雖然區塊鏈技術通常被認為比大多數傳統系統更安全，但它仍然存在風險。對區塊鏈完整性的最大威脅之一是 51% 攻擊，也稱為「多數攻擊」。在這種攻擊中，惡意行為者控制了網路總挖礦算力的一半以上。由於區塊鏈是由獨立節點運行的，所以只要51%的多數就可以做出任何決定。
話雖如此，如果一個實體佔據了區塊鏈網路 51% 的份額，它可能會擾亂其營運。這包括推翻共識機制、實施雙重支出等惡意行為等。本指南將解釋什麼是 51% 攻擊、其工作原理以及如何預防或減輕損害。
加密貨幣安全的關鍵：什麼是 51% 攻擊？
51% 攻擊是第三方控制區塊鏈網路的惡意攻擊。其後果往往導致挖礦壟斷、網路中斷、雙重支出等重大問題。這種攻擊是可能的，因為區塊鏈是由社群努力運作的。
因此，任何決定都需要大多數成員同意並達成網路共識。這樣一來，沒有一個人比其他參與者擁有更大的權力，每個人都處於平等地位。然而，如果有人控制了超過 50% 的運行網路的設備，他們將獲得完全控制權。它們可以阻止礦工挖礦、竊取加密貨幣，甚至取消交易，從根本上破壞網路。
區塊鏈還將失去關鍵的品質，例如不變性和網路安全性。這意味著攻擊者還可以更改歷史區塊。這樣做極為困難，但技術上並非不可能。即使在 51% 攻擊期間，也不可能在檢查點之前更改交易。檢查點是區塊鏈歷史上交易永久化的一個點。
因此，區塊鏈的某些區域即使受到這種攻擊也是安全的。然而，近代歷史上的任何事情都可能面臨被改變的危險，從而在整個網路中產生巨大的衝擊波。
51% 攻擊如何運作？
描述 51% 攻擊如何運作的最簡單方法是說它推翻了現有網路。攻擊者設法接管網路安全協議，這可能會導致重大損害。重大事件不一定會發生，但有可能造成很大的傷害。最終，這一切都取決於攻擊的威力和攻擊性。
攻擊者透過累積挖礦算力或運算能力來進行攻擊。他們擁有的運算能力百分比越大，接管網路就越容易。
當然，由於去中心化，執行 51% 攻擊並不是一件簡單的事情。這意味著運行網路的設備沒有連線，甚至不在同一實體位置。
它們屬於來自世界各地的網路用戶，這使得接管整個網路變得困難。因此，攻擊者只有另一種方法，那就是對主網路進行雜湊處理。然而，如果網路只有幾個節點運行它們，那麼瞄準它們就會容易得多。
小型網路的節點較少，這可能意味著哈希能力較小。因此，駭客為了超越網路而必須收集的力量並不是一項艱鉅的任務。當然，攻擊這類網路並不是特別有利可圖，但除此之外，小型網路很容易成為目標。
因此，網路越大，節點越多，劫持它就越困難。
如何防止 51% 攻擊？
有多種方法可以確保 51% 的攻擊防禦。最有效的方法是不使用工作量證明共識演算法。出於多種原因，這是有益的。除了使網路更安全地抵禦 51% 攻擊之外，它還使網路消耗更少的能源，使其使用起來更安全、更快、更便宜。
防止攻擊的另一種方法是大幅擴展網路。通常，尋求吸引大量節點的網路往往會激勵節點營運商。例如，對於像比特幣這樣的龐大網絡，惡意攻擊幾乎不可能成功。
除此之外，持續監控參與挖礦/質押過程的實體也是一個好主意。這樣，系統可以立即偵測是否存在某種違規行為。
防止 51% 攻擊的另一種方法是確保不能使用消費級 GPU 進行挖礦。例如，比特幣黃金（比特幣的分叉之一）就因此多次被駭客攻擊。它使用 Zhash 演算法，允許用戶使用普通顯示卡挖掘加密貨幣。這使得攻擊者可以輕鬆購買必要的硬體並進行攻擊。
眾所周知，ASIC 礦機相當昂貴，這自然而然地阻止了駭客的攻擊。據估計，對比特幣的攻擊每小時將損失 752,000 美元。無論駭客希望透過攻擊網路來實現什麼目的，嘗試的成本都太高。
然而，防止攻擊的最佳方法是即時監控網路。這樣，專案就不必改變演算法，礦工也不必購買昂貴的設備。
我們還需要考慮到有一些服務允許人們租用哈希算力。這旨在用於投機性加密貨幣挖礦。然而，此類服務很容易被濫用於非法目的。能夠租用算力，可以顯著降低駭客針對較小鏈的成本。
