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ブロックチェーンは、金融界で最もエキサイティングな新しいイノベーションの1つです。しかし、この新しい技術には潜在的な危険が伴います。大きな問題を避けたい場合は、Sybil攻撃などの問題に注意する必要があります。Sybil攻撃とは？ このガイドは、ブロックチェーンネットワークがどのようにSybil耐性を高めているかを理解するのに役立ちます。
Sybil攻撃は、ピアツーピア（P2P）ネットワークを標的とする悪意のある攻撃の一種です。これには、ネットワークの動作に不当な影響を与えるために、複数のIDを同時に運用する単一のエンティティが含まれます。
この種の攻撃は、ブロックチェーンネットワークのかなり前から存在していました。ほぼあらゆる種類のP2Pネットワークで使用できるため、多くのアプリケーションにとって脅威となる可能性があります。このコンピュータネットワークサービス攻撃は、“偽スプーフィング”や“ソック人形”など、他の多くの名前によって行われてきました。
「」という言葉は、2002年にBrian Zillによって最初に考案されました。この攻撃は、解離性アイデンティティ障害で知られる心理学的な患者であるSybil Dorsett（旧Shirley Ardell Mason）にちなんで命名されました。Dorsettの事例を思い起こさせると、Sybil攻撃には複数のアイデンティティが絡み、ネットワーク内の1つのノードによって制御されます。アイデンティティは完全に異なるノードのように見えますが、現実には、それらはすべて同じローカルエンティティに対応しています。
この種の攻撃は、当初、P2Pシステムを過度に制御するために使用されました。しかし、ブロックチェーンの出現に伴い、Sybil攻撃ははるかに普及しました。
現代では、大規模なSybil攻撃は、bitTorrentのメインラインDHTなどのシステムを乗っ取る最も効率的な方法の1つです。Sybil攻撃は、ネットワーク内の結果を操作したり、ネットワークの機能を完全に妨害したりするために利用されます。
Sybil攻撃とは何かをよりよく理解するために、これらの攻撃のしくみを詳しく調べることをお勧めします。通常、シビル攻撃は2つの主なカテゴリーに分類されます。
直接攻撃は最も簡単です。ネットワーク内の他のノードをスプーフする1つ以上のノードから始まります。Sybilノードと呼ばれるこれらのノードは、ネットワーク内の本物のノードのアイデンティティを模倣しています。
直接攻撃では、他の実際のノードがSybilノードと直接通信します。本物のノードは、Sybilノードが偽物であることに気づいていないため、直接通信し、Sybilノードからの影響を受け入れます。
間接攻撃には、通常のノードとSybilノードの両方が含まれます。しかし、通常のノードと偽のノードは相互に直接相互作用するのではなく、Sybilノードがネットワークの中央ノードに悪影響を及ぼします。このノードは悪質なノードとなり、Sybilノードに代わって他のノードと通信します。間接的な攻撃により、Sybilノードは簡単に識別できなくてもネットワークに影響を与えることができます。
なぜSybilの攻撃を心配すべきなのでしょうか？ いくつかの虚偽のアイデンティティは比較的無害に見えるかもしれませんが、発展するにつれて、ネットワークに大きな損害を与える可能性があります。シビル攻撃が問題を引き起こす一般的な例をいくつかご紹介します。
Sybil攻撃の主な懸念は、すべての正直なネットワークノードを完全に圧倒するのに十分な偽のアイデンティティを作成できることです。
Sybilノードがネットワークを制御すると、ネットワークの実行方法を完全に変更できます。Sybilノードは、ネットワーク内のブロックの送受信を拒否できます。これにより、基本的には他のユーザーがネットワークにアクセスできなくなることになります。
これらの攻撃は一時的に暗号資産価値の低下を引き起こす可能性があるため、非常に問題となる可能性があります。実際、イーサリアムの創設者は、最近のSybil攻撃によって引き起こされた問題のため、仮想通貨のアルゴリズムを完全に変更する計画だと述べています。
現代では、51%の攻撃を成立させるために、Sybil攻撃がよく使われています。このタイプのオンライン攻撃では、ネットワークの51%以上が偽ノードで構成されていることを保証します。これらのノードは、ネットワーク内のすべての正直なノードを凌ぐことができます。この種のSybil攻撃は、ネットワークにおける運用上の意思決定に投票する際に、かなりのいくつかの問題を引き起こす傾向があります。
この攻撃は、取引の確認を停止したり、新規取引を注文したり、取引を逆仕訳して二重支出を引き起こすためにも使用できます。たとえば、2021年8月、ビットコインSVは51%の攻撃を受け、悪意のあるマイナーはコインを2倍に消費しました。その結果、BSV値は4%下落しました。
