Bitcoin-sårbarhed kan gøre det muligt for ondsindede minearbejdere at overtage kontrollen

Den digitale valuta Bitcoin er et af vor tids tidsåndsfænomener. Siden 2009 er det vokset fra en digital nysgerrighed til et online-fænomen. Der er nu omkring 11,5 millioner Bitcoins i omløb, og hver af dem er over $300 værd.

Bitcoin-systemet er specifikt designet til at overvinde en af ​​de alvorlige mangler ved tidligere digitale valutaer – muligheden for dobbelt forbrug; at to personer kunne bruge to kopier af den samme valuta på samme tid. Det er også decentraliseret, så ingen enkelt organisation eller organiseret gruppe af individer kan kontrollere valutaen og forhindre visse typer transaktioner.

Men Bitcoin er måske ikke helt så sikker, som alle troede. I dag siger Ittay Eyal og Emin Gun Sirer ved Cornell University i Ithaca, at de har opdaget en fejl, der tillader enhver organiseret gruppe af Bitcoin-minearbejdere at overtage valutaen. Og de siger, at nogle grupper i dag allerede er store nok til at udføre arbejdet.

Først lidt baggrund. Måske er Bitcoins største fordel dens unikke tilgang til at forhindre dobbeltforbrug. Det gør det ved at registrere hver transaktion i en enkelt log kendt som en blockchain. En individuel konto kan kun bruge en Bitcoin, hvis blockchain registrerer, at den ejer Bitcoin i første omgang.

Denne log er beskyttet af kryptopuslespil, der kun kan løses ved storskala-knusning. Når nogen løser et sådant puslespil, kan de registrere nye transaktioner og belønnes med et gebyr i form af nye Bitcoins.

Derfor fremkomsten af ​​Bitcoin-minearbejdere. Det er folk, der bruger computerkraft til at løse kryptopuslespil og bliver betalt for deres arbejde i Bitcoins.

Hvis du tænker på en karriere som Bitcoin-minearbejder, vil du straks løbe ind i et problem. Kryptopuslespil er så vanskelige, at chancerne for at løse et selv er små. Så Bitcoin-minearbejdere arbejder sammen i grupper, så de kan løse problemerne hurtigere. Hvis nogen af ​​dem løser et puslespil, deler de alle indtægterne.

Der er masser af grupper at deltage i, og det er ingen fordel at slutte sig til hinanden frem for hinanden. Den modtagne visdom er, at dette holder minedriften decentraliseret.

Men nu siger Eyal og Sirer, at det ikke er sandt og har fundet ud af, hvordan en egoistisk gruppe af minearbejdere kunne overtage valutaen. Vi viser, at den konventionelle visdom er forkert, siger de.

Tricket er at mine for Bitcoins, men at holde resultaterne hemmelige. Dette skaber en gaffel i blockchain, så den ene halvdel af gaffelen er offentlig, og den anden halvdel er hemmelig.

Bitcoin-systemet har en måde at løse disse former for gafler, som opstår ved et uheld fra tid til anden. Det kræver, at minearbejdere slutter sig til den længste gaffel. Transaktionerne i den anden gaffel sendes derefter til løsning igen.

Hvis de egoistiske minearbejdere gør deres gaffel længere end den offentlige, bliver det den valgte kæde.

Problemet er, at den talknasning, der udføres på den forladte gaffel, er spildt. Så de egoistiske minearbejdere ender med at få mere end deres rimelige andel af Bitcoins. Dette gør det muligt for puljer af samordnede minearbejdere, der anvender det, at tjene indtægter, der overstiger deres minedrift, siger Eyal og Sirer.

Efter at have fordrejet systemet til fordel for egoistiske minearbejdere, ser andre minearbejdere, at de kan lave flere Bitcoins ved at tilslutte sig denne gruppe. Resultatet er et vendepunkt, hvor Bitcoin-minesystemet pludselig bliver domineret af en enkelt gruppe. Og denne gruppe kan udøve den kontrol, den vil over, hvordan transaktioner registreres.

Selvfølgelig når egoistisk minedrift kun et vendepunkt, hvis den egoistiske gruppe består af en vis brøkdel af Bitcoin-minearbejdere. Grupper, der er mindre end dette, kan ikke tvinge systemet til at tippe.

Det vigtigste resultat, som Eyal og Sirer har beregnet, er, at vippetærsklen er tæt på nul nul. Så næsten enhver gruppe kunne vedtage den egoistiske minedriftsstrategi og ende med at kontrollere systemet.

Eyal og Sirer har en slags løsning. Dette involverer en ændring af systemet, så det vælger en gaffel frem for en anden tilfældigt (i stedet for at vælge den ensomme). Når dette valg er tilfældigt, så er det sværere for de egoistiske minearbejdere at tage kontrol.

Men ikke så meget sværere. Eyal og Sirer beregner, at dette hæver vippetærsklen til grupper, der kontrollerer omkring 25 procent af al Bitcoin-minedrift. Selv med vores foreslåede løsning, der hæver tærsklen til 25 procent, er udsigterne dystre: Der findes allerede puljer, hvis minedrift overstiger de 25 %, påpeger de.

Der er en anden mulig løsning - at minearbejdere selv vil stoppe grupper med at blive for store. Minearbejdere bør bryde ud fra store pools, indtil ingen pool overstiger tærskelstørrelsen, og så ingen pool kan drage fordel af Selfish-Mine-strategien, foreslår de.

Det er muligt, at Bitcoin-minearbejdernes altruistiske instinkter kan forhindre mareridtsscenariet med, at systemet bliver overtaget. Men om det vil overtrumfe de ondsindede minearbejderes egoistiske instinkter, er endnu uvist.

Uanset hvad, venter en interessant kamp forude.

Ref: arxiv.org/abs/1311.0243 : Flertal er ikke nok: Bitcoin-minedrift er sårbar

skjule