考慮到這一點，監控 PoW 區塊鏈和加密貨幣的招募服務是最好的選擇。此類服務可以輕鬆發現可疑交易並即時報告。這使得更容易注意到區塊鏈內的雙重支出和類似活動。
中心化如何影響 51% 攻擊的風險？
迄今尚未討論的一種防止 51% 攻擊的方法是集中化。首先要注意的是，中心化並不符合加密產業的精神。加密貨幣和區塊鏈的發明是為了去中心化並由社群運作。然而，當談到防止 51% 攻擊時，集中化可以非常有效。
當然，它並不是完全證明的，並且它需要對運行網路的實體的信任。這種信任的供應有限；否則，就沒有必要進行權力下放。但是，假設有一個值得信賴的實體得到了社區的支持，那麼它會如何抵禦 51% 攻擊呢？
嗯，中心化完全消除了 51% 攻擊的可能性。在去中心化鏈中，任何人都可以加入挖礦網路。這就是一切的美妙之處，但也存在危險。如果一條鍊是去中心化的，惡意行為者很容易加入並嘗試進行 51% 攻擊。
當談到中心化網路時，它們是封閉的——只有一小部分選定的節點可以運行網路。這意味著惡意行為者根本無法加入並成為節點。無論他們擁有多少算力，他們都無法進入。但是，正如前面提到的，這也意味著讓少數人統治整個網絡，為所欲為。
值得注意的是，即使這個系統也不是完全可靠的，因為即使是中心化實體也可能遭受駭客攻擊。集中式實體將所有伺服器集中在一起並相互連接。即使是安全漏洞也可能讓駭客侵入並控制他們的個人網路。當然，這不是接管區塊鏈的好方法，因為這種攻擊往往會引起注意。如果一家公司遭到駭客攻擊，它會注意到攻擊，關閉其網絡，並切斷駭客的聯繫。
話雖如此，集中化似乎是防止 51% 攻擊的最佳方法。然而，中心化正是加密貨幣產業誕生之初所要反對的。
如何降低 51% 攻擊的可能性？
51% 攻擊需要對主網路進行哈希計算，並獲得比一半合法節點更大的哈希能力。因此，減少攻擊可能性的最佳方法是確保沒有人擁有這種權力。網路必須確保沒有礦工、礦工群體或礦池控制超過 50% 的算力。
除此之外，擴大節點網路是防止此類攻擊成功的有效方法。然而，需要最大工作量的方法是切換到 PoS 演算法。這就是以太坊所做的。然而，就以太坊而言，該專案不太關心 51% 攻擊，而更專注於解決可擴展性和其他問題。
總而言之，最有效的方法是監控網路活動並確保電力分配均衡。如果發生任何可疑的情況，就會發出警報，網路會立即處理問題。
常見問題解答
51% 攻擊有什麼作用？
51 %攻擊的目標是接管區塊鏈。它透過累積比網路其他部分更多的計算（散列）能力來實現這一點。可以這麼說，這使得命令它的實體能夠透過「多數票」接管。
比特幣可能遭受 51% 攻擊嗎？
從理論上講，是的，即使是比特幣也可能遭受51% 的攻擊。然而，實際上，比特幣的網路太大了，任何人都無法對其進行哈希處理。即使有人可以收集那麼多的運算能力，僅憑成本並不值得。
對比特幣進行 51% 攻擊需要多少錢？
據估計，對比特幣進行51% 攻擊1 小時將花費 752,000 美元。這使得它對任何人來說都太昂貴而無法嘗試。此外，隨著比特幣網路的不斷發展，成本只會增加。
51% 攻擊的可能性有多大？
51% 攻擊的可能性取決於相關網路。對抗比特幣，幾乎不可能成功。然而，如果目標是一個較小的網絡，那麼這不僅是可能的，而且這種情況已經發生過多次。
什麼是工作量證明 51%？
工作量證明 51% 是一種針對運行工作量證明演算法的網路的攻擊。這些是標準的挖礦網絡，任何人都可以加入來挖掘網路的加密貨幣。所需要的只是礦工加入並收集比網路其他部分更多的電力。
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延伸閱讀：
51% 攻擊：分散式系統的天敵，51% 攻擊是怎麼發生的？：https://zombit.info/51-attack/
