区块链攻击大法之51％攻击

区块链攻击大法之51%攻击

3.6 丨今日精选

文丨Alex

虚拟资产的价格节节攀升，比特币价格最高到过15w，就算是现在的所谓“熊市”，也有将近7万多。价值这么高的虚拟资产，必然会遭到黑客的青睐。那么对你拥有的这些虚拟资产，到底会发生什么样的攻击呢？

大家也许都听过有黑客侵入某交易所的账号，逼他们交出一定的比特币来防止其资产被黑掉，也有小伙伴钱包直接被盗。这类事件在现实世界中都会发生。今天咱们就来好好分析分析这些“攻击”到底是什么。

比特币价格走势（图片来自网络）

在说攻击之前，得先聊聊矿池那些事儿。之前的文章我也和小伙伴聊过，整个区块链网络之所以能运行，靠的就是整个网络的“矿工”，因为他们通过算力解答加密难题，从而挖出新的区块。挖出区块后，他们就有权利将转账信息放入到区块中，然后完成这笔转账，这就是区块链转账的基本原理。

但是别忘了，中本聪一开始就定义了比特币总量为2100万个，如果矿工觉得这东西赚钱，自然就都会挖，于是比特币供给就可能突然增多，需求减少，根据供需理论，从而影响其价值。

所以为了防止这种现象的发生，加密数学题的难度就需要增加。不过咱们人类怎么能输给计算机呢? 正所谓众人拾柴火焰高，我一个人算不过来，咱们一群人总能干翻这些数学题吧。于是，越来越多的人把自己的矿机拿出来，组成了“挖矿小分队”，这类组织就被称为“矿池”。

矿池（图片来自网络）

所谓51%攻击，就是说在整个网络中有人的算力超过了全网的51%。

如果51%攻击发生，就会破坏区块链去中心化的特性，同时也让网络处在几种攻击风险之下，例如自私挖矿，取消所有转账，双花以及随机分叉。

那么51%攻击怎么才会发生呢？

情况1：某个矿池算力过大

当矿池的算力过大，超过全网51%的哈希力，就会发生51%攻击。这可不是危言耸听哦，在比特币历史上，就曾经发生过。

在2014年，著名的矿池GHash就超过51%哈希力。不过他们道德品格比较高尚，自己请求将算力减少，并承若不会超过39.99% 的哈希力。在2016年8月，Krypton和Shift，这两个基于以太坊的项目，就遭到了51%攻击。

情况2：有无限的资本

我们常说，不要让贫穷限制了想象力。如果你钱多的花不完，那么你就可以去买足够多的设备，例如所有的矿机和GPU来接管整个区块链网络，发动51%攻击。

这听起来有点像咱们隔壁的高丽国做的事情，这种情况也被戏称为“金手指攻击”。在发动攻击后，你可以继续通过实行双花或者在链上发布各种欺诈转账，从而摧毁某个币的价值。

情况3：工作量证明中链替换问题

假设现在有人写了个智能合约，其中说矿工需要存入一大笔资金，然后才能加入挖矿。并且在有60%矿工加入之前，你随时可以离开。但是在有60%矿工加入之后，你就必须要在20个区块加在分叉链（红链）上才能离开。

如此，新的链就会越来越强大，因为有60%的矿工都被绑定在新链上，同时原来的链（蓝链）也逐渐被替换掉了。有人或许会问，为啥矿工要遵守这个合约呢？逐利性是根本，并且对于矿工来说，这并无什么风险。

此外就是之前存入的担保资金，使得矿工不得不做。这样地化，就会造成链分叉攻击。

51%攻击下的主链被替换（图片来自网络）

51%攻击会造成什么结果？

简单介绍了51%攻击，接下来咱们聊聊在被攻击之后，到底会发生什么？

结果1：自私挖矿

假设小红和小明是两矿工，他们两人同时解答了对应区块所需要的数学难题。那么问题就在于网络认可谁挖出来的区块。如果网络中有80%的算力选择去挖小红的区块，那么她出块的概率就要比小明高的多。

这样地话，小红的区块就会成功主链的一部分，那么小明的区块就只能被遗弃，不会加到主链上。这时候问题就来了，如果小红始终有51%的哈希力，那么她就能不停地去挖区块，然后将那个块加入到主链上，而且还不需要整个网络的批准。

这就太爽了，小红可以不停偷偷地去挖出区块，而且其他人都不知道。然后拿走所有的挖矿奖励和转账费用。

结果2：转账取消

小红想给小明转账，那么矿工就需要验证她的转账信息，再把信息放到区块里面，这样小明才能收到转账。

这时候假设比特币正在被51%攻击，那么这个区块就会被攻击者挖出，因为他有51%的哈希力。

换句话说，因为这时候他有绝对的权力，他也能够不接受任何区块的任何转账，而这些区块之后是要被放到主链上的。试想下这会怎么样，这意味着比特币网络彻底被摧毁。

结果3：双花现象

矿工最重要的作用之一就是可以防止“双花”现象。其实“双花”也很好理解，就是一笔钱被花了两次，同个币在同一时间被转账了2次。但是矿工就很好地解决了这个问题，因为转账只会在矿工将转账信息放入他们挖出的区块后，才会发生。

假设小明想去同时追小红和小朱，作为diaosi的他表示没什么钱，就想着投机取巧把同一个币同时转给她们。矿工这时候站出来不同意了，只把其中其中一个转账信息放入区块，然后覆盖另外一个，从而防止了“双花”。

不过在51%攻击的情况下，攻击者才是最后将新区块放入区块链上的人，他们完全可以发动 “双花”，将两比转账信息都放入区块中。甚至，还可以将同一个币进行多次转账。

如果发生“双花”现象，那么这类币的价值就会被严重打压，也会对其造成毁灭性的影响。而且通过链分叉，也会发生“双花”现象。

结果4：随机分叉

“分叉”大家应该都有所了解，毕竟之前比特币分叉的事情弄得沸沸扬扬的。下图中的红链就是从蓝链分叉而来的。设想51%攻击者在区块51中花了20个比特币买了其他数字资产，他们很容易就能在区块50进行分叉，又得到一个区块51。

最神奇的是，在分叉的时候，新的区块51中你也会得到之前区块中的资产。换句话说，51%攻击者在蓝色区块51中会获得等同20比特币的其他数字资产，在红色区块51中还会有20个比特币。这其实也就是分叉导致的“双花”现象。

主链分叉现象（图片来自网络）

而且最可怕的是，在51%攻击下，区块是由攻击者挖出来的，如果别的矿工想要去产生新的区块，那么攻击者可以在你挖出区块前，去分叉新的链，然后在新链基础上继续挖矿。

本文小结

虽然看起来51%攻击非常恐怖，不过这通常仅存在于理论情况下。因为如果你想做到，首先需要足够的钱去掌控全网51%的算力，这将是非常大的一笔投资。

其次在攻击后，币种价格会受到影响，你需要卖出非常多的币才能达到收支平衡。

所以其实有理性的人，为了获得更大收益而攻击的人，实际上是不会发动这样的攻击的。

这就是51%攻击悖论。

进入区块链世界，学习知识，并在学习的过程中保持成长，除此以外便是认真生活。

——编者的话

如果你有想说的话，请在评论区畅所欲言。