51% Angriff: Definition, Risiko & Prävention

Was ist ein 51%-Angriff?

Wenn ein Miner oder eine Gruppe von Minern mehr als die Hälfte der Hashrate oder Rechenleistung eines Blockchain-Netzwerks kontrolliert, wird dies als 51%-Angriff bezeichnet.

Sobald ein Hacker die Kontrolle über ein Blockchain-Netzwerk erlangt hat, kann er die in der Blockchain gespeicherten Daten manipulieren, um einige seiner eigenen früheren Transaktionsdatensätze rückgängig zu machen, ein Problem, das als „Double Spending“ bekannt ist.

Er leitet die Priorität neu berechneter Transaktionen um und verhindert sogar, dass Transaktionen überhaupt stattfinden.

Alle bisherigen Daten bezüglich Transaktionen, die über das Blockchain-Netzwerk getätigt wurden, werden in einer Codezeile gespeichert, die als Blockchain bezeichnet wird.

Alle Miner eines Blockchain-Netzwerks – die spezialisierten Computer, die Transaktionen überprüfen und neue Datenblöcke in die Blockchain hochladen – erhalten Zugriff auf den Code.

Ein Blockchain-Netzwerk wird dezentralisiert, wenn dieser Code an alle Miner verteilt wird, was verhindert, dass eine einzelne Minderheitspartei unfair Datenblöcke hinzufügt oder ändert.

Ein Datenblock kann nicht zur Kette hinzugefügt werden, es sei denn, alle Teilnehmer haben zugestimmt, dass er gültig ist.

Ein Hacker oder eine Gruppe kann jedoch seinen eigenen Konsens über die Blockgültigkeit herstellen, indem er mehr als die Hälfte der von der Blockchain verwendeten Rechenleistung kontrolliert.

Der Miner kann wartende Transaktionen neu anordnen oder verhindern, dass neue Transaktionen stattfinden, wenn eine Mehrheit erreicht ist.

Wie kommt es zu 51%-Angriffen?

Wenn eine Partei im Netzwerk über mehr Rechenleistung verfügt als alle anderen zusammen, könnte sie versuchen, den aktuellen Block auszuwählen, mit dem Mining zu beginnen und dann die von ihr geschürften Blöcke versteckt zu halten.

Diese rivalisierende Kette wird die ursprüngliche Kette übertreffen, wenn sie gesendet wird, wobei alle seit der Aufspaltung getätigten Transaktionen ausgelassen werden und dadurch die Unveränderlichkeit des Netzwerks beschädigt wird.

Die angreifende Partei könnte bestimmte Bitcoin-Adressen auf die schwarze Liste setzen oder Blöcke, die von anderen Netzwerkbenutzern geschürft wurden, nicht akzeptieren, um sicherzustellen, dass die Rivalen niemals einen fairen Anteil verdienen.

Ein echter 51%-Angriff erfordert nur wenige einfache Schritte.

• Bevor das Netzwerk angegriffen wird, müsste das Unternehmen oder die Einzelperson, die dies wünscht, über genügend Hash-Leistung verfügen, um Blöcke auf einer alternativen, doppelten Kette zu schürfen.
• Diese versteckte Kette läuft parallel zur ursprünglichen.
• Daher ist der Kauf der Hash-Leistung eines Netzwerks unerlässlich, um einen 51%-Angriff auszuführen. Dies muss zu den höchstmöglichen Kosten erfolgen.

Ein 51%-Angriff kann nicht stattfinden, wenn eine feindliche Partei es sich nicht leisten kann, ein Netzwerk zu übernehmen.

Der Zweck von Transaktionsgebühren im Bitcoin-Netzwerk besteht darin, Knoten zu Anreizen für die Aufrechterhaltung ihrer Integrität zu bewegen, wie von Satoshi Nakamoto in seinem Whitepaper beschrieben.

Ein einzelner Miner oder eine Gruppe, die beabsichtigt, das Netzwerk anzugreifen, wird wahrscheinlich keine alternative oder deutlich längere Blockchain erstellen, wenn geeignete Vorkehrungen getroffen werden.

Wenn man über den 51%-Angriff auf das Bitcoin-Netzwerk spricht, kontrolliert kein einzelner Miner, keine Gruppe von Minern und kein Mining-Pool mehr als 50 % der Rechenleistung des Bitcoin-Netzwerks. Aufgrund der Größe und Hashrate des Bitcoin-Netzwerks erscheint ein 51%-Angriff auf das Netzwerk unmöglich.

Bemerkenswerte 51%-Angriffe

Obwohl ein 51%-Angriff höchstwahrscheinlich auf fast jedes Blockchain-Netzwerk ausgeführt wird, zielt er hauptsächlich auf Kryptowährungen mit geringen Hashraten ab.

Es gibt nur wenige Kryptowährungen, die schwere Verluste erlitten und ihren Ruf bis zu einem gewissen Grad beschädigt haben.

Werfen wir einen Blick auf diese Kryptowährungen und blicken wir auf die Vorfälle zurück, die ihnen widerfahren sind:

• Bitcoin Gold (BTG) – 2018

Bitcoin Gold, wie Sie alle wissen, ist ein Fork von Bitcoin und war eine der wichtigsten Blockchains, die 2018 einen 51%-Angriff erlebte.

Den Angreifern, die den Angriff ausgeführt haben, gelang es irgendwie, Bitcoin Gold im Wert von 18 Millionen US-Dollar doppelt auszugeben.

