区块链解读：权力共识机制51%权力攻击

2023年07月19日 14:32

目前，51%的计算能力攻击只存在于"PoW"共识机制，因为"PoW"共识机制靠计算能力取胜，即谁计算快谁胜率高。在区块链网络中使用"PoW"共识机制，我们把所有参与计算hash的计算机资源称为计算能力，所以整个网络的计算能力是100%。当51%以上的计算能力在同一个阵营时，这个阵营的计算哈希胜出的概率会大大提高。

为什么是51%？？能'；t51.1%？当然也有可能。之所以取51%，是为了取一个最接近50%且大于50%的整数百分比，这样计算出来的力达到51%时，效果会比50.1%更明显。例如如果诚实节点的计算能力是50.1%，那么坏节点的计算能力是49.9%。两者相差不太大，很容易导致最后的街区争夺，而且很长一段时间都是不分上下。

如果计算能力资源是分散的，就不是高度集中的。那么整个区块链网络是可信的。然而，当计算能力资源集中在某一阵营时，计算能力的拥有者可以利用计算能力资源来逆转区块，导致区块链出现严重分叉，如下例所示。

图中显示了区块链的当前状态。。攻击者想要在block8中反转一个交易，他会从block7的后面引入一个fork使block8无效，并在forkblock中的一个地址设置成百上千个BTC。但由于比特币公链最长链规则的限制，所有诚实的节点将遵循最长链规则，将新生成的块链接到最长链的末端，从而避开攻击者'；的成功。

某条区块链的状态

当系统块输出率较低，块大小较小时，网络延迟相对于块输出时间较小，这样诚实节点产生的块基本上是有序的。只要诚实节点的完整性超过50%，攻击者就无法使自己的链最长。。但当诚实节点的最终实力不如坏节点的计算能力，即坏节点的总计算能力超过51%时，最长链机制就会被坏节点使用，所以坏节点'；s整体排块速度比诚实节点快，胜率高，这样坏节点产生的块会形成最长的链。

此外，如果块输出率高，会使块生成的时间和块在网络上传播的延迟相对较小，这样一个新的块生成后还没来得及传播到整个网络，其他节点就会生成其他新的块，相互之间竞争激烈，导致严重的链分叉。。虽然最后只会有一条最长的链，但是块产率越高，块大小越大，分叉就越严重，最后区块链会发展成很多分叉，如图所示。

复杂的分叉情况

基于比特币公链(以太坊公链中的分叉块有其他处理方式)，大量分叉块会带来两个问题：

浪费网络资源和计算资源，大部分分叉块都是无效的，因为只有最优链中的块才被认为是有效的。

安全性受到危害，整个区块链内的最优链缩短，计算能力分散在不同的分叉链中，使得攻击者只需要不到51%的计算能力就能产生一个恶意的最优链。就像有三个阵营，A阵营有30%的计算能力，B阵营有32%的计算能力。C阵营拥有38%的计算能力，计算能力分散在三个阵营的A、B、C上。如果A、B、C分别分叉，那么最终C可以用不到51%的计算能力(38%的计算能力)控制恶意最优链。

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标签：异能共识机制计算力攻击

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