什么是51%算力攻击？

关注比特币的朋友，想必听过51%算力攻击这个词，它到底是什么意思呢，发起这种攻击之后能做哪些“坏事”呢？

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什么是51%算力攻击？

在比特币网络中，采用PoW共识机制来解决如何获得记账权的问题，采用“最长链共识”解决如何记账的问题。

所谓51%的攻击，就是利用比特币网络采用PoW竞争记账权和“最长链共识”的特点，使用算力优势生成一条更长的链“回滚”已经发生的“交易行为”。

51%是指算力占全网算力的51%，比特币网络需要通过哈希碰撞来匹配随机数从而获得记账权，算力衡量的是一台计算机每秒钟能进行哈希碰撞的次数。

算力越高，意味着每秒钟能进行越多次的哈希碰撞，即获得记账权的几率越高。

在理论上，如果掌握了50%以上的算力，就拥有了获得记账权的绝对优势，可以更快地生成区块，也拥有了篡改区块链数据的权利。

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这种攻击能做哪些坏事？

在了解了51%算力攻击之后，你肯定好奇，这种攻击能做哪些坏事。

实际上，当恶意攻击者持有比特币全网占比比较高的算力时，即使尚未达到51%的比例，也可以制造相应的攻击，比较典型的就是双花问题。

假设A拥有51%的算力，在区块高度1127时，A转给B一个比特币的记录被矿工打包。

待交易确认后，A依靠51%的算力优势在区块高度1126后重新生成了一条“更长的链”，并在区块高度1127处又将该BTC转给C且该交易记录被打包，即该链包含了A将一个比特币转给C的记录。

根据“最长链共识”，包含给C转账记录的链成为主链，则A转给B的一个比特币则为“无效支付“。

若掌握了51%的算力，除了可以修改自己的交易记录外，还可以阻止区块确认部分交易，以及阻止部分矿工获得有效的记账权。

但是，拥有51%的算力也不是万能的，无法修改其他人的交易记录，也不能阻止交易的发出，更不能凭空产生BTC。

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实例分析

我们可以用一笔虚拟交易来说明51%算力攻击问题：

1.攻击者拥有私钥privKey0001，私钥拥有对应可花费比特币10000个

2.当前区块的高度是88888

3.攻击者与商户交易了10000个比特币，在商户看到88889区块中包含了此次交易后，坐上飞机驾驶员位置，开走了商户一架飞机。

4.攻击者因为拥有较高算例，从88888区块再次计算区块（此时，排除自己的10000个比特币买飞机的交易），迅速的计算出了88889/88890/88891/88892......区块，其它节点拉取最长链节点的区块，同步了攻击者的含有恶意攻击的区块信息。

5.因为攻击者买飞机的交易没有被区块包含，因此，可以再次到商户那里买上一架飞机开走。

上面这个例子就是典型的51%算力攻击成功后，所产生的双花问题。

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51%算力攻击真的有人做吗？

理论上来说，要执行51%算力攻击，首先需要拥有比网络其他矿工更强的算力。

这意味着要有非常多的挖矿设备，大量挖矿设备本身就会消耗大量的资金。

而且除了设备，还需要大量的电力能源消耗。

由于电价上涨以及能源需求的增加，在过去几年里获得足够的电力来运营矿场变得愈发地困难。

当比特币网络还很小的时候，或许有可能获得足够的电力来运行提供51％算力的设备，但随着时间的推移，比特币网络消耗的电力持续增长，攻击者需要获得大量电力才能成功执行攻击，这种可能性也就越来越小。

发动算力攻击也是为了有利可图，但从经济角度来看，51％算力攻击的成本太高，利润太少，无法产生大量资金，并且会有受到重大损失的风险。

由于所涉及的成本和风险，进行51％攻击确实没有任何意义，而诚实挖矿则有利可图的多。

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在攻击面前的风险规避

虽然51%算力攻击可以撤销交易，但不可以在没有私钥的情况下，控制私钥对应的比特币地址，因此不能无(私钥)中生有交易。

所以对于51%算力攻击，交易支付者不仅不需要过度担心，而且在别人进行51%算力攻击时，你也有可能做一次双花商家。

但是交易接收者可就没有那么好的运气了，因此为了避免被别人51%算力攻击，可以多等几个区块生成后再进行交易。

但是反过来想一下，51%算力攻击是很不值得的一件事情。

攻击是为了利益，既然攻击者持有了这么高的算力，诚实的挖矿带来利益是不是更好?

而且攻击必然打击投资者对比特币系统信心，这对攻击者来说未必是一件好事。