Los académicos espían las debilidades en los cimientos de Bitcoin

Una cosa no se puede discutir sobre la persona (o personas) responsables de crear Bitcoin: eran expertos en matemáticas y expertos en codificación. Cinco años después del lanzamiento del software Bitcoin, no se han necesitado correcciones importantes en el código central, que utiliza criptografía para generar y transferir dinero virtual.

Sin embargo, están surgiendo signos de fallas más sutiles en la visión de Satoshi Nakamoto (que puede ser o no un seudónimo), y el análisis sugiere que las reglas que gobiernan el funcionamiento de Bitcoin como moneda pueden estar lejos de ser perfectas. Algunos investigadores afirman que estas reglas dejan espacio para que las trampas desestabilicen Bitcoin. Otros han concluido que se necesitarán cambios importantes en las reglas de la moneda a medida que aumente la cantidad de bitcoins en circulación.

En el mundo real, las personas no siempre siguen las reglas; hacen lo que es mejor para ellos, dice Joshua Kroll , investigador de Princeton. Comprender esto es la clave para comprender si Bitcoin sobrevive y cómo lo hace; le indica si el sistema puede durar mucho tiempo y qué tan robusto es frente a los choques.

Kroll y otros están explorando posibles problemas utilizando la teoría de juegos, una forma de calcular matemáticamente cómo los individuos pueden optar por cooperar, competir o hacer trampa dadas las opciones disponibles para ellos y las estrategias de los demás.

Una conclusión a la que llegaron Kroll y sus colegas de Princeton Ian Davey y Ed Felten es que esas reglas tendrán que cambiarse significativamente para que Bitcoin dure. Sus modelos predicen que el interés en la minería de bitcoins, al descargar y ejecutar el software de Bitcoin, disminuirá a medida que el número en circulación crezca hacia el límite de 21 millones establecido por Nakamoto. Esto sería un problema porque las computadoras que ejecutan el software de minería también mantienen el libro mayor de transacciones, conocido como blockchain, que registra y garantiza las transacciones de bitcoins (consulte Qué es Bitcoin y por qué es importante).

Los mineros ganan bitcoins recién acuñados por agregar nuevas secciones a la cadena de bloques. Pero la cantidad otorgada por agregar una sección se reduce periódicamente a la mitad para que el número total de bitcoins en circulación nunca supere los 21 millones (la recompensa se redujo por última vez a la mitad en 2012 y se prevé que vuelva a hacerlo en 2016). Se supone que las tarifas de transacción pagadas a los mineros por ayudar a verificar las transferencias compensan esa pérdida de ingresos. Pero las tarifas son actualmente insignificantes, y el análisis de Princeton predice que, según las reglas existentes, estas tarifas no serán lo suficientemente significativas como para que valga la pena hacer minería en ausencia de bitcoins recién acuñados.

La única solución que ve Kroll es reescribir las reglas de la moneda. Necesitaría algún tipo de estructura de gobierno que aceptara tener un tipo de impuesto sobre las transacciones o no limitar la cantidad de bitcoins creados, dice. Esperamos que entren en juego ambos mecanismos.

Ese tipo de enfoque es común en las economías establecidas, que controlan cosas como el tráfico de información privilegiada con leyes y agencias reguladoras y tienen bancos centrales para dar forma a las economías. Pero muchos patrocinadores de Bitcoin valoran la forma en que funciona actualmente sin un control centralizado, y probablemente se rebelarían ante cualquier sugerencia de cambiar las reglas.

Los investigadores de Cornell afirman haber encontrado otro problema con la minería de bitcoins. En el Conferencia de criptografía financiera este mes, presentaron un trabajo que sugiere que los llamados mineros egoístas podrían explotar las reglas actuales para obtener más que una recompensa justa por su trabajo.

Los mineros de Bitcoin ejecutan un software que corre para resolver un acertijo matemático y, por lo tanto, agregan la siguiente sección a la cadena de bloques, obteniendo la recompensa que la acompaña. Bajo la estrategia de minería egoísta, una operación minera se abstendría de anunciar que había completado el siguiente bloque nuevo, evitando la recompensa en un intento de adelantarse a la competencia en el siguiente bloque.

