حمله 51 درصد چیست؟
دنیای ارزهای دیجیتال، دنیایی پر از رقابت، هیجان و نمایش هوشمندی است. اطلاعات این حوزه دائماً بروز می‌شوند و کاربران این حوزه، در تلاشی دائمی برای ارتقای شبکه‌ها و برنامه‌های خود هستند. شما چه یک سرمایه‌گذار در دنیای ارزهای دیجیتال باشید، چه یک علاقه‌مند به تکنولوژی، نیازمند مطالعه در این حوزه هستید. همان‌طور که میدانید، فناوری پایهای ارزهای دیجیتال، شبکه بلاک چین است. شبکه ای با این شعار که «اعتماد نکن، تایید کن.».
شبکه‌های بلاک چین از ابتدای ظهورشان تاکنون دغدغه‌های مختلفی را رفع کرده‌اند و مشکلاتی هم پدید آورده‌اند. یکی از دغدغه‌ها در مورد شبکه‌های بلاک چین، امنیت آنهاست. در این مقاله به یکی از عوامل ایجاد اختلال در شبکه‌های بلاک چین خواهیم پرداخت؛ حمله 51 درصد یا حمله اکثریت.
در مورد حمله 51 درصد چه میدانید؟
شبکه‌های بلاک چین چگونه کار می‌کنند؟
بلاک چین، فناوری پایهای ارزهای دیجیتال است. شبکه‌های بلاک چین یک ویژگی محوری دارند و آن این است که کاربران آنها می‌توانند در فرایند تأیید تراکنش‌ها و ساخت بلاک‌ها مشارکت کنند. به آن کاربرانی که در شبکه بلاک چین به تأیید تراکنش‌ها و ساخت بلاک‌ها می‌پردازند نود node گفته می‌شود. مهمترین دسته در بین نودها، استخراج‌کننده‌ها یا همان ماینرها miner هستند. قوانین یک پروتکل توسط تمام نودها رعایت و پیگیری می‌شود و تمام نودها در مورد وضعیت فعلی بلاک چین اتفاق‌نظر دارند. در نتیجه برای تأیید یک تراکنش و تشکیل یک بلاک جدید در شبکه بلاک چین، اکثریت نودها باید در مورد درستی آن تراکنش، اجماع داشته باشند. شبکه‌های بلاک چین از فرایندهای متفاوتی برای اجماع استفاده می‌کنند، مانند فرایند اجماع اثبات کار PoW و فرایند اجماع اثبات سهام PoS.
فرایند اجماع اثبات کار در بلاک چین
شبکه بلاک چین بیت کوین از فرایند اجماع اثبات کار PoW استفاده می‌کند. بنابر این الگوریتم، ماینرها تنها در صورتی می‌توانند اعتبار یک تراکنش را ثابت کنند که تمام نودها تأیید کنند پاسخی که آن ماینر برای آن معادله بلاکی پیدا کرده، صحیح است. غیرمتمرکز بودن شبکه بلاک چین بیت کوین نیز به همین معناست که هیچ نهاد یا گروه خاصی به طور متمرکز این شبکه را کنترل نمی‌کند و زیرساخت‌های این شبکه، یک دفتر کل غیرمتمرکز و سیستمی کاملاً توزیع شده است.
انجام عملیات استخراج یا ماینینگ بر اساس فرایند اجماع اثبات کار PoW نیازمند صرف مقادیر مالی عظیم برای هزینه برق و توان محاسباتی است و عملکرد هر یک از ماینرها بر اساس آن میزان توان محاسباتی که در اختیار یک شبکه بلاک چین قرار میدهد، سنجیده می‌شود. این توان محاسباتی، نرخِ هَش Hash Rate نامیده می‌شود. رقابت اصلی ماینرها نیز بر سر دست‌یافتن به هش ریت Hash Rate معتبر برای ساختن بلاک جدید است. اما غیرمتمرکز و توزیع شده بودن ساختار بلاک چین بیت کوین دقیقاً به این معناست که این هش ریت در دست هیچ نهاد یا گروه خاصی نیست و مبتنی بر فرایند اجماع اثبات کار است.
