Ethereum es más vulnerable que Bitcoin a un ataque de minería egoista

La cadena de bloques de Ethereum es más sensible a un ataque de minería egoísta (selfish mining) que la blockchain de Bitcoin. Esta afirmación forma parte de las conclusiones de una investigación realizada por Jianyu Niu y Chen Feng, especialistas de la British Columbia University.

En un documento académico publicado en conjunto el pasado 15 de enero señalaron que, a pesar de que ambas cadenas tienen sus particularidades, el diseño de la minería de Ethereum hace que la cadena de bloques sea más sensible, especialmente por la relación de “tío-sobrino” que se plantea entre algunos bloques huérfanos y la recompensa de minado de los bloques añadidos a la cadena más actual de Ethereum.

En este caso, estos bloques acumulan solo una pequeña porción de Prueba de Trabajo (PoW) pero sin ser añadidos a la cadena. Este gasto de trabajo conlleva una recompensa en ETH, como una suerte de premio de consolación.

Este cambio en el diseño de la PoW de Bitcoin dentro del funcionamiento de Ethereum abre este vector de ataque, ya que hay más fuentes de las que robar la recompensa, acumulando poder de minado.

Minería egoísta

La minería egoísta es una estrategia de minería de criptoactivos en la que un grupo de mineros se confabula para concentrar una mayor cantidad de poder de minado, ganar más recompensa y aumentar los ingresos por su actividad en determinada cadena de bloques.

Con suficiente hashrate, los atacantes podrían ignorar los bloques nuevos, minar una cadena secreta para añadirla luego a la blockchain pública, robando la recompensa de los bloques y dejando la cadena original aparentemente inalterada, aunque con los bloques no añadidos huérfanos y perdidos.

Esta estrategia de minería es un riesgo real para todos aquellos sistemas descentralizados que utilizan la PoW para alcanzar el consenso de la red, y puede comprometer su funcionamiento, así como su valor y precio. Incluso Bitcoin, pese al alto hashrate de su red, también podría verse expuesto.

De hecho, para su estudio, los investigadores tomaron un trabajo previo de Ittay Eyal y Emin Gün Sirer, de Cornell University, que se enfocaba en el mismo problema pero dentro de la cadena de bloques de Bitcoin, titulado “La mayoría no es suficiente: la minería de Bitcoin es vulnerable”, en donde se expuso esta vulnerabilidad, una estrategia para aprovecharla y sugerencias para mejorar el protocolo para solucionar este vector de ataque. El papel fue publicado en 2013.

El examen a Ethereum

No obstante, dada la diferencia de ambas cadenas, Niu y Feng añadieron otras particularidades técnicas para su examen sobre Etheruem, destacando que, hasta ahora, este vector de ataque no ha sido estudiado de manera suficiente en esta cadena.

Si bien parten de la estrategia de minería egoísta de Eyal y Sirer, añadieron un proceso de Markov bidimensional para modelar el comportamiento de su propia estrategia de minería egoísta. Este es un proceso matemático, utilizado tanto para crear la estrategia de minería y sus pasos, como para derivar y proyectar la recompensa posible de este ataque.

En el estudio previo sobre Bitcoin, el modelo era determinístico y no bidimensional.

Resulta que nuestro modelo bidimensional, combinado con el seguimiento probabilístico, nos permite caracterizar el efecto de las recompensas del modelo “tío-sobrino”, lo que es imposible con el modelo unidimensional y el seguimiento determinista.

Jianyu Niu y Chen Feng

De acuerdo con la investigación, el umbral de hashrate necesario para realizar un ataque de esta naturaleza es más bajo que el de Bitcoin. Así, la red es más vulnerable a la minería egoísta a consecuencia del modelo de recompensas y la PoW que se utiliza en la red.

“Como uno de nuestros principales hallazgos, notamos que es importante considerar los bloqueos «tío» al ajustar el nivel de dificultad de minería. De lo contrario, Ethereum sería mucho más vulnerable a la minería egoísta que Bitcoin (…) sin embargo, una vez que se cambie el mecanismo de la minería, es probable que el grupo egoísta cambie sus nuevas estrategias de minería para maximizar su propio beneficio”, se lee en las conclusiones del documento.

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