ノードはネットワーク内の情報の流れを処理する責任を負うため、侵害されたノードはプライバシーリスクとなります。Sybilノードは、ネットワーク内の他のノードに関する情報を取得するために使用できます。少なくとも、Sybil攻撃は、ユーザーのIPアドレスを取得して偽のノードを増やすなど、さまざまな行為を行うことができます。
TorネットワークなどのP2Pモデルで使用する場合、このプライバシー侵害はさらに悪質になる可能性があります。攻撃者は、Sybilノードを使用してデータ転送をスパイし、ネットワークトラフィックを監視できます。2017年から2020年にかけての広範な攻撃では、900台のサーバーが利用され、数百人のTorユーザーのデータを発見しました。その結果、匿名性を保証するというTorの目的をすべて破りました。
ご覧のとおり、Sybil攻撃はあらゆる種類の問題を引き起こす可能性があります。ほぼすべてのP2Pシステムが、Sybil攻撃によって被害を受ける可能性があります。ブロックチェーンは分散型P2Pネットワークの一種であるため、Sybil攻撃が影響する可能性があります。
しかし、必ずしもすべてのブロックチェーンがSybil攻撃の危険にさらされているわけではありません。これらの攻撃を防ぐ方法はたくさんあります。そのため、特定の種類のブロックチェーンのみがSybil攻撃を心配する必要があります。
場合によっては、Sybil攻撃は壊滅的な被害をもたらす可能性があります。たとえば、仮想通貨のベルジは2021年に大規模なシビル攻撃を受けました。攻撃者は、ブロックチェーンの中で最も深い再編成を実行しました。200日分の取引が削除されました。それに応じて、Bittrexはベルジウォレットを完全に一時停止する必要がありました。
また、ブロックチェーンのプライバシーを侵害する目的で、Sybil攻撃が行われている例もあります。Moneroのような一部の暗号資産は、取引を完了するためのプライベートで安全な方法を提供することに重点を置いています。2020年、身元不明の攻撃者がSybil攻撃を利用してネットワークを混乱させ、取引をIPアドレスにリンクさせました。モネロは大半が攻撃を停止できましたが、一部のプライベートユーザー情報はまだ流出しています。
小さなブロックチェーンに対するSybil攻撃の例は数多くありますが、大きなブロックチェーンの影響を受けにくい点に留意する必要があります。たとえば、ビットコインに対する51%攻撃を成功させた攻撃者はいません。ブロックチェーンは非常に大きいため、偽のノードを数多く追加するコストは、攻撃のほとんどのメリットを上回るでしょう。さらに、ビットコインでは新しいブロックが急速に追加されるため、攻撃者はごくわずかなウィンドウしか変更できません。
ブロックチェーンの規模にかかわらず、Sybil攻撃を防ぐ方法は数多くあります。Sybil攻撃の成功は確かに威圧的ですが、実際には避けるのはかなり簡単です。企業がいくつかのセキュリティ対策を講じている限り、通常、これらの攻撃は発生前に停止できます。これらの攻撃に対処する最も一般的な方法をいくつかご紹介します。
攻撃をブロックする多くの方法は、実際には誰かがSybilノードを作成することを完全に不可能にするわけではありません。代わりに、Sybil攻撃を非効率的に利用することで機能します。攻撃のポイントは、多くの場合、金銭的利益を得るためにブロックチェーンを操作することです。新しいアイデンティティを作成するのに非常にコストがかかる場合、51%攻撃を実行するコストは潜在的な利益を上回る可能性があります。
これは、ビットコインのようなブロックチェーンがシビル攻撃の対象になることが稀な大きな理由の1つです。ブロックの作成は、実際にコインをマイニングした証拠を提出できる場合にのみ可能です。そのためには処理能力が非常に高く、偽ブロックを作成する金銭的インセンティブはあまりありません。
この種の攻撃は通常、新しいアイデンティティの洪水によって実行されるため、攻撃を減らす1つの選択肢は、異なるメンバーが異なるパワーレベルを持つレピュテーションシステムを構築することです。通常、システム内に長期間いる人は、より多くのインタラクションを実行できます。
このようなシステムは、実装が少し複雑になる可能性があります。多くの場合、個人ユーザーの手に多くの責任が委ねられます。しかし、かなり効果的かもしれません。正直なノードであることが証明されている古いメンバーは、より多くのパワーを持っているため、新しいSybilノードをオーバーライドすることが多いです。さらに、ほとんどの攻撃者は、アカウントを作成し、アクションを実行するのに十分な力を得るのを待つ代わりに、より簡単なターゲットに移動するため、攻撃を阻止します。
プライバシーが懸念される場合は、攻撃を阻止するだけでは不十分です。その代わり、予防方法は、通常、各新規IDを実際に検証することに依存します。
