Akademicy Szpieg Słabości w fundamentach Bitcoina

Jedna rzecz nie może być kwestionowana co do osoby (lub osób) odpowiedzialnych za stworzenie Bitcoina: byli biegli w matematyce i ekspertami w kodowaniu. Pięć lat po pierwszym wydaniu oprogramowania Bitcoin nie były potrzebne żadne większe poprawki w kodzie rdzenia, który wykorzystuje kryptografię do generowania i przesyłania wirtualnych pieniędzy.

Jednak pojawiają się oznaki bardziej subtelnych wad w wizji Satoshi Nakamoto (która może być pseudonimem lub nie), a analizy sugerujące, że zasady rządzące działaniem Bitcoina jako waluty mogą być dalekie od doskonałości. Niektórzy badacze twierdzą, że te zasady pozostawiają miejsce na oszustwa destabilizujące Bitcoin. Inni doszli do wniosku, że wraz ze wzrostem liczby bitcoinów w obiegu potrzebne będą poważne zmiany zasad waluty.

W prawdziwym świecie ludzie nie zawsze przestrzegają zasad — robią to, co dla nich najlepsze, mówi Joshua Kroll , naukowiec z Princeton. Zrozumienie tego jest kluczem do zrozumienia, czy i jak Bitcoin przetrwa — mówi ci, czy system może działać przez długi czas, [i] jak wytrzymały jest w obliczu wstrząsów.

Kroll i inni badają możliwe problemy, korzystając z teorii gier, sposobu matematycznego obliczania, w jaki sposób jednostki mogą zdecydować się na współpracę, rywalizację lub oszukiwanie, biorąc pod uwagę dostępne im opcje i strategie innych.

Jeden wniosek wyciągnięty przez Krolla i jego kolegów z Princeton Ian Davey oraz Ed Felten jest to, że te zasady będą musiały zostać znacząco zmienione, jeśli Bitcoin ma przetrwać. Ich modele przewidują, że zainteresowanie wydobyciem bitcoinów poprzez pobranie i uruchomienie oprogramowania Bitcoin spadnie, gdy liczba w obiegu wzrośnie do limitu 21 milionów ustalonego przez Nakamoto. Byłby to problem, ponieważ komputery, na których działa oprogramowanie do kopania, prowadzą również księgę transakcji, znaną jako blockchain, która rejestruje i gwarantuje transakcje bitcoinowe (zobacz Czym jest Bitcoin i dlaczego ma to znaczenie ).

Górnicy zarabiają nowo wybite bitcoiny za dodawanie nowych sekcji do łańcucha bloków. Jednak kwota przyznawana za dodanie sekcji jest okresowo zmniejszana o połowę, tak aby całkowita liczba bitcoinów w obiegu nigdy nie przekroczyła 21 milionów (ostatnia nagroda zmniejszyła się o połowę w 2012 r. i ma to zrobić ponownie w 2016 r.). Opłaty transakcyjne płacone górnikom za pomoc w weryfikacji przelewów mają zrekompensować tę utratę dochodów. Ale opłaty są obecnie znikome, a analiza Princeton przewiduje, że zgodnie z obowiązującymi przepisami opłaty te nie staną się na tyle znaczące, aby opłacało się wydobycie w przypadku braku świeżo wybitych bitcoinów.

Jedynym rozwiązaniem, jakie widzi Kroll, jest przepisanie zasad waluty. Mówi, że potrzebowałby jakiejś struktury zarządzania, która zgodziłaby się na wprowadzenie pewnego rodzaju podatku od transakcji lub nieograniczenie liczby tworzonych bitcoinów. Spodziewamy się, że w grę wejdą oba mechanizmy.

Takie podejście jest powszechne w rozwiniętych gospodarkach, które oswajają takie rzeczy jak handel poufnymi informacjami z prawami i agencjami regulacyjnymi oraz mają banki centralne do kształtowania gospodarki. Jednak wielu zwolenników Bitcoina ceni sposób, w jaki obecnie działa bez scentralizowanej kontroli, i prawdopodobnie zbuntowałoby się przeciwko jakiejkolwiek sugestii zmiany zasad.

Badacze z Cornell twierdzą, że znaleźli kolejny problem z wydobywaniem bitcoinów. Na Konferencja Kryptografii Finansowej w tym miesiącu przedstawili prace sugerujące, że tak zwani samolubni górnicy mogą wykorzystać obecne przepisy, aby uzyskać więcej niż uczciwą nagrodę za swoją pracę.

Górnicy Bitcoin uruchamiają oprogramowanie, które ściga się, aby rozwiązać matematyczną zagadkę, a tym samym dodać kolejną sekcję do łańcucha bloków, zdobywając nagrodę, która się z tym wiąże. Zgodnie z egoistyczną strategią wydobywczą, operacja wydobywcza powstrzymywała się od ogłaszania ukończenia kolejnego nowego bloku, unikając nagrody, próbując uzyskać przewagę nad konkurencją w następnym bloku.

