211service.com
Akademiker spionerar svagheter i Bitcoins grunder
En sak kan inte ifrågasättas om personen (eller personerna) som är ansvariga för att skapa Bitcoin: de var skickliga i matematik och experter på kodning. Fem år efter att Bitcoin-mjukvaran först släpptes, har inga större korrigeringar behövts till kärnkoden, som använder kryptografi för att generera och överföra virtuella pengar.
Ändå dyker det upp tecken på mer subtila brister i Satoshi Nakamotos vision (som kanske eller kanske inte är en pseudonym), med analys som tyder på att reglerna för hur Bitcoin fungerar som valuta kan vara långt ifrån perfekta. Vissa forskare hävdar att dessa regler lämnar utrymme för fusk för att destabilisera Bitcoin. Andra har kommit fram till att stora förändringar av valutans regler kommer att behövas när antalet bitcoins i omlopp ökar.
I den verkliga världen följer människor inte alltid reglerna – de gör det som är bäst för dem, säger de Joshua Kroll , en forskare vid Princeton. Att förstå detta är nyckeln till att förstå om och hur Bitcoin överlever – det talar om för dig om systemet kan hålla länge, [och] hur robust det är inför chocker.
Kroll och andra undersöker möjliga problem med hjälp av spelteori, ett sätt att matematiskt beräkna hur individer kan välja att samarbeta, tävla eller fuska givet de alternativ som finns tillgängliga för dem och andras strategier.
En slutsats som dragits av Kroll och hans Princeton-kollegor Ian Davey och Ed Felten är att dessa regler kommer att behöva ändras avsevärt om Bitcoin ska hålla. Deras modeller förutspår att intresset för att bryta bitcoins, genom att ladda ner och köra Bitcoin-mjukvaran, kommer att minska när antalet i omlopp växer mot taket på 21 miljoner satt av Nakamoto. Detta skulle vara ett problem eftersom datorer som kör gruvprogramvaran också upprätthåller redovisningen av transaktioner, känd som blockchain, som registrerar och garanterar bitcointransaktioner (se Vad Bitcoin är och varför det spelar roll ).
Gruvarbetare tjänar nyligen präglade bitcoins för att lägga till nya sektioner till blockchain. Men det belopp som tilldelas för att lägga till en sektion halveras periodvis så att det totala antalet bitcoins i omlopp aldrig överstiger 21 miljoner (belöningen halverades senast 2012 och kommer att göra det igen 2016). Transaktionsavgifter som betalas till gruvarbetare för att hjälpa till att verifiera överföringar är tänkta att kompensera för denna inkomstförlust. Men avgifterna är för närvarande försumbara, och Princeton-analysen förutspår att under de befintliga reglerna kommer dessa avgifter inte att bli betydande nog för att göra gruvdrift värd att göra i avsaknad av nypräglade bitcoins.
Den enda lösningen som Kroll ser är att skriva om reglerna för valutan. Det skulle behövas någon form av förvaltningsstruktur som gick med på att ha en sorts skatt på transaktioner eller inte begränsa antalet bitcoins som skapas, säger han. Vi förväntar oss att båda mekanismerna kommer in i bilden.
Den typen av tillvägagångssätt är vanligt i etablerade ekonomier, som tämjer saker som insiderhandel med lagar och tillsynsmyndigheter och har centralbanker att forma ekonomier. Men många som stöder Bitcoin uppskattar hur det för närvarande fungerar utan centraliserad kontroll, och skulle sannolikt göra uppror vid varje förslag om att ändra reglerna.
Forskare från Cornell hävdar att de har hittat ett annat problem med bitcoin-brytning. Vid Finansiell kryptografikonferens den här månaden presenterade de arbete som antydde att så kallade själviska gruvarbetare kunde utnyttja de nuvarande reglerna för att få mer än en rimlig belöning för sitt arbete.
Bitcoin-gruvarbetare kör mjukvara som tävlar för att lösa ett matematiskt pussel och därigenom lägga till nästa sektion till blockkedjan, vilket ger den belöning som kommer med den. Enligt den själviska gruvstrategin skulle en gruvdrift avstå från att tillkännage att den hade slutfört nästa nya block, och undvika belöningen i ett försök att få ett försprång på konkurrenterna på nästa block.