本人確認には、複数の手法が関与しています。一部のブロックチェーンは直接検証を使用し、中央当局が各新規IDを検証します。また、すでに承認されているIDが新しいIDを発動するインダイレクト検証を使用する人もいます。
それぞれのスタイルには独自のメリットがあります。直接認証は、多くの場合、新規利用者が電話番号、IPアドレス、クレジットカードなどの情報を提出することを求めるものです。これは簡単でかなり信頼性がありますが、IPアドレススプーフィングなどの攻撃手法の影響を受けやすくなります。
一方、間接的な検証は、アイデンティティプロキシに対して少し抵抗力がありますが、時間がかかります。これらの方法のいずれかに留意すべきことは、セキュリティのために匿名性を犠牲にすることを利用者に効果的に要求していることです。
ソーシャルトラストグラフは、ノード間の接続データを慎重に分析することで機能します。これらのツールは、ブロックチェーン内の活動を十分に考慮しているため、異常なノードを特定し、停止させることができます。
ソーシャルトラストグラフには、いくつかの異なる手法が使用されています。スパース性ベースの指標を使用しているものもあれば、トポロジー構造内のユーザー属性を分析するメカニズムもあります。その後、グラフはネットワークの一部をSybilノードで分割し、正直なノードを変更しないようにします。SybilRank、SybilLimit、SybilGuardなど、これらのアクションを実行するために使用されるツールが数多くあります。
ソーシャルトラストグラフの手法は、攻撃による影響を抑えるのに効果的です。しかし、攻撃を完全に防ぐわけではありません。その代わり、これらの手法は、特定のSybil攻撃者を迅速に特定し、阻止することを目的としています。ブロックチェーンは、実際の利用者にとって比較的匿名で手頃な価格を維持しながら、大きな問題を防ぐ効果的な方法です。
これらのツールは、より複雑なP2Pネットワークで最適に機能する点に留意してください。攻撃者が通常のノードのように振る舞うSybilノードを設計できる場合、ソーシャルトラストグラフがそれらを捉えるのは困難です。
このSybil防止技術は、1つのIDのみが各ノードを制御できることを保証することを目的としています。作成された各IDの厳格な検証に依拠しています。氏名やクレジットカード番号などの情報を提供する必要はありません。代わりに、彼らは彼らが真の人間であり、他のノードをコントロールしていないことを確認するテストに合格する必要があります。
CAPTCHAテストに合格したり、他のユーザーとチャットしたりするなど、さまざまな方法があります。一般的なオプションは、仮名パーティーであり、利用者は指定された時間とウェブサイトでオンラインにアクセスする必要があります。
本人確認は、利用者が実際のアイデンティティを共有しなくても、本人確認を行う非常に効果的な方法です。プライバシーを重視したブロックチェーンは、すべての利用者が個人によって管理されるようにする便利な方法です。
パーミッションレスのブロックチェーンネットワークでは、個人認証が特に役立ちますが、実装には時間がかかる場合があります。実際の利用者を苛立たせるほど厳しくなく、効果的な検証方法を慎重に設計するには時間がかかります。さらに、ボットの大部分が除草されるため、小規模のSybil攻撃を使用して実際の人物を捕まえることができない可能性があります。
効果的なSybil攻撃は、ネットワークに非常に多数のノードを追加することに依存します。したがって、新しいアクションのたびに非常にコストがかかることが効果的な障壁となります。これは、新規利用者に申請料を支払うだけにとどまらず、はるかに拡大する可能性があります。一部のブロックチェーンネットワークでは、利用者がリソースに投資したり、マイニング作業の証拠を提示したりする必要があります。
ブロックチェーンに経済的コストを追加すると、長所と短所の両方があります。過去の攻撃の例が示すように、ネットワークを攻撃するには価格が高すぎることは、ネットワークをSybilに抵抗させる効果的な方法です。
しかし、この戦略は少しリスクを伴う可能性があります。ある時点で、コストが非常に高くなり、正規の利用者を邪魔する可能性があります。資金がたくさんある事業体のターゲットになると、ネットワークへの攻撃が成功するまで、問題に資金を投じられる可能性があります。
最終的に、Sybil攻撃は、現代のブロックチェーン技術における主要な脅威の1つです。これらのオンライン攻撃は、暗号資産の価値を損ない、資金を盗み、利用者のプライバシーに影響を与える可能性があります。ほとんどの予防戦略は、攻撃コストを高価すぎることに単純に頼っていますが、これらの方法はセキュリティを保証するものではありません。ブロックチェーンネットワークは、Sybil攻撃の悪影響を真に回避するために、システムを慎重に設計し、追加の形態のユーザー認証セキュリティを実装する必要があります。