Ataques del 51%

Curiosidad

1. Si una entidad controla más de la mitad del trabajo computacional, ¿qué transacciones se vuelven mutables?
2. ¿Por qué mantener las claves de las monedas sigue siendo seguro incluso cuando la historia de su transferencia se invierte?
3. ¿Cómo ajustan los exchanges sus requisitos de confirmación cuando el hashrate de una cadena se vuelve volátil?

Explorar

1. El consenso Nakamoto sigue la cadena válida con la mayor cantidad acumulada de prueba de trabajo. Un atacante que controle más del cincuenta por ciento de la potencia de hash global puede minar bloques más rápido que el resto de la red, lo que le permite crear una cadena privada que eventualmente supere a la pública. Cuando esta cadena más larga se transmite, los nodos cambian su lealtad hacia ella porque contiene más trabajo. Este mecanismo permite revertir transacciones recientes y excluir otras del registro.
2. La principal amenaza económica es el gasto doble. Un atacante envía monedas a un comerciante o contraparte, espera una confirmación en la cadena pública y luego revela su cadena paralela oculta, donde esas mismas monedas fueron gastadas en otro lugar. Dado que la cadena oculta ahora cuenta con más bloques, se convierte en la historia canónica. El pago original desaparece del registro válido. Este ataque solo resulta rentable si el valor de los bienes recibidos supera el costo de la electricidad y el hardware necesarios para superar a los mineros honestos.
3. Es crucial saber que un atacante mayoritario no puede robar monedas pertenecientes a otros. La propiedad en Bitcoin es criptográfica, no basada en consenso. Para gastar los satoshis de otra persona, un atacante necesitaría sus claves privadas, las cuales están protegidas por la criptografía de curva elíptica secp256k1. El poder de minería determina el orden de las transacciones y la validez de los bloques, pero no otorga acceso a los fondos de otros usuarios. Un atacante puede dejar huérfanos los bloques de mineros honestos o censurar transacciones específicas, pero no puede crear dinero más allá del calendario de emisión establecido ni cambiar las reglas de consenso subyacentes.
4. Las redes más pequeñas basadas en prueba de trabajo (PoW) se enfrentan a esta amenaza con frecuencia aguda debido a sus hashrates totales más bajos. El hardware de minería alquilado permite obtener un control mayoritario por períodos cortos. Bitcoin Gold sufrió un ataque exitoso en mayo de 2018, en el que un atacante revirtió transacciones por valor de millones de dólares al controlar temporalmente la potencia de hash de la red. Ethereum Classic experimentó ataques similares en enero de 2019 y varias veces en agosto de 2020. En cada caso, los exchanges respondieron exigiendo muchas más confirmaciones antes de acreditar los depósitos.
5. El propio Bitcoin nunca ha sufrido un ataque de mayoría exitoso. Sin embargo, en junio de 2014 GHash.io superó brevemente la mitad del hashrate de la red, lo que causó alarma; un mes después se comprometió a mantenerse por debajo del 40%. El costo económico de atacar Bitcoin es prohibitivo, ya que el atacante debe soportar altos costos de electricidad mientras compite con mineros globales eficientes. Además, el atacante necesitaría mantener esa mayoría el tiempo suficiente para completar el ataque, y un intento fallido solo deja como resultado costos.
6. La distinción entre el control por consenso y la propiedad criptográfica define el modelo de seguridad. El consenso protege el orden de los eventos: quién pagó a quién y cuándo, mientras que la criptografía protege la asignación de valor: quién posee qué. Un atacante con el 51% puede manipular lo primero, pero sigue estando sujeto a las reglas del segundo. Esta separación garantiza que, incluso en un escenario extremo en el que se reescriba la historia, la seguridad de las billeteras individuales permanezca intacta, a menos que las claves sean comprometidas por medios independientes como malware o ingeniería social.

Datos clave

Ejercicio nueve, seis, tres, uno

Verificación de hechos

Fechas, cifras y afirmaciones verificadas con las fuentes publicadas que se enumeran a continuación.

• S. Nakamoto, 'Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System' (2008), Section 11
• E. Budish, 'The Economic Limits of Bitcoin and the Blockchain' (NBER Working Paper, 2018)
• Bitcoin Gold team statements on the May 2018 double-spend attack
• Public analyses of the Ethereum Classic 51% attacks (2019, 2020)