Une attaque à 51 % (ou attaque majoritaire) se produit lorsqu'une entité, une organisation ou un groupe d'acteurs coordonné prend le contrôle de plus de 50 % de la puissance de hachage totale d'un réseau blockchain (dans les systèmes de preuve de travail) ou de la puissance de staking (dans les systèmes de preuve d'enjeu). Ce contrôle majoritaire permet à l'attaquant de manipuler le mécanisme de consensus, lui donnant ainsi la possibilité de dépenser des cryptomonnaies deux fois, d'annuler des transactions confirmées, d'empêcher la confirmation de nouvelles transactions et d'empêcher d'autres mineurs ou validateurs de produire des blocs.
Le principe fondamental de sécurité de la technologie blockchain repose sur l'absence de contrôle majoritaire de la puissance de calcul ou économique du réseau par un seul participant. Si ce principe est bafoué, un attaquant peut construire une chaîne privée plus rapidement que le réseau légitime, puis la diffuser afin d'écraser l'historique des transactions de la chaîne publique. Ceci compromet la nature décentralisée et immuable de la blockchain, propriétés qui confèrent aux cryptomonnaies leur valeur et leur utilité.
Il est essentiel de comprendre qu'une attaque à 51 % ne permet pas à l'attaquant de créer des cryptomonnaies ex nihilo, de voler des cryptomonnaies dans des portefeuilles spécifiques sans leurs clés privées, ni de modifier les règles fondamentales du protocole blockchain. L'attaque se limite à la manipulation de l'ordre et de la confirmation des transactions, mais cela est déjà dévastateur, car cela autorise la double dépense (dépenser deux fois les mêmes cryptomonnaies) et peut anéantir la confiance du marché dans la cryptomonnaie concernée.
Le coût et la faisabilité d'une attaque à 51 % varient énormément d'une blockchain à l'autre. Attaquer Bitcoin nécessiterait de contrôler une puissance de hachage supérieure à celle de tous les autres mineurs réunis – un exploit dont le coût en matériel et en électricité est estimé à plusieurs milliards de dollars. Cependant, des blockchains Proof-of-Work plus petites, avec de faibles taux de hachage, ont été attaquées avec succès à plusieurs reprises, les attaquants louant de la puissance de hachage auprès de services comme NiceHash pour obtenir temporairement le contrôle majoritaire.
Origine & Histoire
2008 : Satoshi Nakamoto a décrit la possibilité théorique d'une attaque majoritaire dans le livre blanc original du Bitcoin, démontrant mathématiquement que la probabilité qu'un attaquant rattrape la chaîne honnête diminue exponentiellement à chaque bloc supplémentaire. L'analyse de Nakamoto supposait que les acteurs économiques rationnels trouveraient plus rentable de miner honnêtement que d'attaquer.
2009-2013 : Au début du Bitcoin, l’attaque des 51 % restait purement théorique. Cependant, les inquiétudes se sont accrues lorsque des pools de minage comme GHash.IO, Deepbit et BTC Guild ont approché, voire brièvement dépassé, les 50 % de la puissance de hachage du Bitcoin, déclenchant un vif débat au sein de la communauté sur la centralisation du minage.
Novembre 2013 : Les chercheurs Ittay Eyal et Emin Gün Sirer de l’Université Cornell ont publié un article de référence intitulé « La majorité ne suffit pas : le minage de Bitcoin est vulnérable » (arXiv, 1er novembre 2013 ; présenté à Financial Cryptography 2014). Cet article a introduit le concept de « minage égoïste », démontrant que le protocole de minage de Bitcoin n’est pas compatible avec les incitations. Selon les hypothèses actuelles du protocole Bitcoin, le minage égoïste peut être rentable pour un pool de n’importe quelle taille ; même dans des conditions idéales, un pool contrôlant seulement 33 % de la puissance de hachage peut obtenir des récompenses disproportionnées. L’article proposait une modification du protocole qui relèverait le seuil de protection à 25 % (1/4) des ressources totales – inférieur à la limite de 50 % précédemment admise, mais nettement supérieur à la situation actuelle.
