51%算力攻击

Posted 2020-11-19 cxyzt

虽然比特币的体系在设计上已经大大降低了双重支付的可能，但没有绝对安全的系统。在攻击者拥有超过整个网络一半算力的情况下，就有能力推翻原有已经确认过的交易，使恶意的双花成为可能，业内形象地称之为51%算力攻击。攻击者掌握了全网51%的算力后，可以用这些算力来重新计算已经确认过的区块，使区块产生分叉，完成双花并获得利益。攻击者如果发动攻击，则能做到：

1）控制自己的交易，一笔发给接收者，另一笔发送给自己，让最终发给自己的交易成功而接收者的失效，欺骗接收者，实现双花成功。

2）阻止别人的交易被打包到区块，让交易不能确认。

3）阻止别人生成新的区块，获得区块奖励。

不能做的事情如下：

1）控制别人发送的交易。

2）阻止别人发送交易。

3）更改每个区块的奖励数量。

4）凭空产生币。

5）发送不属于他自己的币。

通过上述内容可很容易看出，攻击者实施51%算力攻击时唯一对自己有利的就是，完成对自己交易的双花，骗取交易接收方的利益。

而从经济学的角度去看这个攻击问题，攻击者通过攻击来获取利益，但这是需要成本的（算力成本），只有当攻击获取的收益大于成本，也大于他诚实工作所获取的收益时，攻击者才会自发动攻击的意图。假定的有理性的人，即为了获得更大收益而发起攻击的人，实际上是不会发动这样的攻击的。这样就产生了51%攻击的悖论，攻击者发起攻击要考虑自身利益，出于较高的成本，算力拥有者都会选择诚实的工作。

除了上述的攻击成本之外，攻击其实也依赖于社区的理性选择，这也让攻击的成功率很低。历史上，Ghash.io曾经出现过算力接近于51%的情形，造成了社区恐慌，矿工选择撤离，最终让Ghash.io的算力急剧下降。而国内4家矿池也曾出现整体算力接近51%的情形。2015年，国内矿池联盟合作，而且并未遵守社区软分叉的协议，产生新版本号的区块，造成区块高度为36731~36736的相关区块不符合社区的协议。另外，其他矿池基于36731产生新版本的区块，而未选择在国内产生的新区块的链条上挖矿，此事件也同样引起社区的热议。最终，违背社区协议的国内几大矿池将所挖的区块作废，在遵从社区协议的链条上挖矿产生新版本号的新区块。历史上的诸多事件证明，除了共识算法，社区成员的理性选择，也同样是维护整个区块链体系安全的保障。