51%攻擊是指一個攻擊者或組織控制了區塊鏈網路上超過一半（通常指51%）的計算能力（算力或雜湊率）後，對該網路進行的攻擊行為，在工作量證明（PoW）機制的區塊鏈（例如比特幣、以太坊經典等）中最常見。
攻擊原理
- 當攻擊者掌控51%以上算力時，就能比其他礦工更快地生成區塊，進而創建一條自己掌控的「秘密鏈」。
- 攻擊者可以選擇不公開某些區塊，一旦其秘密鏈比主鏈長，會把這條鏈廣播給全網，網路協議要求全體節點切換到最長鏈，原主鏈上的部份交易（如攻擊者已支付的幣）將被回溯撤銷，導致「雙花」問題，即相同加密貨幣被多次支付。
- 攻擊者還可拒絕某些交易的確認、阻止其他礦工出塊，甚至實現短暫的網絡壟斷。
影響與風險
- 雙重支付（Double Spending）：同一筆加密貨幣可被多次用於支付，危害交易安全。
- 交易審查或拒絕服務：攻擊者可拒絕某些交易被確認，降低網路信任度。
- 影響區塊鏈去中心化與安全性：控制算力的組織可以操控區塊鏈，損害其不可篡改特性。
發生概率
- 51%攻擊因實現成本極高，特別在算力巨大的網路如比特幣上非常罕見，但在規模較小的區塊鏈更容易發生。
不同共識機制的處理
51%攻擊的原理和影響方式在不同共識機制下各有不同。
與PoW的關係
- 小型的PoW區塊鏈容易發生51%攻擊，是因為只要攻擊者掌握網路總計算能力的一半以上，就能重組區塊鏈、進行雙重支付或阻止交易。這是PoW機制下區塊鏈面臨的主要安全風險之一。
- 在大型PoW網路，51%攻擊極難實現，因為獲取過半算力需巨大成本；小型PoW網路則較容易被攻擊。
與PoS的關係
- PoS區塊鏈（如以太坊2.0）則改用持幣比例而非算力作為共識依據，攻擊者需持有超過51%全網加密貨幣，才有機會發動攻擊。
- 在PoS機制下，若攻擊失敗，惡意持幣者持有的代幣可能被系統銷毀（懲罰），攻擊成本高且不可逆，因此51%攻擊的風險較小且不易持續。
總結差異
- 對小型的區塊鏈發動51%攻擊成本較低。
- PoW的51%攻擊涉及算力控制，大型公鏈難以實現，成本極高。
- PoS的51%攻擊需掌控過半質押資產，且存在懲罰機制，攻擊經濟誘因低。
- 兩者機制均致力保護區塊鏈安全，但51%攻擊始終是區塊鏈不可忽視的核心威脅。
歷史資安事件
歷史上最嚴重的51%攻擊事件之一是2018年發生在比特幣黃金（Bitcoin Gold, BTG）和以太坊經典（Ethereum Classic, ETC）上的攻擊。兩個都是PoW機制
比特幣黃金（BTG）2018年攻擊
- 2018年5月，比特幣黃金遭遇51%攻擊，攻擊者運用租借來的算力控制了網路超過一半的運算能力。
- 攻擊者透過「雙重支付」手法，在交易所成功撤回他們原本已支付的幣，總計盜走約12,239個BTG，當時市值約1,800萬美元。
- 攻擊影響嚴重，導致BTG市值大幅下跌，部分交易所甚至暫停相關幣種的出入金服務，嚴重影響了市場信心。
以太坊經典（ETC）2020年攻擊
- ETC是被51%攻擊次數最多的主流區塊鏈之一。
- 2020年8月，ETC再度遭遇大規模51%攻擊，攻擊者利用租用雲端算力，發動多次區塊重組，成功實現雙重支付，造成約219,500 ETC被盜，按當時市值約560萬美元。
- 多家交易所因此遭受損失，迫使部分提高入金及提現的區塊確認數，增加用戶資金安全防線。
這些事件不僅造成巨額資金損失，也引發了區塊鏈安全機制和市場信任的廣泛討論，並推動交易所與項目方加強風控措施防止類似攻擊重演。