2014 : En juin 2014, le pool de minage GHash.IO a brièvement dépassé 51 % de la puissance de hachage totale du Bitcoin. Bien qu’aucune attaque n’ait été menée, l’événement a suscité une vive inquiétude au sein de la communauté Bitcoin. GHash.IO a volontairement limité sa puissance de hachage à 39.99 %, et cet incident a accéléré le développement de protocoles de pools de minage décentralisés tels que P2Pool.
2018 : Bitcoin Gold (BTG) et plusieurs autres blockchains Proof-of-Work mineures ont subi des attaques à 51 % confirmées. L’attaque contre Bitcoin Gold en mai 2018 a entraîné le vol d’environ 18 millions de dollars de fonds dépensés deux fois sur les plateformes d’échange, ce qui a conduit au retrait de BTG de Bittrex. Verge (XVG) a également été attaqué en avril 2018, cette fois-ci par une combinaison de contrôle de la puissance de hachage et d’exploitation d’une faille de ciblage de la difficulté.
2019 : Ethereum Classic (ETC) a subi sa première attaque confirmée à 51 % en janvier 2019, les attaquants réorganisant plus de 100 blocs et dépensant deux fois environ 1.1 million de dollars.
2020 : Ethereum Classic a subi trois attaques à 51 % distinctes en l’espace d’un seul mois (août 2020), entraînant la réorganisation de respectivement 3 693, plus de 4 000 et plus de 7 000 blocs. Ces attaques ont été facilitées par la faible puissance de hachage d’ETC (qui a chuté de façon spectaculaire après la migration de nombreux mineurs vers Ethereum) et par la disponibilité de puissance de hachage à louer via des services comme NiceHash. Bitcoin SV a également subi plusieurs attaques à 51 % en 2021. La communauté ETC a par la suite implémenté la mise à jour du protocole MESS (Modified Exponential Subjective Scoring) afin de rendre les réorganisations importantes plus coûteuses.
2021-2023 : Le passage aux mécanismes de consensus de preuve d’enjeu (PoS), illustré par la fusion d’Ethereum en septembre 2022, était en partie motivé par la volonté de rendre les attaques à 51 % économiquement non viables. En PoS, un attaquant devrait acquérir et miser 51 % de tous les jetons mis en jeu ; s’il est surpris à tenter de produire des blocs contradictoires, sa mise serait réduite à néant.
« Le système est sécurisé tant que les nœuds honnêtes contrôlent collectivement une puissance de calcul supérieure à celle de n'importe quel groupe de nœuds attaquants coopérant. » — Satoshi Nakamoto, Livre blanc du Bitcoin (2008)
En termes simples
Analogie avec la démocratie : Imaginez une démocratie où les votes déterminent la validité des transactions. Une attaque à 51 % équivaut à ce qu’une personne contrôle plus de la moitié des votes : elle peut décider quelles transactions sont autorisées, en bloquer d’autres, et même modifier les résultats des élections récentes. Les autres électeurs sont impuissants, car l’attaquant détient toujours la majorité.
Analogie avec les comptables : Imaginez un groupe de comptables qui vérifient collectivement les documents financiers d’une entreprise. Si un comptable contrôle secrètement plus de la moitié de l’équipe, il peut approuver des transactions frauduleuses, rejeter des transactions légitimes et falsifier les écritures comptables récentes, tandis que la minorité de comptables honnêtes est mise en minorité.
Analogie avec une course : Imaginez une course où l’arbitre contrôle plus de la moitié des coureurs. Il peut décider du vainqueur, disqualifier des coureurs honnêtes, et même refaire certaines portions de la course avec des résultats différents. Dans le domaine de la blockchain, l’équivalent est un attaquant qui contrôle la majorité de la puissance de minage et peut réécrire l’historique récent de la chaîne.
Analogie du tir à la corde : c’est comme un jeu de tir à la corde où l’un des camps compte secrètement deux fois plus de joueurs. Ce camp gagnera toujours, tirant sur la corde (la blockchain) dans la direction de son choix. Le camp honnête ne peut rivaliser car il est systématiquement en infériorité numérique.
