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Gli accademici spiano le debolezze nelle fondamenta di Bitcoin
Una cosa non può essere contestata sulla persona (o sulle persone) responsabile della creazione di Bitcoin: erano abili in matematica ed esperti di codifica. Cinque anni dopo il primo rilascio del software Bitcoin, non sono state necessarie importanti correzioni al codice principale, che utilizza la crittografia per generare e trasferire denaro virtuale.
Eppure stanno emergendo segni di difetti più sottili nella visione di Satoshi Nakamoto (che può essere o meno uno pseudonimo), con analisi che suggeriscono che le regole che governano il funzionamento di Bitcoin come valuta potrebbero essere tutt'altro che perfette. Alcuni ricercatori affermano che queste regole lasciano spazio ai cheat per destabilizzare Bitcoin. Altri hanno concluso che saranno necessarie importanti modifiche alle regole della valuta con l'aumentare del numero di bitcoin in circolazione.
Nel mondo reale, le persone non seguono sempre le regole: fanno ciò che è meglio per loro, dice Joshua Kroll , ricercatore a Princeton. Capire questo è la chiave per capire se e come il Bitcoin sopravvive: ti dice se il sistema può durare a lungo, [e] quanto è robusto di fronte agli shock.
Kroll e altri stanno esplorando possibili problemi usando la teoria dei giochi, un modo per calcolare matematicamente come gli individui potrebbero scegliere di collaborare, competere o imbrogliare date le opzioni a loro disposizione e le strategie degli altri.
Una conclusione tratta da Kroll e dai suoi colleghi di Princeton Ian Davey e Ed Felten è che quelle regole dovranno essere cambiate in modo significativo se Bitcoin deve durare. I loro modelli prevedono che l'interesse per l'estrazione di bitcoin, scaricando ed eseguendo il software Bitcoin, diminuirà man mano che il numero in circolazione crescerà verso il limite di 21 milioni stabilito da Nakamoto. Questo sarebbe un problema perché i computer che eseguono il software di mining mantengono anche il registro delle transazioni, noto come blockchain, che registra e garantisce le transazioni bitcoin (vedi Che cos'è Bitcoin e perché è importante).
I minatori guadagnano bitcoin appena coniati per l'aggiunta di nuove sezioni alla blockchain. Ma l'importo assegnato per l'aggiunta di una sezione viene periodicamente dimezzato in modo che il numero totale di bitcoin in circolazione non superi mai i 21 milioni (il premio si è dimezzato l'ultima volta nel 2012 e dovrebbe farlo di nuovo nel 2016). Le commissioni di transazione pagate ai minatori per aiutare a verificare i trasferimenti dovrebbero compensare quella perdita di reddito. Ma le commissioni sono attualmente trascurabili e l'analisi di Princeton prevede che in base alle regole esistenti queste commissioni non diventeranno abbastanza significative da rendere il mining degno di essere fatto in assenza di bitcoin appena coniati.
L'unica soluzione che Kroll vede è quella di riscrivere le regole della valuta. Avrebbe bisogno di una sorta di struttura di governance che accettasse di avere una sorta di tassa sulle transazioni o di non limitare il numero di bitcoin creati, dice. Ci aspettiamo che entrambi i meccanismi entrino in gioco.
Questo tipo di approccio è comune nelle economie consolidate, che addomesticano cose come l'insider trading con leggi e agenzie di regolamentazione e hanno banche centrali per modellare le economie. Ma molti sostenitori di Bitcoin apprezzano il modo in cui opera attualmente senza un controllo centralizzato e probabilmente si ribellerebbero a qualsiasi suggerimento di cambiare le regole.
I ricercatori di Cornell affermano di aver trovato un altro problema con il mining di bitcoin. Al Conferenza sulla crittografia finanziaria questo mese hanno presentato lavori che suggeriscono che i cosiddetti minatori egoisti potrebbero sfruttare le regole attuali per ottenere una ricompensa più che equa per il loro lavoro.
I minatori di Bitcoin eseguono software che gareggiano per risolvere un puzzle matematico e quindi aggiungono la sezione successiva alla blockchain, ottenendo la ricompensa che ne deriva. Secondo la strategia di estrazione egoistica, un'operazione di estrazione si asterrebbe dall'annunciare di aver completato il nuovo blocco successivo, evitando la ricompensa nel tentativo di ottenere un vantaggio sulla concorrenza nel blocco successivo.
