什么是加密貨幣的51%攻擊？工作原理、影響因素與防御能力
什么是加密貨幣的 51% 攻擊？
51% 攻擊（51% 攻擊）是一種區(qū)塊鏈滲透，可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷，最終導(dǎo)致挖礦壟斷。當(dāng)?shù)V工、組織或單個(gè)實(shí)體在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上獲得超過 50% 的哈希率或計(jì)算能力控制權(quán)時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種攻擊。
由于攻擊，攻擊者獲得了訪問權(quán)限，以防止礦工挖礦，取消交易，并最終用從未屬于他們的被盜代幣沖刺。
當(dāng)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)被劫持時(shí)，攻擊者將有足夠的挖礦能力來修改交易。這意味著訂單交易可以修改，所有挖礦活動(dòng)都可以暫停。這正是 51% 的攻擊者反向交易的方式，這會(huì)導(dǎo)致區(qū)塊鏈內(nèi)雙重支出。
假設(shè)攻擊者花費(fèi)了 1 BTC 來換取產(chǎn)品，因此實(shí)際上，區(qū)塊鏈應(yīng)該記錄交易。但是，51% 的攻擊者可以通過撤銷交易來同時(shí)擁有 BTC 和產(chǎn)品，從而觸發(fā)退款。
51% 攻擊及其工作原理
51%攻擊是一種針對(duì)加密貨幣的攻擊，當(dāng)一個(gè)礦工或一組礦工成功劫持并控制了區(qū)塊鏈 50% 以上的哈希率。通過擁有超過 50% 的區(qū)塊鏈哈希率控制，惡意攻擊者可以操縱區(qū)塊鏈上的加密貨幣交易記錄。
對(duì)加密貨幣執(zhí)行 51% 攻擊的難度取決于網(wǎng)絡(luò)的累積哈希率。也就是說，攻擊者對(duì)具有非常高哈希率的區(qū)塊鏈執(zhí)行 51% 攻擊更具挑戰(zhàn)性。反之亦然，對(duì)具有較低哈希率的網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行攻擊相應(yīng)地更容易。
*注意：哈希率是礦工在工作量證明區(qū)塊鏈中用于處理交易的總計(jì)算能力。
當(dāng)一個(gè)或一組攻擊者控制了工作量證明區(qū)塊鏈中超過一半的總計(jì)算能力時(shí)，他們可以操縱交易并進(jìn)行雙花，而網(wǎng)絡(luò)中的任何其他人都無法對(duì)此做任何事情。
當(dāng)沒有人控制超過一半的哈希率時(shí)，沒有人可以更改交易并期望大多數(shù)人會(huì)接受它。但如果攻擊者掌握了區(qū)塊鏈的大部分哈希率，誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)將無力阻止它，即使他們都懷疑它。
必須認(rèn)識(shí)到，對(duì)權(quán)益證明 (PoS) 區(qū)塊鏈的 51% 攻擊與對(duì)工作量證明 (PoW) 區(qū)塊鏈的 51% 攻擊不同。使用 PoS 的區(qū)塊鏈，攻擊者必須擁有區(qū)塊鏈上一半以上的抵押加密貨幣，而不是大部分哈希率。
像比特幣這樣的區(qū)塊鏈，在沒有人控制超過一半的哈希率時(shí)是安全的，而像以太坊這樣的權(quán)益證明區(qū)塊鏈，在沒有人控制超過一半的加密貨幣時(shí)是安全的。
為什么 51% 攻擊風(fēng)險(xiǎn)對(duì)礦工很重要？
考慮到礦工在計(jì)算資源和電力成本方面的大量投資，了解與 51% 攻擊相關(guān)的潛在風(fēng)險(xiǎn)是礦工的一個(gè)重要方面。這種攻擊的發(fā)生可能會(huì)危及區(qū)塊鏈，使誠(chéng)實(shí)的礦工參與挖礦活動(dòng)無利可圖，并隨后影響基礎(chǔ)加密貨幣的價(jià)格。因此，礦工必須去挖不易受到51%攻擊且具有長(zhǎng)期安全保證的工作量證明區(qū)塊鏈。
當(dāng)攻擊者控制了網(wǎng)絡(luò) 51% 的哈希率時(shí)會(huì)發(fā)生什么？
控制超過一半的工作量證明區(qū)塊鏈哈希率的攻擊者，可以輕松操縱加密貨幣交易。這些交易操縱會(huì)嚴(yán)重影響目標(biāo)加密貨幣的價(jià)格和可信度。
