51%攻撃

マイニングは競争であり、最も多くのハードウェアを稼働させる者が最も多くの競争に勝ちます。ハッシュレートの半分以上を保有する集団は、より長い非公開のチェーンを構築して公開することができ、他の人々がすでに最終的なものとして扱っていたブロックを消去します。その集団はあなたの署名を偽造することはできないため、あなたが管理するウォレットにすでにあるビットコインが、そのような攻撃によって奪われるものではありません。

仕組み

ビットコインのノードは、たまたま最初に見たチェーンではなく、累積のプルーフ・オブ・ワークが最も多いチェーンに従います。攻撃者はそのルールを悪用し、秘密裏にマイニングします。直近のいずれかのブロックを起点として、公開せずに独自のブランチを構築する一方、ネットワークの残りは公開ブランチを延長します。秘密のブランチがより長くなれば、それを公開することで全ノードが切り替わり、競争に敗れたブロックは、その内部にのみ存在した支払いとともに破棄されます。

ホワイトペーパーは、それがどれほど難しいかを正確に測定しました。セクション11では、追いつきが成功する確率を0.1%未満に下げるために必要な確認数を解いています。ハッシュレート10%の攻撃者に対して5ブロック、25%で15ブロック、30%で24ブロック、45%で340ブロックです。曲線は急峻で、その後破綻します。50%を超えると、最終的に追いつく確率は1となり、確認数をいくら増やしても解決しません。ハッシュレートの半分におけるこの不連続性が、この名称の由来です。

ハッシュパワーの過半数はrootアクセスではありません。補助金が3.125であるのに自分自身に10コインを支払う無効なブロックをマイニングするマイナーや、鍵を保有していないアウトプットを使用するマイナーは、ノートパソコンで稼働する安価なノードを含むすべてのフルノードによってそのブロックを拒否されます。攻撃者の権限は限定的かつ具体的です。ブロックからトランザクションを除外すること、正直なマイナーが見つけたブロックをオーファンにすること、直近の数ブロック以内に自ら行った支払いを巻き戻すことです。スケジュール外でコインを発行すること、2,100万の上限を引き上げること、署名できないアドレスから資金を移動することはできません。

この攻撃は構築されるものではなく、レンタルされるものでもあります。難易度は2,016ブロックごとにしか再計算されないため、攻撃者は2週間にわたって何かを維持する必要はありません。アルゴリズムにマイニング市場での余剰能力があるチェーンでは、数時間分のレンタル能力で十分です。そのため被害者はすべてビットコインではなく小規模なチェーンでした。

ビットコインを購入するときにこれが重要な理由

ビットコインのメインチェーンで過半数の攻撃が成功したことはこれまでにありません。最も危険だったのは2014年7月で、プールのGHash.ioがネットワークのハッシュレートの半分を超え、世論の圧力を受けて39.99%を超えないとの確約を公開しました。このプールは2016年10月にサービスを終了しました。集中は今も現実の懸念です。Foundry USAとAntPoolの2つのプールが合わせて全ブロックのおよそ半分を構築していますが、彼らが向けるハッシュレートは数千の独立したマイナーが所有しており、マイナーは数分でマシンを別のプールに向け直すことができます。

購入者にとって、実際の影響範囲は限定的です。自分のウォレットに保有するビットコインは再編成によって消えることはありません。再編成は鍵の保有者を変えることができないからです。影響範囲に入るのは移動中の価値です。取引所が入金を計上したもののまだ確認中のもの、そして同じプラットフォームでビットコインの隣に上場している小規模なプルーフ・オブ・ワーク型アルトコインです。当サイトでレビューしている24社の取引所のうち、顧客の資金を失った取引所は、チェーンの再編成ではなくカストディの失敗と詐欺によって失いました。この比率はこの資産の全歴史を通じて保たれています。

確認待ちは、この防御の目に見えるコストです。取引所が入金を取引可能にする前に数ブロック待たせるのは、ホワイトペーパーが説明する安全余裕を自ら確保しているということです。プラットフォーム間でコインを移動する場合は、その遅延を不具合として扱うのではなく、想定しておいてください。

Bitcoin Gold、2度の攻撃

Bitcoin Goldは最も明確な実例です。なぜなら、それはハッシュレート以外のすべてを継承したビットコインのコードの2017年のフォークだからです。2018年5月に攻撃者はBTGを取引所に入金し、他の資産と交換し、出金した後、入金がなかったことになるようにチェーンを再編成しました。報告された二重支払いはおよそ1,800万ドルに達しました。損失を被った取引所の1つであるBittrexは、プロジェクトが損失の補填を拒否した後、2018年9月にBTGの上場を廃止しました。

同じことが2020年23月に再び起こり、約1,900BTGと5,267BTGを巻き戻す2度の深い再編成が、公開市場でレンタルしたハッシュパワーによって実行されました。教訓は一般化できます。チェーンを攻撃するコストは、その時価総額やブランドではなく、そのハッシュレートに比例します。コインは数億ドルの価値があっても、数時間分のレンタルマシンの価格で再編成され得ます。

51%攻撃vs二重支払い

51%攻撃は手段であり、二重支払いは通常その報酬です。ビットコインの歴史における実際の二重支払いの試みのほぼすべてはマイニングを伴わず、未確認のトランザクションをメムプール内で置き換えるだけのもので、攻撃者にはより高い手数料以外のコストはかかりません。すでにブロックに埋もれた支払いを巻き戻すにはハッシュパワーの過半数が必要であり、それはまったく別の予算です。

51%攻撃vs利己的マイニング

利己的マイニングは利益戦略であり、履歴の書き換えではありません。EyalとSirerは2013年に、見つけたブロックを保留して戦略的に解放するマイナーが、ハッシュレートの半分をはるかに下回る割合で、一部のネットワーク条件ではおよそ3分の1から、報酬の公正な取り分を超えて稼げることを示しました。利己的マイナーはコンセンサスルールを守り続け、確認済みの支払いを決して巻き戻しません。それはユーザーからコインを盗むのではなく、他のマイナーから収益を盗んでいます。