Attaque des 51 %

L’attaque des 51 % désigne une faille de sécurité dans les réseaux blockchain, où une entité unique ou une coalition de mineurs parvient à contrôler plus de la moitié de la puissance de calcul du réseau. Dans ce contexte, les attaquants détiennent un avantage total dans la création de nouveaux blocs, ce qui leur permet de manipuler le processus de confirmation des transactions, d’effectuer des doubles dépenses, de rejeter des transactions d’autres utilisateurs ou même de réécrire temporairement l’historique de la blockchain. Ce type d’attaque compromet directement le caractère décentralisé et la sécurité fondamentale des blockchains et représente un risque particulièrement élevé pour les cryptomonnaies fondées sur le consensus preuve de travail (PoW) (Proof of Work).

Contexte

Le concept d’attaque des 51 % est apparu dans le livre blanc Bitcoin publié par Satoshi Nakamoto en 2008. Lors de la conception du système Bitcoin, Nakamoto a identifié cette vulnérabilité potentielle et a souligné que la sécurité du réseau pouvait être compromise si une entité unique maîtrisait la majorité de la puissance de calcul. Il estimait néanmoins qu’à mesure que le réseau prendrait de l’ampleur, ce type d’attaque deviendrait de plus en plus difficile.

L’attaque des 51 % n’est pas seulement une hypothèse théorique. Depuis 2018, plusieurs réseaux de cryptomonnaies de taille petite à moyenne ont été victimes de telles attaques, notamment Bitcoin Gold, Ethereum Classic et Verge. Ces cas illustrent la menace réelle et destructrice que représentent les attaques des 51 %, en particulier pour les blockchains affichant une faible puissance de hachage.

Au fil de l’évolution de l’écosystème des cryptomonnaies, les techniques d’attaque se sont également affinées. Les attaquants peuvent acquérir temporairement une puissance de calcul conséquente à travers des plateformes de location de puissance de hachage, ce qui permet à des acteurs sans disposer d’un matériel conséquent de lancer des attaques, augmentant ainsi la vulnérabilité des blockchains plus modestes.

Mécanisme de fonctionnement

La réalisation d’une attaque des 51 % s’articule généralement autour des étapes suivantes :

1. Prise de contrôle de la puissance de hachage du réseau : L’attaquant obtient plus de 51 % de la puissance de hachage du réseau, soit en achetant/louant des équipements de minage, soit en utilisant des services spécialisés.

2. Minage en privé : L’attaquant commence à générer une branche blockchain privée sans publier ces blocs sur le réseau public.

3. Transactions malveillantes : L’attaquant envoie des cryptomonnaies sur la chaîne publique vers des plateformes d’échange ou des adresses cibles.

4. Attente des confirmations : L’attaquant attend que ces transactions soient suffisamment confirmées, renforçant la confiance des destinataires dans leur validation.

5. Publication de la chaîne privée : Une fois les actifs échangés ou retirés sur la chaîne publique, l’attaquant publie sa branche blockchain minée en privé. Cette branche possède davantage de travail accumulé. Le réseau l’adopte alors comme nouvelle chaîne principale.

6. Double dépense : Sur la nouvelle chaîne de l’attaquant, les transactions de l’étape 3 sont remplacées par des transactions qui renvoient les fonds au portefeuille de l’attaquant, réalisant une double dépense.

La réussite de l’attaque repose sur le maintien de la supériorité computationnelle suffisamment longtemps pour que la quantité de travail accumulée sur la chaîne privée dépasse celle de la chaîne publique.

Quels sont les risques et les défis liés à l’attaque des 51 % ?

L’attaque des 51 % expose les réseaux blockchain à plusieurs risques :

1. Pertes économiques : Les plateformes d’échange et les utilisateurs peuvent subir des pertes financières directes en raison des doubles dépenses.

2. Crise de confiance : Une attaque réussie porte gravement atteinte à la réputation du réseau et à la confiance des utilisateurs.

3. Effondrement de la valeur : À la suite d’une attaque, le cours de la cryptomonnaie concernée chute généralement fortement.

4. Risques de sécurité à long terme : Les réseaux reconnus vulnérables voient leurs utilisateurs et mineurs se retirer, ce qui affaiblit davantage la sécurité globale.

Les défis à relever pour se prémunir contre les attaques des 51 % sont les suivants :

1. Limites techniques : Le mécanisme preuve de travail (PoW) ne permet pas d’éviter totalement la concentration de puissance de calcul.

2. Fragilité économique : Les réseaux plus petits peinent à attirer suffisamment de mineurs pour répartir équitablement la puissance de hachage.

3. Attaques entre chaînes : Certaines cryptomonnaies partagent les mêmes algorithmes de minage, ce qui facilite le détournement de puissance depuis des réseaux plus importants vers des réseaux plus vulnérables.

4. Difficultés de détection : Ces attaques sont difficiles à anticiper et ne sont généralement confirmées qu’à l’issue d’une réorganisation massive de la blockchain.

Parmi les stratégies de défense actuelles figurent l’augmentation du nombre de confirmations nécessaires pour les transactions, la mise en place de systèmes de détection, la migration vers des mécanismes de consensus alternatifs tels que la preuve d’enjeu (PoS) (Proof of Stake), et l’adoption de solutions innovantes comme le minage fusionné pour renforcer la sécurité du réseau.

L’attaque des 51 % constitue un défi majeur pour la sécurité de la technologie blockchain, révélant les risques inhérents à la concentration de puissance dans les systèmes décentralisés. À mesure que la technologie blockchain se développe, avec l’évolution des mécanismes de consensus et le renforcement des mesures de sécurité, les réseaux devraient progressivement renforcer leur capacité de résistance à ce type d’attaque. Toutefois, cette menace demeure une préoccupation centrale pour les concepteurs et les acteurs de la blockchain.