51% Attack là gì? Cách hoạt động và phòng tránh tấn công 51%

51% Attack là mối đe dọa nghiêm trọng đối với hệ thống blockchain, nền tảng vận hành của tiền mã hóa như Bitcoin. Dù công nghệ này nổi tiếng với tính phân tán và bảo mật cao, nhưng khi một thực thể kiểm soát quá nửa sức mạnh mạng lưới, mọi thứ có thể bị thao túng. Vậy tấn công 51% là gì? Nó hoạt động ra sao và gây ra hậu quả gì cho nhà đầu tư? Cùng sanforex khám phá chi tiết và cách phòng tránh qua các ví dụ thực tế trong bài viết dưới đây.

Tấn công 51% trong Blockchain là gì?

Tấn công 51% là một rủi ro nghiêm trọng trong mạng lưới blockchain. Tình huống này xảy ra khi một cá nhân hoặc tổ chức nắm quyền kiểm soát hơn một nửa tổng sức mạnh xử lý của mạng trong các hệ sử dụng cơ chế đồng thuận Proof-of-Work hoặc kiểm soát phần lớn lượng token stake trong mạng hoạt động theo mô hình Proof-of-Stake.

Khi quyền lực trong tay vượt quá 50%, kẻ tấn công có khả năng làm gián đoạn hoạt động bình thường của hệ thống. Họ có thể can thiệp vào tiến trình xử lý giao dịch, làm chậm hoặc thậm chí đảo ngược các giao dịch đã được xác nhận. Điều này không chỉ khiến mạng lưới mất đi tính minh bạch mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự tin tưởng của cộng đồng vào hệ thống 

Tấn công 51% còn được gọi là cuộc tấn công chiếm quyền kiểm soát đa số trong thị trường crypto

Mục đích của kẻ tấn công khi thực hiện 51% Attack là gì?

Vậy động cơ thực sự phía sau hành động 51% attack là gì? Hãy cùng sanforex tiếp tục phân tích mục đích của kẻ tấn công để hiểu rõ mức độ rủi ro mà mạng lưới có thể đối mặt.

• Gây gián đoạn hoạt động giao dịch của người khác: Bằng cách kiểm soát phần lớn mạng lưới, kẻ tấn công có thể chặn hoặc làm chậm quá trình xác nhận giao dịch của các người dùng khác. Điều này khiến hệ thống bị tắc nghẽn, không thể xử lý kịp thời các giao dịch hợp lệ, tương tự như một dạng Denial-of-Service ngay trong nội bộ blockchain.
• Độc chiếm quyền khai thác block mới: Một khi nắm giữ sức mạnh tính toán vượt trội, kẻ tấn công có thể chiếm quyền ưu tiên trong việc tạo các block mới, đồng nghĩa với việc họ gạt các thợ đào hoặc validator khác ra khỏi cuộc chơi. Việc này không chỉ ảnh hưởng đến phần thưởng của những người tham gia hợp pháp, mà còn làm suy giảm tính phân quyền.
• Thực hiện hành vi chi tiêu kép (Double Spending): Kẻ tấn công có thể tạo một giao dịch giả, rồi nhanh chóng đảo ngược giao dịch này để lấy lại tài sản số. Kết quả là họ vừa giữ được hàng hóa vừa thu hồi lại số coin hoặc token đã chi, gây tổn thất trực tiếp cho bên còn lại.

Double Spend hay chi têu kép chính là mục tiêu phổ biến nhất trong các cuộc tấn công 51%

Nguyên nhân nào dẫn đến cuộc tấn công 51%?

