在比特币和加密货币的世界里，对区块链的 51% 攻击并没有那么可怕

在比特币和加密货币世界中，遇到您以前从未见过的概念和表达并真正理解它们的含义并不少见。 在本文中，我将尝试揭开其中一个概念的神秘面纱，即著名的 51% 攻击。

51%攻击离不开其他概念，比如挖矿、共识机制、孤块和双花问题，如果读者不熟悉这些术语，会很难理解。 为了不限制我在这里对 51% 攻击的讨论，我将对其进行简要说明。

介绍

比特币是一种基于分布式账本的点对点支付系统，由网络中的所有参与者共享。 分布式分类帐是记录网络利益相关者之间所有交易的记录簿。 这个分类帐由区块链接，新的交易记录在新的区块中，新的区块不断地添加到现有的链中，因此称为区块链。

向现有链添加新区块（连同其中包含的交易）需要密集的计算工作，我们称之为挖掘，并由比特币网络上称为“矿工”的指定节点执行。 矿工的计算能力称为哈希率，以每秒哈希数 (H/s) 或哈希数的倍数来衡量。 所有矿工都在相互竞争，谁获胜就可以在链上添加新的区块并获得相应的奖励。 哈希率越高，赢得比赛的机会就越大。

由于比特币账本是分布式的，例如网络上的每个节点都有一份区块链的副本，因此需要不同的参与者就一套规则达成一致，使整个网络的支付系统可靠和一致。 我们称这套规则为共识协议。

共识协议要解决的问题之一是如何处理不同节点最终拥有不同区块链版本的场景。 当两个矿工几乎同时独立扩展区块链时，就会发生这种情况，从而导致分类帐的两个略有不同且相互竞争的版本。 这种不一致通过等待下一个矿工向任一链添加新块来解决。 第一条被延长的链将赢得网络共识，另一条链将被丢弃。 通俗地解释一下，最长的链就是王。 丢弃链中包含的块（通常只有一个）称为孤块。 包含在孤立块上的交易（除非它们也被添加到最长的链中）被返回到内存池，这是一种不确定的状态，所有未确认的交易都在等待被选择并包含在一个新块中。

如果一笔交易（无论是否来自孤立区块）在内存池中等待的时间过长（数天），交易将被取消，资金将退还至发送方钱包。 这可能会导致双重支出问题，商品或服务的交易将被取消，买家将取回资金，同时保留原始购买。

为了避免双花问题，只有在与交易相关的区块中加入一定数量的新区块后，交易才会被确认。 在比特币中，新区块的数量设置为 6。

现在我们了解了所有概念和术语，是时候讨论 51% 攻击了。

51%攻击

51%攻击并不是企图破坏或干扰共识协议，相反，它遵循协议规则，帮助攻击者改变区块链的内容以谋取利益。

为了解释如何进行 51% 攻击，我们需要考虑以下场景。 一群拥有整个比特币网络 51% 以上算力的矿工决定将自己与其他部分分开，同时在自己的部分保持通信。

说明1：一群拥有整个比特币网络51%以上算力的矿工决定将自己与其他链隔离开来，同时在自己的链中保持通信。

在切断与其他部分的连接后，这群矿工将照常继续挖矿工作，不同的是他们不会与另一群矿工分享任何进度，也不会收到另一群矿工的进度更新。 换句话说，虽然在拆分时，两组矿工都拥有相同的账本副本，但拆分后，这两组矿工将开始相互独立地扩展其内部共享的副本。

现在比特币算力买卖合法吗，哪个区块链版本会更快扩展？ 由于分离组（攻击者）已经超过了其余组，它可以比其他组更快地扩展其链副本。 给定一定的时间，链的两个版本的长度差异将与两组之间的哈希功率差异在统计上成正比。

描述 2：由于分离组（攻击者）拥有更多的计算能力比特币算力买卖合法吗，他们可以比其他人更快地扩展他们的版本链。

如果现在分离组的矿工重新加入剩余组，则链的两个竞争版本将在整个网络中广播，并且根据共识协议规则，节点将保留链的较长版本并删除较短的版本。 这意味着在分离时间和重聚时间之间，由剩余组开采的较短链上的区块将被孤立，并且该区块上的交易（至少其中一些）将返回到内存池。

说明3：脱离网络的矿工如果重新加入剩下的群体并且他们的区块链版本更长，将赢得共识。

如果返回到内存池的交易用于购买商品，这就为双重支出的可能性打开了大门。 最重要的是，一群最初从网络中分离出来的矿工可以阻止交易被选择并包含在新的区块中，因为他们仍然拥有超过 51% 的网络计算能力。 如果这些交易在内存池中停留的时间超过特定时间限制（比特币为 72 小时），交易将被取消，资金将退还给原始接收者（买家的钱包）。 此时，买方将保留资金并获得用这些资金购买的商品。 如果 51% 攻击是有预谋和协调的，攻击者可以利用这个未解决的双花问题并拥有他们最终没有支付的商品。