51％攻撃とは何か？

51％攻撃とは何か？

はじめに

51%攻撃に飛び込む前に、マイニングとブロックチェーンベースのシステムについてよく理解しておくことが極めて重要である。

ビットコインとその基礎となるブロックチェーン技術の重要な強みの1つは、データの構築と検証が分散型で行われることです。ノードの非中央集権的な作業により、プロトコルのルールが守られていること、そしてネットワーク参加者全員がブロックチェーンの現在の状態に同意していることが保証されます。つまり、マイニングのプロセス、使用されているソフトウェアのバージョン、トランザクションの有効性などに関して、大多数のノードが定期的にコンセンサスを得る必要がある。

ビットコインのコンセンサス・アルゴリズム（プルーフ・オブ・ワーク）は、採掘者が提供したブロックハッシュが正確である（すなわち、採掘者が十分な作業を行い、そのブロックの問題に対する有効な解決策を見つけたことをブロックハッシュが証明する）とネットワークノードが集合的に合意した場合にのみ、採掘者が新しい取引ブロックを検証できることを保証するものである。

ブロックチェーンインフラストラクチャは、分散型台帳および分散型システムとして、中央集権的なエンティティが独自の目的のためにネットワークを利用することを防ぎます。

PoWベースのシステムでは）マイニングのプロセスには膨大な電力と計算リソースが投資されるため、マイナーのパフォーマンスはその計算能力の量に基づいており、これは通常ハッシュパワーまたはハッシュレートと呼ばれる。様々な場所に多くのマイニングノードがあり、彼らは次に有効なブロックハッシュを見つけ、新たに生成されたビットコインで報酬を得ようと競い合います。

このような状況では、マイニングパワーは世界中のさまざまなノードに分散されているため、ハッシュレートは単一の事業体の手中にあるわけではありません。少なくとも、そうなるはずはない。

しかし、ハッシュレートが十分に分散されなくなったらどうなるだろうか？例えば、ある単一の団体や組織がハッシュパワーの50％以上を手に入れることができたらどうなるだろうか？その結果として起こりうるのが、51％攻撃、別名マジョリティ攻撃と呼ばれるものだ。

51%攻撃とは何か？

51%攻撃とは、ブロックチェーン・ネットワークに対する潜在的な攻撃で、単一の組織や団体がハッシュ・レートの過半数をコントロールすることができ、ネットワークの混乱を引き起こす可能性があるものです。このようなシナリオでは、攻撃者はトランザクションの順序を意図的に除外または変更するのに十分なマイニングパワーを持つことになる。また、制御している間に行ったトランザクションを取り消すこともでき、二重支出問題につながる。

多数派攻撃が成功すれば、攻撃者は一部またはすべてのトランザクションが確認されるのを阻止したり（トランザクションのサービス拒否）、一部またはすべての他のマイナーが採掘するのを阻止したりすることも可能になり、いわゆる採掘の独占が生じる。

一方、多数決攻撃では、攻撃者は他のユーザーからのトランザクションを取り消すことも、トランザクションが作成されてネットワークにブロードキャストされるのを阻止することもできない。ブロックの報酬を変更したり、無からコインを作り出したり、攻撃者のものでなかったコインを盗んだりすることも不可能な出来事とみなされます。

51％攻撃の可能性は？

ブロックチェーンはノードの分散ネットワークによって維持されているため、コンセンサスに達するプロセスではすべての参加者が協力する。これがブロックチェーンの安全性が高い理由の一つです。ネットワークが大きければ大きいほど、攻撃やデータの破損に対する防御は強固になる。

プルーフ・オブ・ワーク（Proof of Work）のブロックチェーンに関しては、マイナーのハッシュレートが多いほど、次のブロックの有効な解決策を見つける確率が高くなる。マイニングには無数のハッシュ試行が含まれ、計算能力が高ければ高いほど1秒あたりの試行回数が増えるからだ。ビットコインの成長とセキュリティに貢献するため、初期のマイナー数人がビットコインネットワークに参加した。通貨としてのビットコインの価格が上昇するにつれて、ブロック報酬（現在、1ブロックあたり6.25BTCと設定されている）を奪い合うために、多数の新しいマイナーたちがシステムに参入した。このような競争のシナリオは、ビットコインが安全である理由の一つである。正直に行動し、ブロック報酬を受け取ろうと努力するためでなければ、マイナーは大量のリソースを投資するインセンティブを持たない。

したがって、ビットコインに対する51％の攻撃は、ネットワークの大きさゆえにむしろありえない。ブロックチェーンが十分に大きくなると、一個人やグループが他の参加者全員を圧倒できるだけの計算能力を手に入れる可能性は、急速に非常に低いレベルまで低下する。

さらに、ブロックはすべて暗号証明によってリンクされているため、チェーンが大きくなればなるほど、以前に確認されたブロックを変更することは難しくなる。同じ理由で、ブロックの確認数が多ければ多いほど、その中の取引を変更したり取り消したりするコストが高くなる。したがって、攻撃が成功した場合、おそらく最近の数ブロックのトランザクションを短期間変更することしかできないだろう。

さらに進んで、悪意のあるエンティティが利益によって動機づけられておらず、コストがどうであれ、ビットコインネットワークを破壊するためだけに攻撃することを決定したシナリオを想像してみよう。攻撃者がネットワークを混乱させることに成功したとしても、ビットコインのソフトウェアとプロトコルは、その攻撃への対応としてすぐに修正され、適応されるだろう。そのためには、他のネットワークノードがコンセンサスを得て、これらの変更に同意する必要があるが、それはおそらく緊急事態の間に非常に迅速に起こるだろう。ビットコインは攻撃に非常に強く、現存する暗号通貨の中で最も安全で信頼できると考えられている。

攻撃者がビットコインネットワークの残りの部分よりも多くの計算能力を得ることは非常に難しいが、小規模な暗号通貨ではそれほど難しいことではない。ビットコインと比較すると、アルトコインはブロックチェーンを保護するハッシュパワーの量が比較的少ない。51％の攻撃が実際に起こり得るほど低いのだ。多数派攻撃の犠牲となった暗号通貨の顕著な例としては、Monacoin、Bitcoin Gold、ZenCashなどがある。