À quel point une attaque à 51 % est-elle dangereuse ?

Une attaque à 51 % est un scénario d’attaque théorique sur les blockchains basées sur une preuve de travail. L’attaque vise à rassembler suffisamment de puissance de calcul pour prendre le contrôle de la blockchain.

Pour être plus précis : les attaquants tentent de générer au moins 51 % du hashrate. Avec la majorité du hashrate du réseau, les attaquants pourraient doubler leurs dépenses ou annuler des transactions.

En bref : quiconque parvient à réclamer plus de la moitié du hashrate peut manipuler la blockchain et émettre des pièces plusieurs fois.

À quoi cela ressemblerait-il en pratique ?

Le taux de hachage du réseau est constitué de la puissance de calcul de tous les ordinateurs recherchant de nouveaux Bitcoins. Les ordinateurs tentent de résoudre le casse-tête de la preuve de travail pour le bloc suivant. En récompense, vous recevrez 6,25 BTC par bloc en plus des frais de transaction.

Désormais, si quelqu’un parvient à contrôler au moins 51 % du hashrate, il peut statistiquement produire plus de blocs que le reste du réseau. Cela permet de réécrire l’historique des transactions de la blockchain. Plus l’avantage relatif du hashrate par rapport au reste du réseau est grand, plus l’attaque est sécurisée.

Imaginons cette situation à l’aide d’un exemple concret : Eve veut acheter un tout nouveau portefeuille matériel à Alice et tromper Alice pour lui faire perdre de l’argent. Dans ce qui suit, Eve est l’attaquante et tente une attaque à 51 pour cent.

Ne sachant pas ce qui l’attend, Alice indique à Eve son adresse de réception Bitcoin. Eve construit ensuite une transaction TX1 à Alice et l’envoie. Cependant, au même moment, Eve a construit une autre transaction TX2 avec le même argent pour elle-même.

Une fois qu’Eve a envoyé sa transaction (TX1) sur le réseau Bitcoin, elle déploie ses propres ordinateurs de minage et extrait un bloc qui ne contient que TX2 au lieu de TX1. Si Eve possède nettement plus de la moitié du hashrate avec ses ordinateurs de minage, elle trouvera probablement le prochain bloc avant le reste du réseau Bitcoin. Cela signifie que seul le bloc que vous avez construit est valide, tout comme le TX2 qu’il contient. Le bloc d’origine avec TX1 n’est pas valide pour cela. Alice n’aurait donc jamais ses pièces. Si Alice avait déjà donné le portefeuille matériel à Eve, Eve aurait non seulement le portefeuille, mais aussi les pièces. Pauvre Alice !

Mais Eve pourrait être encore plus méchante. En laissant d’abord ses mineurs fonctionner en arrière-plan. Alice voit que TX1 a déjà été confirmé par deux blocs et envoie le portefeuille. Ce n’est que maintenant qu’Eve publie sa propre version de la blockchain. Si Eve disposait de beaucoup plus de hashrate que le reste du réseau, elle exploiterait probablement la blockchain la plus longue. Ainsi, il y aurait un nouvel historique de transactions valide. Par convention, la blockchain la plus longue est la version valide.

Nous voyons : le principal avantage qu’aurait Eve serait de priver Alice de son portefeuille et de conserver les pièces. Elle pourrait alors utiliser les pièces à d’autres fins, par exemple pour frauder davantage. On peut toutefois se demander si une telle attaque en vaudrait réellement la peine.

Quelles autres conséquences une attaque à 51 pour cent peut-elle avoir ?

En plus de doubler les dépenses, des attaquants potentiels comme Eve pourraient également censurer le réseau avec suffisamment de hashrate. Pour ce faire, ils auraient besoin d’une avance significative en matière de hashrate et devraient la maintenir pendant longtemps. Les attaquants peuvent alors décider quelles transactions sont incluses dans la blockchain et lesquelles ne le sont pas. Les attaquants pourraient également exclure d’autres mineurs de l’exploitation minière.

Les limites de l’attaque des 51 pour cent

Malgré cette position forte sur la double dépense et une éventuelle censure de la blockchain, 51 % des attaquants ne sont pas omnipotents. Les règles du réseau ne peuvent pas être modifiées. De plus, une telle attaque comporte toujours des risques.

Même avec un hashrate de 51 %, Eve ne peut pas créer de nouveaux Bitcoins à partir de rien. Elle ne peut pas décider qu’elle recevra soudainement 100 BTC par bloc en récompense. Il est incapable de regrouper les transactions à double dépense dans leurs propres blocs. Elle n’a pas non plus accès à l’argent des autres participants du réseau.

Même si Eve peut décider quelles transactions seront regroupées en blocs, elle ne peut pas empêcher les autres participants du réseau d’envoyer des transactions.

