この記事のポイント
  • 51%攻撃とは過半数以上の計算能力を支配したグループが取り引きを操作出来る
  • 51%攻撃が行われてしまうと二重支払いや不正な取引が行われてしまう
  • プルーフ・オブ・ステークという代替システムがあり、実際に行うには膨大なコストがかかる

非中央集権化されたブロックチェーンにもさまざまな問題が存在しています。そのひとつに51%攻撃というのがあります。実際に2018年5月、ビットコインゴールド(BTG)が標的になり、2重支払いによって約20億円の被害を受けました。

51%攻撃とはなにか、どうやって攻撃が行われるのか、何が出来て何が出来ないのかご紹介します。

承認アルゴリズムPoW (Proof of Work/プルーフオブワーク)の脆弱性


仮想通貨ではブロックチェーンが使用されていますが、ブロックチェーンを支えてる技術としてPoWという承認アルゴリズムによって運営されています。

ブロックチェーン上で行われた取引の記録作業はマイニングと呼ばれ、その記録作業を行う人々のことをマイナーと呼びます。マイナー達は複数の取引記録がまとめられた「ブロック」を生成して前回のブロックと接続する作業を行っています。

各ブロックには「ナンス」と呼ばれる値があり、このナンスを見つけ出すのには非常に膨大な計算量が必要とされます。そしてこのナンスを最初に発見したマイナーがブロックを生成し、マイニング報酬として仮想通貨を受取ることが出来ます。
この一連の流れによって仮想通貨の取引の信用性は保たれています。

しかし、PoWにも脆弱性があり、51%問題と呼ばれています。
悪意のあるグループが過半数以上の計算能力を支配した場合、二重支払いや不正な取引が行われてしまう可能性があります。

51%攻撃とは

ブロックチェーンが分岐するタイミングで行われる

ブロックチェーンはマイナー達がブロックを生成するためにナンスを探す作業によって成り立っています。しかし、稀に複数のマイナーが同時にナンスを見つけた場合、どちらも正式なブロックとして生成され分岐する仕組みとなっています。
分岐したブロックはその後、より長く続いた方が正式に採用されます。

51%問題とはこの特性を利用して改ざんなどが行われます。

51%攻撃が起きたら何が起きるか

悪意のあるマイナーによる2重支払いが可能になる

実際に51%攻撃が行われた場合、二重支払い攻撃を行うことが可能です。
2重支払いとは既に使用された仮想通貨を再び使用し、取引を行うことです。同じ仮想通貨を異なる相手に支払うことによって永遠に仮想通貨を生成することが出来てしまいます。
そうなってしまった場合、その決済システムの信用は無くなってしまい、貨幣としての価値を失います。

取り引きの承認権が独占

取り引きの承認権の独占が可能になると、正しい取り引きの否認や不正な取り引きの承認が出来てしまいます。
正しい取り引きが承認されない場合、お店での決算などが取り消されてしまうので受け取り側に損害が起きてしまいます。

このように、51%攻撃を受けると仮想通貨での信用取引が行えなくなってしまいます。

51%攻撃で起きないこと

過去の取引の改ざん

過半数以上の採掘速度を支配する51%攻撃でも過去の取り引きの改ざんは非常に難しいと言われています。
ブロックチェーンの性質上、前回の取り引きのデータを参照に新規のブロックが生成されるので、時間が進むほど過去の取引記録の改ざんのリスクは減少していきます。

仮に過去の取り引きを改ざんする場合、全てのデータを改ざんしなければならないため膨大な労力が必要となります。

仮想通貨を盗む

51%攻撃はあくまでも仮想通貨上のネットワークを支配するものであって、他人から仮想通貨を盗むことは出来ません。
仮想通貨を盗むには秘密鍵が必要になり、51%攻撃はシステムに侵入するハッキングではないので事実上不可能です。

そのため、盗難などのリスクはないことが挙げられます。

51%攻撃の可能性

マイニングプールの実情

マイニングプールとは個人ではなく複数人または団体で協力してマイニングを行うことです。51%攻撃を可能にするには、このマイニングプールのシェアを51%以上取れば良いことになります。

現在、多くの国や企業が仮想通貨のマイニング事業に参加しており、ビットコインでのマイニングで1位の企業は中国のAntPoolです。
中国では電気代と人件費が安く、コンピューター部品が安価で手に入るため、おおよそビットコインの60%は中国によってマイニングされていると言われています。

ビットコインには半減期があり、2140年頃にはマイニング報酬がもらえなくなります。それによって多くのマイナーがビットコインのマイニングから撤退するので一部のマイナーグループが51%以上の割合を占める可能性があります。

51%攻撃の対応策

PoS (Proof of Stake/プルーフオブステーク)

51%攻撃の対応策としてPoWの代わりとしてPoSという代替システムがあります。
PoWは計算パワーがあるマイナーほどブロック承認を行えるのに対してPoSは仮想通貨の所持量によってブロック承認が行えるというシステムです。

PoSはこのような特性を持っているため、51%以上の仮想通貨を所持していない限り51%攻撃は起きないというメリットがあります。また、攻撃を行ったとしても自分自身の持つ仮想通貨の価値が下がってしまうのでメリットがあまりないという理由が挙げられます。

どれくらいコストがかかるか

実際に51%攻撃を行うと膨大なコストがかかります。ビットコインは1時間あたり約5,290万円、イーサリアムは1時間あたり約3,820万円かかります。

しかし、メジャーではない銘柄、ビットコインゴールドは1時間あたり約30万円、モナコインは1時間あたり約24万円です。コストは低いので安い銘柄は51%攻撃の対象になり得る可能性があります。

まとめ

51%攻撃は実際には回避できることではなく、過半数以上の計算能力があれば誰でもコントロールすることが出来ます。
しかし、51%攻撃は実際には行われると不正取引が出来るようになるので仮想通貨の信用の崩壊を招き入れます。
51%攻撃はコストがかかりすぎ、現実的でないと言われていますが、実際に発生した事件もあるので今後の動向に注目が集まっています。

執筆者情報
仮想通貨部 かそ部 編集部

名前。 はじめまして。本サイトの執筆を担当している、「仮想通貨部 かそ部」編集部です。本サイトは、仮想通貨の総合情報サイト「仮想通貨部 かそ部」の運営や、各種Web情報メディア事業を展開するドットメディア株式会社により運営されております。編集部一同、正確な論拠に基づいた調査のもと、読者(ユーザー)様にとって正確かつ最新の情報をお届けできるよう努めてまいりますので、どうぞよろしくお願い致します。

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