Атака 51%

Что такое атака 51%?

Атака 51% — это ситуация, при которой отдельный человек или группа получает контроль над более чем половиной вычислительной мощности, обеспечивающей ведение реестра в блокчейн-сети. Это даёт возможность доминировать в актуальной версии реестра, переписывать транзакции и реализовывать двойное расходование. Если представить блокчейн как общий реестр, поддерживаемый разными участниками, тот, у кого большинство «голосующих» мощностей, может навязать свою версию.

В сетях Proof of Work (PoW) такая «мощность для ведения реестра» — это вычислительная мощность или hash rate, то есть скорость, с которой майнеры решают задачи. В сетях Proof of Stake (PoS) аналогичную роль играет «стейкинговая мощность», определяемая объёмом и влиянием размещённых в стейкинге токенов. Контролируя большинство, можно обеспечить приоритет своей цепочки.

Почему происходят атаки 51%?

Атаки 51% обычно возникают, когда вычислительная мощность сети сосредоточена у ограниченного круга лиц, бюджеты на безопасность недостаточны или hash rate можно временно арендовать. Главный мотив — экономическая выгода, например, получение прибыли за счёт двойного расходования одних и тех же монет.

Основные факторы риска: высокая концентрация майнинга, когда несколько участников получают значительную долю hash rate; низкий общий hash rate у небольших сетей, что облегчает атаки с помощью облачных или арендованных вычислительных мощностей; а также агрессивная стратегия подтверждения транзакций, когда товары или услуги выдаются после минимального числа подтверждений, что увеличивает риск реорганизации цепочки.

Как работает атака 51%?

Атака основана на «правиле самой длинной цепочки». В PoW-сетях сеть признаёт действительной ту цепочку, в которой накоплено больше всего работы. Если атакующий контролирует более половины hash rate, он может скрытно добывать более длинную «секретную цепочку». Когда она становится длиннее публичной, атакующий публикует её, и сеть признаёт новую цепочку основной.

«Реорганизация цепочки» — это процесс, при котором последние блоки реестра заменяются альтернативной версией. «Число подтверждений» показывает, насколько глубоко блок закреплён в сети: больше подтверждений — ниже риск отката.

Типичный сценарий: атакующий делает платёж продавцу в публичной цепочке, получает товар после нескольких подтверждений и параллельно добывает приватную цепочку без этой транзакции. Когда приватная цепь становится длиннее и публикуется, сеть переключается на неё, и исходная транзакция аннулируется. В результате атакующий сохраняет и товар, и монеты — это двойное расходование.

Каковы последствия атаки 51%?

Основное последствие — двойное расходование, что приводит к убыткам для получателей. Среди других последствий — откаты транзакций, снижение доверия пользователей, рост требований к подтверждению со стороны узлов и бирж, а также временное повышение издержек на использование сети. Возможны снижение цен и ликвидности активов, ухудшение репутации проекта, а также уход разработчиков или участников экосистемы.

Для бирж и продавцов стандартные меры включают повышение порогов подтверждений для депозитов и платежей или временную приостановку вывода и ввода средств в затронутых сетях. Кросс-чейн мосты могут приостанавливать операции с скомпрометированными сетями, чтобы предотвратить вредоносные откаты.

Чем атака 51% отличается в Proof of Work и Proof of Stake?

В системах Proof of Work атака 51% зависит от hash rate. Для получения контроля необходимо развернуть майнинговое оборудование или арендовать вычислительные мощности, а основные затраты — это оборудование и электроэнергия. Превосходство по hash rate позволяет быстрее добывать блоки и проводить реорганизации.

В системах Proof of Stake для атаки требуется контроль над более чем половиной стейкинговой мощности. Это предполагает приобретение большого объёма токенов и сопряжено с риском штрафов (slashing). Многие PoS-сети используют механизм финализации, при котором после определённого порога голосов блоки становятся необратимыми, а злоумышленники рискуют потерять токены или получить иные санкции. В целом, атаки на PoS больше зависят от экономики токена и управления, чем от энергии или оборудования.

Примеры атак 51% в реальном мире

Публичные данные свидетельствуют о том, что Ethereum Classic подвергался нескольким атакам 51% в 2019 и 2020 годах. В августе 2020 года глубокая реорганизация привела к откату транзакций и приостановке сервисов. Bitcoin Gold также подвергался атакам в 2018 и 2020 годах, что привело к убыткам для бирж и продавцов. Эти случаи показывают, что небольшие PoW-сети более уязвимы к концентрации hash rate и атакам с использованием арендованных мощностей.

На 2025 год ведущие PoW-сети, такие как Bitcoin, не сталкивались с успешными глубокими атаками 51% благодаря огромному hash rate, широкой децентрализации майнеров и значительному экономическому масштабу. Однако централизация майнинговых пулов остаётся актуальной проблемой, требующей постоянного внимания.

Как пользователи и продавцы могут снизить риски атаки 51%?

Основные стратегии защиты включают увеличение числа подтверждений, выбор более безопасных сетей и использование инструментов мониторинга рисков.

