什么是51%攻击？它如何威胁区块链安全？哪些加密资产容易受到影响？

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51%攻击作为一种针对采用工作量证明（PoW）共识机制的区块链网络的潜在攻击方式，引起了广泛关注。此类攻击的本质在于，当一个单位或组织控制了网络超过50%的计算算力时，他们便可逆转交易、进行双花攻击或阻止交易被确认，严重威胁到整个区块链网络的安全性。这种攻击尤其对市值较小、全网算力较低的加密资产构成重大风险，因为攻击成本相对较低，足以引发投资者的不安。

什么是51%攻击

51%攻击的理解，首先需从区块链的基础共识机制——工作量证明（PoW）说起。在PoW机制下，矿工通过算力竞争获得记账权，网络依据“最长链原则”进行运作，即算力最强的链条被视为公认的主链。在这一机制下，51%攻击的核心便是一个实体掌握了超过全网络的哈希算力。这样，攻击者在新区块的生成过程中将具备决定权，能够随意创造出最长链。

举个例子，想象一场投票，若某个个人控制了超过一半的选票，他便可以决定任何提案的结果。在PoW区块链网络中，算力则充当了选票，控制了多数算力就等于控制了记账权。不过，攻击者的能力并不是无所不能的。他们不能修改他人的交易签名，无法窃取他人钱包中的资产，也无法随意创造出代币或修改区块奖励规则。他们的权力主要集中在新区块的控制及排序上。

区块链安全的基础是“多数参与者诚实”的假设。一旦这一假设遭到破坏，恶意节点掌握了多数算力，整个共识机制将不再可靠。实际上，历史上这种攻击不仅仅是理论上的可能，已经在多个区块链上发生过。

51%攻击如何威胁区块链

掌握多数算力的攻击者可以采用多种方式进行破坏，直接威胁区块链的核心价值。

• 双花攻击：这是一种最为直接的经济威胁。在正常情况下，一笔交易被纳入区块后，随着后续区块的追加，它会变得不可逆转。但是在攻击场景中，攻击者可以向商家发送一笔交易以获取商品或服务，随后秘密挖掘一条不包含该交易的分叉链。当这条分叉链的长度超过主链时，网络将接受它作为新主链，原始交易看似从未发生，而攻击者则可以保留代币。这种行为严重破坏了数字货币的可靠性。
• 交易审查：攻击者还能利用算力优势，故意排除特定地址上的交易，使其永远无法得到确认。这种选择性拒绝服务的行为可能用来打击竞争对手或实施勒索。可以想象，在一个公共账本中，记录员拥有选择记录哪些交易、忽略哪些交易的权力，这便是攻击者所拥有的能力。
• 算力垄断：算力掌控的结果可能威胁网络的长期健康。当攻击者禁止其他矿工获得奖励时，诚实的矿工可能被迫退出网络，导致攻击者逐渐完全控制整个网络。这种中心化趋势背离了区块链的去中心化理念。

虽然攻击者无法修改历史区块中的交易，但可以重组最近的几个区块。区块的确认数越多，修改的成本就会呈指数级增长，因此对于小额即时交易，等待超过六个确认是基本的安全措施，而大额交易则需要更多的确认。

哪些加密资产易受51%攻击

1. 攻击门槛

发动51%攻击并非易事，攻击者需要克服多重障碍，其中最大的挑战是经济可行性。攻击成本通常包括硬件投入、电力消耗和机会成本。以比特币为例，要获得超过当前全网约150EH/s的算力，投资需要达到数亿美元，同时承担每月数千万美元的电力费用。在攻击完成后，这些专用设备又几乎难以转售，因为市场会对参与攻击的矿机进行抵制。

而攻击收益主要来源于双花获利，但大量的双花行为会迅速引起市场警觉，导致该代币价格暴跌，使得攻击者得不偿失。这也是为何通常针对市值较小、确认速度较快的区块链。

此外，攻击持续的时间也受到物理限制。即使成功发动攻击，攻击者也很难长期维持算力优势。全球矿工社区会迅速响应，调整算法或组织反击。以太坊经典在2019年遭受攻击后，社区通过提高确认要求等措施增强了防护。

2. 易攻击目标：小型加密资产的脆弱性

并不是所有的区块链都面临同等的风险，市值较小、算力较低的加密资产最容易成为攻击目标。市值排名在50位开外的代币特别脆弱，统计数据显示，攻击一个市值约1000万美元的区块链，所需成本甚至可能低至每小时几千美元。通过双花攻击，攻击者单次获利就可能达到数百万美元，投入产出比极高。

采用相同算法的衍生链是重点攻击对象。许多山寨币只是直接复制比特币或以太坊的代码，并使用相同的哈希算法，因此攻击者可以轻松将比特币的算力转向这些小型网络，而无需额外投资。例如，比特币黄金便在2018年遭遇攻击，攻击者通过租用大量比特币的算力，轻松控制这条分叉链，并成功双花超过1800万美元。

新创区块链往往面临成长的阵痛期，网络算力有限，防护能力较弱。攻击者可能在项目初期就发动攻击，摧毁社区的信心。因此许多新区块链选择混合共识机制，或者寻求大型矿池的保护。

3. 防御策略

面对51%攻击的威胁，区块链社区已经发展了多层次的防御策略。

• 技术创新为首要防线：一些区块链项目转向采用混合共识机制，例如Decred，结合PoW与PoS，使得攻击者需要同时控制多数算力和代币，极大提升了攻击门槛。其他方案还包括检查点机制、链上警报系统等。
• 算力分散化是根本之策：社区还积极推动矿池的去中心化，以防止任何单一矿池的算力过于集中。比特币的核心开发者多次警告大型矿池的风险，从而促使行业形成自律规范。
• 交易所响应也至关重要：交易所作为攻击主要目标，可以通过增加确认数、监控链重组、暂停充提等措施，构建第二道防线。一些交易所甚至通过组建共享安全联盟，共同监控异常活动。

尽管像比特币这样的大型区块链凭借其巨大的算力投入和高度去中心化，能够有效抵御51%攻击并展现出强大的韧性，但这并不意味攻击威胁就不存在。它如同一面镜子，照出许多中小型加密资产的固有脆弱性。对于参与者而言，理解项目背后的算力安全、共识机制以及历史安全记录，是规避此类系统性风险不可或缺的知识。

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