المقدمة
قبل التطرُّق إلى الحديث عن هجمات 51%، من الضروري التعرّف جيداً على التعدين والأنظمة القائمة على تقنية بلوكشين.
إحدى أهم نقاط القوة في عملة بيتكوين وتقنية بلوكشين التي تقوم عليها هذه العملة تتمثل في إنشاء البيانات والتحقق منها بطريقة موزَّعة. وتعمل آلية عمل العقد اللامركزية على ضمان الالتزام بقواعد البروتوكول وتوافُق جميع المشاركين على الشبكة على حالة شبكة بلوكشين في وقتٍ محدد. ويتطلب ذلك الإجماع على غالبية العقد باستمرار فيما يتعلق بمعالجة عمليات التعدين، وإصدار البرنامج المستخدم، والتحقق من صحة المعاملات، إلى غير ذلك.
وتعمل خوارزمية الإجماع لشبكة بيتكوين (نموذج إثبات العمل) على ضمان أن المعدنين لن يتمكنوا من المصادقة على صحة كتلة جديدة من المعاملات إلا بعد إجماع عقد الشبكة على أن تجزئة الكتلة التي طرحها المُعدِّن دقيقة (أي أن تجزئة الكتلة يتثبت أن المعُدِّّن عمل ما يلزم للتوصّل إلى حل صحيح لمشكلة تلك العقدة.)
تمنع البنية التحتية لشبكة بلوكشين، باعتبارها سجل لامركزي ونظام موزَّع، أي كيان مركزي من الاستفادة من الشبكة لأغراضه الخاصة، لذلك ليس لشبكة بيتكوين جهة تتحكم بها بمفردها.
وبما أن عملية التعدين (في الأنظمة المبنية على نموذج إثبات العمل) تتطلب استثمار موارد هائلة فيما يتعلق بالكهرباء والحوسبة، يتوقف أداء المُعدِّن على مدى القدرات الحوسبية التي يمتلكها، ويشار إليها عادةً بقدرة التجزئة أو معدل التجزئة. وتوجد العديد من عقد التعدين في مواقع مختلفة وتتنافس لأخذ دورها في العثور على تجزئة كتلة صحيحة والحصول على المكافأة المتمثلة في وحدات بيتكوين جديدة.
وفي هذا السياق، توزَّع قدرة التجزئة على عقد مختلفة في مختلف أنحاء العالم، أي أن معدل التجزئة لا يتحكم به كيان واحد. أو يفُترض ذلك على أقل تقدير.
لكن ماذا يحدث في الوقت الذي لا يكون فيه معدل التجزئة موزعاً بشكلٍ جيد؟ ماذا يحدث في حالة تمكُّن كيان أو جهة واحدة من امتلاك ما يتجاوز 50% من قدرة التجزئة؟ ثمة نتيجة واحدة محتملة وهي ما يُطلق عليه هجوم 51%، الذي يعُرف أيضاً بهجوم الأغلبية.
ما المقصود بهجمات 51%؟
هجوم 51% عبارة عن هجوم محتمل على شبكة بلوكشين، يتمكن من خلاله كيان أو جهة واحدة من التحكم بالنصيب الأكبر من معدل التجزئة، ما قد يتسبب في تعطُّل الشبكة. ووفق هذا السيناريو، قد يكون لدى المهاجم قدرة تعدين تتيح له حجب ترتيب المعاملات أو تعديله. كما يكون بمقدوره عكس المعاملات التي نفذها أثناء تحكمه في الشبكة، الأمر الذي قد يؤدي إلى حدوث مشكلة الإنفاق المزدوج.
كذلك قد يتيح تنفيذ هجوم أغلبية ناجح للمهاجم منع تأكيد بعض المعاملات أو جميعها (حجب خدمة المعاملات) أو منع بعض المعدنين أو جميعهم من التعدين، حيث يترتب على ذلك ما يعُرف باحتكار التعدين.
ومن جهةٍ أخرى، قد لا يتيح هجوم الأغلبية للمهاجم عكس المعاملات من مستخدمين آخرين أو الحيلولة دون إنشاء المعاملات وبثها على الشبكة. كما أن حالات مثل تغيير مكافأة الكتلة، أو إنشاء عملات بشكلٍ مفاجئ، أو سرقة العملات التي لم تكن بحوزة المهاجم من قبل هي حالات غير واردة الحدوث.