Important : Une attaque à 51 % ne signifie pas que l’attaquant peut voler des cryptomonnaies dans votre portefeuille, modifier les règles de la blockchain ou créer de nouvelles cryptomonnaies. Il peut seulement manipuler l’ordre des transactions, effectuer une double dépense de ses propres cryptomonnaies et censurer les transactions d’autres utilisateurs. Les cryptomonnaies détenues dans des portefeuilles protégés par des clés privées sécurisées restent en sécurité ; le risque concerne principalement les plateformes d’échange, les commerçants et toute personne acceptant des transactions non confirmées ou récemment confirmées provenant de l’attaquant.
Caractéristiques techniques clés
Domination de la puissance de hachage (preuve de travail) : L’attaquant doit contrôler plus de 50 % de la puissance de hachage totale du réseau, soit la puissance de calcul combinée utilisée pour miner de nouveaux blocs. La puissance de hachage est généralement mesurée en hachages par seconde (H/s). Fin 2024, le réseau Bitcoin dépassait les 700 EH/s (exahashes par seconde), et ce chiffre continue de croître. L’attaquant peut acquérir de la puissance de hachage en déployant du matériel de minage propriétaire (ASIC), en louant de la puissance de hachage auprès de services comme NiceHash, ou en se coordonnant avec des pools de minage existants. Le coût d’une attaque à 51 % est directement proportionnel à la puissance de hachage totale du réseau et au prix actuel de l’électricité.
Mécanisme de double dépense : L’exploitation principale d’une attaque à 51 % repose sur la possibilité de dépenser deux fois les mêmes cryptomonnaies. L’attaquant envoie des cryptomonnaies à une victime (par exemple, une plateforme d’échange), attend les confirmations, reçoit les biens ou retire les fonds, puis publie une chaîne plus longue, minée secrètement, qui remplace la transaction initiale par une autre renvoyant les cryptomonnaies à l’attaquant. La chaîne remplacée devient orpheline et la transaction reçue par la victime est effacée du registre principal. Les plateformes d’échange sont les cibles privilégiées car elles créditent les dépôts après un certain nombre de confirmations et permettent les retraits immédiats.
Comment fonctionne une attaque à 51 %
L'attaquant accumule plus de 50 % de la puissance de hachage de minage du réseau (par le biais de matériel dédié, de location ou de coordination de pool).
L'attaquant commence secrètement à miner des blocs sur une bifurcation privée de la blockchain, sans les diffuser sur le réseau.
Sur la chaîne publique, l'attaquant envoie une grande quantité de cryptomonnaie à une plateforme d'échange et attend que le dépôt soit crédité (par exemple, après 6 confirmations).
L'attaquant convertit la cryptomonnaie déposée en un autre actif ou la retire vers un portefeuille externe.
Étant donné que l'attaquant dispose d'une puissance de hachage majoritaire, sa chaîne privée croît plus rapidement que la chaîne publique.
L'attaquant diffuse la chaîne privée sur le réseau ; comme elle est plus longue, tous les nœuds honnêtes l'adoptent comme chaîne canonique (règle de la chaîne la plus longue).
La transaction de dépôt initiale est remplacée par une transaction renvoyant les pièces vers le portefeuille de l'attaquant — la plateforme d'échange perd les fonds.
Attaques basées sur la mise en jeu (preuve d'enjeu) Dans les systèmes PoS, une attaque équivalente nécessite le contrôle de 51 % des jetons mis en jeu, et non de la puissance de hachage. Le coût économique est généralement bien plus élevé, car l'acquisition de 51 % des jetons mis en jeu fait grimper les prix de façon spectaculaire et la mise de l'attaquant risque d'être fortement réduite. Les protocoles PoS modernes, comme Casper FFG d'Ethereum, intègrent des clauses de réduction de mise qui anéantissent la mise de l'attaquant s'il produit des blocs contradictoires. Certains protocoles PoS mettent en œuvre, en dernier recours, des mécanismes de « récupération sociale » ou de récupération par la communauté.
