ข้ามไปยังเนื้อหา

การโจมตี 51%

การโจมตี 51% เกิดขึ้นเมื่อฝ่ายหนึ่งควบคุมอำนาจฉันทามติมากพอที่จะเอาชนะเครือข่ายที่สุจริตได้อย่างต่อเนื่อง และจัดระเบียบประวัติบล็อกเชนล่าสุดใหม่

อัปเดต

เพื่อการศึกษาเท่านั้น ไม่ใช่คำแนะนำด้านการลงทุน การลงทุนอาจทำให้ขาดทุนได้

คำตอบโดยตรง

การโจมตี 51% เกิดขึ้นเมื่อฝ่ายหนึ่งควบคุมอำนาจฉันทามติมากพอที่จะเอาชนะเครือข่ายที่สุจริตได้อย่างต่อเนื่อง และจัดระเบียบประวัติบล็อกเชนล่าสุดใหม่

ในบล็อกเชนแบบพิสูจน์การทำงาน (PoW) คำนี้มักหมายถึงการควบคุมแฮชเรตที่ทำงานอยู่ส่วนใหญ่ ผู้โจมตีสามารถสร้างสาขาคู่แข่งที่มีงานพิสูจน์สะสมมากกว่าสาขาที่สุจริต และทำให้โหนดเปลี่ยนไปยอมรับสาขานั้น “51%” เป็นคำย่อที่หมายถึงความได้เปรียบอย่างต่อเนื่อง ไม่ใช่สวิตช์ที่ใช้ได้กับทุกกรณี ผู้โจมตีที่มีแฮชเรตน้อยกว่าอาจจัดระเบียบบล็อกที่ยังไม่ลึกใหม่ได้โดยบังเอิญ ขณะที่อำนาจเสียงข้างมากชั่วคราวก็ไม่ได้รับประกันว่าการโจมตีจะทำกำไร

ไม่ควรนำคำเรียกนี้ไปใช้กับระบบพิสูจน์การมีส่วนได้ส่วนเสีย (PoS) โดยตรง เกณฑ์การลงคะแนน กฎการเลือกสาขา การยืนยันขั้นสุดท้าย บทลงโทษจากการไม่ทำงาน และการตัดเงินค้ำประกัน ขึ้นอยู่กับแต่ละโปรโตคอล ตัวอย่างเช่น เอกสารของ Ethereum ระบุผลที่แตกต่างกันเมื่อมีสัดส่วน stake ราว 33%, 34%, 51% และ 66% คำถามที่สำคัญเสมอคือกำลังพูดถึงกฎฉันทามติใดและเป้าหมายการโจมตีแบบใด

ต่ำกว่าเกณฑ์
25%
ส่วนแบ่งของฝ่ายตรงข้าม
25%
ระยะขอบถึงเกณฑ์
25%

ผลลัพธ์เป็นการประมาณทางการศึกษา โดยไม่รวมกฎของสถานที่ ภาษี เวลาแฝง พฤติกรรมของ Oracle และพารามิเตอร์เฉพาะโปรโตคอลอื่นๆ เว้นแต่จะแสดงไว้

กลไกการทำงาน

โหนด PoW ยอมรับเฉพาะบล็อกที่ถูกต้อง และติดตามสาขาที่ถูกต้องซึ่งมีงานสะสมมากที่สุด ผู้โจมตีที่ครองเสียงข้างมากไม่สามารถทำให้ลายเซ็นที่ไม่ถูกต้องกลายเป็นถูกต้อง หรือสร้างเหรียญนอกกฎของโปรโตคอลได้ อย่างไรก็ตาม ผู้โจมตีสามารถขุดสาขาที่ถูกต้องแต่ขัดแย้งกันเป็นการลับ แล้วเปิดเผยเมื่อสาขานั้นแซงสาขาสาธารณะ

ลำดับการใช้จ่ายซ้ำซ้อนโดยทั่วไปคือ:

  1. ผู้โจมตีจ่ายเงินให้ร้านค้าหรือเอ็กซ์เชนจ์บนเชนสาธารณะ พร้อมกับขุดสาขาลับที่นำเหรียญเดียวกันไปใช้จ่ายที่อื่น
  2. ผู้รับรอการยืนยัน แล้วจึงส่งมอบสินค้าหรืออนุญาตให้ถอนเงิน
  3. หากสาขาลับสะสมงานได้มากกว่า ผู้โจมตีจะเผยแพร่สาขานั้น โหนดจะจัดระเบียบไปยังสาขาดังกล่าว และการชำระเงินเดิมจะหายไปจากประวัติที่ยอมรับ