攻擊者可以強(qiáng)制執(zhí)行他們的操縱交易驗(yàn)證版本，因?yàn)樗麄兛刂屏艘话胍陨系墓Ｂ?，并且他們可以逆轉(zhuǎn)最近確認(rèn)的交易，將相同的加密貨幣花費(fèi)兩次。這種策略稱為雙花。攻擊者這樣做是為了多次花費(fèi)相同數(shù)量的代幣。
不僅是雙花問題，51% 攻擊還使攻擊者能夠進(jìn)行 Denial-of-Service (DoS) 攻擊，攻擊者可以在受損鏈最終變?yōu)橛谰眯灾?，過濾掉其他礦工或驗(yàn)證者的地址。
想象這樣一個(gè)場(chǎng)景，商店里的每個(gè)人都可以用同樣的 10 美元鈔票購買 20 件襯衫。那么這家商店就會(huì)破產(chǎn)，因?yàn)槊總€(gè)人都會(huì)濫用它。當(dāng)區(qū)塊鏈被 51% 的攻擊者濫用時(shí)，也會(huì)發(fā)生這種情況。
攻擊者將繼續(xù)重復(fù)使用相同的加密貨幣，并盡快將它們轉(zhuǎn)儲(chǔ)為其他加密貨幣，并通過一些陰暗的加密貨幣洗錢行為將它們轉(zhuǎn)移到法定貨幣。
區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的哈希率如何影響其安全性和性能？
談到區(qū)塊鏈哈希率和安全性，一切都取決于挖礦難度、區(qū)塊鏈采用率、區(qū)塊鏈的加密貨幣價(jià)格以及有多少礦工在同一區(qū)塊鏈中競(jìng)爭(zhēng)等因素。
當(dāng)特定區(qū)塊鏈的采用率更高時(shí)，區(qū)塊鏈的加密貨幣價(jià)格更有可能上漲。因此，更多的礦工將進(jìn)入同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樗麄兛梢再嶅X。當(dāng)更多的礦工在同一個(gè)工作量證明區(qū)塊鏈中擁有更先進(jìn)的挖礦計(jì)算機(jī)時(shí)，挖礦難度會(huì)增加，區(qū)塊鏈哈希率也會(huì)增加。
具有更高哈希率的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為更安全，因?yàn)楣粽呖赡苷J(rèn)為攻擊成本太高。例如，像比特幣這樣的已建立的工作量證明區(qū)塊鏈具有巨大的哈希率，這意味著 51% 的攻擊嘗試每天可能花費(fèi)數(shù)十萬美元才能成功執(zhí)行。這就是為什么這些攻擊歷來發(fā)生在哈希率低得多的較小區(qū)塊鏈上的原因。
影響區(qū)塊鏈哈希率的因素
有幾個(gè)因素會(huì)影響工作量證明區(qū)塊鏈的哈希率，包括：
- 挖礦難度
- 參與礦工數(shù)量
- 礦工礦機(jī)累計(jì)算力
- 挖礦獎(jiǎng)勵(lì)的盈利能力
如前所述，當(dāng)同一個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中有更多的礦工時(shí)，挖礦難度應(yīng)該增加，因此區(qū)塊鏈的哈希率和整體安全性將增加。
區(qū)塊鏈能否抵御 51% 攻擊？
51% 攻擊對(duì)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性構(gòu)成了重大威脅，這就是為什么它們必須保持足夠的哈希率和去中心化，因?yàn)檫@顯著增加了潛在攻擊者的難度和成本。
對(duì)于像比特幣這樣成熟的網(wǎng)絡(luò)，發(fā)生 51% 攻擊的可能性很小，尤其是考慮到它們極高的哈希值和去中心化時(shí)。然而，較小的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)更容易受到此類攻擊，擁有大量資源的攻擊者可能會(huì)在機(jī)會(huì)出現(xiàn)時(shí)試圖破壞它們。
為了防止 51% 攻擊，較小的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該增加它們的采用，因?yàn)檫@會(huì)增加去中心化和哈希率。此外，必須注意的是，各種區(qū)塊鏈采用的不同工作量證明算法可以幫助減輕與 51% 攻擊相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。
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