51%算力对挖矿的影响

51%算力对挖矿的影响

我们知道在比特币网络中采用PoW来解决如何获得记账权的问题，采用“最长链共识”解决如何记账的问题。

但是在理论上，利用比特币网络中的“最长链共识”，可以发动51%攻击。

什么是51%攻击

51%是指算力占全网算力的51%，比特币网络需要通过哈希碰撞来匹配随机数从而获得记账权，算力衡量的是一台计算机每秒钟能进行哈希碰撞的次数。

算力越高，意味着每秒钟能进行越多次的哈希碰撞，即获得记账权的几率越高。在理论上，如果掌握了50%以上的算力，就拥有了获得记账权的绝对优势（意味着可以更快地生成区块），也拥有了篡改区块链数据的权利。

所谓51%的攻击，就是利用比特币网络采用PoW竞争记账权的特点，使用算力优势生成一条更长的链“回滚”已经发生的“交易行为”。

如何进行51%攻击

假设小明拥有51%的算力，在区块高度2019时，小明转给小华1BTC的记录被矿工及时打包。

待交易确认后，小明依靠51%的算力优势在区块高度2018后重新生成了一条“更长的链”，并在区块高度2019处又将该BTC转给小红且该交易记录被打包，即该链包含了小明将1BTC转给小红的记录。

根据“最长链共识”，包含给小红转账记录的链成为主链，则小明转给小华的1BTC则为“无效支付“。

51%算力的影响

若掌握了51%的算力，除了可以修改自己的交易记录外，还可以阻止区块确认部分交易，以及阻止部分矿工获得有效的记账权。在极端理想情况下，拥有51%算力的节点将获得所有的挖矿奖励和转账手续费。

不论是篡改数据还是垄断记账权，都会减少社区成员对系统的信任，也严重影响社区的稳定。拥有51%的算力也不是万能的，因为无法修改其他人的交易记录，也不能阻止交易的发出，更不能凭空产生BTC。

51%算力的攻与防

从理性角度考虑，发动51%攻击是为了“双花”逐利，前期需要巨额的投入来提升算力和囤积用于“双花”的BTC，后期需要承担BTC价值下跌的风险。

整个过程下来，未免有些得不偿失。BTC白皮书在第6节（Incentive）和第11节（CalculaTIons）已经指明了本本分分挖矿能获得更多的利益，因此在这个前提下，“双花”逐利的动机就不复存在了。

即使不进行51%攻击，只是长期持有51%算力，都足够引起社区恐慌，行情震荡，最后反噬自身。故从理性角度考虑，51%攻击的可能性较小。

从非理性角度考虑，发动51%攻击是为了攻击而攻击，不考虑任何后果（动机无法揣测，可能性也无法衡量），这种做法最终会失去共识，其他社区成员可以通过硬分叉重新建立共识（比如采用新的证明机制），最终51%的攻击也将变成“一个人的游戏”。