Giới thiệu

Trước khi đi sâu vào cuộc tấn công 51%, điều quan trọng là phải hiểu rõ về hệ thống khai thác và dựa trên blockchain.

Một trong những điểm mạnh chính của Bitcoin và công nghệ blockchain cơ bản của nó là tính chất phân tán của việc xây dựng và xác minh dữ liệu. Công việc phi tập trung của các nút đảm bảo rằng các quy tắc giao thức đang được tuân thủ và tất cả những người tham gia mạng đều đồng ý về trạng thái hiện tại của chuỗi khối. Điều này có nghĩa là phần lớn các nút cần phải thường xuyên đạt được sự đồng thuận liên quan đến quá trình khai thác, phiên bản phần mềm đang được sử dụng, tính hợp lệ của các giao dịch, v.v.

Thuật toán đồng thuận Bitcoin (Bằng chứng công việc) là thứ đảm bảo rằng các công cụ khai thác chỉ có thể xác thực một khối giao dịch mới nếu các nút mạng đồng ý chung rằng hàm băm khối do người khai thác cung cấp là chính xác (tức là hàm băm khối chứng minh rằng công cụ khai thác đã làm đủ công việc và tìm ra giải pháp hợp lệ cho vấn đề của khối đó).

Cơ sở hạ tầng blockchain - như một sổ cái phi tập trung và hệ thống phân tán - ngăn chặn bất kỳ thực thể tập trung nào sử dụng mạng cho mục đích riêng của mình, đó là lý do tại sao không có cơ quan duy nhất trên mạng Bitcoin.

Do quá trình khai thác (trong các hệ thống dựa trên PoW) liên quan đến việc đầu tư một lượng lớn điện và tài nguyên tính toán, nên hiệu suất của người khai thác dựa trên lượng sức mạnh tính toán mà anh ta có và điều này thường được gọi là công suất băm hoặc tốc độ băm . Có nhiều nút khai thác ở nhiều địa điểm khác nhau và chúng cạnh tranh để trở thành người tiếp theo tìm ra hàm băm khối hợp lệ và được thưởng bằng bitcoin mới được tạo ra.

Trong bối cảnh như vậy, sức mạnh khai thác được phân phối trên các nút khác nhau trên toàn thế giới, điều đó có nghĩa là tỷ lệ băm không nằm trong tay của một thực thể duy nhất. Ít nhất thì nó không phải như vậy.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra khi hash rate không còn được phân bổ đủ tốt nữa? Ví dụ: điều gì sẽ xảy ra nếu một thực thể hoặc tổ chức có thể đạt được hơn 50% sức mạnh băm? Một hậu quả có thể xảy ra của điều đó là cái mà chúng tôi gọi là cuộc tấn công 51%, còn được gọi là cuộc tấn công đa số.

Tấn công 51% là gì?

Cuộc tấn công 51% là một cuộc tấn công tiềm năng vào mạng blockchain, trong đó một thực thể hoặc tổ chức có thể kiểm soát phần lớn tốc độ băm, có khả năng gây gián đoạn mạng. Trong trường hợp như vậy, kẻ tấn công sẽ có đủ sức mạnh khai thác để cố tình loại trừ hoặc sửa đổi thứ tự giao dịch. Họ cũng có thể đảo ngược các giao dịch mà họ đã thực hiện khi đang nắm quyền kiểm soát - dẫn đến vấn đề chi tiêu gấp đôi.

Một cuộc tấn công đa số thành công cũng sẽ cho phép kẻ tấn công ngăn chặn một số hoặc tất cả các giao dịch được xác nhận (từ chối dịch vụ giao dịch) hoặc ngăn chặn một số hoặc tất cả các thợ mỏ khác khai thác, dẫn đến cái được gọi là độc quyền khai thác.

Mặt khác, một cuộc tấn công đa số sẽ không cho phép kẻ tấn công đảo ngược các giao dịch từ những người dùng khác cũng như ngăn chặn các giao dịch được tạo và phát lên mạng. Thay đổi phần thưởng của khối, tạo ra đồng xu từ không khí hoặc đánh cắp những đồng xu không bao giờ thuộc về kẻ tấn công cũng được coi là những sự kiện không thể xảy ra.