نرخ هش ریت به چه معناست؟
حمله 51 درصد چه زمانی رخ میدهد؟
اگر هش ریت به‌خوبی توزیع نشده باشد و یک فرد یا گروه خاص بتوانند به بیشتر از 50 درصد هش ریت دسترسی پیدا کنند، می‌توانند در عملکرد شبکه اختلال ایجاد کنند. این اختلال را حمله 51 درصد یا حمله اکثریت می‌نامند. در چنین موقعیتی، شخص یا گروه مهاجم قادر هستند تراکنش‌ها را حذف یا دست‌کاری کنند. مثلاً تراکنشی را که درگذشته تأیید شده را برگشت بدهند و آن دارایی خاص را دوباره خرج کنند. یا اینکه از تأیید همه یا برخی از تراکنش‌ها جلوگیری کنند. به‌علاوه، مهاجم در این موقعیت می‌تواند تعدادی از ماینرها یا تمام آنها را از فرایند ماینینگ یا استخراج بازدارد. به این حالت «انحصار استخراج» می‌گویند.
محدودیت‌های مهاجم در حمله 51 درصد
مهاجم در حمله 51 درصد گرچه می‌تواند ماینینگ را به انحصار خود در آورد و دارایی‌ها را دوباره خرج کند اما محدودیت‌هایی هم دارد. مثلاً مهاجم در حمله 51 درصد نمی‌تواند معاملاتی را که خیلی‌وقت‌پیش تأیید شده‌اند را دست‌کاری کند. او همچنین قادر نخواهد بود میزان پاداش بلاک‌ها را تغییر دهد، نمی‌تواند خارج از پروتکل، سکه‌های جدیدی ایجاد کند و همچنین نمی‌تواند سکه‌های دیگر کاربران را بدزدد. اینها اختلالاتی هستند که مهاجم حمله 51 درصد قادر به انجام آنها نیست.
در چه شرایطی حمله 51 درصد رخ میدهد؟
چرا حمله 51 درصد به بلاک چین بیت کوین غیرممکن است؟
شبکه بلاک چین بیت کوین از امنیت بسیار بالایی برخوردار است. زیرا تمام کاربران این شبکه در فرایند اجماع مشارکت دارند و هرچه یک شبکه بزرگ‌تر باشد و قدرت نودهای آن بیشتر باشد، امکان حمله به آن کمتر است.
در شبکه بلاک چین بیت کوین یک برنامه رقابتی وجود دارد که ضامن امنیت شبکه نیز می‌شود. این شبکه، از فرایند اجماع اثبات کار PoW استفاده می‌کند. در این شبکه، هرچقدر یک ماینر هش ریت Hash Rate بیشتری در اختیار داشته باشد، شانس بیشتری برای یافتن یک راه‌حل معتبر برای حل معمای بلاک بعدی دارد؛ بنابراین یک ماینر برای اینکه شانس بیشتری برای استخراج داشته باشد باید قدرت محاسباتی بیشتری داشته باشد و در هر ثانیه، تلاش بیشتری بکند.
در آغاز فعالیت بلاک چین بیت کوین، ماینرهای بسیار محدودی در این شبکه فعالیت می‌کردند اما با بالارفتن قیمت بیت کوین، ماینرهای بیشتری به این شبکه پیوستند و با تلاش‌های خود در رقابت بر سر استخراج، قدرت و امنیت این شبکه را بالا و بالاتر بردند.
در چنین موقعیتی که بیت کوین دارد، توان محاسباتی بسیار زیادی نیاز است تا یک مهاجم بتواند بیش از نیمی از هش ریت را به دست بیاورد و در شبکه اختلال ایجاد کند؛ بنابراین حمله 51 درصد به بیت کوین توجیه اقتصادی ندارد و عملاً غیرممکن است.
به‌علاوه، هرچه یک شبکه رشد بیشتری کرده باشد و تعداد تأییدهای یک بلاک آن بیشتر باشد، ایجاد تغییر در معاملات سخت‌تر و پرهزینه‌تر می‌شود؛ بنابراین حتی اگر یک حمله 51 درصد موفق به بلاک چین بیت کوین صورت بگیرد، فقط می‌تواند معاملات چند بلاک آخر را دست‌کاری کند و برای زمان کوتاهی شبکه را مختل کند.
حمله 51 درصد به آلت کوین ها
حمله 51 درصد به آلت کوین‌ها
در مقایسه با شبکه بلاک چین بیت کوین، آلت کوین‌ها میزان هش ریت Hash Rate کمتری دارند و بدست آوردن اکثریت توان محاسباتی آنها به‌مراتب، کار ساده‌تری است. حتی هش ریت برخی از این آلت کوین‌ها به‌قدری پایین است که حمله 51 درصد به آنها عملاً قابل‌اجراست.
