211service.com
Academici bespioneren zwakke punten in de fundamenten van Bitcoin
Eén ding kan niet worden betwist over de persoon (of personen) die verantwoordelijk is voor het maken van Bitcoin: ze waren bedreven in wiskunde en expert in coderen. Vijf jaar nadat de Bitcoin-software voor het eerst werd uitgebracht, waren er geen grote reparaties nodig aan de kerncode, die cryptografie gebruikt om virtueel geld te genereren en over te dragen.
Toch komen er tekenen van subtielere tekortkomingen in de visie van Satoshi Nakamoto (al dan niet een pseudoniem), waarbij analyse suggereert dat de regels die bepalen hoe Bitcoin als valuta werkt, verre van perfect zijn. Sommige onderzoekers beweren dat deze regels ruimte laten voor cheats om Bitcoin te destabiliseren. Anderen hebben geconcludeerd dat grote veranderingen in de regels van de valuta nodig zullen zijn naarmate het aantal bitcoins in omloop toeneemt.
In de echte wereld volgen mensen niet altijd de regels - ze doen wat het beste voor hen is, zegt Joshua Kroll , een onderzoeker aan Princeton. Dit begrijpen is de sleutel om te begrijpen of en hoe Bitcoin overleeft - het vertelt je of het systeem lang meegaat, [en] hoe robuust het is bij schokken.
Kroll en anderen onderzoeken mogelijke problemen met behulp van speltheorie, een manier om wiskundig te berekenen hoe individuen zouden kunnen kiezen om samen te werken, te concurreren of vals te spelen, gegeven de beschikbare opties en de strategieën van anderen.
Een conclusie getrokken door Kroll en zijn Princeton-collega's Ian Davey en Ed Felten is dat die regels aanzienlijk moeten worden gewijzigd als Bitcoin lang meegaat. Hun modellen voorspellen dat de interesse in het minen van bitcoins, door het downloaden en uitvoeren van de Bitcoin-software, zal afnemen naarmate het aantal in omloop groeit naar de door Nakamoto vastgestelde limiet van 21 miljoen. Dit zou een probleem zijn omdat computers waarop de mining-software wordt uitgevoerd, ook het grootboek van transacties bijhouden, bekend als de blockchain, die bitcoin-transacties registreert en garandeert (zie Wat Bitcoin is en waarom het ertoe doet).
Mijnwerkers verdienen nieuw geslagen bitcoins voor het toevoegen van nieuwe secties aan de blockchain. Maar het bedrag dat wordt toegekend voor het toevoegen van een sectie wordt periodiek gehalveerd, zodat het totale aantal bitcoins in omloop nooit meer dan 21 miljoen bedraagt (de beloning is voor het laatst gehalveerd in 2012 en zal dat in 2016 opnieuw doen). Transactiekosten die aan miners worden betaald om te helpen bij het verifiëren van overdrachten, zouden dat inkomensverlies moeten compenseren. Maar de vergoedingen zijn momenteel verwaarloosbaar, en de Princeton-analyse voorspelt dat deze vergoedingen onder de bestaande regels niet significant genoeg zullen worden om mijnbouw de moeite waard te maken in afwezigheid van vers geslagen bitcoins.
De enige oplossing die Kroll ziet, is de regels van de valuta te herschrijven. Er zou een soort bestuursstructuur nodig zijn die ermee instemt een soort belasting op transacties te heffen of het aantal gecreëerde bitcoins niet te beperken, zegt hij. We verwachten dat beide mechanismen een rol gaan spelen.
Dat soort benadering is gebruikelijk in gevestigde economieën, die zaken als handel met voorkennis met wetten en regelgevende instanties temmen en centrale banken hebben om economieën vorm te geven. Maar veel supporters van Bitcoin waarderen de manier waarop het momenteel werkt zonder gecentraliseerde controle, en zouden waarschijnlijk rebelleren tegen elke suggestie om de regels te veranderen.
Onderzoekers van Cornell beweren een ander probleem te hebben gevonden met bitcoin-mining. Bij de Conferentie over financiële cryptografie deze maand presenteerden ze werk dat suggereert dat zogenaamde egoïstische mijnwerkers de huidige regels zouden kunnen misbruiken om meer dan een eerlijke beloning voor hun werk te krijgen.
Bitcoin-mijnwerkers gebruiken software die racet om een wiskundige puzzel op te lossen en daardoor het volgende gedeelte aan de blockchain toe te voegen, waarmee ze de bijbehorende beloning opleveren. Volgens de egoïstische mijnbouwstrategie zou een mijnbouwbedrijf niet aankondigen dat het het volgende nieuwe blok had voltooid, en de beloning schuwen in een poging om een voorsprong te krijgen op de concurrentie in het volgende blok.