1. Устанавливайте достаточное число подтверждений: Чем больше подтверждений у транзакции, тем выше её безопасность. Например, на Gate депозиты BTC обычно требуют минимум шести подтверждений; продавцы могут устанавливать ещё большее число (десятки) для небольших сетей.
2. Используйте дифференцированный подход в зависимости от суммы: Для небольших платежей достаточно меньшего числа подтверждений, для крупных — больше подтверждений или использование эскроу/клиринговых окон для отсрочки расчётов.
3. Выбирайте безопасные цепочки для расчётов: Избегайте крупных операций в сетях с низким общим hash rate или с недавними аномальными реорганизациями.
4. Используйте инструменты мониторинга on-chain: Отслеживайте аномальные изменения hash rate, переходы мощностей между пулами или глубокие реорганизации; при тревожных сигналах приостанавливайте зачисления или увеличивайте число подтверждений.
5. Обеспечивайте безопасность средств: При кросс-чейн переводах и депозитах на биржи следите за объявлениями платформ и обновлениями по управлению рисками; при необходимости дробите депозиты для диверсификации рисков.

Как проекты и майнинговые пулы могут предотвратить атаки 51%?

Меры со стороны предложения направлены на децентрализацию и повышение стоимости атаки.

1. Снижайте концентрацию майнинговых пулов: Стимулируйте развитие небольших пулов, ограничивайте долю блоков одного пула, прозрачно публикуйте распределение блоков для снижения рисков централизации.
2. Увеличивайте общий hash rate и используйте объединённый майнинг: Применяйте merge mining с крупными сетями, чтобы атакующим пришлось преодолевать существенно больший общий hash rate.
3. Внедряйте финализацию или контрольные точки: Устанавливайте неизменяемые опорные блоки или ограничивайте глубину реорганизации для предотвращения откатов на большие интервалы и двойных расходов.
4. Корректируйте экономические стимулы: Увеличивайте вознаграждения за блоки или делитесь комиссиями, чтобы привлечь больше честных майнеров и расширить бюджеты безопасности.
5. Улучшайте политики по реорганизациям в ПО узлов: Внедряйте обнаружение аномальных реорганизаций и оповещения, задерживайте крупные зачисления, временно снижайте веса блоков для подозрительных цепочек.

Основные выводы по атакам 51%

Атака 51% возникает при контроле над большинством вычислительной мощности для ведения реестра, с использованием правил консенсуса, где «побеждает самая длинная цепочка». Наибольший риск характерен для небольших PoW-сетей из-за концентрации hash rate и возможности аренды вычислительных мощностей. Эффективная защита включает увеличение числа подтверждений, выбор безопасных сетей, мониторинг аномалий и совершенствование моделей консенсуса и экономики. Для пользователей и продавцов сочетание управления числом подтверждений, дифференцированного подхода по сумме и контроля рисков платформ (например, подтверждения депозитов на Gate) позволяет существенно снизить риски откатов и двойного расходования. Для проектов и майнинговых пулов увеличение децентрализации, внедрение финализации и контрольных точек, объединённый майнинг и экономические стимулы значительно повышают стоимость атаки и устойчивость сети.

FAQ

Происходят ли атаки 51% на практике? Есть ли реальные случаи?

Да, атаки 51% действительно имели место. В частности, Ethereum Classic (ETC) подвергался нескольким таким атакам в 2020 году, когда злоумышленники использовали значительный hash rate для отката транзакций. Меньшие блокчейны более уязвимы из-за фрагментированного hash rate. Крупные сети, такие как Bitcoin, атаковать гораздо сложнее, поскольку основные майнинговые пулы контролируют большую часть hash rate, делая такие атаки крайне дорогими.

Угрожает ли атака 51% напрямую моим активам как обычному трейдеру?

Прямые угрозы относительно ограничены, но требуют осторожности. Если вы совершаете крупные транзакции или держите активы на небольших блокчейнах, злоумышленники могут потенциально откатить транзакции и похитить средства. Рекомендуется использовать ведущие платформы, такие как Gate, для торговли основными активами публичных сетей и всегда дожидаться достаточного числа подтверждений блоков (обычно шести и более для крупных переводов) до признания средств окончательными — это существенно снижает риск отката.

Почему не все блокчейны уязвимы к атакам 51%?

Устойчивость блокчейна к атакам 51% определяется распределением hash rate или стейкинга. Bitcoin и Ethereum устойчивы благодаря широкому участию в майнинге/стейкинге и равномерному распределению hash rate; атака на них потребовала бы колоссальных инвестиций. В отличие от этого, небольшие сети с меньшим числом участников более подвержены риску. Сети на Proof of Stake (PoS) обычно сложнее атаковать, чем на Proof of Work (PoW), поскольку злоумышленникам нужно скупить огромные объёмы токенов — и в случае провала они понесут значительные экономические потери.

Исчезнут ли средства с моего кошелька после атаки 51%?

Средства не исчезнут мгновенно, но могут быть перераспределены через изменение истории транзакций. Суть атаки 51% — изменение записей транзакций, поэтому прошлые переводы могут быть аннулированы, и активы вернутся в кошелёк атакующего. Ваш приватный ключ останется у вас, однако записи в блокчейне могут быть откатаны. При самостоятельном хранении активов на аппаратных кошельках (если приватные ключи не скомпрометированы) вы относительно защищены; при использовании централизованных бирж всегда выбирайте проверенные платформы.

Предотвращает ли Proof of Stake атаки 51%?

Proof of Stake (PoS) обеспечивает более высокую устойчивость к атакам 51%. В PoS-системах злоумышленник должен контролировать более половины всех токенов в стейкинге — для этого нужны огромные вложения. Атака приведёт к значительному обесценению собственных активов, делая её экономически невыгодной. В отличие от этого, в PoW злоумышленник может просто арендовать вычислительную мощность за относительно меньшие средства — это и есть ключевое отличие этих механизмов.