什么是 51% 攻擊?工作原理是什么?造成攻擊的因素是什么?
比特幣因其強(qiáng)大的安全性而備受贊譽(yù),但您可能聽說過“51%攻擊”這個(gè)術(shù)語——理論上有人可以接管比特幣網(wǎng)絡(luò)。在本指南中,我們將解釋什么是51%攻擊、其工作原理以及比特幣是否會(huì)以這種方式被黑客入侵。我們還將分析其他加密貨幣的真實(shí)案例,并探討比特幣迄今為止為何保持安全。截至2025年9月,比特幣是否曾遭受過51%攻擊?造成這種攻擊的因素是什么?繼續(xù)閱讀,您將獲得簡單易懂的答案。
什么是 51% 攻擊?
51% 攻擊,有時(shí)也稱為多數(shù)攻擊,是指單個(gè)惡意行為者或團(tuán)體控制超過 50% 的網(wǎng)絡(luò)挖礦算力(哈希率)的攻擊。通過控制大部分算力,攻擊者可以控制向區(qū)塊鏈添加新區(qū)塊的過程。這種控制權(quán)可以讓他們做出危險(xiǎn)的事情,例如:
- 雙花幣:攻擊者可以花費(fèi)這些幣,然后秘密創(chuàng)建一個(gè)不存在這些交易的區(qū)塊鏈版本,本質(zhì)上是再次花費(fèi)相同的幣。這正是 51% 攻擊的主要?jiǎng)訖C(jī)——偽造交易以獲取經(jīng)濟(jì)利益。
- 阻止或逆轉(zhuǎn)交易:攻擊者可以利用多數(shù)算力阻止其他礦工的區(qū)塊被確認(rèn),甚至重寫最近的區(qū)塊。他們可以阻止某些交易被添加到區(qū)塊鏈,或者更改交易的順序。
- 對(duì)新區(qū)塊的控制:攻擊者可以比網(wǎng)絡(luò)的其他部分更快地挖掘區(qū)塊,這意味著他們可以獲得大部分區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)和費(fèi)用,并且他們可以決定“真正的”鏈(因?yàn)樵诒忍貛诺墓沧R(shí)中,最長的鏈獲勝)。
然而,51%攻擊無法做到的事情也同樣值得注意:攻擊者無法直接從錢包中竊取比特幣(他們只能影響傳輸中的交易)。他們也無法改變協(xié)議規(guī)則(例如,他們無法在固定的比特幣供應(yīng)量之外任意創(chuàng)建新的比特幣)——這些規(guī)則由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和加密技術(shù)強(qiáng)制執(zhí)行。這種攻擊主要影響交易歷史和信任。
總而言之,51%攻擊會(huì)讓惡意方暫時(shí)推翻共識(shí),從而損害區(qū)塊鏈賬本的完整性。這有點(diǎn)像有人因?yàn)榭刂屏顺^一半的編輯權(quán),就能改寫一本共享歷史書的最后一章。
針對(duì)比特幣的 51% 攻擊將如何進(jìn)行?
