51 % Angriff

Was ist ein 51%-Angriff?

Ein 51%-Angriff (oder Mehrheitsangriff) bezieht sich auf eine potenzielle Bedrohung der Integrität eines Blockchain-Systems, bei der es einem einzelnen böswilligen Akteur oder einer Organisation gelingt, mehr als die Hälfte der gesamten Hashing-Leistung des Netzwerks zu kontrollieren, was zu einer Unterbrechung des Netzwerks führen kann.

Wenn ein einzelner böswilliger Akteur oder eine Gruppe von böswilligen Nutzern, die gemeinsam handeln, mehr als 50 % der gesamten Hashing-Leistung des Netzwerks für eine Blockchain kontrollieren, können sie den Konsensmechanismus des Netzwerks außer Kraft setzen und böswillige Handlungen begehen, wie z. B. die doppelte Ausgabe der Währung (Double Spending).

Ein 51%-Angriff liegt vor, wenn ein Angreifer über genügend Mining-Power verfügt, um die Reihenfolge der Transaktionen absichtlich zu ändern und so zu verhindern, dass einige oder alle Transaktionen bestätigt werden.

Dies wird auch als „Denial of Service“ bezeichnet. Der Angreifer wäre auch in der Lage, einige oder alle anderen Miner am Mining zu hindern, was zu einem sogenannten Mining-Monopol führt.

Beispiel eines 51%-Angriffs

Wenn ein böswilliger Akteur 51 % der Hashing-Leistung des Bitcoin-Netzwerks übernehmen würde, könnte er eine Offline-OTC-Transaktion durchführen, indem er einige Bitcoins an ein Krypto-Wallet im Austausch gegen USD sendet.

Aufgrund der impliziten Unveränderlichkeit der Blockchain würde der Käufer die USD an den Betrüger übergeben, sobald die Transaktion von den Nodes bestätigt wurde.

Der böswillige Akteur könnte dann in der Blockchain zu dem Block zurückkehren, bevor der BTC-Transfer bestätigt wurde, und eine alternative Chain minen, in welcher der BTC-Transfer nicht enthalten ist. Die Mehrheit der Netzwerkleistung würde sicherstellen, dass die alternative Chain dem Rest des Netzwerks aufgezwungen wird.

Die Grenzen von 51%-Angriffen

Während ein Angreifer mit einem 51%-Angriff großen Schaden anrichten kann, erlaubt ein Majority-Angriff dem böswilligen Akteur nicht, die Übertragung von Transaktionen zu verhindern oder die Transaktionen anderer Nutzer rückgängig zu machen.

Das Ändern der Blockbelohnung, das Erzeugen von Coins aus dem Nichts oder das Stehlen von Coins, die nie dem Angreifer gehört haben, sind ebenfalls sehr unwahrscheinliche Szenarien.

Je länger eine Transaktion zurückliegt, desto schwieriger wäre es, sie zu untergraben, da die Anzahl der neuen Blöcke, die geschürft werden müssten, um das Netzwerk auf die aktuelle Block Height zu bringen, immer weiter auseinander liegt. Daher benötigen Bitcoin-Transaktionen in der Regel sechs Bestätigungen, bevor sie validiert werden.

Ist ein 51%-Angriff auf Bitcoin möglich?

Ein 51%iger Angriff auf die Bitcoin-Blockchain ist aufgrund der Größe des Netzwerks sehr unwahrscheinlich. Je größer das Netzwerk wird, desto unrealistischer wird die Möglichkeit, dass eine einzelne Person oder Organisation genug Rechenleistung besitzt, um alle anderen Beteiligten zu überwältigen.

Daher sind 51%ige Angriffe auf große Netzwerke höchst unwahrscheinlich, insbesondere auf die Bitcoin-Blockchain, die als das sicherste Kryptowährungsnetzwerk gilt.

Während viele der großen Blockchains bislang nicht von einem Angriff dieser Art betroffen waren, wurden mehrere Angriffe auf kleinere Chains beobachtet.

So wurde unter anderem der Altcoin Bitcoin Gold – eine Abspaltung von der Bitcoin-Hauptchain – im Mai 2018 zu 51 % angegriffen, was zu einem Diebstahl von BTG im Wert von 18 Millionen US-Dollar führte.

Wie man einen 51%-Angriff auf eine Blockchain verhindert

Blockchains verhindern einen 51%-Angriff durch eine Kombination von Techniken. Eine Möglichkeit besteht darin, mehr Teilnehmer zu ermutigen, dem Netzwerk beizutreten und ihre eigenen Nodes zur Unterstützung des Netzwerks zu betreiben.

Je mehr Teilnehmer ihre Ressourcen zur Verfügung stellen, desto schwieriger wird es für eine einzelne Einheit, das Netzwerk zu dominieren.

Konsensmechanismen wie Proof-of-Work (PoW) und Proof-of-Stake (PoS) spielen ebenfalls eine entscheidende Rolle bei der Verhinderung von 51%-Angriffen.

Bei diesen Mechanismen müssen sich die Nodes über die Gültigkeit von Transaktionen einigen, bevor sie in die Blockchain aufgenommen werden.

Sie machen es für einen Angreifer wirtschaftlich und rechnerisch teuer, das Netzwerk zu manipulieren, da er einen Großteil der Netzwerkressourcen kontrollieren müsste.

Die Förderung der Dezentralisierung ist eine weitere Präventivmaßnahme. Durch die Verteilung der Nodes auf verschiedene Standorte und die Einbeziehung verschiedener Beteiligter wird verhindert, dass eine einzelne Einheit zu viel Kontrolle erlangt.

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