51%攻撃とは、ブロックチェーンネットワークにおいて、ある一つの主体がネットワークの計算能力（ハッシュパワー）の過半数を掌握し、その力を悪用して不正行為を行う可能性のある攻撃手法です。これは、特にプルーフ・オブ・ワーク（PoW）と呼ばれる合意形成アルゴリズムを使用しているブロックチェーンにおいて、懸念されるセキュリティリスクの一つです。
ブロックチェーンは分散型台帳技術であり、取引の記録はネットワーク上の複数のノード（コンピューター）によって共有され、維持されています。これらの取引記録はブロックという単位でまとめられ、暗号学的に連結されたチェーンを形成しています。新しいブロックをチェーンに追加するには、ネットワーク上のノードが複雑な数学的問題を解く必要があり、これをマイニングと呼びます。問題を最初に解いたノードが新しいブロックをチェーンに追加する権利を得ることができ、その報酬として暗号資産を受け取ります。
通常、ブロックチェーンは多数のノードによって構成されており、それぞれがネットワークのセキュリティに貢献しています。しかし、ある主体がネットワークの51%以上の計算能力を持つと、その主体は以下のような不正行為を行うことが可能になります。
- 二重支払い（ダブルスペンディング）: 攻撃者は同じコインを二度使うことができます。つまり、一度取引を行い、それが承認された後に、攻撃者はその取引を含むブロックを無効にし、同じコインを再度別の取引に使用することができます。
- ブロックの承認拒否: 攻撃者は特定の取引やブロックの承認を拒否することができます。これにより、攻撃者は特定のユーザーの取引をブロックチェーンに記録させないようにすることができます。
- ブロックチェーンの再編成: 攻撃者は自身のプライベートチェーンを秘密裏に構築し、そのチェーンを公開することで、既存のブロックチェーンを置き換えることができます。これにより、攻撃者は過去の取引を変更することが可能になります。
51%攻撃は理論上は可能ですが、実際には大規模な計算能力と莫大な資金が必要となるため、大きなブロックチェーンネットワークでは実行が困難です。ビットコインのような大規模なネットワークでは、51%攻撃を行うためには非常に多くの計算資源が必要であり、そのコストは攻撃から得られる利益を上回ることが多いため、実際にはあまり起こり得ません。
しかしながら、小規模なブロックチェーンや新しい暗号資産においては、51%攻撃が実際に発生する可能性があります。そのため、ブロックチェーンネットワークは常にそのセキュリティを強化し、ハッシュパワーの分散を促進することで、このような攻撃から身を守る必要があります。
また、PoW以外の合意形成アルゴリズム、例えばProof of Stake（PoS）では、攻撃者が大量のトークンを保有していない限り、51%攻撃を行うことがより困難です。これは、トークンの保有量がネットワークでの投票権や影響力を決定するためです。
要約すると、51%攻撃はブロックチェーンネットワークにおけるセキュリティの脅威の一つであり、ネットワークの計算能力の過半数を制御することで、不正行為を行う可能性がある攻撃手法です。このリスクを軽減するためには、ネットワークの分散化を促進し、計算能力の集中を防ぐことが重要です。また、PoW以外の合意形成アルゴリズムの採用も、このような攻撃からの保護に寄与することが期待されます。