Sau khi hiểu bản chất của tấn công 51% là gì, điều quan trọng tiếp theo là nắm rõ những yếu tố tạo điều kiện cho hình thức tấn công này xảy ra. Về cơ bản, đây là hậu quả của sự kết hợp giữa lỗ hổng kỹ thuật và động cơ tài chính. Cụ thể, các nguyên nhân thường thấy gồm:

Yếu tố kỹ thuật

• Thuật toán đồng thuận dễ bị thao túng: Những blockchain vận hành theo cơ chế Proof-of-Work yêu cầu các node trong mạng phải giải quyết các bài toán tính toán để xác thực giao dịch. Khi có thực thể kiểm soát hơn 50% hashrate, họ hoàn toàn có thể chi phối quá trình xác thực và tạo khối mới. Điều này đặc biệt nguy hiểm với các mạng lưới quy mô nhỏ hoặc ít thợ đào tham gia, bởi chi phí kiểm soát thấp hơn nhiều.
• Cơ chế bảo mật chưa đủ mạnh: Nhiều dự án blockchain, đặc biệt là các nền tảng mới ra mắt, chưa đầu tư đúng mức cho hạ tầng bảo mật. Việc thiếu biện pháp phòng thủ hiệu quả khiến các nhóm đào lớn dễ dàng liên minh, thực hiện hành vi chiếm quyền kiểm soát mạng lưới.

Một ví dụ điển hình là Ethereum Classic đã từng nhiều lần trở thành nạn nhân của dạng tấn công này

Yếu tố kinh tế

• Động cơ kiếm lợi: Đằng sau phần lớn các cuộc tấn công 51% là mục tiêu tối đa hóa lợi nhuận. Kẻ tấn công có thể lợi dụng quyền kiểm soát để thao túng thị trường, chẳng hạn đẩy giá token sụt giảm bằng cách gây hoang mang, rồi mua vào giá rẻ hoặc bán tháo trước khi sự cố bị phát hiện.
• Chiêu trò cạnh tranh ngầm: Trong thị trường crypto luôn biến động và cạnh tranh khốc liệt, không loại trừ khả năng một dự án đối thủ đứng sau các đợt tấn công, nhằm làm mất uy tín hoặc làm gián đoạn quá trình phát triển của blockchain mục tiêu, từ đó nâng cao vị thế của mình.
• Phá hoại có chủ đích: Một số nhóm hacker không vì tiền, mà mang động cơ chính trị hoặc muốn phá vỡ niềm tin vào mô hình tài chính phi tập trung. Họ tấn công đơn giản để gieo rắc sự hỗn loạn, làm suy yếu lòng tin của cộng đồng vào tính minh bạch và an toàn của hệ thống blockchain.

Cơ chế vận hành của 51% Attack trên Blockchain

Để hiểu mức độ nguy hiểm của 51% Attack là gì, trước tiên cần nắm được cách thức nó vận hành trên mạng lưới blockchain. Vậy khi một thực thể nắm quyền kiểm soát hơn một nửa sức mạnh tính toán, họ có thể thao túng hệ thống như thế nào? Cùng tìm hiểu cơ chế hoạt động của cuộc tấn công này.

Cách thức hoạt động của tấn công 51% phụ thuộc vào cơ chế của từng mạng lưới blockchain

Trong hệ thống sử dụng cơ chế Proof-of-Work (PoW)

Ở các blockchain vận hành theo nguyên tắc đào coin bằng sức mạnh tính toán, kẻ tấn công sẽ tìm cách sở hữu hoặc thuê đủ công suất máy đào để chiếm hơn 50% tổng hashrate toàn mạng. Khi đã kiểm soát được phần lớn sức mạnh này, họ bắt đầu khai thác một chuỗi khối riêng biệt còn gọi là private chain tồn tại song song với chuỗi chính.

Chuỗi riêng này không được công bố ngay mà âm thầm phát triển, cho đến khi đạt độ dài đủ lớn để vượt qua chuỗi chính về mặt tổng công suất tính toán tích lũy. Khi thời điểm thích hợp đến, chuỗi riêng được đưa công khai lên mạng. Theo nguyên tắc chuỗi dài nhất và mạnh nhất sẽ được ưu tiên, toàn bộ mạng lưới sẽ công nhận chuỗi của kẻ tấn công là hợp lệ, thay thế hoàn toàn chuỗi ban đầu, tạo điều kiện cho các hành vi như đảo ngược giao dịch hoặc chi tiêu gấp đôi diễn ra.

Trong hệ thống Proof-of-Stake (PoS)

Với những mạng blockchain vận hành theo cơ chế staking, cuộc tấn công không dựa vào máy đào mà dựa vào quyền sở hữu token. Nếu một người hoặc tổ chức kiểm soát trên 50% tổng lượng token đang được stake trong mạng, họ gần như có toàn quyền trong việc xác thực giao dịch và phê duyệt block mới.