要對(duì)比特幣發(fā)起 51% 攻擊,攻擊者需要控制超過一半的算力,而算力正是通過工作量證明 (PoW)來保障網(wǎng)絡(luò)安全的。以下是此類攻擊如何發(fā)生的簡要概述:
- 獲得多數(shù)算力:攻擊者需要獲得超過 50% 的比特幣哈希率,截至 2025 年,該算力約為每秒數(shù)百艾哈希 (EH/s)。這需要對(duì)挖礦硬件進(jìn)行大量投資,或顛覆現(xiàn)有的礦工或礦池。
- 挖掘秘密鏈:利用大多數(shù)哈希算力,攻擊者可以秘密挖掘自己的區(qū)塊,創(chuàng)建兩個(gè)區(qū)塊鏈版本:一個(gè)包含交易的公共版本和一個(gè)不包含交易的隱藏版本。
- 超越誠實(shí)鏈:通過比誠實(shí)鏈更快地進(jìn)行挖掘,攻擊者可以創(chuàng)建更長的鏈,而比特幣的規(guī)則規(guī)定這是有效的鏈。
- 發(fā)布惡意鏈:攻擊者隨后廣播這條更長的惡意鏈,迫使誠實(shí)節(jié)點(diǎn)切換。這實(shí)際上會(huì)回溯之前的交易,從而導(dǎo)致雙花攻擊。
- 含義:原始交易的受害者會(huì)發(fā)現(xiàn)這些付款從未發(fā)生過,這使得攻擊者能夠保留貨物和硬幣。
雖然機(jī)制聽起來令人擔(dān)憂,但對(duì)比特幣實(shí)施 51% 攻擊是極其不切實(shí)際的,原因如下:
- 高哈希算力要求:獲得 204 EH/s 的算力需要數(shù)十億美元的硬件和巨大的電力消耗。
- 后勤挑戰(zhàn):獲取和操作大量礦工所需的巨大努力將非常引人注目。
- 社區(qū)防御:比特幣網(wǎng)絡(luò)有措施應(yīng)對(duì)此類攻擊,包括監(jiān)控挖礦份額并在必要時(shí)實(shí)施緊急升級(jí)。
最終,即使是短暫的攻擊也會(huì)損害人們對(duì)比特幣的信心。
51%攻擊解釋
比特幣曾經(jīng)遭受過 51% 攻擊嗎?
比特幣本身在其歷史上從未遭受過成功的 51% 攻擊。自 2009 年推出以來,該網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常穩(wěn)健,以至于沒有攻擊者能夠控制其大部分哈希算力,哪怕是短暫的。但曾有過幾次值得注意的險(xiǎn)情或預(yù)警:
- GHash.io 事件(2014 年): GHash.io 是一個(gè)礦池,在 2014 年的某個(gè)時(shí)候,它控制了比特幣網(wǎng)絡(luò)大約 50% 的哈希率。這并非惡意攻擊;它只是一個(gè)非常受歡迎的礦池,許多礦工將他們的硬件指向它(可能是因?yàn)楠?jiǎng)勵(lì)豐厚且手續(xù)費(fèi)為 0%)。當(dāng)社區(qū)意識(shí)到一個(gè)礦池?fù)碛腥绱藦?qiáng)大的算力時(shí),他們開始警惕 51% 攻擊的理論風(fēng)險(xiǎn)。迫于社區(qū)壓力和自身的責(zé)任感,GHash.io 自愿承諾將其份額保持在 40% 以下,甚至要求礦工切換礦池以分散算力。這表明了社區(qū)致力于防止任何單一實(shí)體獲得多數(shù)控制權(quán)的決心。最終,GHash.io 的主導(dǎo)地位逐漸消退(該礦池如今已不復(fù)存在)。2014 年的事件經(jīng)常被引用來說明,在比特幣文化中,即使接近 51% 的算力也是不可接受的。