Khả năng xảy ra cuộc tấn công 51% là bao nhiêu?

Vì blockchain được duy trì bởi một mạng lưới các nút phân tán nên tất cả những người tham gia đều hợp tác trong quá trình đạt được sự đồng thuận. Đây là một trong những lý do khiến chúng có xu hướng an toàn cao. Mạng càng lớn thì khả năng bảo vệ chống lại các cuộc tấn công và hỏng dữ liệu càng mạnh.

Khi nói đến chuỗi khối Proof of Work, người khai thác càng có nhiều tỷ lệ băm thì cơ hội tìm được giải pháp hợp lệ cho khối tiếp theo càng cao. Điều này đúng vì việc khai thác bao gồm vô số nỗ lực băm và sức mạnh tính toán cao hơn đồng nghĩa với việc có nhiều thử nghiệm hơn mỗi giây. Một số thợ mỏ đầu tiên đã tham gia mạng Bitcoin để góp phần vào sự tăng trưởng và bảo mật của mạng. Với sự tăng giá của Bitcoin như một loại tiền tệ, nhiều công ty khai thác mới đã tham gia vào hệ thống nhằm cạnh tranh để giành phần thưởng khối (hiện được đặt là 6,25 BTC mỗi khối). Kịch bản cạnh tranh như vậy là một trong những lý do khiến Bitcoin trở nên an toàn. Người khai thác không có động cơ đầu tư số lượng lớn tài nguyên nếu không hành động trung thực và phấn đấu để nhận được phần thưởng khối.

Do đó, một cuộc tấn công 51% vào Bitcoin khá khó xảy ra do quy mô của mạng. Khi blockchain phát triển đủ lớn, khả năng một người hoặc một nhóm có đủ sức mạnh tính toán để áp đảo tất cả những người tham gia khác sẽ nhanh chóng giảm xuống mức rất thấp.

Hơn nữa, việc thay đổi các khối đã được xác nhận trước đó ngày càng khó khăn hơn khi chuỗi phát triển, bởi vì các khối đều được liên kết thông qua bằng chứng mật mã. Vì lý do tương tự, một khối càng có nhiều xác nhận thì chi phí cho việc thay đổi hoặc hoàn nguyên các giao dịch trong đó càng cao. Do đó, một cuộc tấn công thành công có thể chỉ có thể sửa đổi các giao dịch của một vài khối gần đây trong một khoảng thời gian ngắn.

Đi xa hơn, hãy tưởng tượng một kịch bản trong đó một thực thể độc hại không được thúc đẩy bởi lợi nhuận và quyết định tấn công mạng Bitcoin chỉ để phá hủy nó, bất kể chi phí là bao nhiêu. Ngay cả khi kẻ tấn công cố gắng làm gián đoạn mạng, phần mềm và giao thức Bitcoin sẽ nhanh chóng được sửa đổi và điều chỉnh để đáp trả cuộc tấn công đó. Điều này sẽ yêu cầu các nút mạng khác đạt được sự đồng thuận và đồng ý về những thay đổi này, nhưng điều đó có thể sẽ xảy ra rất nhanh trong tình huống khẩn cấp. Bitcoin có khả năng chống chịu rất tốt trước các cuộc tấn công và được coi là loại tiền điện tử an toàn và đáng tin cậy nhất hiện nay.

Mặc dù kẻ tấn công khá khó có được sức mạnh tính toán cao hơn phần còn lại của mạng Bitcoin, nhưng điều đó không quá khó để đạt được đối với các loại tiền điện tử nhỏ hơn. Khi so sánh với Bitcoin, altcoin có lượng băm tương đối thấp để bảo vệ chuỗi khối của chúng. Đủ thấp để khiến các cuộc tấn công 51% có thể thực sự xảy ra. Một vài ví dụ đáng chú ý về tiền điện tử là nạn nhân của các cuộc tấn công đa số bao gồm Monacoin, Bitcoin Gold và ZenCash.