Khi quyền xác thực nằm trong tay số ít, kẻ tấn công có thể thao túng lịch sử giao dịch, từ chối xác nhận giao dịch của người khác, hoặc ưu tiên các giao dịch có lợi cho bản thân. Điều này làm suy yếu tính công bằng và minh bạch của hệ thống, đồng thời mở đường cho các hành vi gian lận mang tính hệ thống.

Hệ lụy khi mạng Blockchain bị tấn công 51%

Khi một mạng blockchain rơi vào tay kẻ kiểm soát hơn 50% quyền xác thực hoặc sức mạnh tính toán, hậu quả không chỉ dừng lại ở mặt kỹ thuật mà còn ảnh hưởng sâu rộng đến tài chính, tâm lý thị trường và niềm tin của cộng đồng người dùng.

• Niềm tin sụp đổ khiến giá trị sụt giảm: Blockchain vốn được xây dựng dựa trên niềm tin về sự minh bạch và bất biến. Khi nguyên tắc đó bị phá vỡ bởi một cuộc tấn công, thị trường có xu hướng phản ứng tiêu cực. Giá trị của đồng tiền liên quan có thể giảm mạnh do nhà đầu tư lo ngại rủi ro bảo mật và tháo chạy khỏi hệ sinh thái đó.
• Thiệt hại tài chính trực tiếp: Các hành vi gian lận như chi tiêu gấp đôi không chỉ gây mất mát cho người dùng cá nhân mà còn khiến các sàn giao dịch chịu tổn thất lớn. Một ví dụ điển hình là vụ tấn công vào Bitcoin Gold năm 2018, khi kẻ tấn công đã chiếm đoạt khoảng 18 triệu USD bằng cách lợi dụng lỗ hổng xác nhận giao dịch.
• Mạng bị gián đoạn, giao dịch tê liệt: Khi kẻ tấn công kiểm soát mạng, họ có thể cản trở hoặc trì hoãn việc xác nhận các giao dịch hợp lệ. Điều này gây ra tắc nghẽn trong hệ thống, ảnh hưởng trực tiếp đến các hoạt động thanh toán, chuyển tiền hoặc kinh doanh sử dụng blockchain làm nền tảng.

Các Blockchain từng bị tấn công 51%

Dưới đây là một số blockchain từng trở thành nạn nhân của các cuộc tấn công 51%, cho thấy ngay cả những hệ thống có vẻ an toàn vẫn có thể bị khai thác khi thiếu sự phân tán đủ mạnh hoặc bảo mật chủ động. Việc nhìn lại các ví dụ này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về mức độ rủi ro và tầm quan trọng của cơ chế phòng vệ trong mỗi mạng lưới.

Bitcoin Gold (2018): Bài học đắt giá từ sự chủ quan

Vào năm 2018, Bitcoin Gold là một phiên bản hard fork từ Bitcoin nhằm kháng ASIC đã trở thành mục tiêu của một cuộc tấn công 51% nghiêm trọng. Kẻ tấn công nắm quyền kiểm soát phần lớn hashrate mạng và âm thầm xây dựng một chuỗi riêng nhằm thực hiện hành vi double spending. Sau khi gửi coin đến các sàn và rút tài sản ra ngoài, họ phát hành chuỗi riêng để thay thế chuỗi gốc, qua đó đảo ngược các giao dịch đã xác nhận.

Hệ quả là hơn 18 triệu USD bị chiếm đoạt, phần lớn là thiệt hại cho các sàn giao dịch. Sự việc không chỉ khiến giá BTG giảm mạnh mà còn khiến cộng đồng đặt dấu hỏi lớn về khả năng bảo vệ mạng lưới của các blockchain nhỏ.

