Биткойн для чайников

Название говорит само за себя. Технически атака двойной траты позволяет одному пользователю дважды потратить все монеты, находящиеся у него на балансе. Например, если у кого-то в кошельке находится 5 биткойнов, то теоретически при реализации сценария двойной траты он мог бы потратить 10 биткойнов. Тем не менее в сети биткойна есть различные правила для предотвращения двойной траты, что делает ее крайне редким явлением.

Каждая биткойн-транзакция при ее распространении в блокчейне проверяется каждым отдельным узлом сети. Каждая биткойн-транзакция содержит ввод, эквивалентный последнему непотраченному выводу, на аккаунте, о котором здесь идет речь. Каждый непотраченный вывод может быть потрачен только однократно, что должно сделать двойную трату биткойнов невозможной.

Атака в спешке

И хотя атака двойной траты в настоящее время очень редка, все равно есть шансы, что кто-то может стать ее жертвой. Из соображений удобства интернет-торговцы и трейдеры склонны считать, что биткойн-платеж уже прошел даже при нуле подтверждений — это дает возможность атакующему потратить те же самые деньги еще раз. По мере того как транзакция набирает все больше подтверждений, шансы проведения двойной траты сокращаются экспоненциально.

Торговцы могут принять определенные меры предосторожности, чтобы обезопасить себя от атаки двойной траты. Во-первых, и в самых главных, это работа с биткойн-процессором платежей, который согласует риски на стороне торговца. — это шаг в правильном направлении. Большинство платежных процессоров защитят торговца от убытков даже в случае атаки двойной траты.

Во-вторых, торговцы и рядовые пользователи сети могут запретить входящие соединения в клиенте, чтобы он мог только сам соединяться с доверенными узлами. Эти действия сводят к нулю риск атаки двойной траты. Но даже если так, все равно лучше дожидаться как минимум шести подтверждений транзакции.

Против биткойн-сети могут быть применены различные типы атаки двойной траты. Мы только что обсудили атаку "в гонке", которую можно провести, только пока транзакция не получила ни одного подтверждения.

Ожидание нескольких подтверждений — лучшее средство убедиться в том, что транзакция легитимна, даже если это и самый удобный вариант для торговцев.

Атака Финни

Еще одним популярным видом атаки двойной траты является атака Финни, которая требует участия биткойн-майнера сразу после того, как в сети был найден очередной блок. Меры предосторожности, предпринятые торговцем, не могут помешать успешному осуществлению атаки Финни, хотя для того, чтобы атака считалась успешной, злоумышленнику потребуется совершить вполне определенную последовательность действий. В целом этот метод достаточно дорогостоящ, что снижает риск проведения атак такого типа для торговцев и провайдеров сервисов.

Комбинация атаки "в спешке" и атаки Финни позволяет провести атаку Вектор76. Теоретически эта атака позволяет двойную трату биткойнов даже после первого сетевого подтверждения транзакции. Успешная атака будет стоить атакующему один блок — атакующий должен утаить этот блок и вместо того, чтобы распространить информацию о нем в сети, оттранслировать его атакуемому узлу в надежде, что успеет скрыться с товаром или воспользоваться сервисом до того, как сеть распознает атаку.

Брутфорс-атака

И последние, но не менее значимые — брутфорс-атака и атака >50 %. Для проведения обеих требуется неимоверное количество вычислительной мощности сети биткойна. Вероятность проведения любой из этих атак в настоящее время крайне мала, так как атакующему понадобилось бы получить контроль над существенным количеством всей майнинговой мощности сети биткойна.

Брутфорс-атака происходит так.

1. Атакующий отправляет в сеть транзакцию с оплатой товара и в то же время в частном порядке майнит форк блокчейна (разветвление цепи блоков), где вместо этого включена транзакция двойной траты.

2. После ожидания п подтверждений торговец отправляет товар.

3. Если у атакующего к этому моменту получается посчитать более п блоков, он публикует свой форк и получает монеты обратно; в противном случае он может попытаться продолжить считать свой форк в надежде когда-нибудь обогнать сеть. Если этого никогда не произойдет, то атака считается захлебнувшейся, платеж остается совершенным, а средства остаются у торговца.

Вероятность успеха атаки — функция от хешрейта атакующего (как доли общего хешрейта сети) и числа подтверждений, которые будет дожидаться торговец перед тем, как выдать товар. Например, в случае, если атакующий контролирует 10 % хешрейта сети, но торговец ждет прохождения шести подтверждений, вероятность успеха атаки будет порядка 0,1 %.

Как описывалось в предыдущем разделе, атака >50 % преуспеет только в случае, если злоумышленник получит контроль над более чем 50 % хеш-мощности всей сети. Поскольку в этом случае злоумышленник может генерировать блоки быстрее, чем оставшаяся часть сети, он может попросту упорно наращивать блоки в своем форке до тех пор, пока его цепь не станет длиннее цепи, построенной "честной" сетью. Тогда никакое количество подтверждений не спасет от атаки.

Самую большую угрозу торговцам и провайдерам биткойн-сервисов несет атака >50 %. поскольку она также косвенным образом обеспечивает успех брутфорс-атаке. Но учитывая, до каких размеров выросла вычислительная мощность сети биткойна к настоящему времени, возникают большие сомнения в том, что такая атака когда-либо сможет быть успешно проведена.

Наибольшей проблемой биткойн-сети является то, что поверх нее понастроили слишком много централизованных сервисов. Почти каждая биткойн-биржа и каждый майнинг-пул представляют собой централизованные сервисы. Когда биткойн-биржа оказывается взломанной, это не оказывает влияния на блокчейн сам по себе, равно как и не открывает возможность к проведению атаки двойной траты. Но когда взламывают большой майнинг-пул, это может быть совсем друтой коленкор. К счастью для всех участников, сейчас в сети нет майнинг-пула биткойнов, который контролировал бы половину сети. Самые большие майнинг-пулы контролируют до 25 % общей вычислительной мощности сети. Гем не менее, если злоумышленник решит провести брутфорс-атаку для двойной траты биткойнов, то такой доли мощности сети ему будет достаточно.

Глава 11. Майнинг биткойнов

В этой главе…

Разбираемся в основах майнинга

Осмысливаем облачный майнинг

Решаем, имеет ли смысл связываться с майнингом

Концепция майнинга биткойнов основывается на процессе создания новых биткойнов. Этот процесс будет идти вплоть до момента достижения предела в 21 миллион монет. Биткойны не появляются из воздуха, не выпускаются банками или правительствами. Они генерируются в ходе решения компьютерами сложных математических уравнений.

Без биткойн-майнеров новые монеты не попали бы в обращение. И хотя для большинства людей это и не стало бы проблемой, требующей немедленною решения, это также означало бы, что в сети перестали подтверждаться транзакции, что вызвало бы гораздо большее беспокойство. В условиях, когда в сети перестали бы считаться блоки, транзакции остались бы неподтвержденными, и получатели не смогли бы потратить свои монеты.

Но майнинг биткойнов нужен не только для создания новых монет. Он добавляет записи транзакций в открытый распределенный журнал транзакций, называемый блокчейном (более подробно о блокчейне — в главе 7). Каждая биткойн-транзакция должна быть записана в блок данных, и этот блок данных должен быть "вычислен" майнерами. Как только транзакция оказывается включенной в какой-то биткойн-блок, она получает первое подтверждение.