Avantages désavantages
Avantages (de la compréhension des attaques à 51 %)
Inconvénients (conséquences des attaques à 51 %)
Sensibilisation à la sécurité: Comprendre les attaques à 51 % aide les concepteurs et les utilisateurs de la blockchain à évaluer la sécurité réelle des différents réseaux.
Dépenses doublées : L'attaquant peut dépenser les mêmes pièces deux fois, volant directement aux plateformes d'échange, aux commerçants et autres contreparties.
L'évaluation des risques: Les investisseurs peuvent évaluer la vulnérabilité d'une cryptomonnaie aux attaques en examinant sa puissance de hachage, la distribution de ses mineurs et son mécanisme de consensus.
Censure des transactions : L'attaquant peut exclure sélectivement des transactions des blocs, censurant ainsi des utilisateurs ou des adresses spécifiques.
Amélioration du protocole : Les attaques historiques à 51 % ont stimulé l'innovation dans les mécanismes de consensus, notamment le passage au PoS, au consensus hybride et aux gadgets de finalité.
Annulation de la confirmation : Des transactions récemment confirmées peuvent être annulées, ce qui compromet la fiabilité de la blockchain en tant que registre immuable.
Sécurité des échanges : La connaissance des attaques à 51 % influence les politiques des plateformes d'échange en matière d'exigences de confirmation, de décisions d'inscription et de délais de retrait.
Effondrement du marché : Une attaque réussie provoque généralement un effondrement du cours de la cryptomonnaie touchée, détruisant ainsi de la valeur pour tous les détenteurs.
Décentralisation minière : La menace d'attaques à 51 % incite à la décentralisation du minage, car la concentration de la puissance de hachage est reconnue comme un risque systémique.
Érosion de la confiance dans le réseau : Une seule attaque réussie peut nuire durablement à la confiance dans la sécurité d'une blockchain, entraînant son retrait des plateformes d'échange et l'exode des utilisateurs.
Modélisation économique : L'analyse par la théorie des jeux des attaques à 51 % a permis de mieux comprendre la conception des incitations dans les systèmes décentralisés.
Défaillances en cascade : Les attaques contre une blockchain peuvent entraîner une perte de confiance dans l'ensemble du marché des cryptomonnaies, affectant des projets sans lien apparent avec celui-ci.
Gestion du risque
Surveillance de la puissance de hachage : Surveillez en continu la répartition de la puissance de hachage entre les pools de minage à l’aide d’outils tels que MiningPoolStats et blockchain.com/pools. Configurez des alertes pour toute pool ou entité approchant 40 % de la puissance de hachage totale. Suivez la disponibilité de la puissance de hachage à louer sur NiceHash et les plateformes similaires par rapport à la puissance de hachage totale du réseau ; si la puissance de hachage disponible à la location dépasse 50 % du réseau, ce dernier est extrêmement vulnérable.
Politiques de confirmation : Les plateformes d’échange devraient définir des exigences de confirmation proportionnelles au niveau de sécurité de la blockchain (par exemple, 6 pour Bitcoin, plus de 40 pour Ethereum Classic suite aux attaques subies, et plus de 100 pour les blockchains très vulnérables). Ces exigences devraient être ajustées dynamiquement en fonction de la distribution de la puissance de hachage en temps réel et de l’historique récent des attaques. Il serait judicieux d’appliquer des seuils de confirmation échelonnés selon le montant du dépôt : les petits dépôts nécessitent moins de confirmations, tandis que les gros dépôts en nécessitent beaucoup plus.
Sélection et diversification du réseau : Évitez de détenir des actifs importants sur les blockchains PoW à faible puissance de hachage, où le coût d'une attaque à 51 % est faible. Privilégiez les blockchains avec une distribution diversifiée et décentralisée du minage ou du staking. Évaluez le coût d'une attaque à l'aide de ressources comme Crypto51, qui estime le coût horaire d'une attaque sur différentes blockchains PoW.