Bitcoin Gold là ví dụ điển hình cho thấy việc hashrate thấp và thiếu phân tán có thể khiến mạng dễ bị thao túng

Ethereum Classic (2020): Khi lịch sử lập lại nhiều lần

Ethereum Classic từng nhiều lần là nạn nhân của tấn công 51%, nhưng cuộc tấn công diễn ra vào tháng 8 năm 2020 là đặc biệt nghiêm trọng. Trong vụ việc này, kẻ tấn công đã chiếm được quyền xác thực phần lớn giao dịch bằng cách thuê sức mạnh tính toán từ các dịch vụ đám mây. Họ khai thác một chuỗi riêng biệt để thực hiện double spending, gây thiệt hại lên tới 5,6 triệu USD cho các sàn giao dịch và người dùng.

Điều đáng lo ngại là đây không phải lần đầu ETC bị tấn công khi chỉ trong cùng năm 2020, mạng này bị tấn công ít nhất ba lần. Điều này làm dấy lên lo ngại rằng một mạng PoW với hashrate thấp và cộng đồng phát triển không đủ mạnh sẽ rất dễ trở thành điểm yếu cho các cuộc tấn công chiếm đoạt tài sản. Sau sự cố, Ethereum Classic Foundation đã phải cải thiện cơ chế bảo mật và kêu gọi cộng đồng giám sát mạng lưới tích cực hơn.

Vertcoin (2018): Khi quy mô nhỏ trở thành rủi ro lớn

Vertcoin là một dự án tập trung vào tính phi tập trung và kháng ASIC đã bị tấn công 51% vào cuối năm 2018, dẫn đến thiệt hại khoảng 100.000 USD. Kẻ tấn công đã kiểm soát phần lớn hashrate của mạng để tiến hành double spending, bằng cách gửi coin tới các sàn giao dịch và sau đó đảo ngược giao dịch để rút cả coin và tiền mặt.

Cuộc tấn công cho thấy rằng các blockchain nhỏ, dù có ý tưởng kỹ thuật tốt vẫn có thể dễ dàng bị tấn công nếu không đảm bảo được sự phân tán về khai thác. Vertcoin sau đó đã phải thay đổi thuật toán khai thác nhằm làm gián đoạn những nỗ lực tương tự trong tương lai.

Sự cố này là lời nhắc nhở rằng bảo mật không chỉ nằm ở ý tưởng mà còn phụ thuộc vào sức mạnh thực tế của mạng

Vì sao những mạng Blockchain lớn khó bị 51% Attack?

Dù rủi ro tấn công 51% luôn tồn tại trong lý thuyết, nhưng với các blockchain có quy mô lớn, việc thực hiện một cuộc tấn công như vậy gần như bất khả thi vì nhiều lý do quan trọng:

• Chi phí cực cao: Để chiếm được hơn 50% sức mạnh tính toán của mạng Bitcoin, kẻ tấn công cần đầu tư hàng tỷ USD vào thiết bị khai thác chuyên dụng, cơ sở hạ tầng và tiêu thụ điện năng khổng lồ. Chi phí này vượt xa phần thưởng mà cuộc tấn công có thể mang lại, khiến nó trở nên phi thực tế.
• Cấu trúc phi tập trung mạnh mẽ: Các mạng lớn sở hữu hàng chục nghìn node và thợ đào độc lập phân bố khắp thế giới. Điều này khiến việc tập trung quyền kiểm soát vào tay một nhóm duy nhất trở nên cực kỳ khó khăn, thậm chí không thể trong thực tế.
• Khả năng phục hồi từ cộng đồng: Ngay cả trong trường hợp bị tấn công, các blockchain lớn thường có cộng đồng phát triển chủ động và năng động. Họ có thể nhanh chóng phát hiện sự bất thường và đưa ra biện pháp khôi phục như hoàn nguyên chuỗi bị thao túng, nhằm bảo vệ người dùng và ổn định mạng lưới.

