ATTACCO DEL 51%: COS'È E PERCHÉ È IMPORTANTE

Cos'è un attacco del 51%?

Un attacco del 51% si riferisce a una situazione nelle reti blockchain, in particolare quelle basate su meccanismi di consenso Proof of Work (PoW) o Proof of Stake (PoS), in cui una singola entità o un gruppo ottiene il controllo di oltre il 50% della potenza di hashing (PoW) o dei token in stake (PoS) della rete.

Questo controllo di maggioranza consente all'attaccante di interrompere la rete in diversi modi eseguendo azioni non autorizzate, come la modifica della cronologia delle transazioni o la doppia spesa di monete. Tuttavia, non gli conferisce il controllo completo su tutti gli elementi della rete. Il nome "attacco del 51%" deriva dal concetto secondo cui il controllo sulla maggioranza (oltre il 50%) delle risorse di consenso consente essenzialmente a una parte di dettare il registro delle transazioni della blockchain.

Origini e basi teoriche

Lo scenario è stato postulato per la prima volta nel whitepaper originale di Bitcoin di Satoshi Nakamoto, che riconosceva che, sebbene la struttura decentralizzata di Bitcoin offra sicurezza, se una singola entità ottenesse più della metà della potenza di calcolo, potrebbe compromettere l'integrità delle transazioni. Nonostante la natura teorica di questa minaccia, diverse criptovalute reali, in particolare quelle a piccola e media capitalizzazione, hanno subito attacchi del 51%.

Come funziona tecnicamente

Nei sistemi PoW, come Bitcoin o Ethereum (pre-merge), i miner competono per risolvere enigmi crittografici. Il primo a risolverli convalida le transazioni e aggiunge un nuovo blocco alla catena. Se un miner o un gruppo controlla più della metà della potenza di hashing totale della rete, statisticamente ha maggiori probabilità di risolvere ogni nuovo enigma e convincere la rete che la sua versione è quella corretta.

Nei sistemi PoS, controllare il 51% della posta in gioco significa che l'attaccante ha voce dominante nella convalida delle nuove transazioni, il che gli conferisce un'influenza indebita sulle proposte di blocco, sulle votazioni e sulla definitività del consenso. Sebbene tecnicamente più difficile da realizzare rispetto ai sistemi PoW a causa dell'economia dello staking proporzionale, rimane comunque un problema nelle reti PoS leggermente distribuite.

Reti interessate ed esempi

Diverse criptovalute sono state attaccate con successo tramite metodi del 51%, in particolare quando i loro tassi di hashing o la partecipazione della community sono diminuiti. Ad esempio:

• Ethereum Classic (ETC): Colpita da molteplici attacchi del 51% nel 2019 e nel 2020, con conseguenti milioni di transazioni doppie.
• Bitcoin Gold: Ha subito un attacco del 51% nel 2020, con oltre 70.000 dollari rubati tramite l'inversione delle transazioni.
• Vertcoin: Attaccata nel 2018 e di nuovo nel 2019 a causa di un'insufficiente potenza di hashing distribuita.

Considerazioni chiave

La sicurezza e la resistenza di una blockchain a un attacco del 51% sono direttamente correlate al suo livello di decentralizzazione e al tasso di hash totale (o stake totale, in PoS). Più ampia e distribuita è la base dei contributori, più difficile e costoso diventa controllarne più della metà.

Le capacità di un attacco del 51%

Quando gli aggressori controllano la maggior parte delle risorse di una rete blockchain, le loro capacità sono considerevoli, ma non assolute. Capire cosa può e non può fare un attacco del 51% è essenziale per valutare la sicurezza delle diverse criptovalute.

Cosa PUÒ fare un attacco del 51%

• Doppia spesa: l'aggressore può annullare le transazioni effettuate mentre aveva il controllo della rete. Ciò consente loro di spendere monete in una transazione, quindi invalidare tale transazione e recuperare tali monete per un nuovo utilizzo.
• Impedire le conferme delle transazioni: l'aggressore può bloccare transazioni specifiche o ritardarne il completamento, causando interruzioni nella rete e a utenti o entità specifici.
• Escludere o modificare l'ordine delle transazioni: controllando la convalida dei blocchi, un aggressore può scegliere di non includere transazioni legittime o di riorganizzarne la sequenza.
• Controllo sulla produzione di blocchi: in PoW, possono produrre nuovi blocchi più velocemente del resto della rete, superando di fatto gli attori onesti e applicando la propria versione della blockchain.
• Eseguire "Selfish Mining": in questa forma subdola, gli aggressori estraggono in privato, rivelano i blocchi in modo strategico e ottengono ricompense sproporzionate, destabilizzando al contempo la rete.

Cosa NON PUÒ fare un attacco del 51% Da fare

• Rubare le monete di altri utenti: Gli aggressori non possono accedere alle chiavi private o ai portafogli di altri utenti. La proprietà rimane protetta dalla sicurezza crittografica.
• Creare nuove monete arbitrariamente: Le regole di fornitura integrate nel codice del protocollo rimangono valide. Un attacco del 51% non può coniare nuove monete dal nulla.
• Invertire le transazioni confermate da altri: Solo le transazioni effettuate dall'aggressore o dopo la sua acquisizione possono essere modificate. Le transazioni già confermate e incorporate da altri rimangono immutabili senza modifiche più ampie a livello di codice.
• Violare la crittografia: I meccanismi crittografici principali (SHA-256, ECDSA, ecc.) rimangono sicuri e non influenzati da un attacco del 51%. Le violazioni della sicurezza richiedono vulnerabilità quantistiche o crittografiche, non il dominio della rete.
• Controllare la rete a tempo indeterminato: tali attacchi in genere attirano l'attenzione della comunità e portano a contromisure, tra cui hard fork, aumento della potenza di hash o abbandono della rete compromessa.