Défenses au niveau du protocole : Adopter et soutenir des mécanismes de consensus avec finalité intégrée (par exemple, Casper FFG d’Ethereum, BFT de Tendermint) qui rendent toute annulation de transaction impossible après finalisation. Encourager la mise en œuvre de systèmes de points de contrôle qui ancrent périodiquement l’état de la chaîne sur une blockchain plus sécurisée. Envisager des mécanismes de pénalité (slashing dans le PoS) qui rendent les attaques économiquement autodestructrices.
Pertinence culturelle
L'attaque à 51 % occupe une place centrale dans la culture crypto, servant d'exemple type de la fragilisation d'une blockchain. Souvent le premier concept de sécurité abordé par les nouveaux venus dans le monde des cryptomonnaies, elle rappelle constamment que la décentralisation n'est pas qu'une simple préférence philosophique, mais une nécessité de sécurité pratique.
Dans les communautés crypto, les accusations de vulnérabilité potentielle à l'attaque des 51 % sont fréquemment utilisées comme argument dans les débats entre blockchains rivales. Les maximalistes du Bitcoin mettent en avant son énorme puissance de hachage comme preuve de sa sécurité supérieure, tandis que les détracteurs des blockchains PoW plus petites utilisent leur faible puissance de hachage pour affirmer qu'elles sont « non sécurisées » ou « vulnérables ». L'expression « NiceHash-able » est devenue un terme familier pour désigner une blockchain dont la puissance de hachage peut être surpassée par la puissance de hachage louée auprès de NiceHash.
Entre 2018 et 2020, les attaques répétées contre Ethereum Classic, Bitcoin Gold et Verge ont profondément modifié l'attitude du secteur envers les petites blockchains à preuve de travail (PoW). Plusieurs grandes plateformes d'échange ont retiré de leur liste les cryptomonnaies attaquées ou imposé des exigences de confirmation extrêmement strictes (plus de 100 confirmations), pénalisant ainsi les communautés touchées. Cette période a accéléré la transition du secteur vers la preuve d'enjeu (PoS) et les mécanismes de consensus hybrides.
Le mème « pas votre puissance de hachage, pas votre sécurité » joue sur le célèbre adage « pas vos clés, pas vos cryptomonnaies » — popularisé, selon Andreas Antonopoulos — et souligne que la sécurité d'une blockchain dépend de la décentralisation de son mécanisme de consensus. Ce concept a également été intégré à la couverture médiatique grand public des cryptomonnaies ; des publications comme le New York Times et le Wall Street Journal utilisent l'exemple des attaques à 51 % pour expliquer les vulnérabilités des blockchains au grand public.
Exemples du monde réel
Attaque de double dépense sur Bitcoin Gold (BTG) – Mai 2018 : Un attaquant inconnu a ciblé Bitcoin Gold, une bifurcation mineure de Bitcoin utilisant l’algorithme de minage Equihash-BTG avec une puissance de hachage totale relativement faible. Déroulement : L’attaquant a loué une puissance de hachage suffisante pour contrôler plus de 51 % du réseau BTG, a miné secrètement une chaîne privée, a déposé des BTG sur plusieurs plateformes d’échange, a converti les fonds déposés en d’autres actifs, puis a rendu publique la chaîne privée plus longue pour annuler les transactions de dépôt. Conséquences : Environ 18 millions de dollars de BTG ont été dépensés deux fois sur plusieurs plateformes d’échange. L’attaque a entraîné le retrait de BTG de Bittrex et une chute significative du prix de la cryptomonnaie. Cet incident a démontré la vulnérabilité particulière des petites chaînes PoW utilisant des algorithmes de minage standardisés, car la puissance de hachage peut être louée plutôt qu’achetée.