Những giới hạn khi thực hiện tấn công 51%

Ngay cả khi chiếm được hơn 50% sức mạnh tính toán trong một mạng blockchain, kẻ tấn công vẫn không thể toàn quyền thao túng mọi hoạt động như nhiều người lầm tưởng. Công nghệ blockchain vốn được thiết kế với những rào cản kỹ thuật nhất định nhằm hạn chế các hành vi sai lệch, kể cả trong trường hợp có sự kiểm soát tạm thời mạng lưới. Cụ thể, những giới hạn lớn nhất của một cuộc tấn công 51% bao gồm:

• Không thể thao túng phần thưởng khối: Dù kiểm soát việc xác thực block, kẻ tấn công không có quyền can thiệp vào cách hệ thống phân phối phần thưởng. Cơ chế này được quy định cố định trong giao thức và hoạt động tự động theo quy tắc chung mà không thể tùy ý thay đổi.
• Không thể tạo tiền từ không khí: Hacker không thể phát sinh giao dịch từ số dư không có thật. Điều này đồng nghĩa với việc họ không thể giả mạo tài sản hay tự ý chuyển coin từ ví của người khác nếu không sở hữu private key.
• Phạm vi tác động bị giới hạn: Ngay cả khi kẻ tấn công cố gắng đảo ngược một số giao dịch đã được xác nhận, ảnh hưởng chỉ xảy ra ở phạm vi hẹp thường là các giao dịch liên quan trực tiếp đến họ hoặc mục tiêu tấn công cụ thể. Họ không thể xoá bỏ toàn bộ lịch sử giao dịch hay reset toàn bộ blockchain.
• Không thể thay đổi tổng cung: Một trong những nền tảng bất biến của blockchain là giới hạn nguồn cung token/coin đã được thiết lập từ ban đầu. Tấn công 51% không cho phép phát hành thêm coin ngoài phạm vi quy định, cũng không thể sửa đổi thuật toán để làm điều đó.

Các biện pháp giảm thiểu rủi ro tấn công 51%

Để giảm thiểu rủi ro từ các cuộc tấn công 51%, các mạng blockchain cần triển khai nhiều giải pháp kỹ thuật và chiến lược quản lý phù hợp. Dưới đây là những biện pháp phổ biến giúp củng cố khả năng phòng vệ và giữ vững tính phi tập trung của hệ thống:

• Chuyển từ PoW sang PoS: Ethereum đã thực hiện điều này bằng cách chuyển từ cơ chế đào sang đặt cọc. Nhờ đó, việc kiểm soát phần lớn sức mạnh mạng trở nên khó khăn hơn và giảm đáng kể khả năng xảy ra tấn công 51%.
• Đẩy mạnh tính phi tập trung: Càng nhiều node tham gia xác thực giao dịch, mạng lưới càng khó bị chi phối bởi một nhóm nhỏ. Việc khuyến khích cộng đồng vận hành nhiều node hơn không chỉ nâng cao tính minh bạch mà còn phân tán quyền kiểm soát, hạn chế tối đa khả năng độc quyền trong xác nhận khối.
• Theo dõi chặt chẽ sức mạnh tính toán: Việc liên tục giám sát hashrate của mạng cho phép phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường, chẳng hạn như một nhóm nào đó đột ngột kiểm soát phần lớn sức mạnh tính toán. Đây là tín hiệu cảnh báo cần thiết để có biện pháp xử lý kịp thời, trước khi xảy ra hành vi gian lận.
• Cơ chế xử phạt trong PoS: Đối với các mạng sử dụng cơ chế đặt cọc, một trong những biện pháp răn đe hiệu quả là slashing, tức là tịch thu một phần hoặc toàn bộ lượng token mà kẻ gian đã stake vào hệ thống. Điều này khiến việc gian lận trở nên rủi ro và kém hấp dẫn hơn nhiều về mặt lợi ích.

Một trong những hướng đi quan trọng giúp mạng lưới blockchain trở nên an toàn hơn là thay đổi cơ chế đồng thuận

Vì sao 51% Attack vẫn có khả năng tái diễn?

Mặc dù nhiều blockchain hiện nay đã áp dụng các lớp bảo vệ và cải tiến thuật toán để giảm thiểu rủi ro, nhưng tấn công 51% vẫn chưa thể bị loại bỏ hoàn toàn. Nguyên nhân nằm ở các lỗ hổng tiềm ẩn trong cấu trúc hệ thống hoặc mã nguồn. Những điểm yếu này có thể bị khai thác khi cơ chế kiểm soát không đủ chặt. Trong những trường hợp như vậy, kẻ tấn công có thể tạo ra một nhánh chuỗi khối với tốc độ xác thực vượt trội so với chuỗi chính, từ đó thao túng hướng đi của giao dịch và đẩy mạng lưới vào trạng thái mất ổn định. Đây chính là nền tảng để thực hiện chi tiêu kép hoặc làm gián đoạn việc xác nhận block mới.

