هجوم بنسبة 51%

تشير هجمة 51% إلى هجوم محتمل على شبكة بلوك تشين يحدث عند سيطرة جهة واحدة أو مجموعة متعاونة على أكثر من نصف قوة التجزئة للشبكة (معدل التجزئة). يستغل هذا الهجوم ثغرات آليات الإجماع اللامركزي، مما يمنح المهاجم سيطرة غير مشروعة على الشبكة. في شبكات إثبات العمل (Proof-of-Work - PoW) مثل Bitcoin، يمكن لمن يمتلك أكثر من 50% من معدل التجزئة التدخل في تشغيل الشبكة من خلال التحكم بعملية تحقق الكتل، كمنع تأكيد معاملات معينة، أو عكس معاملات منجزة (إنفاق مزدوج)، أو إعادة تنظيم سلسلة الكتل بشكل كامل. يهدد هذا الهجوم سلامة الشبكة وأمانها، ويقوض ثقة المستخدمين في العملة الرقمية، مما يؤثر سلباً على قيمتها السوقية ومعدل تبنيها.

الخلفية والمنشأ

ظهر مفهوم هجمة 51% من أسس تصميم شبكة Bitcoin، وذكره مبتكرها ساتوشي ناكاموتو ضمنياً في الورقة البيضاء. وتستهدف هذه الهجمة العملات الرقمية المعتمدة على إثبات العمل.

مع تطور قطاع العملات الرقمية، تعرضت شبكات بلوك تشين صغيرة لهجمات 51%، ومنها Bitcoin Gold وVerge وZenCash في عام 2018، مما تسبب بخسائر مالية كبيرة. دفعت هذه الحوادث القطاع لإعادة النظر بشكل عميق في آليات أمان البلوك تشين.

أما شبكات البلوك تشين الكبرى مثل Bitcoin وEthereum، فبفضل قوة التجزئة الموزعة الهائلة لديها، تصبح هجمات 51% مكلفة جداً نظرياً، مما يقلل من احتمالية حدوثها. بينما تواجه الشبكات الأصغر، خصوصاً تلك التي تشترك في خوارزميات تعدين مع شبكات أكبر، مخاطر أعلى، إذ يستطيع المهاجمون استئجار قوة تجزئة من تجمعات تعدين كبرى لمهاجمة الشبكات الصغيرة مؤقتاً.

آلية العمل

عند سيطرة المهاجم على أكثر من 50% من قوة التجزئة، يستطيع تنفيذ العمليات التالية:

1. تعدين سلسلة منفصلة: يبدأ المهاجم بإنشاء سلسلة منفصلة ويواصل التعدين على السلسلة العامة.
2. هجمات إنفاق مزدوج: يرسل معاملات على السلسلة العامة (مثل إيداع العملات في منصات تداول)، ينتظر التأكيد وتبادل الأصول، ثم يستخدم السلسلة المنفصلة الأسرع لتجاوز السلسلة العامة وبث سلسلة جديدة لا تتضمن هذه المعاملات، مما يؤدي لعكسها.
3. الرقابة على المعاملات: يمنع المهاجم تضمين عناوين أو معاملات محددة في الكتل، ويعيق معاملات بعض المستخدمين.
4. هيمنة التعدين: يمنح التحكم المستمر بمعظم قوة التجزئة جمع مكافآت الكتل ورسوم المعاملات بشكل غير متناسب، ويخل بتوازن النموذج الاقتصادي للشبكة.

من المهم الإشارة إلى أن هجمة 51% لا تسمح بتغيير القواعد الأساسية للبلوك تشين، مثل إنشاء معاملات غير سليمة أو سرقة أصول أو تعديل مكافآت الكتل. تبقى هذه العمليات خاضعة لآليات الحماية التشفيرية وقواعد الإجماع للشبكة.

المخاطر والتحديات

تطرح هجمة 51% عدة مخاطر وتحديات أمام شبكات البلوك تشين:

1. خسائر مالية: قد يتعرض المستخدمون والمنصات لخسائر مباشرة نتيجة هجمات إنفاق مزدوج، وتزداد المخاطر مع كبر حجم المعاملات.
2. أزمة ثقة: تقوض الهجمات الناجحة ثقة المستخدمين في ثبات الشبكة، مما قد يؤدي لانهيار الأسعار وانكماش البيئة الرقمية.
3. صعوبة الدفاع: غالباً تعجز شبكات العملات الرقمية الصغيرة عن توفير موارد كافية لمقاومة الهجمات من تجمعات التعدين الكبيرة.
4. مخاوف تنظيمية: قد تثير مثل هذه الهجمات اهتمام الجهات الرقابية وتؤدي لتشديد الإجراءات التنظيمية على أمن العملات الرقمية.
5. القيود التقنية: تصعّب سمات إثبات العمل تجنب هذه المخاطر كلياً؛ إذ إن زيادة عدد التأكيدات لا تعالج أصل المشكلة.

ولتقليل مخاطر هجمة 51%، طورت الصناعة حلولاً تشمل اعتماد آليات إجماع بديلة مثل إثبات الحصة (Proof-of-Stake - PoS)، تأخير المدفوعات، زيادة عدد التأكيدات، استخدام آليات إجماع هجينة، وتغيير خوارزميات التعدين بشكل دوري للحيلولة دون تركّز قوة التجزئة. على الرغم من أن هذه الإجراءات لا تقضي على المخاطر تماماً، إلا أنها تزيد بشكل كبير تكلفة وصعوبة الهجوم.

وتبقى هجمة 51% قضية محورية في أمن البلوك تشين، وتؤكد أهمية توزيع قوة التجزئة بشكل كافٍ لضمان أمن الشبكة في الأنظمة اللامركزية. مع تطور التكنولوجيا، تستمر مشاريع العملات الرقمية في البحث عن حلول مبتكرة لتعزيز أمان الشبكة ومقاومة مثل هذه الهجمات.