การยืนยันที่เพิ่มขึ้นแต่ละครั้งทำให้สาขาที่สุจริตนำห่างมากขึ้น เมื่อผู้โจมตีมีแฮชเรตน้อยกว่าเครือข่ายที่สุจริต โอกาสไล่ตามทันจะลดลงเมื่อระยะห่างเพิ่มขึ้น แต่หากครองเสียงข้างมากได้อย่างต่อเนื่อง ผู้โจมตีจะสามารถแซงสาขาที่สุจริตได้อย่างน่าเชื่อถือในระยะยาว การยืนยันช่วยลดความเสี่ยง แต่ไม่ได้สร้างการยืนยันขั้นสุดท้ายแบบเด็ดขาด

การควบคุมแบบเดียวกันนี้ใช้เซ็นเซอร์หรือหน่วงธุรกรรมที่เลือกไว้ เปลี่ยนลำดับธุรกรรมล่าสุด และรบกวนการยืนยันได้ แต่ไม่สามารถขโมยเหรียญที่ป้องกันด้วยคีย์ส่วนตัวของผู้อื่น ใช้จ่ายเหรียญที่ไม่ใช่ของผู้โจมตี หรือบังคับให้ฟูลโหนดยอมรับบล็อกที่ละเมิดกฎฉันทามติได้

ตัวอย่าง

สมมติว่าเครือข่าย PoW ขนาดเล็กเพื่อประกอบตัวอย่างมีแฮชเรตสุจริต 1 TH/s ผู้โจมตีสามารถเช่า 1.2 TH/s ในราคา $20,000 ต่อชั่วโมง ทำให้มีสัดส่วนประมาณ 54.5% จากกำลังรวม 2.2 TH/s ระหว่างที่เช่ายังมีผล ผู้โจมตีฝากโทเคนมูลค่า $200,000 ที่เอ็กซ์เชนจ์ และขุดสาขาลับซึ่งมีการใช้จ่ายที่ขัดแย้งกันไปพร้อมกัน

หากเอ็กซ์เชนจ์ให้เครดิตเงินฝากหลัง 10 บล็อก หรือประมาณ 20 นาทีบนเชนสมมตินี้ ผู้โจมตีอาจถอนสินทรัพย์อีกชนิดก่อนเผยแพร่สาขาลับ ค่าเช่าสองชั่วโมงอยู่ที่ $40,000 แต่ตัวเลขนี้ไม่ใช่กำไรของผู้โจมตี ค่าธรรมเนียมซื้อขาย สลิปเพจ การดำเนินการที่ล้มเหลว การระงับการถอน การตรวจพบ และราคาสินทรัพย์ที่ถูกโจมตีซึ่งลดลง อาจทำให้ความพยายามนี้ไม่คุ้มทุน

หากเอ็กซ์เชนจ์เพิ่มข้อกำหนดเป็น 200 บล็อก ผู้โจมตีต้องรักษาสาขาคู่แข่งไว้นานขึ้นมาก เมื่อสมมติช่วงเวลาต่อบล็อกไว้ที่สองนาที จะเท่ากับเวลารอยืนยันประมาณ 6 ชั่วโมง 40 นาที การโจมตีจะแพงขึ้นและตรวจพบง่ายขึ้น ขณะที่ลูกค้าที่สุจริตก็ต้องรอนานขึ้นเช่นกัน ดังนั้นนโยบายการยืนยันจึงเป็นการแลกระหว่างความเร็วในการชำระบัญชีกับความเสี่ยงจากการจัดระเบียบใหม่

ความเสี่ยงและการควบคุม

เป้าหมายที่เสี่ยงที่สุดคือการชำระเงินล่าสุดมูลค่าสูง ซึ่งสามารถแปลงหรือถอนออกได้ก่อนที่ผู้ดำเนินการจะตอบสนอง การเขียนประวัติย้อนหลังไปหลายพันบล็อกใหม่ต้องสร้างงานทั้งหมดหลังจากนั้นขึ้นมาใหม่และแซงเชนที่กำลังทำงานอยู่ ดังนั้นการโจมตีในทางปฏิบัติจึงมักมุ่งที่ช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งมีมูลค่าสูง