کدام آلت کوین‌ها قربانی حمله 51 درصد شده‌اند؟
تعدادی از آلت کوین‌ها وجود دارند که تاکنون مورد حمله 51 درصد واقعاً شده‌اند. در ادامه به نام آنها و توضیح مختصری از حمله 51 درصد به آنها می‌پردازیم؛
- بیت کوین گلد: این ارز دیجیتال تا کنون دو مرتبه در سال 2020 و 2021 مورد حمله 51 درصدی قرار گرفته است.
- اتریوم کلاسیک: این ارز دیجیتال طی فاصله‌ای حدوداً دو ماهه، 5 بار مورد حمله 51 درصد یا همان حمله اکثریت قرار گرفت.
- فیرو: این ارز دیجیتال مدتی پس از تغییر نام برند خود از زد کوین به فیرو در ژانویه 2020 مورد حمله 51 درصد قرار گرفت.
- موناکوین
حمله 34 درصد چیست؟
این حمله مربوط به شبکه «تنگل» است. این شبکه اساساً با شبکه بلاک چین متفاوت است اما با اهدافی مشابه شبکه‌های بلاک چین ساخته شده‌اند. ارز دیجیتال «آیوتا» که برای استفاده در بستر اینترنت اشیا بکار می‌رود، در بستر شبکه تنگل ساخته شده است.
بنا بر ساختار شبکه تنگل، تنها با دردست‌داشتن بیش از یک‌سوم توان محاسباتی شبکه، می‌شود حمله اکثریت را انجام داد. این حمله، به حمله 34 درصد مشهور است.
حمله 34 درصد به چه معناست؟
چرا باید از ASICها ترسید؟
شرکت‌های تولیدکننده دستگاه‌های استخراج، مرتباً تعداد دستگاه‌های استخراج را بیشتر کرده و البته آنها را به‌روز کرده‌اند. این دستگاه‌های استخراج ASIC نام دارند. این دستگاه توسط چند شرکت مشخص ساخته می‌شود که به‌واسطه تولید و توسعه هر روزه آن، از قدرت مالی بسیار زیادی برخوردارند. بدین ترتیب این شرکت‌ها، نقش مؤثری در استخراج و توسعه شبکه بلاک چین بیت کوین دارند. این مسئله توسعه دهندگان شبکه بیت کوین را نگران کرده زیرا به این شرکت‌ها توانایی بالقوه انجام حمله 51 درصد به شبکه بلاک چین بیت کوین را میدهد.
به دنبال جدی‌تر شدن این نگرانی‌ها برخی پروتکل‌ها از فعالیت دستگاه‌های استخراج ASIC در شبکه جلوگیری کرده‌اند. برخی ارزهای دیجیتال هم تلاش کرده‌اند فرایند اجماع اثبات کار PoW را با فرایند اجماع اثبات سهام PoS جایگزین کنند.
جمع‌بندی
حمله 51 درصد یا حمله اکثریت در شبکه‌های بلاک چینی که از فرایند اثبات کار برای اجماع در تأیید تراکنش‌ها استفاده می‌کنند، مانند بیت کوین و آلت کوین‌ها، رخ میدهد. این حمله در شرایطی محقق می‌شود که یک نفر یا یک گروه موفق شوند بیش از نیمی از هش ریت را به اختیار خود درآورد. در این صورت مهاجم می‌تواند فرایند استخراج را به انحصار خود درآورد، برخی دارایی‌ها را دوباره خرج کند و برخی معاملات تأیید شده را به حالت تأیید نشده درآورد و در فرآیند تأیید تراکنش‌ها اختلال ایجاد کند.
هرچقدر تعداد کاربران یک شبکه بیشتر باشد، رقابت بر سر استخراج آن بیشتر خواهد بود. درنتیجه با استفاده از فرایند اجماع اثبات کار، در چنین شبکه‌ای، قدرت محاسباتی بسیار بالایی وجود خواهد داشت. این موضوع، امنیت شبکه‌ای مانند بیت کوین را تأمین می‌کند اما در مورد آلت کوین‌هایی که میزان هش ریت بسیار کمتری دارند، امکان بروز این حمله بسیار بالاست.
