Bitcoin Gold 51% 攻擊簡介

最近準備教材的時候又研究了一下在 2018 年五月針對 Bitcoin Gold (BTG) 的攻擊，用圖片輔助解釋當時發生了什麼事情。這次的攻擊 Bitcoin gold 官方有整理了一篇講解攻擊如何進行的文章 Anatomy of a Double-Spend / 51% attack 寫得非常清楚，你也可以直接看此文就可以了解發生什麼事。

因為 Medium 上面 BTC 跟 BTG 長得很像，以下我都用 比特幣 跟 比特黃金 來代稱。

前置條件

首先由於 Bitcoin Gold 的總體算力偏低，攻擊者已經先掌握了 Bitcoin Gold 51% 的算力了（不管是自建機器或是利用算力租賃服務 NiceHash），因此才能發動此次攻擊，雖然要花很多錢準備這些算力，但是獲得的回報更高，所以才會有這樣的攻擊。

另外一個關鍵就是在區塊鏈協定當中，在同時都有數條都是合法的區塊鏈時，礦工們會優先採納長度較長的那條，因為他花費的工作量較高。

手法

假設我們目前在 block 編號 200,000，攻擊者在自己的錢包 A 擁有 1,000 比特黃金 ，而被作為目標的交易所在確認 10 個區塊後將會把交易設為合法交易。

因為攻擊者擁有了 51% 算力，所以我們這邊可以看成有兩群礦工，一群是好礦工，另外一群是攻擊者擁有的壞礦工，而這兩組礦工將產生兩條不同的區塊鏈。

攻擊者在 block 200,001 把錢包 A 的 1,000 比特黃金 轉帳入交易所的錢包，並且廣播給好礦工。同時他廣播了另外一個交易：從錢包 A 將 1,000 比特黃金 轉帳給另外他自己另外一個錢包 B，此筆交易只存在於壞礦工所產生的區塊上。

此時在 block #200,001 上面收錄了兩個截然不同的交易，並且不存在於另外一邊的區塊鏈上，而且這兩筆交易都是合法的：

• 好礦工：轉帳給交易所
• 壞礦工：轉帳給攻擊者的錢包 B

接下來等待交易所在好礦工那邊過了 10 個區塊確認此筆交易時，同時攻擊者利用自己的 51% 算力讓壞礦工造出了比好礦工更多的區塊，而且這條區塊鏈的紀錄中從來沒有把這 1,000 比特黃金 轉給交易所，而是轉到了攻擊者的錢包 B。

等到 10 個區塊確認，交易所確認匯款已經完成後，攻擊者馬上利用這 1,000 比特黃金 去換成 比特幣，接著馬上提領到他自己的 比特幣 錢包。

此時攻擊時機已經成熟，假設這時好礦工算出了 #200,011 到 #200,012 的區塊，但是由於壞礦工的算力更強，已經算出了 #200,014 的區塊，攻擊者將自己擁有的壞礦工手上的區塊廣播到所有礦工的手上。

此時好礦工發現壞礦工的區塊鏈長度比自己手上的更長，而且是合法的區塊鏈。根據協議中礦工會採納工作量更高、區塊長度更長的區塊鏈的這個規則，此時他們就會相信壞礦工所釋出區塊鏈才是正確的區塊鏈，並且把自己手上只有到 #200,012 的區塊鏈替換成壞礦工釋出的區塊。

而這條壞礦工所提供的區塊鏈上則從來沒有將 比特黃金 轉帳給交易所，但是由 1,000 比特黃金 交易而來的 比特幣 此時已經轉帳號攻擊者的 比特幣 錢包了，因為 比特幣 跟 比特黃金 是不同的區塊鏈，所以就算 比特黃金 的區塊鏈已經重組了，仍然不會影響到 比特幣 的區塊鏈。最後 比特黃金 的網路將會認為原本壞礦工的那條區塊鏈才是正確的鏈，等於攻擊者在沒有將錢轉帳的交易所的狀況下買了 比特幣。

比特幣或以太幣有沒有可能受到類似的攻擊？

不太可能，比特黃金會發生這起攻擊事件的原因在於比特黃金的總體算力太低，加上現在在 NiceHash 上面就可以租用算力，這兩個條件加在一起就導致了這起事件。

根據 crypto51 上面的數據，NiceHash 上面僅擁有比特幣 1% 的算力可供租用，所以無法透過租賃算力的方式達成。如果不是租賃算力而要自建礦機攻擊的話，根據 gobitcoin 上面的成本估算需要約花費 80 億美金建制硬體（此金額會浮動），並且每日電費 500 萬美金才可以發動此類型的攻擊。