Dies war ein wichtiger Hinweis darauf, dass Netzwerke mit geringerer Hashrate jetzt anfällig für 51%-Angriffe sind.

• Verge (XVG) – 2018

Verge erlebte insgesamt zwei 51%-Angriffe innerhalb von zwei Monaten, was für ein Netzwerk eine sehr gefährliche Sache war.

Der allererste Angriff führte zum Diebstahl von 250.000 Verge-Tokens und der zweite zu einem schweren Verlust von fast 35 Millionen Tokens.

• Ethereum Classic (ETC) – 2019

Ethereum Classic, eines der bedeutendsten Blockchain-Netzwerke, erlebte von 2019 bis 2020 mehrere 51%-Angriffe.

Der bemerkenswerteste fand im Januar 2019 statt, als die Angreifer ETC-Tokens im Wert von 1,1 Millionen US-Dollar doppelt ausgaben.

Die Sicherheit wurde später erheblich reduziert, um solche zerstörerischen Angriffe zu vermeiden.

• Grin (GRIN) – 2020

Grin, das als Datenschutz-Coin selbst bekannt ist, erlitt im Jahr 2020 einen 51%-Angriff.

Obwohl es aufgrund seiner robusten Sicherheitseigenschaften nicht so großen Schaden erlitt, gab es nur eine geringfügige Reorganisation.

Es wurden keine Beträge oder Gelder gestohlen, aber dieser Angriff zeigte die höhere Anfälligkeit von Netzwerken mit geringerer Hashrate.

Was sind die Risiken eines 51%-Angriffs?

Es gibt mehrere Risiken im Zusammenhang mit 51%, darunter die folgenden:

1. Double Spending

Die Konsequenz, die die meisten Menschen am meisten fürchten, ist Double Spending.

Der Hacker hat die Möglichkeit, seine Gelder zweimal auszugeben: einmal durch eine Standardtransaktion und erneut, indem er die Blockchain so verändert, dass sie anzeigt, dass er das Geld nie berührt hat.

2. Denial-of-Service-Angriff (DoS)

Der Hacker übernimmt die Kontrolle und blockiert vorübergehend die Adressen anderer Miner. Dies verhindert, dass die Miner die Kontrolle über das Netzwerk zurückerlangen.

Die fiktive Transaktionsreihe des Angreifers kann somit unwiderruflich werden.

3. Umgekehrte Transaktion

Ein Angreifer kann verhindern, dass Zahlungen von einem oder allen Benutzern getätigt werden. Dies stört den regulären Betrieb des Netzwerks.

Dies kann zu langen Verzögerungen bei Transaktionsbestätigungen führen und das Vertrauen der Benutzer in die Zuverlässigkeit des Systems zerstören.

4. Glaubwürdigkeitsverlust

Der Angriff hat das Potenzial, den Ruf einer Blockchain ernsthaft zu schädigen. Dies kann zu einem Vertrauensverlust bei aktuellen und potenziellen Benutzern führen, was neue Benutzer oder Investoren davon abhält, dem Netzwerk beizutreten.

Es kann auch zu einem starken Rückgang des Werts der entsprechenden Kryptowährung führen, was definitiv keine gute Sache ist.

Wie verhindert man einen 51%-Angriff?

Da ein 51%-Angriff möglich ist, ist sich die Krypto-Community der damit verbundenen Risiken bewusst und arbeitet intensiv an der Entwicklung wirksamer Abwehrmaßnahmen.

Zu den vielversprechendsten Strategien gehören die folgenden:

• Alternative Konsensmechanismen nutzen

Verlassen Sie sich nicht ausschließlich auf Proof-of-Work und übernehmen Sie Konsensmechanismen wie Proof-of-Stake, die die Sicherheit erhöhen und den Energieverbrauch senken.

Dies spart Energiekosten und erhöht die Netzwerksicherheit, wodurch die Blockchain skalierbarer und umweltfreundlicher wird.

• Dezentralisierung fördern

Mit zunehmender Netzwerkerweiterung und Dezentralisierung ist es schwieriger, die Kontrollmacht zu konzentrieren, je mehr Knoten an der Aufrechterhaltung des Konsenses beteiligt sind.

Zahlreiche Initiativen nutzen Belohnungssysteme, um die Hinzufügung neuer Knoten zu fördern.

• Sorgfältige Beobachtung der Mining-Aktivitäten

Erhöhte Beobachtung der Mining-Aktivitäten, um gefälschte Knoten vor einem potenziellen Angriff zu erkennen.

Die Analyse der Hashrate-Verteilung ermöglicht die schnelle Identifizierung verdächtiger Machtkonzentrationen.

• Spezielle Mining-Methode verwenden

Umstieg auf ASIC-Mining, das die Verwendung teurer Spezialmaschinen erfordert.

Eine 51%-Kontrolle über die Bitcoin-Hashrate würde Technologie erfordern, deren Kosten auf Milliarden von Dollar geschätzt werden, was einen solchen Angriff finanziell unmöglich macht.

• Echtzeitüberwachung

Echtzeit-Blockchain-Überwachung, um fragwürdige Aktivitäten sofort zu erkennen. Diese Systeme ermöglichen schnelles Handeln im Falle eines Angriffs.

Es überwacht und beschränkt den Missbrauch gemieteter Hashrate durch spekulative Mining-Pools und reduziert so die Anfälligkeit für Angriffe.