Ataques de 51%

Curiosidade

1. Se uma entidade controla mais da metade do trabalho computacional, quais transações se tornam mutáveis?
2. Por que manter as chaves das moedas permanece seguro, mesmo quando o histórico de suas transferências é revertido?
3. Como as casas de câmbio ajustam seus requisitos de confirmação quando a taxa de hash de uma cadeia se torna volátil?

Explorar

1. O consenso Nakamoto segue a cadeia válida com a maior prova cumulativa de trabalho. Um atacante que controle mais de cinquenta por cento do poder de hash global pode minerar blocos mais rapidamente do que o resto da rede, permitindo-lhe criar uma cadeia privada que, eventualmente, ultrapassará a pública. Quando essa cadeia mais longa é transmitida, os nós mudam sua lealdade para ela, pois contém mais trabalho. Esse mecanismo permite a reversão de transações recentes e a exclusão de outras do livro-razão.
2. A principal ameaça econômica é o gasto duplo. Um atacante envia moedas para um comerciante ou contraparte, espera por uma confirmação na cadeia pública e, em seguida, revela sua cadeia paralela oculta, onde essas mesmas moedas foram gastas em outro lugar. Como a cadeia oculta agora possui mais blocos, ela se torna a história canônica. O pagamento original desaparece do registro válido. Esse ataque só é rentável se o valor dos bens recebidos exceder o custo de eletricidade e hardware necessários para superar os mineradores honestos.
3. É fundamental ressaltar que um atacante majoritário não pode roubar moedas pertencentes a outros. A propriedade no Bitcoin é criptográfica, e não baseada em consenso. Para gastar os satoshis de outra pessoa, um atacante precisaria das chaves privadas dela, que são protegidas pela criptografia de curva elíptica secp256k1. O poder de mineração determina a ordem das transações e a validade dos blocos, mas não concede acesso aos fundos de outros usuários. Um atacante pode deixar os blocos de mineradores honestos órfãos ou censurar transações específicas, mas não pode criar dinheiro além do cronograma fixo de emissão nem alterar as regras de consenso subjacentes.
4. Redes menores de prova de trabalho (PoW) enfrentam essa ameaça com frequência aguda devido às taxas totais de hash mais baixas. O hardware de mineração alugado torna o controle majoritário acessível por períodos curtos. O Bitcoin Gold sofreu um ataque bem-sucedido em maio de 2018, no qual um invasor reverteu transações no valor de milhões de dólares ao controlar temporariamente a capacidade de hash da rede. O Ethereum Classic enfrentou ataques semelhantes em janeiro de 2019 e várias vezes em agosto de 2020. Em cada caso, as exchanges reagiram exigindo muito mais confirmações antes de creditar os depósitos.
5. O próprio Bitcoin nunca sofreu um ataque de maioria bem-sucedido. No entanto, em junho de 2014, a GHash.io ultrapassou temporariamente metade da hashrate da rede, causando alarme; um mês depois, a empresa se comprometeu a manter esse valor abaixo de 40%. O custo econômico de atacar o Bitcoin é proibitivo, pois o atacante precisa arcar com altos custos de eletricidade enquanto compete com mineradores globais eficientes. Além disso, o atacante precisaria manter essa maioria por tempo suficiente para concluir o ataque, e uma tentativa fracassada deixa apenas os custos.
6. A distinção entre controle por consenso e propriedade criptográfica define o modelo de segurança. O consenso protege a ordem dos eventos – quem pagou a quem e quando – enquanto a criptografia protege a atribuição de valor – quem possui o quê. Um atacante com 51% do poder pode manipular o primeiro, mas permanece vinculado ao segundo. Essa separação garante que, mesmo em um cenário extremo em que a história seja reescrita, a segurança das carteiras individuais permaneça intacta, a menos que as chaves sejam comprometidas por meios independentes, como malware ou engenharia social.

Fatos-chave

Exercício nove, seis, três, um

Verificação de fatos

Datas, números e afirmações verificados com as fontes publicadas listadas abaixo.

• 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)