Ataque de 51%

O ataque de 51% constitui uma ameaça de segurança para redes blockchain, na qual uma entidade única ou uma coligação de mineradores assume controlo de mais de metade da potência de hashing da rede. Nessa circunstância, os atacantes detêm uma vantagem absoluta na criação de novos blocos, podendo manipular o processo de confirmação de transações, efetuar duplo gasto, rejeitar operações de outros utilizadores ou mesmo reescrever temporariamente o histórico da blockchain. Este tipo de ataque compromete diretamente o carácter descentralizado e a base de segurança das blockchains, representando um risco particularmente grave para criptomoedas que utilizam mecanismos de consenso Proof of Work (PoW).

Contexto

O conceito de ataque de 51% foi apresentado no whitepaper de Bitcoin de Satoshi Nakamoto, publicado em 2008. Ao conceber o sistema Bitcoin, Nakamoto identificou esta vulnerabilidade, salientando que a segurança da rede poderia ser posta em causa caso uma única entidade controlasse a maioria da potência computacional. Contudo, considerou igualmente que, com o aumento da escala da rede, tais ataques se tornariam progressivamente menos viáveis.

O ataque de 51% não é meramente teórico. Desde 2018, várias redes de criptomoedas de pequena e média dimensão registaram este tipo de incidentes, incluindo Bitcoin Gold, Ethereum Classic e Verge. Estes exemplos demonstram que os ataques de 51% são uma ameaça concreta e destrutiva, sobretudo para blockchains com taxas de hash reduzidas.

Com a evolução do ecossistema das criptomoedas, também os métodos de ataque se tornaram mais sofisticados. Atualmente, os atacantes podem adquirir temporariamente grandes quantidades de potência de hashing através de mercados de aluguer, permitindo que entidades sem recursos de hardware significativos efetuem ataques, agravando a vulnerabilidade das redes blockchain de menor dimensão.

Mecanismo de Funcionamento

A execução de um ataque de 51% segue normalmente os seguintes passos:

1. Controlo da potência de rede: O atacante adquire mais de 51% da potência de hashing, seja através da compra ou aluguer de equipamento de mineração, ou recorrendo a serviços de aluguer de hash power.

2. Mineração privada: O atacante inicia a criação de uma bifurcação privada da blockchain, sem transmitir esses blocos à rede pública.

3. Execução de transações maliciosas: O atacante transfere criptomoeda na cadeia pública para exchanges ou outros endereços de destino.

4. Aguardar confirmação: O atacante espera até que estas transações obtenham confirmações suficientes, garantindo aos destinatários que as operações são consideradas finais.

5. Publicação da cadeia privada: Após a troca ou levantamento dos ativos do atacante na cadeia pública, este publica a bifurcação privada da blockchain. Dado que esta cadeia acumulou mais trabalho, a rede reconhece-a como a nova cadeia principal.

6. Duplo gasto: Na nova cadeia do atacante, as transações do passo 3 são substituídas por operações que devolvem os mesmos fundos à carteira do atacante, concretizando o duplo gasto.

O sucesso do ataque depende de manter a superioridade computacional tempo suficiente para garantir que o trabalho acumulado na cadeia privada ultrapassa o da cadeia pública.

Quais são os riscos e desafios de um ataque de 51%?

O ataque de 51% apresenta vários riscos para redes blockchain:

1. Perdas económicas: Exchanges e utilizadores podem sofrer prejuízos financeiros diretos devido a ataques de duplo gasto.

2. Crise de confiança: Ataques bem-sucedidos prejudicam gravemente a reputação da rede e minam a confiança dos utilizadores.

3. Desvalorização da moeda: Após um ataque, o valor da criptomoeda afetada tende a descer abruptamente.

4. Riscos de segurança a longo prazo: Redes vulneráveis a este tipo de ataques enfrentam a saída de utilizadores e mineradores, diminuindo ainda mais a sua segurança.

Os principais desafios na defesa contra ataques de 51% incluem:

1. Limitações técnicas: O mecanismo Proof of Work não permite impedir totalmente a concentração de potência computacional.

2. Equilíbrio económico: Redes de menor dimensão têm dificuldade em atrair participantes suficientes para distribuir a potência de hashing.

3. Ataques cross-chain: Algumas criptomoedas utilizam algoritmos de mineração idênticos, permitindo que atacantes redirecionem facilmente potência computacional de redes maiores para atacar redes mais pequenas.

4. Dificuldade de deteção: Estes ataques são difíceis de antecipar e só se confirmam após uma reorganização significativa da blockchain.

As estratégias atuais de defesa incluem o aumento do número de confirmações exigidas para transações, a implementação de sistemas de deteção, a migração para mecanismos alternativos de consenso, como Proof of Stake (PoS), e a adoção de soluções inovadoras como merged mining para reforçar a segurança da rede.

O ataque de 51% é um desafio central à segurança da tecnologia blockchain, evidenciando os riscos da concentração de poder em sistemas descentralizados. Com a maturação da tecnologia blockchain, a evolução dos mecanismos de consenso e o reforço das medidas de segurança, prevê-se que a capacidade de resistência a estes ataques aumente gradualmente; contudo, esta ameaça permanecerá uma preocupação fundamental para os arquitetos e participantes do setor.