Was ist ein Sybil-Angriff?
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Der Begriff „Sybil-Angriff“ stammt aus dem Buch „Sybil“, das die Fallstudie einer Frau mit dissoziativer Identitätsstörung beschreibt und das Verhalten von Angreifern widerspiegelt, die mehrere gefälschte Identitäten erstellen. Eine Sybil-Angriff bezeichnet einen Angriff, bei dem böswillige Akteure in einem Blockchain-Netzwerk zahlreiche gefälschte Identitäten oder Knoten erstellen, um unrechtmäßigen Einfluss und Kontrolle zu erlangen. Mithilfe dieser zahlreichen gefälschten Identitäten können Angreifer das Netzwerk manipulieren, seine Funktionalität stören oder andere schädliche Aktivitäten ausführen.
Sybil-Angriffe existieren seit der Geburtsstunde des Internets, hauptsächlich weil reale Identitäten nicht direkt auf Online-Identitäten zugeordnet werden können. Das häufigste Beispiel für einen Sybil-Angriff im Alltag ist die Manipulation von Abstimmungen. Bei einem Wettbewerb, bei dem Stimmen über die Preise entscheiden, könnte man beispielsweise Personen beauftragen, die auf Stimmenmanipulation spezialisiert sind, um für einen zu stimmen, oder man könnte mehrere gefälschte Konten erstellen, um selbst abzustimmen. Auch wenn diese Stimmen von unterschiedlichen Geräten und IP-Adressen stammen, handelt es sich im Kern um gefälschte Identitäten, die von einer einzigen Person erstellt wurden, was dies zu einem der häufigsten Beispiele für einen Sybil-Angriff macht.
1. Die Auswirkungen von Sybil-Angriffen
Das Hauptziel eines Sybil-Angriffs besteht weniger darin, das Netzwerk direkt zu schädigen, sondern vielmehr darin, den eigenen Einfluss im Netzwerk zu vergrößern und dadurch weitere Störungen hervorzurufen. Dazu zählen das Verbreiten falscher Informationen, die Verweigerung von Diensten gegenüber legitimen Knoten oder sogar das Beeinflussen des Konsensmechanismus, um ausschließlich bestimmte Transaktionen zu validieren. Ähnlich wie im vorherigen Beispiel schadet die Manipulation von Abstimmungen nicht zwangsläufig dem Abstimmungssystem selbst, sondern dient dazu, den Einfluss (mehr Stimmen) zu nutzen, um Vorteile (Preise) zu erzielen.
1.1 Für reguläre Benutzer
Sybil-Angriffe können reguläre Benutzer daran hindern, das Netzwerk normal zu nutzen und darauf zuzugreifen. Angreifer erstellen eine ausreichende Anzahl an gefälschten Identitäten, um ehrliche Knoten bei Abstimmungen zu täuschen, was dazu führt, dass das Blockchain-Netzwerk die Übertragung oder den Empfang von Blöcken unterbindet. Dadurch wird anderen Benutzern die Teilnahme am Netzwerk verwehrt. Ein Beispiel dafür ist ein Kryptowährungsprojekt, bei dem Entscheidungen durch Knotenabstimmungen im Netzwerk getroffen werden. Angreifer könnten Tausende von Fake-Konten erstellen, um den Entscheidungsprozess zu manipulieren.
1.2 Für Systemnetzwerke
Das Ziel eines Sybil-Angriffs ist typischerweise das gesamte Netzwerk, wobei das Ziel darin besteht, das Vertrauenssystem des Netzwerkprotokolls zu manipulieren. Ein erfolgreicher Sybil-Angriff kann den Angreifern mehr als die Hälfte (d. h. ≥51%) der gesamten Rechenkapazität des Netzwerks verschaffen und ihnen somit Zugriff und Kontrolle ermöglichen. Wenn Angreifer mehr als 51% der Rechenkapazität eines Netzwerks kontrollieren, können sie Transaktionen rückgängig machen oder deren Reihenfolge ändern, was zu dem Problem des „Double-Spending“ (doppelte Ausgaben) führt.
