什么是比特币 51% 攻击？ 你如何在比特币中获得 6 个确认？

1. 51%攻击

51%攻击是指拥有全网一半以上算力的人可以对抗全网其他算力，改变区块链记录。 最根本的原因是比特币区块链采用最长链原则，即当前最长的链被认为是主链，是正确的链。 51%到底能做什么？

1、假设51%的算力仍然遵循比特币的规则

这时候还是需要签名才能进行转账交易等。 那么51%攻击中，你不能修改别人账户下的金额比特币算力分布，你也不能从别人账户里转账到自己账户里。 只能对自己的账户进行操作，比如双收。 （双花可以通过两种方式完成：要么在交易确认之前，要么攻击者通过区块链分叉完成），防止其他交易被确认。

2.假设51%的算力不遵循比特币的规则

此时51%的算力可以修改区块链规则。 比如放弃非对称加密的签名机制比特币算力分布，转账可以不用签名，51%的算力可以把其他账户下的金额转到自己名下。 因为他拥有一半以上的算力，所有的规则都可以在没有其他算力参与的情况下进行修改（因为从长远来看，他总能胜过其他算力）。

2. 6个确认号码

为什么掌握51%的算力就能摧毁比特币网络？ 直觉上，确实是这样。 将攻击节点的算力和诚实节点的算力看成两个人，挖矿行为就像一场赛跑。 当然，最快的人会赢得比赛。 事实上，中本聪在论文中做了数学分析。 此外，建议等待 6 次确认后，资金才被认为可以安全地进行比特币转账，这在他的论文中也有解释。

首先，所有的推导都有一个前提，即随着时间的推移，区块的生成速度大致恒定，即每间隔T0（10分钟）只生成一个区块。

假设当前网络算力为H，诚实节点算力为pH，攻击节点算力为qH，p + q = 1。因为算力本身是指在每个固定时间内可以计算Hash的次数interval，在比特币中，每10分钟出一个块，我们可以把10分钟作为一个最小的时间间隔，那么诚实节点算力和攻击节点算力就是：每10分钟发起一次算力竞赛。 在这10分钟内，诚实节点可以计算k * p次，而攻击节点可以计算k * q次（k只是一个系数，不重要，重要的是比例），可以看出前提：平均来说，诚实节点和攻击节点都没有挖出区块（如果某10分钟存在这种情况，那么接下来的10分钟会降低挖矿难度），也没有诚实节点和攻击节点都挖出区块挖出区块（如果某10分钟出现这种情况，那么接下来的10分钟挖矿难度会增加）。 所以可以认为：诚实节点有概率p挖出一个块（此时攻击节点还没有挖出块），攻击节点有概率q挖出一个块（此时这一次，诚实节点还没有挖到区块）！ 即使诚实节点和攻击节点分别在两条分叉链上独立挖矿，整个区块链网络也符合这个速度的特点，这是理解下面公式的关键。

关于一笔交易收到多少次确认后资金才安全的问题，在中本聪的论文中，这个问题分为两步（假设是n次确认后）：

1）n表示交易完成后，诚实节点已经挖出n个区块，即诚实节点已经确认了n次交易，因为攻击节点的目的是破坏交易，不会浪费自己的任何一个自己的计算能力对此交易进行任何确认。 此时，攻击节点挖出了多少区块？ （可以理解为交易完成后，攻击节点秘密分叉区块链，并没有将分叉后的工作放到区块上，而是一直在自己的链上独立挖矿，等到时机成熟的时候，我会公开我的工作）

2）假设此时攻击节点挖出了m个区块，攻击节点与诚实节点之间的差距为z=n-m，攻击节点弥补这个差距的可能性有多大，赶上诚实节点？

我们先来看第一个问题。 从固定的时间间隔来看，中本聪认为在诚实节点T0挖到一个区块的概率是p，所以平均来说，T0/p的时间间隔肯定能挖出一个块，那么诚实节点挖出 n 个区块，总共消耗 To * n / p 的时间间隔。 攻击节点T0挖出一个块的概率为q，则在T0*n/p的时间间隔内，平均下来肯定能挖出q*n/p个块，T0*n的每个时间间隔/p ，挖出的方块数量差不多。 以T0 * n / p为单位时间间隔，那么要解决的问题就是：单位时间内随机事件发生次数的概率分布。 泊松分布是描述这种概率的工具。 另请参阅：维基百科 - 泊松分布。 λ表示单位时间间隔内出现的次数，即q * n / p。

Analysis of hashrate based double-spending paper认为不应该从固定时间间隔的角度来估计，中本聪的计算只是一个简化的模型。 论文认为，从区块数出发相当于：攻击节点在经历了至少n次失败（诚实节点已经挖出n个区块）后能够挖出的区块数，负二项分布为工具来描述这个问题。 另请参阅：维基百科 - 负二项分布。 这个概率公式很简单，不做解释，请参考论文。 论文最终得到的概率值与中本聪模型的概率值大致相同，仅略有差异。

接下来看第二个问题。 这里再说一下推导的前提，即随着时间的推移，区块以大致恒定的速度产生，即每间隔T0（10分钟）只产生一个区块。 弄清楚这个前提后，我们可以发现，诚实节点和攻击节点是互斥的，每 10 分钟只有其中一个能发现一个区块，即使它们可能在两个分叉上。 那么这个问题，正如中本聪在论文中所说，可以等同于赌徒破产问题，参见：维基百科-赌徒破产问题或赌徒破产问题。里面的递归公式

Pa= pPa+1+q Pa-1,a=1,2,…,N-1

也就是说，假设一开始有a个金币，如果你得到一个金币的概率为p，相当于一开始有a+1个金币，如果你失去一个金币的概率为q ，相当于最初只有a-1金币。 应用到比特币上，可以从诚实节点的角度来理解，最初诚实节点有z个金币，怎么赌输掉所有z个金币或者财富不断增加。 详情请参考中本聪的论文。

下面列出了基于算力的双花分析，在不同的攻击节点q概率和等待确认数n下，攻击节点追上的概率（因为论文提出的模型和中本聪提出的模型)结果相差不大，提供的数据也比较完整，所以用这个表）

你是怎么得到这6个确认码的？ 假设攻击节点的算力在10%左右，攻击成功的概率小于0.1%。 从上表可以看出是6。