Analiza Cornella pokazuje, że chociaż samolubni górnicy początkowo radzą sobie gorzej, strategia może się z czasem opłacić, powodując, że uczciwi górnicy marnują czas na nieistotne łamigłówki. Strategia zależy jednak od posiadania znacznego udziału w ogólnej mocy obliczeniowej wszystkich górników bitcoin.

Jeśli twoja moc wydobywcza przekracza jedną trzecią całkowitej mocy systemu, to zawsze działa, mówi Ittay Ayal , kto przeprowadził badania z kolegą Emin Gun Sirer . Eyal dodaje, że możesz to zrobić za znacznie mniej.

Eyal proponuje modyfikację protokołu wydobywczego, która zapewniłaby, że tylko ktoś kontrolujący co najmniej jedną czwartą całej mocy wydobywczej mógłby czerpać zyski z samolubnego wydobycia, i twierdzi, że społeczność Bitcoin powinna również podjąć wysiłki w celu ograniczenia mocy operacji wydobywczych.

Teoria samolubnego wydobywania była kontrowersyjna w społeczności i środowisku akademickim Bitcoina, a niektórzy twierdzą, że nie zadziała. Ale pomysł zmniejszenia w jakiś sposób wpływu największych operacji wydobywczych ma szerokie poparcie. Od dawna wiadomo, że górnik kontrolujący 51 procent całej mocy wydobycia bitcoinów może manipulować blockchainem, robiąc takie rzeczy, jak dwukrotne wydawanie bitcoinów.

To zagrożenie zaczęło wydawać się autentyczne w styczniu tego roku, kiedy grupa wydobywcza G.Hash z Chin wzrosła, aby kontrolować 41 procent mocy sieci, wcześniej wycofując się w obliczu oburzenia. Niemniej jednak dominacja kilku dużych operacji wydobywczych sugeruje, że możliwy jest atak 51 procent, niezależnie od tego, czy jest to jedna rosnąca, czy dwie zmowy. G.Hash kontroluje teraz 29 procent mocy sieci, a kolejne trzy największe firmy kontrolują kolejne 42 procent między nimi.

Innym powodem zmniejszenia dominacji dużych przedsięwzięć wydobywczych jest to, że ich rozmiar wydaje się zachęcać do wykorzystywania ataków typu „odmowa usługi”, mówi Benjamin Johnson , naukowiec z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Był głównym autorem na papierze na konferencji Financial Cryptography, która wykorzystała teorię gier, aby pokazać, że mniejsze górniki mają sens, aby zwiększać swój własny sukces, uniemożliwiając dużym górnikom działalność, zamiast inwestować w większą moc wydobywczą, oraz że zachęta znika, jeśli wydobycie nie jest zdominowane przez garstkę dużych graczy.

W innym artykule przedstawionym na konferencji stwierdzono, że zaatakowano 63% dużych basenów wydobywczych, w porównaniu do zaledwie 17% małych. To dowodzi, że w ten sposób, zanim pula osiągnie próg 51 procent, tworzy nieprzydatne zachęty, mówi Johnson.

Johnson mówi Fundacja Bitcoin , organizacja non-profit stworzona w celu standaryzacji i promowania Bitcoina, a ludzie utrzymujący oprogramowanie Bitcoin wykazali zainteresowanie jego pracą i pracą innych osób badających projekt waluty. Naprawdę inwestują w upewnienie się, że ten protokół działa i nie zawodzi z powodu jakiejś ekonomicznie uzasadnionej strategii ataku.

Gavin Andresen, główny naukowiec fundacji i lider grupy, która utrzymuje oprogramowanie Bitcoin, mówi, że z zadowoleniem przyjąłby bliższe kontakty z badaczami akademickimi jako sposób na śledzenie potencjalnych problemów. Bezpieczeństwo to proces; nigdy się to nie robi, mówi Andresen. Zawsze pojawiają się nowe zagrożenia.

Andresen przemówi o godz konferencja w Princeton w tym tygodniu mające na celu wspieranie takiej współpracy. Nie mogę się doczekać nawiązania głębszych kontaktów ze społecznością akademicką – mówi.

Jednak identyfikacja problemów w protokole Bitcoin i możliwych napraw będzie łatwiejsza niż ich implementacja. Chociaż rozwój biznesów Bitcoin osłabił antyrządowe nastroje, które motywowały wielu pierwszych użytkowników (patrz Bitcoin Hits the Big Time ), wprowadzenie poważnych zmian do podstawowych zasad działania waluty prawdopodobnie napotka silny opór.

ukryć