- Foundry USA 和 AntPool(2025 年): 2025 年中,兩大比特幣礦池——Foundry USA 和 AntPool——在短時(shí)間內(nèi)占據(jù)了全球哈希率的 50% 多一點(diǎn)。這是一個(gè)合并統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(Foundry 約占 30%,AntPool 約占 20%),而非單一行為者,但這引發(fā)了關(guān)于中心化風(fēng)險(xiǎn)的新一輪討論。重要的是,這兩個(gè)礦池獨(dú)立運(yùn)營,每個(gè)礦池都由數(shù)千名礦工組成。他們合謀攻擊網(wǎng)絡(luò)的可能性極低,因?yàn)檫@需要說服眾多參與者采取違背自身利益的行動(dòng)(破壞比特幣的信任會(huì)導(dǎo)致其價(jià)格暴跌,最終損害這些礦工的利益)。經(jīng)過社區(qū)討論,情況有所改善,更多的哈希算力流向了較小的礦池。這起事件增強(qiáng)了人們的認(rèn)知,但并非真正的攻擊——只是人們正在密切關(guān)注的一種集中攻擊。
除此之外,比特幣依然保持安全。比特幣挖礦網(wǎng)絡(luò)的龐大規(guī)模迄今為止保護(hù)了它免遭任何 51% 的收購。
值得注意的是,其他加密貨幣也遭受過 51% 攻擊,尤其是那些網(wǎng)絡(luò)較小的加密貨幣:
- 以太坊經(jīng)典 (ETC):這個(gè)以太坊的兄弟(使用 PoW)在 2019 年和 2020 年經(jīng)歷了多次 51% 攻擊。攻擊者能夠重組區(qū)塊鏈并進(jìn)行雙花,給交易所造成損失。ETC的哈希率足夠低,攻擊者可以相對(duì)便宜地租用算力(通過 NiceHash 等服務(wù)),在短時(shí)間內(nèi)挖出超過網(wǎng)絡(luò)的算力。
- 比特幣黃金 (BTG): BTG 是比特幣的一個(gè)分支,在 2018 年和 2020 年分別遭到 51% 的攻擊。攻擊者利用網(wǎng)絡(luò)較低的哈希率對(duì) BTG 進(jìn)行了雙重支付(BTG 使用的挖礦算法與比特幣不同,但由于參與度較低,安全性較低)。
- 其他山寨幣:數(shù)十種鮮為人知的PoW幣種在其挖礦算力較低時(shí)也曾遭受過此類攻擊。事實(shí)上,任何 PoW 幣種,如果其獲取多數(shù)算力的成本不夠高,理論上都很容易受到攻擊。一些社區(qū)已做出回應(yīng),修改了挖礦算法或轉(zhuǎn)向權(quán)益證明(因?yàn)檫@些攻擊主要源于工作量證明)。
這些例子凸顯了51%攻擊對(duì)小型網(wǎng)絡(luò)的真正威脅。攻擊者甚至可以使用云挖礦或租賃服務(wù)來避免購買硬件——例如,租用幾個(gè)小時(shí)的算力來壓制一個(gè)薄弱的網(wǎng)絡(luò),并從雙花中獲利。然而,對(duì)于比特幣來說,租用足夠的算力是不可能的——可供租用的算力根本無法達(dá)到比特幣的算力水平。據(jù)估計(jì),維持對(duì)比特幣的51%攻擊每小時(shí)可能需要花費(fèi)數(shù)百萬美元的電費(fèi)和租賃費(fèi),這成本高得令人望而卻步。相比之下,攻擊一個(gè)規(guī)模較小的幣種可能只需要幾千美元。
以太坊經(jīng)典 51% 攻擊
為什么比特幣不太可能遭受 51% 攻擊(2025 年)
截至 2025 年,有幾個(gè)關(guān)鍵因素有助于比特幣抵御 51% 攻擊:
- 巨大的哈希率:比特幣的哈希率在 2025 年創(chuàng)下歷史新高。隨著挖礦技術(shù)的進(jìn)步(更高效的 ASIC 礦機(jī))以及更多礦工的加入,網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算能力不斷增長。更高的哈希率意味著更高的安全性——攻擊者所需的資源也會(huì)隨之增加。比特幣網(wǎng)絡(luò)比任何其他基于工作量證明的加密貨幣都要大幾個(gè)數(shù)量級(jí),這使得它成為一個(gè)非常安全的目標(biāo)。任何試圖積累如此高哈希率的實(shí)體都會(huì)脫穎而出,面臨重重障礙。
