Was ist ein 51%-Angriff?

Ein 51%-Angriff bezieht sich auf einen Angriff auf eine Blockchain – am häufigsten Bitcoins, für die ein solcher Angriff noch hypothetisch ist – durch eine Gruppe von Minern, die mehr als 50% der Mining-Hash-Rate oder Rechenleistung des Netzwerks kontrollieren.

Die Angreifer wären in der Lage, neue Transaktionen daran zu hindern, Bestätigungen zu erhalten, was ihnen erlauben würde, Zahlungen zwischen einigen oder allen Nutzern zu stoppen. Sie wären auch in der Lage, Transaktionen rückgängig zu machen, die abgeschlossen wurden, während sie die Kontrolle über das Netzwerk hatten, was bedeutet, dass sie Münzen doppelt ausgeben könnten.

Sie wären mit ziemlicher Sicherheit nicht in der Lage, neue Münzen zu erzeugen oder alte Blöcke zu verändern. Ein 51%iger Angriff würde Bitcoin oder eine andere Blockchain-basierte Währung wahrscheinlich nicht komplett zerstören, auch wenn er sich als sehr schädlich erweisen würde.

Kernaussagen

• Blockchains sind verteilte Hauptbücher, die jede Transaktion aufzeichnen, die im Netzwerk einer Kryptowährung durchgeführt wird.
• Ein 51%-Angriff ist ein Angriff auf eine Blockchain durch eine Gruppe von Minern, die mehr als 50% der Mining-Hash-Rate des Netzwerks kontrollieren.
• Angreifer mit Mehrheitskontrolle über das Netzwerk können die Aufzeichnung von neuen Blöcken unterbrechen, indem sie andere Miner daran hindern, Blöcke zu vollenden.
• Das Ändern von historischen Blöcken ist aufgrund der Festcodierung vergangener Transaktionen in der Bitcoin-Software schwierig.

Wie funktioniert ein 51%-Angriff?

Bitcoin und andere Kryptowährungen basieren auf Blockchains, einer Form eines verteilten Ledgers. Diese digitalen Dateien zeichnen jede Transaktion auf, die im Netzwerk einer Kryptowährung getätigt wird und sind für alle Nutzer – und die Öffentlichkeit – zur Überprüfung verfügbar. Das Ergebnis ist, dass niemand eine Münze zweimal ausgeben kann.

Wie der Name schon sagt, ist eine Blockchain eine Kette von Blöcken, also Datenbündeln, die alle abgeschlossenen Transaktionen während eines bestimmten Zeitraums aufzeichnen. Bei Bitcoin wird etwa alle 10 Minuten ein neuer Block erzeugt. Sobald ein Block fertiggestellt oder gemined ist, kann er nicht mehr verändert werden, da eine betrügerische Version des öffentlichen Hauptbuchs schnell entdeckt und von den Nutzern des Netzwerks abgelehnt werden würde.

Allerdings kann ein Angreifer oder eine Gruppe von Angreifern den Prozess der Aufzeichnung neuer Blöcke stören, indem sie die Mehrheit der Rechenleistung des Netzwerks kontrollieren. Sie können andere Miner daran hindern, Blöcke zu vollenden, was ihnen theoretisch erlaubt, das Mining neuer Blöcke zu monopolisieren und alle Belohnungen zu verdienen.

Bitcoin

Für Bitcoin beträgt die Belohnung derzeit 6,25 neu geschaffene Bitcoins, obwohl sie irgendwann auf Null sinken wird. Sie können die Transaktionen anderer Nutzer blockieren, und sie können eine Transaktion senden und sie dann rückgängig machen, so dass es so aussieht, als ob sie die Münze, die sie gerade ausgegeben haben, noch hätten. Diese Schwachstelle, bekannt als Double-Spending, ist das digitale Äquivalent einer perfekten Fälschung und die grundlegende kryptografische Hürde, für deren Überwindung die Blockchain gebaut wurde. Ein Netzwerk, das Double-Spending zulässt, würde also schnell einen Vertrauensverlust erleiden.

Das Ändern von historischen Blöcken – Transaktionen, die vor dem Beginn des Angriffs eingesperrt wurden – wäre selbst bei einem 51%-Angriff extrem schwierig. Je weiter zurück die Transaktionen liegen, desto schwieriger wäre es, sie zu ändern. Es wäre unmöglich, Transaktionen vor einem Checkpoint zu ändern, nach dem Transaktionen fest in die Bitcoin-Software einkodiert sind.

Auf der anderen Seite ist eine Form des 51%-Angriffs mit weniger als 50% der Mining-Power des Netzwerks möglich, allerdings mit einer geringeren Erfolgswahrscheinlichkeit.

Der Mining-Pool gHash.IO überschritt im Juli 2014 kurzzeitig 50% der Rechenleistung des Bitcoin-Netzwerks, was den Pool dazu veranlasste, sich freiwillig zu verpflichten, seinen Anteil am Netzwerk zu reduzieren. Er sagte in einem Statement, dass er 40% der gesamten Mining-Leistung in Zukunft nicht mehr erreichen wird.

51%-Attacke Beispiele aus der realen Welt

Krypton und Shift, zwei Blockchains, die auf Ethereum basieren, erlitten im August 2016 51%-Angriffe.

Im Mai 2018 erlitt Bitcoin Gold, damals die 26. größte Kryptowährung, einen 51%-Angriff. Der böswillige Akteur oder die böswilligen Akteure kontrollierten einen großen Teil der Hash-Power von Bitcoin Gold, so dass die Angreifer trotz wiederholter Versuche von Bitcoin Gold, die Schwellenwerte für den Tausch zu erhöhen, in der Lage waren, mehrere Tage lang doppelt zu spenden und schließlich Bitcoin Gold im Wert von mehr als 18 Millionen Dollar zu stehlen.

51% Attacke vs. 34% Attacke

Der Tangle, ein verteilter Ledger, der sich grundlegend von einer Blockchain unterscheidet, aber ähnliche Ziele verfolgt, könnte theoretisch einem Angreifer erliegen, der mehr als ein Drittel der Hash-Rate des Netzwerks einsetzt, was als 34%-Angriff bezeichnet wird.