Si les autres participants décidaient de prendre des mesures actives contre l’attaque, Eve ne pourrait pas les forcer à accepter sa version de la blockchain. Les participants honnêtes remarqueraient l’attaque et seraient capables de la neutraliser. Pour ce faire, ils devraient déclarer faux le premier bloc de la blockchain malveillante. Par conséquent, tous les blocs suivants seraient également invalides. Eve aurait fait exploser le coût de son attaque. Et tout cela pour quelques pièces et un portefeuille matériel.

Qui pourrait mener une attaque à 51 pour cent ?

Cela nous amène à la question de savoir qui (outre l’Eve fictive) serait éligible à une telle attaque. Bitcoin est une construction de la théorie des jeux. Les Bitcoins donnés en récompense pour la validation des blocs incitent les mineurs à être honnêtes. Cette incitation économique est également pertinente pour l’attaque des 51 pour cent.

Quiconque mène une attaque à 51 pour cent prend un risque considérable. Les attaquants doivent investir du hashrate pour une version incorrecte de la blockchain. Cela coûte certainement de l’énergie et donc de l’argent. Si le reste du réseau se défend contre l’attaque, ce coût énergétique sera dépensé en vain.

De plus, les attaquants n’obtiendraient pas la récompense de blocage. Au lieu d’attaquer le réseau et d’échouer, ils auraient pu exploiter honnêtement. Les coûts d’opportunité de l’exploitation minière sont également inclus dans le calcul des coûts. Ainsi, à moins de disposer de tonnes d’énergie gratuite ou très bon marché, il n’est pas rentable de mener une attaque à 51 %. Une exploitation minière honnête en vaut plus la peine.

L’incitation est que les mineurs intéressés agissent honnêtement. C’est l’une des innovations du Bitcoin. Cependant, des attaquants irrationnels qui n’agissent pas pour des intérêts économiques seraient également envisageables. Il pourrait s’agir, par exemple, d’un écosystème cryptographique concurrent tentant de prendre le contrôle. Cela signifie que certaines transactions pourraient par exemple être qualifiées de invalides et non intégrées dans la blockchain.

Même dans ce cas, la communauté Bitcoin dispose toujours d’un frein d’urgence : le réseau pourrait repousser les attaquants via un hard fork.

Comment une attaque à 51 pour cent est-elle perceptible ?

Une attaque à 51 % est un événement perturbateur et perturbateur qui ne peut certainement pas passer inaperçu. La blockchain se réorganiserait lors d’une attaque à 51 %. De temps en temps, dans les systèmes basés sur la preuve de travail comme Bitcoin, deux mineurs peuvent trouver un nouveau bloc en même temps. Appelons ces blocs Bloc A et Bloc B. Une moitié du réseau reçoit d’abord le bloc A, l’autre moitié reçoit le bloc B. Le réseau est divisé pendant une courte période. Si la moitié possédant le bloc B trouve en premier un nouveau bloc (bloc B+1), elle l’annonce à l’ensemble du réseau. La moitié avec le bloc A reconnaît qu’il existe une nouvelle version valide de la blockchain et se réorganise. Ce faisant, il supprime le bloc A et adapte la nouvelle chaîne avec le bloc B et le bloc B+1. Cet événement est également appelé chain reorg, la réorganisation de la blockchain.

Comme le montre l’exemple ci-dessus, il peut arriver par hasard que deux mineurs trouvent un bloc en même temps. Cela signifie que la réorganisation de la chaîne aurait une taille d’un bloc. Un tel événement se produit fréquemment dans le système Bitcoin. Cependant, cela ne perturbe pas le réseau, mais crée plutôt un nouveau consensus (le dernier bloc valide de la blockchain est le bloc B+1).

Revenons à notre exemple : non seulement le bloc A et le bloc B ont été trouvés en même temps, mais un mineur trouve également le bloc A+1 et un autre bloc B+1 en même temps. Cela signifie que les blockchains sont distantes de deux blocs. Par conséquent, lorsqu’une réorganisation de chaîne se produit maintenant, sa taille est de deux blocs. La probabilité que cet événement se produise est nettement plus faible.

Plus la réorganisation de la chaîne est importante, moins elle est probable et plus visible. Même avec une attaque à 51 %, une réorganisation de la chaîne se produirait. Cela serait remarqué par tous les opérateurs et mineurs honnêtes de nœuds complets. De cette façon, l’attaque de 51 % serait révélée et la communauté Bitcoin pourrait décider d’agir.

Quelle est la probabilité d’une attaque à 51 % ?

Comme le montrent les exemples, mener une telle attaque est extrêmement gourmand en énergie et coûteux. Ce serait disproportionné par rapport au résultat : fixer 51 % du hashrate juste pour pouvoir falsifier des transactions et dépenser quelques pièces deux fois n’en vaudrait tout simplement pas la peine.

En d’autres termes, le hashrate du réseau Bitcoin est si élevé que le réseau est robuste contre les attaques.

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