- 去中心化挖礦生態(tài)系統(tǒng): 挖礦的去中心化程度遠(yuǎn)高于礦池統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的程度。誠然,一些礦池確實(shí)聚集了大量的哈希算力,但礦池并非單個(gè)礦工,而是群體。如果礦池運(yùn)營商試圖濫用礦池的哈希算力進(jìn)行攻擊,礦池中的礦工可能會(huì)注意到異常行為(例如扣留區(qū)塊或異常的支付問題),并可能迅速放棄該礦池。如有需要,礦池參與者可以在幾分鐘內(nèi)切換礦池。這可以有效防止任何礦池運(yùn)營商的作弊行為。礦池運(yùn)營商的激勵(lì)機(jī)制也是為了防止攻擊——他們通過誠實(shí)挖礦獲得穩(wěn)定的費(fèi)用;而攻擊可能會(huì)摧毀他們的業(yè)務(wù)。
- 經(jīng)濟(jì)激勵(lì):比特幣礦工通常在設(shè)備上投入巨資,并通過比特幣賺取收益。發(fā)動(dòng) 51% 攻擊會(huì)直接損害比特幣的價(jià)值(如果雙花攻擊成功,網(wǎng)絡(luò)信任度會(huì)下降,比特幣價(jià)格可能會(huì)暴跌)。攻擊者會(huì)損害自己的投資。人們常說,理性的礦工繼續(xù)誠實(shí)挖礦比發(fā)起攻擊收益更大,因?yàn)榻】稻W(wǎng)絡(luò)帶來的回報(bào)遠(yuǎn)大于短期雙花帶來的收益。只有在攻擊者的動(dòng)機(jī)并非盈利(例如,惡意行為者或競爭對(duì)手不惜一切代價(jià)想要破壞比特幣)的情況下,這種說法才可能不成立。但即便如此,他們?nèi)匀幻媾R著前面描述的巨大技術(shù)障礙。
- 社區(qū)和開發(fā)者的警惕:比特幣社區(qū)對(duì)任何中心化跡象都保持高度警惕。正如過去所見,如果任何單一實(shí)體掌握了大多數(shù)哈希算力,就會(huì)產(chǎn)生壓力和解決方案。開發(fā)者們已經(jīng)考慮過一些想法,例如建立長區(qū)塊重組檢測系統(tǒng),或者在絕對(duì)必要時(shí)最終修改工作量證明算法以阻止根深蒂固的攻擊者(盡管這種改變會(huì)引起爭議,并且是最后的手段)。本質(zhì)上,比特幣并非一個(gè)靜態(tài)目標(biāo)——它是一個(gè)由用戶和工程師組成的活躍生態(tài)系統(tǒng),他們會(huì)對(duì)生存威脅做出反應(yīng)。
- 替代保護(hù)措施:雖然工作量證明是關(guān)于暴力 破解哈希值的,但比特幣的設(shè)計(jì)內(nèi)置了一些針對(duì)深度重寫的保護(hù)措施。例如,比特幣節(jié)點(diǎn)默認(rèn)不會(huì)在超過 100 個(gè)區(qū)塊后進(jìn)行重組,即使出現(xiàn)更長的鏈,也是為了進(jìn)行健全性檢查。此外,區(qū)塊的最終確定性會(huì)隨著深度的增加而增強(qiáng)——攻擊者最多只能扭轉(zhuǎn)幾個(gè)區(qū)塊,因?yàn)閲L試重組數(shù)百個(gè)區(qū)塊會(huì)給每個(gè)人時(shí)間做出反應(yīng),或者被整個(gè)網(wǎng)絡(luò)視為不可信而拒絕。因此,任何現(xiàn)實(shí)的攻擊在其能夠改變的范圍上都是有限的。
- 成本因素:我們來粗略地算一下。假設(shè)攻擊者想要維持 1 小時(shí)的 51% 攻擊,比特幣網(wǎng)絡(luò)每年可能消耗大約 130 太瓦時(shí)的電量(這是 2020 年代中期的大概數(shù)字),平均約為 15 千兆瓦。一小時(shí)消耗一半的電量,即 7.5 千兆瓦時(shí)的電能。即使按較低的工業(yè)電價(jià)(比如每千瓦時(shí) 0.05 美元)計(jì)算,該網(wǎng)絡(luò)一小時(shí)的電費(fèi)也高達(dá) 37.5 萬美元。此外,他們還需要能夠提供這種電力的硬件——如果他們租用(在這種規(guī)模下不可能,但這只是假設(shè)),租金加上礦池費(fèi)用等將使成本進(jìn)一步翻倍。一些估計(jì)認(rèn)為,要維持對(duì)比特幣的攻擊,硬件的前期成本高達(dá)數(shù)十億美元,每天的運(yùn)營成本則高達(dá)數(shù)百萬美元。所有這些都是為了有機(jī)會(huì)雙花一些價(jià)值遠(yuǎn)低于攻擊所花費(fèi)的比特幣——這在經(jīng)濟(jì)上是不合理的。