Limitazioni e rischi per gli aggressori

Eseguire un attacco del 51% comporta costi e rischi significativi. L'acquisizione e la gestione dell'hardware necessario o della partecipazione accumulata richiedono molte risorse. Inoltre, gli attacchi riusciti spesso riducono il valore della criptovaluta a causa della fiducia compromessa, rendendo meno redditizie le monete detenute dagli aggressori.

Inoltre, le comunità blockchain rispondono spesso agli attacchi attraverso meccanismi correttivi, tra cui la modifica dei protocolli (ad esempio, la modifica degli algoritmi di mining), l'esecuzione di hard fork o l'aggiunta di checkpoint per rendere inefficaci i tentativi di riorganizzazione.

Pertanto, sebbene un attacco del 51% fornisca un potere temporaneo, la sua sostenibilità è limitata. Stakeholder, miner, sviluppatori ed exchange di solito si mobilitano rapidamente per mitigare le ripercussioni.

Esempi pratici

La maggior parte degli attacchi del 51% ha preso di mira reti più piccole, dove il costo dell'attacco era gestibile per i malintenzionati. Questi esempi dimostrano che la manipolazione è possibile, ma anche che è necessario allertare e innescare modifiche per ripristinare l'integrità della rete. Ethereum Classic, Bitcoin Gold e Verge hanno subito danni alla reputazione dopo l'attacco, a dimostrazione del fatto che il prezzo di tali violazioni è elevato, sia per le reti che per gli aggressori.

Impatto e implicazioni degli attacchi del 51%

La minaccia di un attacco del 51% rappresenta una preoccupazione fondamentale per i sistemi blockchain, ponendo sfide alla decentralizzazione, alla fiducia e all'immutabilità. Sebbene tali attacchi siano rari per reti importanti come Bitcoin, hanno un impatto profondo sulle blockchain più piccole o più recenti.

Quando è importante?

Gli attacchi del 51% sono particolarmente significativi nei seguenti contesti:

• Reti a basso hashrate: le monete con potenza di hashing limitata o pool di staking concentrati sono più vulnerabili a causa dei minori costi per il controllo di maggioranza.
• Nuove Blockchain: i progetti in fase iniziale hanno spesso un'elevata centralizzazione, il che li rende vulnerabili ad attacchi mirati a doppia spesa e sabotaggio.
• Riduzione della partecipazione alla rete: se i principali miner o validatori abbandonano una rete, la sicurezza complessiva può ridursi, aumentando la fattibilità del 51%.
• Durante eventi di crisi: quando la fiducia vacilla a causa di bug, fork o fallimenti di governance, gli aggressori possono sfruttare il momento di Debolezza.

Segnali di sicurezza da tenere d'occhio

Valutare la vulnerabilità di una blockchain agli attacchi del 51% implica valutare:

• Tendenze dell'hashrate: un hashrate in calo o stagnante può indicare un indebolimento delle difese.
• Concentrazione dello staking: nei sistemi PoS, un piccolo numero di validatori che detengono un'elevata percentuale di monete indica un rischio di centralizzazione.
• Dimensione e diversità della rete: più ampia è la distribuzione di nodi e validatori, più una blockchain è resistente alle acquisizioni coordinate.

Implicazioni per utenti e investitori

Comprendere gli attacchi del 51% aiuta utenti e investitori a prendere decisioni informate su quali blockchain supportare. Sebbene tali attacchi raramente colpiscano direttamente i wallet degli utenti, possono:

• Interrompere gli exchange e i mercati di trading.
• Danneggiare la reputazione e diminuire il valore della rete.
• Innescare il delisting o controlli normativi.

Pertanto, quando si selezionano i progetti con cui collaborare, è essenziale valutare attentamente il loro impegno verso la decentralizzazione. Un numero maggiore di validatori attivi, una base di nodi globale e misure anti-centralizzazione evidenti sono buoni indicatori di resilienza.

Misure di protezione e difese in evoluzione

Continuano a emergere innovazioni difensive in risposta al rischio di attacchi del 51%. Questi includono:

• Modelli di consenso ibridi: combinazione di PoW, PoS e altri algoritmi per ridurre al minimo la dominanza a punto singolo.
• Finalità ritardata: aggiunta di blocchi extra prima che le transazioni siano considerate definitive, riducendo la fattibilità degli attacchi.
• Checkpointing: misure manuali o automatizzate per bloccare la cronologia della blockchain, invalidando le catene in conflitto.

La strada da percorrere

L'evoluzione della sicurezza della blockchain dipende da una vigilanza costante, da miglioramenti del protocollo e da una governance rafforzata. Sebbene il 51% degli attacchi evidenzi vulnerabilità sistemiche, ispira anche innovazioni che in ultima analisi rafforzano gli ecosistemi decentralizzati.

Per utenti, sviluppatori e autorità di regolamentazione, la consapevolezza di questi attacchi fornisce informazioni fondamentali su ciò che rende una blockchain affidabile rispetto a una mera operatività. Con la maturazione dei sistemi decentralizzati, l'obiettivo rimane quello di rendere tali attacchi economicamente impraticabili e disastrosi per la reputazione di coloro che li tentano.