＃＃ 介绍
51% 攻击，又称多数攻击，是基于工作量证明 (PoW) 和权益证明 (PoS) 协议的区块链系统面临的最严重威胁之一。本文讨论了 51% 攻击的机制、其对区块链的影响，并提出了防范此类攻击的建议。
## PoW 系统中的 51% 攻击机制
在 PoW 系统中，控制超过 50% 哈希算力的实体可以完全控制区块链。这允许攻击者：
1. 分叉主链：攻击者可以通过在其分支上开始挖矿来创建区块链的替代分支。2
. 超越主链：随着攻击者的哈希算力超过 50%，攻击者将逐渐超越主链。3
. 监控交易：攻击者可以撤销或修改交易，从而导致双重支付和其他类型的欺诈。
由于 PoW 中的区块生成是概率性的，因此存在分支冲突的可能性。然而，随着 51% 障碍被克服，成功攻击的可能性显著增加。
PoS 系统中的 51% 攻击机制
在 PoS 协议中，多数攻击也是可能的，但性质略有不同。在这种情况下，拥有超过 34%（对于 BFT PoS）区块链份额的验证者或协调的验证者组可以：
1. 恢复最终性：可以通过确定另一个竞争区块来挑战已完成的区块。2
. 导致可行性被否定：这会导致区块链可行性被否定或对其进行审查。
## 51%攻击的后果
51% 攻击可能对区块链系统造成灾难性的后果：
1. 双重支付：攻击者可以多次使用相同的货币。
2. 信任破裂：用户对系统失去信任，这会导致加密货币的价值下降。
3. 交易审查：攻击者可以阻止或更改交易，这违反了去中心化的原则。
## 安全建议
为了防范 51% 攻击，建议：
1. 增加挖矿难度：这将使攻击者更难获得对网络的控制权。2
. 哈希算力的去中心化：将算力分散在大量参与者之间可降低攻击风险。3
. 交易确认：交易所或收款人必须在交易得到足够数量的区块确认后才能完成付款。
＃＃ 结论
51% 攻击对基于 PoW 和 PoS 的区块链系统构成严重威胁。了解这种攻击的机制及其后果可让开发人员和用户采取措施保护其系统。实施增加挖矿难度、分散哈希算力和确认交易的建议将有助于降低 51% 攻击成功的风险。
链接
权益证明协议的长程攻击研究： IEEE Xplore