除了 51% 攻擊之外:其他安全考慮
“比特幣會(huì)被黑客攻擊嗎?”這個(gè)問題的焦點(diǎn)通常集中在 51% 攻擊上,因?yàn)檫@是 PoW 區(qū)塊鏈已知的理論弱點(diǎn)。然而,比特幣的安全性還取決于其他因素:
- 軟件漏洞:攻擊者能否利用比特幣代碼中的漏洞發(fā)起比 51% 攻擊更容易的攻擊?比特幣核心軟件是開源的,并且經(jīng)過了嚴(yán)格的審查,但它畢竟是軟件,漏洞是不可避免的。值得注意的是,2018 年發(fā)現(xiàn)了一個(gè)漏洞 (CVE-2018-17144),它可能允許攻擊者破壞節(jié)點(diǎn)甚至導(dǎo)致比特幣膨脹。該漏洞在被利用之前已被修復(fù)。社區(qū)和開發(fā)者正在努力發(fā)現(xiàn)并修復(fù)此類問題。雖然與 51% 攻擊無關(guān),但軟件漏洞是攻擊者試圖“入侵”比特幣的另一個(gè)途徑。幸運(yùn)的是,目前尚未出現(xiàn)任何協(xié)議層面的災(zāi)難,而且比特幣網(wǎng)絡(luò)在更新方面也非常謹(jǐn)慎。
- 量子計(jì)算威脅:人們經(jīng)常會(huì)問量子計(jì)算機(jī)是否會(huì)攻擊比特幣。這是一種不同的威脅——未來的量子計(jì)算機(jī)可能會(huì)破解保護(hù)比特幣地址的加密簽名(橢圓曲線加密) ,如果比特幣不及時(shí)升級(jí)算法,就可能導(dǎo)致比特幣被盜。截至2025年,量子計(jì)算機(jī)的性能還不足以破解比特幣的加密算法。比特幣社區(qū)已經(jīng)在研究抗量子算法,以便在任何實(shí)際威脅到來之前數(shù)年就部署到位。這并非51%攻擊,而是人們經(jīng)常討論的“比特幣黑客攻擊”的另一個(gè)角度??偠灾耗壳斑€沒有直接的威脅,而且如果真的發(fā)生了,很可能有足夠的時(shí)間來適應(yīng)。
- 社交攻擊和中心化: 51% 攻擊是一種暴力 破解方法。但“黑客攻擊”比特幣也可能意味著以其他方式影響它——例如,如果政府對(duì)礦工進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管,或者大型挖礦公司合謀修改協(xié)議。比特幣的真正優(yōu)勢在于其在用戶、節(jié)點(diǎn)和礦工之間建立的去中心化共識(shí)。保持不同地區(qū)和利益相關(guān)者的礦工多元化至關(guān)重要。2025 年兩個(gè)礦池短暫合并約 51% 的算力,這曾是一個(gè)中心化問題,但社區(qū)討論和礦工自身的激勵(lì)機(jī)制解決了這個(gè)問題。這提醒我們,人為因素(治理、經(jīng)濟(jì)博弈論)與純粹的算力數(shù)字同樣重要。
51%攻擊的風(fēng)險(xiǎn)
結(jié)論:2025 年比特幣的安全性
多年來,比特幣區(qū)塊鏈已被證明極其安全。51%攻擊仍然只是理論上的威脅,而非我們?cè)诒忍貛艑?shí)踐中遇到的任何威脅。鑒于比特幣網(wǎng)絡(luò)的龐大算力以及參與者的一致激勵(lì)機(jī)制,在當(dāng)前的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下,此類攻擊發(fā)生的可能性極小。比特幣會(huì)遭受51%攻擊嗎?理論上可以,但實(shí)際上不行——除非攻擊者投入大量資源,并承受適得其反的后果。