Double-Spending bedeutet, dass dieselben Gelder mehrfach ausgegeben werden. In Netzwerken wie Bitcoin SV (BSV) oder Ethereum Classic (ETC) und anderen gab es Fälle von Double-Spending, da Angreifer mehr als 51% der Rechenkapazität kontrollierten.
2. Neue Form des Sybil-Angriffs: Airdrop-Hunter
Das sogenannte „Airdrop-Hunting“ hat sich zu einer neuen Form des Sybil-Angriffs entwickelt. Airdrop-Hunter erstellen zahlreiche Konten und interagieren gezielt mit Smart Contracts und Protokollen, um einen großen Anteil der durch Airdrops verteilten Projekttoken zu erhalten. Manchmal kann man beobachten, dass einige Benutzer durch bestimmte Projekt-Airdrop finanzielle Unabhängigkeit erlangen. Im Kern nutzen sie jedoch die Methode des Sybil-Angriffs, indem sie eine große Anzahl von Konten erstellen und an frühen Projektaktivitäten teilnehmen, um letztlich durch die Airdrop-Verteilung zu profitieren.
Diese Form des Sybil-Angriffs untergräbt die ursprüngliche Ziel der Projekte, Token gleichmäßig zu verteilen. Daher ergreifen Projektteams vor der Airdrop-Verteilung Anti-Sybil-Maßnahmen. Dazu zählen Maßnahmen wie IP-Erkennung, Analyse von Kontoassoziationen, gegenseitige Meldungen und andere Methoden, um zu verhindern, dass sich Token in den Händen weniger Airdrop-Hunter konzentrieren. Dies soll Situationen vermeiden, in denen die Token direkt nach der auflistung verkauft werden, was zu einem Preisverfall führen könnte.
3. Wie man Sybil-Angriffe verhindert
3.1 Einsatz von Konsensmechanismen zur Erhöhung der Angriffskosten
Viele Blockchains nutzen unterschiedliche Konsensmechanismen, um Sybil-Angriffe zu verhindern, wie beispielsweise Proof of Work (PoW) oder Proof of Stake (PoS). Diese Mechanismen erhöhen entweder die Rechenkosten für die Erstellung von Blöcken (bei PoW) oder das finanzielle Risiko (bei PoS), um Sybil-Angriffe unrentabel zu machen. Konsensmechanismen können Sybil-Angriffe jedoch nicht vollständig eliminieren; sie erschweren lediglich deren Durchführung, indem sie die Kosten signifikant erhöhen.
Beispielsweise müsste ein Angreifer im Bitcoin-Netzwerk, der mehr als die Hälfte der gesamten Rechenleistung kontrollieren möchte, eine erhebliche Menge an fortschrittlicher Mining-Hardware erwerben. Zusätzlich würden enorme laufende Kosten für Strom, Platz und Wartung anfallen, die solche Angriffe praktisch unmöglich machen. Der Proof-of-Work (PoW)-Konsensmechanismus gewährleistet die Sicherheit des Bitcoin-Netzwerks und erhöht die Kosten für Angriffe erheblich.
3.2 Drittanbieter-Identitätsverifizierung
Sybil-Angriffe treten auf, weil persönliche Identitäten nicht direkt mit digitalen Identitäten verknüpft werden können. Die Nutzung von Drittanbieter-Identitätsverifizierung ermöglicht die Überprüfung individueller Identitäten. Wären persönliche Identitäten und die entsprechenden digitalen Identitäten eindeutig bestimmt und nicht fälschbar, wären Sybil-Angriffe theoretisch nicht mehr möglich. In der Blockchain-Branche sind Projekte im Bereich der dezentralen Identität (DID), wie On-Chain-Identitäten und On-Chain-Reputation, Ansätze, um die Einzigartigkeit von realen und digitalen Identitäten zu gewährleisten.
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