El análisis de Cornell muestra que aunque a los mineros egoístas les va peor inicialmente, la estrategia puede dar sus frutos con el tiempo al hacer que los mineros honestos pierdan tiempo en acertijos que son irrelevantes. Sin embargo, la estrategia depende de tener una parte significativa de la potencia informática general de todos los mineros de bitcoin.

Si su potencia minera es más de un tercio del total del sistema, esto siempre funciona, dice Ittay Ayal , que hizo la investigación con su colega Emin Gun Sirer . Es posible que pueda hacerlo con mucho menos, agrega Eyal.

Eyal propone una modificación al protocolo de minería que garantizaría que solo alguien que controle al menos una cuarta parte de todo el poder minero pueda beneficiarse de la minería egoísta, y dice que la comunidad de Bitcoin también debería hacer esfuerzos para limitar el poder de las operaciones mineras.

La teoría de la minería egoísta ha sido controvertida en la comunidad y el mundo académico de Bitcoin, y algunos afirman que no funcionaría. Pero la idea de reducir de alguna manera la influencia de las operaciones mineras más grandes tiene un amplio apoyo. Se sabe desde hace mucho tiempo que un minero que controle el 51 por ciento de todo el poder de minería de bitcoins podría alterar la cadena de bloques para hacer cosas como gastar bitcoins dos veces.

Esa amenaza comenzó a sentirse genuina en enero de este año cuando el grupo minero G.Hash de China creció hasta controlar el 41 por ciento de la energía de la red, antes dar marcha atrás ante el clamor. No obstante, el predominio de un puñado de grandes operaciones mineras sugiere que un ataque del 51 por ciento sigue siendo posible, ya sea de una en crecimiento o de dos en connivencia. G.Hash ahora controla el 29 por ciento de la energía de la red, y los siguientes tres más grandes controlan otro 42 por ciento entre ellos.

Otra razón para reducir el dominio de las grandes empresas mineras es que su tamaño parece fomentar el uso de ataques de denegación de servicio, dice Benjamin Johnson , investigador de la Universidad de California, Berkeley. Fue el autor principal en un papel en la conferencia de criptografía financiera que utilizó la teoría de juegos para demostrar que tiene sentido que los mineros más pequeños impulsen su propio éxito al evitar que los grandes mineros operen en lugar de invertir en más potencia minera, y que el incentivo desaparece si la minería no está dominada por un puñado de grandes jugadores.

Otro documento presentado en la conferencia informó que el 63 por ciento de las grandes piscinas mineras habían sido atacadas, en comparación con solo el 17 por ciento de las pequeñas. Esto argumenta que antes de que un grupo alcance el umbral del 51 por ciento, crea incentivos inútiles, dice Johnson.

Johnson dice que Fundación Bitcoin , una organización sin fines de lucro creada para estandarizar y promover Bitcoin, y las personas que mantienen el software Bitcoin han mostrado interés en su trabajo y en el de otros que investigan el diseño de la moneda. Están realmente interesados ​​en asegurarse de que este protocolo funcione y no falle debido a alguna estrategia de ataque motivada económicamente.

Gavin Andresen, científico jefe de la fundación y líder del grupo que mantiene el software Bitcoin, dice que agradecería vínculos más estrechos con investigadores académicos como una forma de realizar un seguimiento de los problemas potenciales. La seguridad es un proceso; nunca se hace, dice Andresen. Siempre hay nuevas amenazas.

Andresen hablará a una conferencia en Princeton esta semana destinado a fomentar dicha colaboración. Espero poder establecer conexiones más profundas con la comunidad académica, dice.

Sin embargo, identificar problemas en el protocolo Bitcoin y posibles soluciones será más fácil que implementarlos. Aunque el crecimiento de los negocios de Bitcoin ha diluido el sentimiento antigubernamental que motivó a muchos de los primeros en adoptar (ver Bitcoin Hits the Big Time), es probable que hacer cambios importantes en las reglas básicas de cómo funciona la moneda encuentre una fuerte resistencia.

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