對(duì)于普通用戶和投資者來說,“比特幣無法被黑客攻擊”這句話是成立的,因?yàn)樗募用芗夹g(shù)和網(wǎng)絡(luò)共識(shí)一直保持著強(qiáng)大的穩(wěn)定性。當(dāng)你進(jìn)行一筆比特幣交易,并且它有多個(gè)確認(rèn)時(shí),你可以非常確信它是永久的。惡意重組區(qū)塊鏈(51% 攻擊)的可能性非常小,尤其是在確認(rèn)數(shù)增加的情況下,以至于除了最大額度的轉(zhuǎn)賬之外,其他所有轉(zhuǎn)賬都幾乎可以忽略不計(jì)(即使如此,風(fēng)險(xiǎn)也更多地來自交易所安全或用戶錯(cuò)誤,而不是區(qū)塊鏈本身)。
盡管如此,比特幣社區(qū)仍然保持警惕。小型幣種的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是,保持警惕才能維護(hù)去中心化。挖礦生態(tài)系統(tǒng)不斷增加新的參與者,并且正在努力確保不出現(xiàn)單點(diǎn)故障。這也是為什么許多愛好者支持在家挖礦,或者至少在全球范圍內(nèi)分配算力,以避免過多算力集中在一個(gè)地方。
總而言之,比特幣從未遭受過成功的 51% 攻擊,并且擁有極其強(qiáng)大的防御能力。截至 2025 年,它仍然是地球上最安全的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)之一。雖然沒有任何系統(tǒng)是 100% 堅(jiān)不可摧的,但任何試圖通過多數(shù)攻擊“破解”比特幣的行為者都將面臨高昂的成本和阻力。比特幣的設(shè)計(jì),經(jīng)過十多年的發(fā)展,確保了它對(duì)用戶而言始終值得信賴且安全可靠。您可以放心,網(wǎng)絡(luò)正在正常運(yùn)轉(zhuǎn),只需專注于保護(hù)其他方面(例如您的個(gè)人錢包和密鑰)的安全,因?yàn)檫@些方面比區(qū)塊鏈本身更容易成為攻擊點(diǎn)。
以上就是什么是 51% 攻擊?工作原理是什么?造成攻擊的因素是什么?的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于一文詳解 51% 攻擊的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
你可能感興趣的文章
-
什么是51%攻擊?51%攻擊的原理、例子、危害及預(yù)防
51%攻擊是一種對(duì)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的攻擊,指的是一個(gè)個(gè)人或者一個(gè)團(tuán)體控制了超過網(wǎng)絡(luò)上一半的計(jì)算或者驗(yàn)證能力,51%攻擊是一種威脅區(qū)塊鏈安全和信任的行為,本文將為大家詳細(xì)介紹…
2025-04-16 -
51%攻擊是什么意思?幣圈發(fā)生過哪些51%攻擊事件
這篇文章主要介紹了51%攻擊是什么意思?幣圈發(fā)生過哪些51%攻擊事件的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下本文詳細(xì)內(nèi)容介紹…
2023-07-24 -
區(qū)塊鏈解讀:PoW共識(shí)機(jī)制的51%算力攻擊
這篇文章主要介紹了區(qū)塊鏈解讀:PoW共識(shí)機(jī)制的51%算力攻擊的相關(guān)資料,希望這篇關(guān)于PoW共識(shí)機(jī)制的51%算力攻擊的文章,能讓大家深入了解PoW共享機(jī)制的算力攻擊為何?!?/p> 2021-11-05