ما مدى احتمالية حدوث هجوم 51%؟
بما أن حماية شبكة بلوكشين تعتمد على أنها شبكة موزَّعة من العقد، ينخرط جميع المشاركين في عملية الوصول إلى الإجماع. وهذا أحد أسباب كون هذه الشبكات تتمتع بمستويات مرتفعة من الأمان. وكلما كبرت الشبكة، زادت قوتها في التصدي للهجمات وتلف البيانات.
أما فيما يتعلق بشبكات بلوكشين التي تعتمد على نموذج إثبات العمل، فكلما زاد معدل التجزئة لدى المعدِّّن، زادت فرصته في العثور على حل صحيح للكتلة التالية. ذلك لأن عملية التعدين تنطوي على محاولات تجزئة لا حد لها، فعندما تزيد القدرة الحاسوبية يرتفع عدد المحاولات في الثانية الواحدة. وانضم العديد من المعدنين إلى شبكة بيتكوين مع بداية ظهورها للإسهام في نموها وأمنها. ومع ارتفاع سعر بيتكوين باعتبارها عملة، انضم عدد كبير من المعدنين إلى النظام بهدف المنافسة على مكافآت الكتل (حالياً 12.5 وحدة بيتكوين للكتلة الواحدة). ويعد هذا السيناريو القائم على المنافسة أحد أسباب الأمان الذي تتمتع به شبكة بيتكوين. فلن يكون لدى المعدنين أي حافز لاستثمار كمية هائلة من الموارد إن لم يكن الدافع الرئيسي هو التحلي بالأمانة والسعي للحصول على مكافأة الكتلة.
ومن هذا المنطلق، فإن احتمالية حدوث هجوم 51% غير مرجحة نظراً للجاذبية التي تتمتع بها الشبكة. فبعد أن تبلغ شبكة بلوكشين مستوى معتبر من النمو، سرعان ما تنخفض احتمالية امتلاك شخص واحد أو مجموعة أشخاص قدرة حاسوبية تتيح لهم التفوق على جميع المشاركين الآخرين وتصل إلى مستويات متدنية للغاية.
إضافةً إلى ذلك، تزداد صعوبة تغيير الكتل التي جرى تأكيدها سابقاً مع نمو السلسلة، نظراً لأن جميع الكتل مرتبطة ببعضها البعض عن طريق إثباتات تشفيرية. وللسبب ذاته، كلما زاد عدد التأكيدات على الكتلة، ارتفعت تكاليف تعديل أو عكس المعاملات عليها. وبالتالي، فإن الهجوم الناجح لن يتيح تعديل المعاملات سوى لعدد قليل من الكتل الحديثة، ولفترة قصيرة.
لتوضيح الأمر، تخيّل سيناريو لجهة خبيثة لا تسعى للتربُح، وإنما قررت مهاجمة شبكة بيتكوين من أجل تدميرها فحسب، مهما كفلها الأمر. حتى في حال نجاح المُهاجِم في اختراق الشبكة، فسرعان ما سيتم تعديل برمجة وبروتوكول شبكة بيتكوين وتهيئتهما للرد على لهذا الهجوم. ويتطلب ذلك إجماع باقي العقد على الشبكة وموافقتها على تلك التغييرات، وقد يحدث ذلك بسرعة كبيرة أثناء المواقف الطارئة. وتتمتع شبكة بيتكوين بقدرتها الهائلة على مواجهة الهجمات وتعد أفضل شبكات العملات الرقمية على الإطلاق من حيث الأمان والموثوقية.
رغم صعوبة امتلاك أحد المهاجمين لقدرة حاسوبية تفوق قدرة باقي المشاركين في شبكة بيتكوين، فإن المسألة ليست بتلك الصعوبة مع العملات الرقمية الأصغر. فعند مقارنة بيتكوين بالعملات الرقمية البديلة، نجد أن العملات البديلة تتمتع بمستوى منخفض نسبياً من التجزئة لتأمين شبكة بلوكشين الخاصة بها. وهو مستوى منخفض لدرجة تكون معها احتمالية التعرض لهجوم 51% واردة الحدوث. ومن أبرز الأمثلة على شبكات العملات الرقمية التي تعرضت لهجمات الأغلبية Monacoin وBitcoin Gold وZenCash.