211service.com
Bitcoin-kwetsbaarheid kan kwaadwillende mijnwerkers in staat stellen de controle over te nemen
De digitale valuta Bitcoin is een van de tijdgeestverschijnselen van onze tijd. Sinds 2009 is het uitgegroeid van een digitale curiositeit tot een online fenomeen. Er zijn nu zo'n 11,5 miljoen Bitcoins in omloop en elk is meer dan $300 waard.
Het Bitcoin-systeem is speciaal ontworpen om een van de ernstige tekortkomingen van eerdere digitale valuta's te verhelpen: de mogelijkheid van dubbele uitgaven; dat twee mensen twee exemplaren van dezelfde valuta tegelijkertijd konden uitgeven. Het is ook gedecentraliseerd, zodat geen enkele organisatie of georganiseerde groep individuen de valuta kan controleren en bepaalde soorten transacties kan voorkomen.
Maar Bitcoin is misschien niet zo veilig als iedereen dacht. Vandaag zeggen Ittay Eyal en Emin Gun Sirer van de Cornell University in Ithaca dat ze een fout hebben ontdekt waardoor elke georganiseerde groep Bitcoin-mijnwerkers de valuta kan overnemen. En ze zeggen dat sommige groepen tegenwoordig al groot genoeg zijn om het werk te doen.
Eerst wat achtergrond. Misschien wel het grootste voordeel van Bitcoin is de unieke aanpak om dubbele uitgaven te voorkomen. Het doet dit door elke transactie vast te leggen in een enkel logboek dat bekend staat als een blockchain. Een individueel account kan een Bitcoin alleen uitgeven als de blockchain registreert dat het de Bitcoin in de eerste plaats bezit.
Dit logboek wordt beschermd door cryptopuzzels die alleen kunnen worden opgelost door op grote schaal cijfers te kraken. Wanneer iemand zo'n puzzel oplost, kunnen ze nieuwe transacties registreren en worden ze beloond met een vergoeding in de vorm van nieuwe Bitcoins.
Vandaar de opkomst van Bitcoin miners. Dit zijn mensen die rekenkracht besteden aan het oplossen van cryptopuzzels en voor hun werk worden betaald in Bitcoins.
Als je denkt aan een carrière als Bitcoin-mijnwerker, loop je meteen tegen een probleem aan. De cryptopuzzels zijn zo moeilijk dat de kans om er zelf een op te lossen klein is. Dus Bitcoin miners werken in groepen samen zodat ze de problemen sneller kunnen oplossen. Als een van hen een puzzel oplost, delen ze allemaal de opbrengst.
Er zijn veel groepen om je bij aan te sluiten en het heeft geen voordeel om lid te worden van de ene boven de andere. De algemeen aanvaarde wijsheid is dat dit de mijnbouw gedecentraliseerd houdt.
Maar nu zeggen Eyal en Sirer dat dat niet waar is en hebben ze bedacht hoe een egoïstische groep mijnwerkers de valuta zou kunnen overnemen. We laten zien dat de conventionele wijsheid niet klopt, zeggen ze.
De truc is om Bitcoins te minen, maar de resultaten geheim te houden. Hierdoor ontstaat er een fork in de blockchain zodat de ene helft van de fork openbaar is en de andere helft geheim.
Het Bitcoin-systeem heeft een manier om dit soort vorken, die van tijd tot tijd per ongeluk voorkomen, op te lossen. Het vereist dat mijnwerkers zich bij de langste vork aansluiten. De transacties in de andere fork worden vervolgens opnieuw ingediend voor resolutie.
Als de egoïstische mijnwerkers hun vork langer maken dan de openbare, wordt het de gekozen ketting.
Het probleem is dat het geknoei met cijfers op de achtergelaten vork verspild is. Dus de egoïstische mijnwerkers krijgen uiteindelijk meer dan hun deel van Bitcoins. Dit stelt pools van samenspannende mijnwerkers die het gebruiken in staat om inkomsten te verdienen die hun mijnkracht te boven gaan, zeggen Eyal en Sirer.
Nadat ze het systeem hebben verdraaid ten gunste van egoïstische mijnwerkers, zien andere mijnwerkers dat ze meer Bitcoins kunnen verdienen door zich bij deze groep aan te sluiten. Het resultaat is een omslagpunt waarin het Bitcoin-mijnsysteem plotseling wordt gedomineerd door een enkele groep. En deze groep kan elke controle uitoefenen die ze wil over hoe transacties worden geregistreerd.
Natuurlijk bereikt egoïstische mijnbouw alleen een omslagpunt als de egoïstische groep bestaat uit een bepaalde fractie Bitcoin-mijnwerkers. Groepen die kleiner zijn, kunnen het systeem niet dwingen om een fooi te geven.
Het belangrijkste resultaat dat Eyal en Sirer hebben berekend, is dat de kanteldrempel dicht bij nul nul ligt. Dus bijna elke groep zou de egoïstische mijnbouwstrategie kunnen overnemen en uiteindelijk het systeem onder controle krijgen.
Eyal en Sirer hebben een soort oplossing. Dit houdt in dat het systeem zodanig wordt gewijzigd dat het willekeurig de ene vork boven de andere kiest (in plaats van de eenzame te kiezen). Wanneer deze keuze willekeurig is, is het moeilijker voor de egoïstische mijnwerkers om de controle over te nemen.
Maar niet zo veel moeilijker. Eyal en Sirer berekenen dat dit de kanteldrempel verhoogt voor groepen die ongeveer 25 procent van alle Bitcoin-mijnbouw beheersen. Zelfs met onze voorgestelde oplossing die de drempel naar 25 procent verhoogt, zijn de vooruitzichten somber: er bestaan al pools waarvan de mijnkracht de 25% overschrijdt, wijzen ze erop.
Er is nog een andere mogelijke oplossing: dat miners zelf voorkomen dat groepen te groot worden. Mijnwerkers moeten afbreken van grote pools totdat geen enkele pool de drempelwaarde overschrijdt, en dus kan geen enkele pool profiteren van de Selfish-Mine-strategie, stellen ze voor.
Het is mogelijk dat de altruïstische instincten van Bitcoin-mijnwerkers kunnen voorkomen dat het nachtmerriescenario van het systeem wordt overgenomen. Maar of dat de egoïstische instincten van kwaadaardige mijnwerkers zal overtroeven, valt nog te bezien.
Hoe dan ook, een interessante strijd doemt op.
Referentie: arxiv.org/abs/1311.0243 : Meerderheid is niet genoeg: Bitcoin-mijnbouw is kwetsbaar