La vulnerabilità di Bitcoin potrebbe consentire ai minatori dannosi di prendere il controllo

La valuta digitale Bitcoin è uno dei fenomeni zeitgeist del nostro tempo. Dal 2009 è passata da curiosità digitale a fenomeno online. Ora ci sono circa 11,5 milioni di Bitcoin in circolazione e ognuno vale più di 300 dollari.

Il sistema Bitcoin è progettato specificamente per superare uno dei gravi difetti delle precedenti valute digitali: la possibilità di una doppia spesa; che due persone potrebbero spendere due copie della stessa valuta contemporaneamente. È anche decentralizzato in modo che nessuna singola organizzazione o gruppo organizzato di individui possa controllare la valuta e impedire determinati tipi di transazioni.

Ma Bitcoin potrebbe non essere così sicuro come tutti pensavano. Oggi, Ittay Eyal ed Emin Gun Sirer della Cornell University di Ithaca affermano di aver scoperto un difetto che consente a qualsiasi gruppo organizzato di minatori di Bitcoin di impossessarsi della valuta. E dicono che alcuni gruppi oggi sono già abbastanza grandi per fare il lavoro.

Prima un po' di sfondo. Forse il più grande vantaggio di Bitcoin è il suo approccio unico per prevenire la doppia spesa. Lo fa registrando ogni transazione in un singolo registro noto come blockchain. Un account individuale può spendere un Bitcoin solo se la blockchain registra che possiede il Bitcoin in primo luogo.

Questo registro è protetto da criptopuzzle che possono essere risolti solo con l'elaborazione di numeri su larga scala. Quando qualcuno risolve un tale enigma, può registrare nuove transazioni e viene ricompensato con una commissione sotto forma di nuovi Bitcoin.

Da qui l'emergere dei minatori di Bitcoin. Queste sono persone che dedicano potenza di calcolo per risolvere criptopuzzle e sono pagate per il loro lavoro in Bitcoin.

Se stai pensando a una carriera come minatore di Bitcoin, ti imbatterai immediatamente in un problema. I criptopuzzle sono così difficili che le possibilità di risolverne uno da soli sono minime. Quindi i minatori di Bitcoin lavorano insieme in gruppi in modo che possano risolvere i problemi più rapidamente. Se qualcuno di loro risolve un enigma, tutti condividono il ricavato.

Ci sono molti gruppi a cui unirsi e non c'è alcun vantaggio nell'unirsi l'uno rispetto all'altro. La saggezza popolare è che questo mantiene l'attività mineraria decentralizzata.

Ma ora Eyal e Sirer dicono che non è vero e hanno capito come un gruppo egoista di minatori potrebbe impadronirsi della valuta. Dimostriamo che la saggezza convenzionale è sbagliata, dicono.

Il trucco è estrarre Bitcoin ma mantenere segreti i risultati. Questo crea un fork nella blockchain in modo che metà del fork sia pubblica e l'altra metà sia segreta.

Il sistema Bitcoin ha un modo per risolvere questo tipo di fork, che di tanto in tanto si verificano accidentalmente. Richiede che i minatori si uniscano al fork più lungo. Le transazioni nell'altro fork vengono quindi ripresentate per la risoluzione.

Se i minatori egoisti allungano la loro forchetta rispetto a quella pubblica, diventa la catena prescelta.

Il problema è che lo sgranocchiare numero fatto sulla forcella che viene abbandonata va sprecato. Quindi i minatori egoisti finiscono per ottenere più della loro giusta quota di Bitcoin. Ciò consente ai pool di minatori collusi che lo adottano di guadagnare entrate superiori alla loro potenza mineraria, affermano Eyal e Sirer.

Avendo distorto il sistema a favore dei minatori egoisti, altri minatori vedono che possono guadagnare più Bitcoin unendosi a questo gruppo. Il risultato è un punto di svolta in cui il sistema di mining Bitcoin diventa improvvisamente dominato da un singolo gruppo. E questo gruppo può esercitare qualsiasi controllo sul modo in cui vengono registrate le transazioni.

Ovviamente, il mining egoista raggiunge un punto di svolta solo se il gruppo egoista è costituito da una certa frazione di minatori di Bitcoin. I gruppi più piccoli di questo non possono forzare la mancia del sistema.

Il risultato chiave che Eyal e Sirer hanno calcolato è che la soglia di ribaltamento è vicina allo zero zero. Quindi quasi tutti i gruppi potrebbero adottare la strategia di mining egoista e finire per controllare il sistema.

Eyal e Sirer hanno una sorta di soluzione. Ciò comporta un cambiamento del sistema in modo che scelga un fork piuttosto che un altro a caso (piuttosto che scegliere quello solitario). Quando questa scelta è casuale, è più difficile per i minatori egoisti prendere il controllo.

Ma non molto più difficile. Eyal e Sirer calcolano che questo aumenta la soglia di ribaltamento per i gruppi che controllano circa il 25% di tutto il mining di Bitcoin. Anche con la nostra soluzione proposta che alza la soglia al 25%, le prospettive sono fosche: esistono già pool la cui potenza di mining supera il 25%, sottolineano.

C'è un'altra possibile soluzione: i minatori stessi impediranno ai gruppi di diventare troppo grandi. I minatori dovrebbero interrompere i pool di grandi dimensioni fino a quando nessun pool supera la dimensione della soglia, quindi nessun pool può beneficiare della strategia Selfish-Mine, suggeriscono.

È possibile che gli istinti altruistici dei minatori di Bitcoin possano impedire che lo scenario da incubo del sistema venga ripreso. Ma resta da vedere se questo avrà la meglio sugli istinti egoistici dei minatori maligni.

In ogni caso, si profila un'interessante battaglia.

Rif: arxiv.org/abs/1311.0243 : La maggioranza non è sufficiente: il mining di Bitcoin è vulnerabile

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