时间:2023-08-12|浏览:220
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比特币白皮书中,有过这样的表述:诚实节点控制算力的总和,大于有合作关系的攻击者算力的总和,该系统就是安全的。
换句说,当系统中有合作关系的恶意节点所控制的算力,超过诚实节点所控制的算力,系统就是有被攻击的风险。这种由恶意节点控制超过50%算力所发起的攻击,称为51%算力攻击(51%Attack)。
那是不是所有的加密货币系统都有可能遭遇51%算力攻击的风险呢?其实并不是的,只有基于PoW(工作量证明)共识机制的加密货币,才存在51%算力攻击,比如比特币。
在比特币网络中,采用PoW共识机制来解决如何获得记账权的问题,采用“最长链共识”解决如何记账的问题。
所谓51%的攻击,就是利用比特币网络采用PoW竞争记账权和“最长链共识”的特点,使用算力优势生成一条更长的链“回滚”已经发生的“交易行为”。
51%是指算力占全网算力的51%,比特币网络需要通过哈希碰撞来匹配随机数从而获得记账权,算力衡量的是一台计算机每秒钟能进行哈希碰撞的次数。
算力越高,意味着每秒钟能进行越多次的哈希碰撞,即获得记账权的几率越高。
在理论上,如果掌握了50%以上的算力,就拥有了获得记账权的绝对优势,可以更快地生成区块,也拥有了篡改区块链数据的权利。
实际上,当恶意攻击者持有比特币全网占比比较高的算力时,即使尚未达到51%的比例,也可以制造相应的攻击,比较典型的就是双花问题。
双花问题
假设A拥有51%的算力,在区块高度1127时,A转给B一个比特币的记录被矿工打包。
待交易确认后,A依靠51%的算力优势在区块高度1126后重新生成了一条“更长的链”,并在区块高度1127处又将该BTC转给C且该交易记录被打包,即该链包含了A将一个比特币转给C的记录。
根据“最长链共识”,包含给C转账记录的链成为主链,则A转给B的一个比特币则为“无效支付“。
若掌握了51%的算力,除了可以修改自己的交易记录外,还可以阻止区块确认部分交易,以及阻止部分矿工获得有效的记账权。
但是,拥有51%的算力也不是万能的,无法修改其他人的交易记录,也不能阻止交易的发出,更不能凭空产生BTC。
现实中比特币网络51%算力攻击能成功吗?
理论上来说,要执行51%算力攻击,首先需要拥有比网络其他矿工更强的算力。这意味着要有非常多的挖矿设备,大量挖矿设备本身就会消耗大量的资金。而且除了设备,还需要大量的电力能源消耗。由于电价上涨以及能源需求的增加,在过去几年里获得足够的电力来运营矿场变得愈发地困难。
当比特币网络还很小的时候,或许有可能获得足够的电力来运行提供51%算力的设备,但随着时间的推移,比特币网络消耗的电力持续增长,攻击者需要获得大量电力才能成功执行攻击,这种可能性也就越来越小。
发动算力攻击也是为了有利可图,但从经济角度来看,51%算力攻击的成本太高,利润太少,无法产生大量资金,并且会有受到重大损失的风险。
由于所涉及的成本和风险,进行51%攻击确实没有任何意义,而诚实挖矿则有利可图的多。