Cornell-analysen visar att även om själviska gruvarbetare klarar sig sämre initialt, kan strategin löna sig med tiden genom att få ärliga gruvarbetare att slösa tid på pussel som är irrelevanta. Strategin är dock beroende av att ha en betydande andel av den totala datorkraften för alla bitcoin-gruvarbetare.
Om din gruvkraft är mer än en tredjedel av systemets totala totala, fungerar detta alltid, säger Ittay Ayal , som gjorde forskningen tillsammans med en kollega Emin Gun Sirer . Du kanske kan göra det med mycket mindre, tillägger Eyal.
Eyal föreslår en modifiering av gruvprotokollet som skulle säkerställa att endast någon som kontrollerar minst en fjärdedel av all gruvkraft kan dra nytta av självisk gruvdrift, och säger att Bitcoin-gemenskapen också bör göra ansträngningar för att begränsa kraften i gruvdrift.
Teorin om självisk gruvdrift har varit kontroversiell i Bitcoin-gemenskapen och den akademiska världen, med vissa som hävdar att det inte skulle fungera. Men tanken på att på något sätt minska inflytandet från de största gruvverksamheterna har brett stöd. Det har länge varit känt att en gruvarbetare som kontrollerar 51 procent av all bitcoin-gruvkraft kan manipulera blockkedjan för att göra saker som att spendera bitcoins två gånger.
Det hotet började kännas äkta i januari i år när gruvgruppen G.Hash från Kina växte till att kontrollera 41 procent av nätverkets makt, innan backar undan inför skrik. Icke desto mindre tyder dominansen av en handfull stora gruvdrifter på att en attack på 51 procent fortfarande är möjlig, oavsett om en växande eller två samarbetar. G.Hash kontrollerar nu 29 procent av nätverkets makt, med de tre näst största kontrollerar ytterligare 42 procent mellan sig.
Ett annat skäl för att minska dominansen av stora gruvföretag är att deras storlek verkar uppmuntra användningen av överbelastningsattacker, säger Benjamin Johnson , en forskare vid University of California, Berkeley. Han var huvudförfattare på ett papper vid Financial Cryptography-konferensen som använde spelteori för att visa att det är vettigt för mindre gruvarbetare att öka sin egen framgång genom att förhindra stora gruvarbetare från att verka snarare än att investera i mer gruvkraft, och att incitamentet försvinner om gruvdriften inte domineras av en handfull av stora aktörer.
Ett annat dokument som presenterades på konferensen rapporterade att 63 procent av de stora gruvpoolerna hade attackerats, jämfört med endast 17 procent av de små. Detta argumenterar på det sättet innan en pool når tröskeln på 51 procent, skapar det ohjälpsamma incitament, säger Johnson.
Johnson säger Bitcoin Foundation , en ideell organisation skapad för att standardisera och marknadsföra Bitcoin, och personerna som underhåller Bitcoin-mjukvaran har visat intresse för hans och andras arbete som undersöker valutans design. De har verkligen investerat i att se till att detta protokoll fungerar och inte misslyckas på grund av någon ekonomiskt motiverad attackstrategi.
Gavin Andresen, chefsforskare för stiftelsen och ledare för gruppen som underhåller Bitcoin-mjukvaran, säger att han skulle välkomna närmare band med akademiska forskare som ett sätt att hålla reda på potentiella problem. Säkerhet är en process; det görs aldrig, säger Andresen. Det kommer alltid nya hot.
Andresen kommer att tala vid a konferens i Princeton denna vecka avsedda att främja ett sådant samarbete. Jag ser fram emot att knyta djupare kontakter med det akademiska samhället, säger han.
Att identifiera problem i Bitcoin-protokollet och möjliga korrigeringar kommer dock att vara lättare än att implementera dem. Även om tillväxten av Bitcoin-företag har spätt på den anti-regeringskänsla som motiverade många av de tidigaste adoptanterna (se Bitcoin Hits the Big Time), kommer det troligtvis att möta hårt motstånd att göra stora förändringar i de grundläggande reglerna för hur valutan fungerar.