucun nombre de confirmations n'y remédie. C'est cette discontinuité à la moitié du hashrate qui donne son nom à l'attaque.

La majorité de la puissance de calcul n'est pas un accès root. Un mineur qui mine un bloc invalide, un bloc qui se paie 10 pièces alors que la subvention est de 3,125 ou qui dépense une sortie pour laquelle il ne détient aucune clé, voit ce bloc rejeté par chaque nœud complet, y compris celui qui tourne sur un ordinateur portable. Les pouvoirs de l'attaquant sont étroits et précis : exclure des transactions des blocs, orpheliner des blocs trouvés par des mineurs honnêtes, et inverser des paiements qu'il a lui-même effectués dans les derniers blocs. Il ne peut pas créer des pièces hors du calendrier, relever le plafond de 21 millions, ni déplacer des fonds depuis une adresse pour laquelle il ne peut pas signer.

L'attaque se loue aussi, elle ne se construit pas. La difficulté ne se recalcule que tous les 2 016 blocs, donc un attaquant n'a rien à maintenir pendant deux semaines. Sur une chaîne dont l'algorithme dispose de capacité disponible sur le marché du minage, quelques heures de capacité louée suffisent, et c'est pourquoi les victimes ont toutes été de petites chaînes, jamais le bitcoin.

Pourquoi cela compte quand vous achetez du bitcoin

Aucune attaque par majorité réussie ne s'est jamais produite sur la chaîne principale du bitcoin. L'épisode le plus proche remonte à juillet 2014, lorsque le pool GHash.io a dépassé la moitié du hashrate du réseau et, sous la pression publique, a publié un engagement à ne pas dépasser 39,99 pour cent ; le pool a fermé en octobre 2016. La concentration reste le vrai sujet d'inquiétude. Deux pools, Foundry USA et AntPool, construisent à eux deux environ la moitié de tous les blocs, même si le hashrate qu'ils dirigent appartient à des milliers de mineurs distincts qui peuvent rediriger leurs machines vers un autre pool en quelques minutes.

Pour un acheteur, l'exposition pratique est limitée. Les pièces détenues dans votre propre portefeuille ne peuvent pas être retirées par une réorganisation, car une réorganisation ne peut pas changer qui détient les clés. Ce qui se trouve dans le rayon de souffle, c'est la valeur en mouvement : un dépôt qu'une plateforme d'échange a crédité mais qui est encore en confirmation, et n'importe quel petit altcoin en preuve de travail coté à côté du bitcoin sur la même plateforme. Sur les 24 plateformes d'échange examinées sur ce site, celles qui ont perdu l'argent de leurs clients l'ont perdu à cause d'une défaillance de conservation et d'une fraude, pas de réorganisations de chaîne. Ce rapport s'est vérifié pendant toute l'histoire de l'actif.

Les délais de confirmation sont le coût visible de cette défense. Quand une plateforme d'échange vous fait attendre plusieurs blocs avant que votre dépôt soit négociable, elle s'achète la marge de sécurité que décrit le livre blanc. Si vous déplacez des pièces entre plateformes, prévoyez ce délai au lieu de le traiter comme un défaut.

Bitcoin Gold, attaqué deux fois

Bitcoin Gold est l'exemple le plus clair, car c'est un fork de 2017 du code du bitcoin qui a hérité de tout sauf du hashrate. En mai 2018, un attaquant a déposé des BTG sur des plateformes d'échange, les a échangés contre d'autres actifs, a retiré, puis a réorganisé la chaîne pour que les dépôts n'aient jamais eu lieu. Les doubles dépenses signalées ont atteint environ 18 millions de dollars. Bittrex, l'une des plateformes d'échange laissées en perte, a retiré BTG de la cote en septembre 2018 après que le projet a refusé de couvrir la perte.

Cela s'est reproduit le 23 janvier 2020, avec deux réorganisations profondes qui ont annulé environ 1 900 et 5 267 BTG, exécutées avec du hashrate loué sur le marché libre. La leçon est générale : le coût d'attaquer une chaîne suit son hashrate, pas sa capitalisation boursière ni son image de marque. Une pièce peut valoir des centaines de millions de dollars et être tout de même réorganisée pour le prix de quelques heures de machines louées.

Attaque des 51 % vs double dépense

Une attaque des 51 % est une méthode ; une double dépense en est généralement le gain. Presque toutes les tentatives réelles de double dépense dans l'histoire du bitcoin n'impliquaient aucun minage, juste le remplacement d'une transaction non confirmée dans la mempool, ce qui ne coûte à l'attaquant que des frais plus élevés. La majorité de la puissance de calcul est ce qu'il faut pour annuler un paiement déjà enfoui dans les blocs, et c'est un budget complètement différent.

Attaque des 51 % vs minage égoïste

Le minage égoïste est une stratégie de profit, pas une réécriture de l'histoire. Eyal et Sirer ont montré en 2013 qu'un mineur qui retient les blocs trouvés et les publie stratégiquement peut gagner plus que sa part équitable des récompenses avec bien moins de la moitié du hashrate, dans certaines conditions de réseau à partir d'environ un tiers. Le mineur égoïste respecte malgré tout les règles de consensus et n'inverse jamais un paiement confirmé ; il vole des revenus à d'autres mineurs, pas des pièces aux utilisateurs.