Was ist ein 51%-Angriff?
Ein 51%-Angriff bezieht sich auf eine Situation, in der eine einzelne Entität oder eine koordinierte Gruppe die Mehrheitskontrolle über die Ressourcen eines Blockchain-Netzwerks erlangt, insbesondere über mehr als 50% der Rechenleistung des Netzwerks in Proof-of-Work-Systemen (PoW) oder Staking-Power in Proof-of-Stake-Systemen (PoS). Diese dominante Position ermöglicht es dem Angreifer, einen erheblichen Einfluss auf das Netzwerk auszuüben, was die Integrität beeinträchtigt und die Sicherheit sowie Zuverlässigkeit untergräbt.
Wie funktioniert ein 51%-Angriff?
Bei einem 51%-Angriff erlangt der Angreifer die Kontrolle über mehr als 50% der Rechenleistung eines Blockchain-Netzwerks in Proof-of-Work-Systemen (PoW) oder über mehr als die Hälfte der nativen Kryptowährung in Proof-of-Stake-Systemen (PoS). Diese Kontrollmöglichkeit ermöglicht es dem Angreifer, die Blockchain auf verschiedene Weisen zu manipulieren:
- Transaktionen ablehnen: Sie können neue Transaktionen blockieren oder deren Bestätigung verhindern, was den normalen Betrieb des Netzwerks stört.
- Illegitime Transaktionen validieren: Der Angreifer kann betrügerische Transaktionen überprüfen und einschließen, was die Integrität der Blockchain gefährdet.
- Blöcke neu organisieren: Sie können die Historie der Blockchain durch Neuanordnung von Blöcken verändern und somit zuvor bestätigte Transaktionen rückgängig machen.
Diese Fähigkeiten erlauben es dem Angreifer, Kryptowährung doppelt auszugeben, bei dem die gleichen Münzen mehrmals ausgegeben werden, Transaktionen zu seinem eigenen Vorteil umzuleiten und letztendlich das Netzwerk zu manipulieren, um finanziellen Gewinn zu erzielen.
Wie lässt sich ein 51%-Angriff auf einer Blockchain verhindern?
Blockchains verwenden eine Kombination von Techniken, um einen 51%-Angriff zu verhindern:
- Erhöhung der Netzwerkbeteiligung: Die Erweiterung der Anzahl der Teilnehmer gewährleistet eine breitere Verteilung der Mining-Power in Proof-of-Work-Blockchains (PoW) oder der Staking-Power in Proof-of-Stake-Blockchains (PoS). Ein größeres und dezentraleres Netzwerk erschwert es einer einzelnen Entität erheblich, die Mehrheitskontrolle zu erlangen, was das Risiko eines 51%-Angriffs verringert.
- Verwendung robuster Konsensmechanismen: Konsensprotokolle wie Proof-of-Work (PoW) und Proof-of-Stake (PoS) machen es für Angreifer wirtschaftlich und rechnerisch teuer, das Netzwerk zu kontrollieren. Diese Mechanismen erfordern erhebliche Ressourcen, um 50% des Netzwerks zu kontrollieren, was Angriffe durch Erhöhung ihrer Kosten und Komplexität abschreckt.
- Förderung der Dezentralisierung: Die Sicherstellung, dass Knotenpunkte und Teilnehmer weit über verschiedene Regionen und Entitäten verteilt sind, hilft, zu verhindern, dass eine einzelne Gruppe die Kontrolle übernimmt. Ein gut dezentralisiertes Netzwerk erhöht die Sicherheit durch eine breitere Verteilung der Kontrolle und verringert die Wahrscheinlichkeit eines 51%-Angriffs.
Darüber hinaus nimmt die Sicherheit von Blockchain-Netzwerken im Laufe der Zeit zu, da Transaktionen Bestätigungen sammeln. Je weiter eine Transaktion zurückliegt, desto schwieriger ist es, sie zu untergraben, da die Anzahl neuer Blöcke, die benötigt werden, um das Netzwerk auf die aktuelle Blockhöhe zu bringen, zunehmend größer wird.
Wie viel würde ein 51%-Angriff kosten?
Die Kosten für die Durchführung eines 51%-Angriffs variieren je nach mehreren Faktoren, die spezifisch für das Protokoll der Blockchain sind, wie:
- Komplexität des Hash-Algorithmus (PoW): Komplexere Algorithmen erfordern mehr Rechenleistung, was die Kosten erhöht.
- Gesamtmenge der gestakten Kryptowährung (PoS): Mehr gestakte Token erhöhen die finanzielle Hürde, um die Kontrolle über das Netzwerk zu erlangen.
- Stromkosten: Bei PoW-Blockchains beeinflusst der Strompreis, der zum Betrieb der erforderlichen Rechenressourcen benötigt wird, die Gesamtkosten.
- Gesamte Hashrate oder Staking-Power: Die verfügbare Rechen- oder Staking-Power bestimmt die Schwierigkeit und die Kosten, um die Mehrheit zu erlangen.
Kleinere Blockchains, die oft niedrigere Hashraten oder Staking-Beträge aufweisen, sind aufgrund der relativ geringeren Kosten, die erforderlich sind, um die Mehrheit zu erlangen, anfälliger für 51%-Angriffe. Im Gegensatz dazu stellt der Angriff auf größere Blockchains wie Bitcoin (PoW) oder Ethereum (PoS) eine wesentlich höhere Barriere dar. Die umfangreiche Rechenleistung oder die gestakten Token, die benötigt werden, um die Konsensregeln dieser Netzwerke zu überstimmen, machen solche Angriffe extrem schwierig und sehr kostspielig durchzuführen (von Millionen bis zu Milliarden von Dollar).