導入
51% 攻撃について詳しく調べる前に、マイニングとブロックチェーン ベースのシステムについて十分に理解しておくことが重要です。
ビットコインとその基盤となるブロックチェーン技術の重要な強みの 1 つは、データの構築と検証の分散性です。ノードの分散作業により、プロトコル ルールが遵守され、ネットワーク参加者全員がブロックチェーンの現在の状態に同意することが保証されます。つまり、マイニングのプロセス、使用されているソフトウェアのバージョン、トランザクションの有効性などについて、大多数のノードが定期的に合意に達する必要があります。
ビットコインのコンセンサスアルゴリズム（プルーフオブワーク）は、ネットワークノードがマイナーによって提供されたブロックハッシュが正確であることに集合的に同意した場合にのみ、マイナーが新しいトランザクションブロックを検証できることを保証するものです（つまり、ブロックハッシュはマイナーが十分な作業を行い、そのブロックの問題に対する有効な解決策を見つけたことを証明します）。
ブロックチェーン インフラストラクチャは、分散型台帳および分散システムとして、中央集権的な組織が独自の目的でネットワークを利用することを防ぎます。これが、ビットコイン ネットワークに単一の権限が存在しない理由です。
マイニングのプロセス（PoW ベースのシステム）には膨大な量の電力と計算リソースの投資が伴うため、マイナーのパフォーマンスはマイナーの計算能力の量に基づいて決まり、これは通常ハッシュ パワーまたはハッシュ レートと呼ばれます。さまざまな場所に多数のマイニング ノードがあり、次に有効なブロック ハッシュを見つけて新しく生成されたビットコインで報酬を得るために競争します。
このような状況では、マイニングパワーは世界中のさまざまなノードに分散されており、ハッシュレートは単一のエンティティの手に委ねられていないことを意味します。少なくとも、そうあるべきではありません。
しかし、ハッシュ レートが十分に分散されなくなったらどうなるでしょうか。たとえば、1 つのエンティティまたは組織がハッシュ パワーの 50% 以上を取得できる場合はどうなるでしょうか。その結果として発生する可能性があるのが、51% 攻撃、または多数決攻撃と呼ばれるものです。
51% 攻撃とは何ですか?
51% 攻撃は、ブロックチェーン ネットワークに対する潜在的な攻撃であり、単一のエンティティまたは組織がハッシュ レートの大部分を制御し、ネットワークの混乱を引き起こす可能性があります。このようなシナリオでは、攻撃者は十分なマイニング パワーを持ち、トランザクションの順序を意図的に除外または変更することができます。また、制御中に実行したトランザクションを元に戻すこともできるため、二重支払いの問題につながります。
多数決攻撃が成功すると、攻撃者は一部またはすべてのトランザクションの確認を阻止したり (トランザクション サービス拒否)、一部またはすべての他のマイナーのマイニングを阻止したりすることができ、結果としてマイニングの独占状態が発生します。
一方、多数決攻撃では、攻撃者は他のユーザーのトランザクションを取り消すことも、トランザクションの作成とネットワークへのブロードキャストを阻止することもできません。ブロックの報酬を変更したり、何もないところからコインを作成したり、攻撃者の所有物ではないコインを盗んだりすることも不可能とみなされます。
51% 攻撃の可能性はどれくらいですか?
ブロックチェーンはノードの分散ネットワークによって維持されるため、すべての参加者が合意に達するプロセスで協力します。これがブロックチェーンが非常に安全である理由の 1 つです。ネットワークが大きいほど、攻撃やデータ破損に対する保護が強化されます。
プルーフ オブ ワーク ブロックチェーンの場合、マイナーのハッシュ レートが高いほど、次のブロックの有効なソリューションが見つかる可能性が高くなります。これは、マイニングには無数のハッシュ試行が含まれ、計算能力が高いほど 1 秒あたりの試行回数が増えるためです。初期のマイナー数名がビットコイン ネットワークに参加し、その成長とセキュリティに貢献しました。通貨としてのビットコインの価格が上昇するにつれて、多数の新しいマイナーがブロック報酬 (現在はブロックあたり 6.25 BTC に設定) を競うことを目的としてシステムに参入しました。このような競争的なシナリオは、ビットコインが安全である理由の 1 つです。マイナーは、正直に行動してブロック報酬を受け取るために努力するためでなければ、大量のリソースを投資するインセンティブがありません。
したがって、ネットワークの規模を考えると、ビットコインに対する 51% 攻撃は起こりにくいと言えます。ブロックチェーンが十分に大きくなると、1 人の人物またはグループが他の参加者全員を圧倒するほどの計算能力を獲得する可能性は急速に低下します。
さらに、ブロックはすべて暗号証明によってリンクされているため、チェーンが長くなるにつれて、以前に確認されたブロックを変更することはますます困難になります。同じ理由で、ブロックの確認が増えるほど、そのブロック内のトランザクションを変更または元に戻すコストが高くなります。したがって、攻撃が成功しても、短期間で最近のいくつかのブロックのトランザクションを変更できるだけでしょう。
さらに、悪意のあるエンティティが利益を目的とせず、コストを気にせずビットコインネットワークを破壊するために攻撃することを決定したシナリオを想像してみましょう。攻撃者がネットワークを混乱させることに成功したとしても、ビットコインのソフトウェアとプロトコルは、その攻撃への対応としてすぐに変更され、適応されます。これには、他のネットワークノードが合意に達し、これらの変更に同意する必要がありますが、緊急事態ではおそらく非常に迅速に行われるでしょう。ビットコインは攻撃に対して非常に耐性があり、存在する最も安全で信頼性の高い暗号通貨と見なされています。
攻撃者がビットコイン ネットワークの残りの部分よりも高い計算能力を得るのは非常に困難ですが、小規模な暗号通貨ではそれを達成するのはそれほど困難ではありません。ビットコインと比較すると、アルトコインはブロックチェーンを保護するハッシュ パワーが比較的低くなっています。51% 攻撃が実際に発生する可能性があるほど低いのです。多数派攻撃の被害を受けた暗号通貨の注目すべき例としては、モナコイン、ビットコイン ゴールド、ZenCash などがあります。