ความมั่นคงทางเศรษฐกิจไม่ได้ขึ้นอยู่กับมูลค่าตามราคาตลาดของโทเคนเพียงอย่างเดียว ปัจจัยที่เกี่ยวข้องได้แก่ แฮชเรตที่เช่าได้ ปริมาณฮาร์ดแวร์เฉพาะทาง ต้นทุนไฟฟ้าและการประสานงาน การกระจุกตัวของพูลขุด รางวัลบล็อก สภาพคล่องของตลาด และมูลค่าที่ผู้รับปล่อยหลังการยืนยัน การกระจุกตัวของพูลเป็นสัญญาณเตือน แต่ผู้ดำเนินการพูลไม่จำเป็นต้องเป็นเจ้าของอุปกรณ์ของนักขุด นักขุดสามารถเปลี่ยนเส้นทางแฮชเรตได้

ผู้รับและผู้ดำเนินการโครงสร้างพื้นฐานสามารถลดความเสี่ยงได้โดย:

  • กำหนดจำนวนการยืนยันตามมูลค่าธุรกรรมและสภาพเครือข่ายปัจจุบัน
  • เฝ้าติดตามสาขาคู่แข่ง การเปลี่ยนแปลงแฮชเรตที่ผิดปกติ และการจัดระเบียบใหม่ที่ลึก
  • ระงับการฝากหรือถอนเมื่อความเสี่ยงจากการจัดระเบียบใหม่เพิ่มขึ้น และ
  • จำกัดมูลค่าที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ซึ่งออกจากระบบภายในหนึ่งช่วงการยืนยัน

มาตรการเหล่านี้ลดผลขาดทุนที่คาดไว้ แต่ไม่มีมาตรการใดทำให้การชำระบัญชี PoW ซึ่งอาศัยความน่าจะเป็นย้อนกลับไม่ได้ในทางคณิตศาสตร์

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อย

ความเชื่อผิด 1: ผู้โจมตีต้องมี 51.0% พอดี

ไม่จริง หากต่ำกว่า 50% ผู้โจมตียังอาจไล่ตามทันโดยบังเอิญ โดยเฉพาะเมื่อเริ่มจากการตามหลังเพียงเล็กน้อย แต่ความน่าจะเป็นจะลดลงเมื่อการยืนยันสะสมมากขึ้น หากสูงกว่า 50% การควบคุมแฮชเรตอย่างต่อเนื่องทำให้ผู้โจมตีมีความได้เปรียบที่คาดหมายในระยะยาว ระยะเวลา สภาพเครือข่าย ต้นทุน และเป้าหมายที่เลือกยังคงมีความสำคัญ

ความเชื่อผิด 2: กำลังแฮชเสียงข้างมากขโมยเหรียญทั้งหมดได้

ไม่จริง อำนาจฉันทามติมีผลต่อการเลือกประวัติที่ถูกต้อง แต่ไม่ได้เปิดเผยคีย์ส่วนตัวหรืออนุมัติการใช้จ่ายที่ไม่ถูกต้อง ผู้โจมตีที่ครองเสียงข้างมากได้ความสามารถหลักในการย้อนการชำระเงินล่าสุดของตนเอง เซ็นเซอร์ธุรกรรม และเปลี่ยนลำดับบล็อกล่าสุด

ความเชื่อผิด 3: จำนวนการยืนยันคงที่ปลอดภัยเสมอ

ไม่มีจำนวนคงที่ที่เหมาะกับทุกเชนหรือทุกการชำระเงิน ความเสี่ยงขึ้นอยู่กับแฮชเรตที่ผู้โจมตีเข้าถึงได้ งบประมาณความปลอดภัยของเครือข่ายที่สุจริต มูลค่าธุรกรรม เวลาในการตรวจพบและตอบสนอง ตลอดจนความเร็วที่สินทรัพย์ซึ่งได้รับสามารถถูกถอนหรือแปลงได้

หัวข้อที่เกี่ยวข้อง

แหล่งที่มา

การนำทาง

ค้นหาในวิกิ...