L'analisi di Cornell mostra che, sebbene i minatori egoisti inizialmente vadano peggio, la strategia può ripagare nel tempo facendo perdere tempo ai minatori onesti con enigmi irrilevanti. La strategia, tuttavia, dipende dall'avere una quota significativa della potenza di calcolo complessiva di tutti i minatori di bitcoin.
Se la tua potenza di mining è più di un terzo del totale del sistema, funziona sempre, dice Ittay Ayal , che ha svolto la ricerca con il collega Emin Gun Sirer . Potresti riuscire a farlo con molto meno, aggiunge Eyal.
Eyal propone una modifica al protocollo di mining che garantirebbe che solo qualcuno che controlla almeno un quarto di tutta la potenza di mining possa trarre profitto dal mining egoistico e afferma che anche la comunità di Bitcoin dovrebbe compiere sforzi per limitare la potenza delle operazioni di mining.
La teoria dell'estrazione egoistica è stata controversa nella comunità e nel mondo accademico di Bitcoin, con alcuni che affermano che non funzionerebbe. Ma l'idea di ridurre in qualche modo l'influenza delle più grandi operazioni minerarie ha un ampio sostegno. È noto da tempo che un miner che controlla il 51% di tutta la potenza di mining di bitcoin potrebbe manomettere la blockchain per fare cose come spendere bitcoin due volte.
Quella minaccia ha iniziato a sembrare genuina nel gennaio di quest'anno, quando il gruppo minerario cinese G.Hash è cresciuto fino a controllare il 41% della potenza della rete, prima ritirarsi di fronte al clamore. Tuttavia, il predominio di una manciata di grandi operazioni minerarie suggerisce che rimane possibile un attacco del 51%, sia da una crescita che da due collusioni. G.Hash ora controlla il 29% della potenza della rete, con i successivi tre maggiori che controllano un ulteriore 42% tra di loro.
Un altro motivo per ridurre il predominio delle grandi imprese minerarie è che le loro dimensioni sembrano incoraggiare l'uso di attacchi denial of service, afferma Benjamin Johnson , ricercatore presso l'Università della California, Berkeley. Era l'autore principale su un foglio alla conferenza sulla crittografia finanziaria che ha utilizzato la teoria dei giochi per dimostrare che ha senso per i minatori più piccoli aumentare il proprio successo impedendo ai grandi minatori di operare piuttosto che investire in più potere minerario e che l'incentivo scompare se il mining non è dominato da una manciata di grandi giocatori.
Un altro documento presentato alla conferenza ha riferito che il 63% dei grandi pool minerari era stato attaccato, rispetto a solo il 17% di quelli piccoli. Ciò dimostra che molto prima che un pool raggiunga la soglia del 51 percento, crea incentivi inutili, afferma Johnson.
Johnson dice che Fondazione Bitcoin , un'organizzazione senza scopo di lucro creata per standardizzare e promuovere Bitcoin, e le persone che gestiscono il software Bitcoin hanno mostrato interesse per il suo lavoro e quello di altri che indagano sul design della valuta. Sono davvero investiti per assicurarsi che questo protocollo funzioni e non fallisca a causa di una strategia di attacco motivata economicamente.
Gavin Andresen, capo scienziato della fondazione e leader del gruppo che gestisce il software Bitcoin, afferma che gradirebbe legami più stretti con i ricercatori accademici come un modo per tenere traccia di potenziali problemi. La sicurezza è un processo; non è mai fatto, dice Andresen. Ci sono sempre nuove minacce.
Andresen parlerà ad a conferenza a Princeton questa settimana destinato a favorire tale collaborazione. Non vedo l'ora di stabilire connessioni più profonde con la comunità accademica, dice.
Tuttavia, identificare i problemi nel protocollo Bitcoin e le possibili soluzioni sarà più semplice che implementarli. Sebbene la crescita delle attività di Bitcoin abbia diluito il sentimento anti-governativo che ha motivato molti dei primi ad adottarlo (vedi Bitcoin Hits the Big Time), è probabile che apportare grandi modifiche alle regole di base su come funziona la valuta incontrerà una forte resistenza.