De analyse van Cornell laat zien dat, hoewel egoïstische miners het in eerste instantie slechter doen, de strategie na verloop van tijd vruchten kan afwerpen door ervoor te zorgen dat eerlijke miners tijd verspillen aan puzzels die niet relevant zijn. De strategie hangt echter af van het hebben van een aanzienlijk deel van de totale rekenkracht van alle bitcoin-mijnwerkers.
Als je mijnkracht meer dan een derde van het systeemtotaal is, werkt dit altijd, zegt Ittay Ayal , die het onderzoek deed met collega Emin Gun Sirer . Je kunt het misschien met veel minder doen, voegt Eyal eraan toe.
Eyal stelt een wijziging voor in het mijnbouwprotocol die ervoor zou zorgen dat alleen iemand die ten minste een kwart van alle mijnbouwmacht beheert, kan profiteren van egoïstische mijnbouw, en zegt dat de Bitcoin-gemeenschap ook inspanningen moet leveren om de kracht van mijnbouwactiviteiten te beperken.
De egoïstische mijnbouwtheorie is controversieel geweest in de Bitcoin-gemeenschap en de academische wereld, waarbij sommigen beweerden dat het niet zou werken. Maar het idee om op de een of andere manier de invloed van de grootste mijnbouwactiviteiten te verminderen, heeft brede steun. Het is al lang bekend dat een miner die 51 procent van alle bitcoin-miningkracht beheert, met de blockchain kan knoeien om dingen te doen zoals twee keer bitcoins uitgeven.
Die dreiging begon in januari van dit jaar echt aan te voelen toen de G.Hash-mijngroep uit China uitgroeide tot 41 procent van de macht van het netwerk, voordat terugtrekken in het gezicht van verontwaardiging. Desalniettemin suggereert de dominantie van een handvol grote mijnbouwactiviteiten dat een aanval van 51 procent mogelijk blijft, of het nu gaat om één teelt of twee samenspannen. G.Hash heeft nu 29 procent van de stroom van het netwerk in handen, terwijl de volgende drie grootste nog eens 42 procent tussen hen in handen hebben.
Een andere reden om de dominantie van grote mijnbouwondernemingen te verminderen, is dat hun omvang het gebruik van denial of service-aanvallen lijkt aan te moedigen, zegt Benjamin Johnson , een onderzoeker aan de Universiteit van Californië, Berkeley. Hij was hoofdauteur op papier op de Financial Cryptography-conferentie die speltheorie gebruikte om aan te tonen dat het zinvol is voor kleinere mijnwerkers om hun eigen succes te vergroten door te voorkomen dat grote mijnwerkers opereren in plaats van te investeren in meer mijnbouwkracht, en dat de prikkel verdwijnt als mijnbouw niet wordt gedomineerd door een handvol van grote spelers.
Een ander artikel dat op de conferentie werd gepresenteerd, meldde dat 63 procent van de grote mijnbouwpools was aangevallen, vergeleken met slechts 17 procent van de kleine. Dit stelt dat voordat een pool de drempel van 51 procent bereikt, het nutteloze prikkels creëert, zegt Johnson.
Johnson zegt dat Bitcoin Foundation , een non-profitorganisatie die is opgericht om Bitcoin te standaardiseren en te promoten, en de mensen die de Bitcoin-software onderhouden, hebben interesse getoond in zijn werk en dat van anderen die het ontwerp van de valuta onderzoeken. Ze hebben echt geïnvesteerd om ervoor te zorgen dat dit protocol werkt en niet faalt vanwege een economisch gemotiveerde aanvalsstrategie.
Gavin Andresen, hoofdwetenschapper van de stichting en leider van de groep die de Bitcoin-software onderhoudt, zegt dat hij nauwere banden met academische onderzoekers zou verwelkomen als een manier om potentiële problemen bij te houden. Beveiliging is een proces; het is nooit gedaan, zegt Andresen. Er zijn altijd nieuwe bedreigingen.
Andresen zal spreken op a conferentie in Princeton deze week bedoeld om een dergelijke samenwerking te bevorderen. Ik kijk ernaar uit om diepere connecties te maken met de academische gemeenschap, zegt hij.
Het identificeren van problemen in het Bitcoin-protocol en mogelijke oplossingen zal echter gemakkelijker zijn dan ze te implementeren. Hoewel de groei van Bitcoin-bedrijven het anti-regeringsgevoel dat veel van de eerste gebruikers motiveerde (zie Bitcoin Hits the Big Time), heeft verwaterd, zal het aanbrengen van grote veranderingen in de basisregels van hoe de valuta werkt waarschijnlijk op stevige weerstand stuiten.