Đối với các blockchain lớn và có mức độ phân tán cao như Bitcoin, sức đề kháng trước kiểu tấn công này được đánh giá là khá ổn định do lượng node và miner phân bổ đều trên toàn cầu, khiến chi phí kiểm soát mạng là cực kỳ lớn. Tuy vậy, nếu không có chiến lược phòng vệ chủ động, nguy cơ vẫn luôn tiềm ẩn, đặc biệt với những mạng lưới nhỏ, ít validator hoặc thiếu sức mạnh tính toán phân tán. Những blockchain này dễ trở thành mục tiêu vì kẻ tấn công chỉ cần bỏ ra nguồn lực vừa phải là đã đủ khả năng chi phối toàn hệ thống.

51% Attack vẫn có thể quay trở, đặc biệt trong các hệ sinh thái non trẻ hoặc không được đầu tư đúng mức

Phân biệt giữa tấn công 51% và 34% – Khác biệt nằm ở cơ chế kiểm soát

Cả 2 hình thức tấn công 51% và 34% đều nhắm đến việc chi phối hoạt động của một mạng blockchain, nhưng điểm khác biệt cốt lõi nằm ở cơ chế đồng thuận mà chúng nhắm vào và mức độ kiểm soát mà kẻ tấn công đạt được. Cụ thể:

• Tấn công 34% chủ yếu xảy ra trên những mạng sử dụng thuật toán đồng thuận không truyền thống. Thay vì cần chiếm đa số tuyệt đối, chỉ cần kiểm soát khoảng 34% tổng khối lượng xác thực, kẻ tấn công đã có thể gây ảnh hưởng đáng kể đến hệ thống. Điều này cho phép họ định hướng sổ cái theo ý muốn, chẳng hạn ưu tiên xác thực các giao dịch của chính mình hoặc cố tình từ chối giao dịch của người khác. Đây là kiểu tấn công tinh vi hơn, vì không cần chiếm lĩnh toàn bộ mạng lưới mà vẫn đủ sức gây mất ổn định.
• Tấn công 51% thường gắn liền với các blockchain sử dụng cơ chế Proof-of-Work. Khi một thực thể nắm giữ hơn 50% tổng sức mạnh tính toán, họ có thể dễ dàng thao túng toàn bộ hoạt động của mạng. Quyền kiểm soát tuyệt đối này khiến mạng blockchain gần như không còn hoạt động minh bạch, từ đó phá vỡ niềm tin của nhà đầu tư và cộng đồng.

Tóm lại, nếu như tấn công 34% là một kiểu can thiệp có giới hạn nhưng vẫn nguy hiểm trong những mạng có cấu trúc đặc biệt, thì tấn công 51% là hành động chiếm quyền toàn phần làm tê liệt cả hệ thống. Cả 2 đều là mối đe doạ nghiêm trọng đối với tính bảo mật và phi tập trung của blockchain.

Kết luận

51% Attack là một mối nguy tiềm tàng đối với các mạng blockchain có quy mô nhỏ, nơi chi phí kiểm soát hashrate không quá lớn. Tuy nhiên, với các nền tảng lớn, chi phí để thực hiện một cuộc tấn công như vậy cao đến mức gần như không khả thi. Vì vậy, việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật như thay đổi cơ chế đồng thuận, nâng cao mức độ phi tập trung, giám sát hashrate và sử dụng cơ chế xử phạt thích hợp sẽ góp phần xây dựng một hệ sinh thái blockchain an toàn và bền vững hơn trong tương lai.

Trang Thái Hùng

Tôi là Trang Thái Hùng – tác giả của những bài viết trên ForexDictionary, với kinh nghiệm hơn 5 năm trong lĩnh vực đầu tư tài chính tôi muốn chia sẻ đến bạn đọc các kiến thức mà tôi đã tích luỹ được, vững kiến thức chọn được nơi đầu tư an toàn lợi nhuận khủng không còn là chuyện quá khó.