Attaques contre Ethereum Classic (ETC) – Scénario 2019-2020 : Ethereum Classic a subi sa première attaque confirmée à 51 % en janvier 2019, suivie de trois autres attaques en l’espace d’un mois, en août 2020, avec des réorganisations de la chaîne de respectivement 3 693, plus de 4 000 et plus de 7 000 blocs. Mise en œuvre : Les attaquants ont exploité la faible puissance de hachage d’ETC – qui a chuté de façon spectaculaire après la migration de nombreux mineurs vers Ethereum – et ont loué de la puissance de hachage supplémentaire via NiceHash pour saturer le réseau. Chaque attaque consistait à miner secrètement une chaîne plus longue et à remplacer des milliers de blocs d’historique de transactions. Conséquences : Les attaques ont entraîné des dépenses doubles de plusieurs millions de dollars. Les principales plateformes d’échange, dont Coinbase, ont suspendu les transactions ETC et ont considérablement renforcé les exigences de confirmation. La communauté ETC a mis en œuvre la mise à jour du protocole MESS (Modified Exponential Subjective Scoring) afin de rendre les réorganisations importantes plus difficiles, mais la réputation de la chaîne a été durablement compromise.
Pool de minage GHash.IO – Scénario de juin 2014 : GHash.IO, l’un des plus importants pools de minage de Bitcoin, a brièvement dépassé 51 % de la puissance de hachage totale du réseau Bitcoin en juin 2014, créant ainsi une faille théorique pour une attaque majoritaire. Déroulement : La puissance de hachage du pool a augmenté naturellement grâce à l’afflux de mineurs attirés par son absence de frais et sa fiabilité. Aucune attaque n’a été menée à bien, mais la communauté a pris conscience du risque existentiel. Conséquences : GHash.IO s’est engagé volontairement à limiter sa part à 39.99 % de la puissance de hachage du réseau. Cet incident a suscité un vaste débat sur la centralisation des pools de minage et a conduit au développement de protocoles de minage décentralisés. Il reste à ce jour le scénario le plus proche d’une attaque à 51 % pour Bitcoin.
Attaque par distorsion temporelle contre Verge (XVG) — Avril 2018 : Verge, une cryptomonnaie axée sur la confidentialité, a été victime d'une attaque combinant le contrôle de la puissance de hachage à 51 % et l'exploitation d'une faille du mécanisme d'ajustement de la difficulté de son système de minage multi-algorithmes. Mise en œuvre : L'attaquant a exploité une vulnérabilité dans l'algorithme de réajustement de la difficulté de Verge pour miner des blocs à une difficulté anormalement basse en utilisant des horodatages falsifiés, provoquant ainsi un effondrement de la difficulté. Ceci lui a permis d'obtenir un contrôle majoritaire sans avoir besoin d'une puissance de hachage proportionnelle. Conséquences : L'attaquant a miné environ 250 000 XVG (d'une valeur d'environ 1.75 million de dollars à l'époque) en quelques heures. Cette attaque a mis en évidence que les attaques à 51 % peuvent être amplifiées par des vulnérabilités au niveau du protocole, rendant le seuil d'attaque effectif inférieur au seuil théorique de 51 %.
Tableau de comparaison
Fonctionnalité
51% d'attaque (PoW)
Attaque à 51 % de la mise (PoS)
Attaque minière égoïste
Attaque à longue portée (PoS)
Contrôle requis
>50% du taux de hachage
>50% des jetons mis en jeu
Quelle que soit la taille de l'entreprise ; rentable à environ 33 % selon le protocole actuel
clés privées historiques
Cible principale
Historique des transactions
Historique des transactions
Bloquer les récompenses
Historique complet de la chaîne
Coût d'attaque (Bitcoin)
Des milliards en matériel et électricité
Non applicable (Bitcoin utilise la preuve de travail)
Inférieur à 51%
Non applicable (Bitcoin utilise la preuve de travail)
Réversibilité
L'attaquant peut inverser les blocages récents
L'attaquant peut inverser les blocages récents
Acquisition d'une part de bloc injuste
Peut être réécrit à partir de la genèse
Détection
surveillance du taux de hachage
Surveillance de la distribution des participations
Analyse statistique du timing des blocs
vérification au point de contrôle
Défenses protocolaires
Taux de hachage élevé, minage décentralisé
Dispositifs de découpe et de finalité
Incitations de l'Oncle Block, FANTÔME
Point de contrôle, subjectivité faible
Événements historiques
Multiples (BTG, ETC, Verge, BSV, etc.)
Aucune information confirmée par les principales chaînes.
Théorique / limité
théorique
Termes connexes
Double dépense — Le fait de dépenser deux fois la même cryptomonnaie, qui constitue la principale faille exploitée par une attaque à 51 % contre les plateformes d'échange et les commerçants.
Taux de hachage— La puissance de calcul totale utilisée pour miner et traiter les transactions sur une blockchain Proof-of-Work détermine directement le coût et la faisabilité d'une attaque à 51 %.
Preuve de travail (PoW) — Un mécanisme de consensus exigeant des mineurs qu'ils résolvent des énigmes cryptographiques, où la sécurité ne dépend d'aucune entité contrôlant la majorité de la puissance de hachage.
Preuve de participation (PoS) — Un mécanisme de consensus alternatif où les validateurs mettent en gage des cryptomonnaies en garantie, ce qui fait que les attaques à 51 % nécessitent une majorité économique plutôt qu'une majorité informatique.
Piscine minière — Un groupe de mineurs qui combinent leur puissance de hachage et partagent les récompenses de bloc, ce qui peut créer des risques de centralisation si un seul pool devient trop important.
Réorganisation de la chaîne — Le processus par lequel une blockchain remplace sa pointe de chaîne actuelle par une chaîne alternative plus longue, qui est le mécanisme par lequel une attaque à 51 % réécrit l'historique des transactions.
Exploitation minière égoïste — Une stratégie de minage introduite par Eyal et Sirer (2013) où un mineur retient les blocs découverts pour obtenir un avantage concurrentiel ; rentable sous le protocole Bitcoin actuel à n'importe quelle taille de pool, avec des gains disproportionnés supérieurs à ~33 %.
Finalité — La propriété selon laquelle les transactions confirmées ne peuvent être annulées, que les protocoles de point de vente modernes réalisent grâce à des mécanismes de finalité spécialement conçus pour empêcher les attaques de type 51 %.
NiceHash— Une plateforme de location de puissance de hachage permettant aux utilisateurs de louer de la capacité de minage, qui a été utilisée pour faciliter des attaques à 51 % sur des blockchains PoW plus petites.
Règle de la chaîne la plus longue — La règle de consensus dans les blockchains PoW selon laquelle les nœuds suivent toujours la chaîne ayant accumulé le plus de travail, mécanisme exploité par les attaquants de 51% pour forcer le réseau à accepter leur chaîne privée.
Tolérance de panne byzantine (BFT) — Une propriété des systèmes distribués qui leur permet de continuer à fonctionner correctement même si certains participants agissent de manière malveillante, étroitement liée au cadre théorique sous-jacent à l'analyse des attaques à 51 %.
Slashing — Un mécanisme de pénalité dans les systèmes PoS qui détruit les garanties mises en jeu d'un validateur en cas de comportement malveillant, rendant les attaques à 51 % de mise économiquement autodestructrices.
QFP
Q : Combien coûte une attaque à 51 % sur Bitcoin ? Extrêmement coûteux. La puissance de hachage de Bitcoin a dépassé les 700 EH/s ces dernières années. Le coût du matériel de minage ASIC nécessaire se chiffre à lui seul en dizaines de milliards de dollars, sans compter les coûts d'électricité estimés entre 15 et 20 millions de dollars par jour, voire plus, au pic de la puissance de hachage. De ce fait, le réseau Bitcoin est pratiquement immunisé contre les attaques à 51 % menées par un seul acteur, y compris des États, en raison des exigences économiques et logistiques considérables.
Q : Quelles cryptomonnaies ont réellement subi des attaques à 51 % ? Plusieurs cryptomonnaies ont été victimes d'attaques à 51 % confirmées, notamment Ethereum Classic (janvier 2019 et à trois reprises en août 2020), Bitcoin Gold (mai 2018, environ 18 millions de dollars dépensés deux fois), Verge (avril 2018), Bitcoin SV (plusieurs attaques en 2021) et Firo (anciennement Zcoin). Il s'agissait de chaînes de cryptomonnaies à preuve de travail (PoW) avec des taux de hachage relativement faibles, ce qui rendait la location d'une puissance de hachage suffisante économiquement viable pour les attaquants.
Q : Une attaque à 51 % peut-elle voler mes cryptomonnaies ? Non. Une attaque à 51 % ne permet pas d'accéder à vos clés privées ni de transférer des cryptomonnaies hors de votre portefeuille sans votre autorisation. Elle permet uniquement à l'attaquant de dépenser deux fois ses propres cryptomonnaies, d'annuler ses transactions récentes et de censurer les transactions d'autres utilisateurs. Vos fonds sont en sécurité tant que vous contrôlez vos clés privées ; le risque concerne principalement les plateformes d'échange et les commerçants qui acceptent les paiements de l'attaquant.
Q : La preuve d'enjeu (PoS) élimine-t-elle le risque d'attaques à 51 % ? La preuve d'enjeu modifie considérablement l'économie et les mécanismes des attaques à 51 %, sans toutefois les éliminer complètement. En PoS, un attaquant devrait acquérir et miser 51 % de tous les jetons mis en jeu, ce qui est généralement beaucoup plus coûteux que la location de puissance de hachage. De plus, les protocoles PoS intègrent des mécanismes de sanction qui détruisent la mise de l'attaquant s'il est détecté. Cependant, les attaques théoriques telles que les attaques à longue portée et le « stake grinding » restent des sujets de recherche active.
Q : Que se passe-t-il pour le prix d'une cryptomonnaie après une attaque à 51 % ? Les prix s'effondrent généralement de manière significative. Après les attaques contre Ethereum Classic en 2020, l'ETC a perdu environ 30 % de sa valeur. Bitcoin Gold a chuté brutalement dans les mois qui ont suivi son attaque de 2018. L'impact sur les prix va au-delà de la perte immédiate due à la double dépense : il reflète la perte de confiance du marché dans la sécurité fondamentale de la blockchain, ce qui peut entraîner le retrait de la cryptomonnaie des plateformes d'échange, une réduction de l'activité des développeurs et la migration des utilisateurs vers d'autres blockchains.
Q : Comment vérifier la vulnérabilité d'une blockchain à une attaque à 51 % ? Des outils comme Crypto51.app estiment le coût horaire d'une attaque sur différentes blockchains PoW en comparant leur puissance de hachage à la puissance de hachage disponible à la location sur NiceHash. En règle générale, si le coût de location de 51 % de la puissance de hachage d'un réseau pendant une heure est inférieur au profit potentiel d'une attaque de double dépense, cette blockchain présente un risque important.
Q : Quelle est la différence entre une attaque à 51 % et le minage égoïste ? Le minage égoïste est une stratégie où un mineur disposant d'une part importante de la puissance de hachage retient les nouveaux blocs découverts afin d'obtenir un avantage concurrentiel sur les mineurs honnêtes et de s'accaparer une part disproportionnée des récompenses de bloc. Comme Eyal et Sirer l'ont démontré en 2013, cette stratégie peut être rentable avec le protocole Bitcoin actuel, quelle que soit la taille du pool. Une attaque à 51 % est une action plus agressive où le mineur majoritaire réécrit activement la blockchain pour annuler des transactions et effectuer une double dépense. Ces deux stratégies peuvent être combinées : le minage égoïste pour accumuler un avantage et le contrôle majoritaire pour réaliser une double dépense.
Sources:
Satoshi Nakamoto, « Bitcoin : un système de paiement électronique pair à pair »
Ittay Eyal et Emin Gün Sirer, « La majorité ne suffit pas : le minage de Bitcoin est vulnérable » (arXiv, novembre 2013 ; Financial Cryptography 2014)
Coinbase, « Ethereum Classic (ETC) est actuellement attaqué à 51 % » (janvier 2019)
