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Computación

Los académicos ven debilidades en las bases de Bitcoin

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La teoría de juegos sugiere que las reglas que gobiernan la criptomoneda deberían ponerse al día para que la divisa sobreviva

  • por Tom Simonite | traducido por Lía Moya
  • 25 Marzo, 2014

Hay algo que no se puede discutir sobre la persona (o personas) responsables de la creación de Bitcoin: eran muy hábiles en matemáticas y expertos en codificación. Cinco años después de que se lanzara el software de Bitcoin no han hecho falta importantes arreglos del código núcleo, criptográfico para generar y trasferir dinero virtual.

Sin embargo, empiezan a aparecer síntomas de fallos más sutiles en la visión de Satoshi Nakamoto (que puede ser un seudónimo, o no). Hay investigaciones que sugieren que las reglas que gobiernan la forma de operar de Bitcoin como divisa están lejos de ser perfectas. Algunos expertos afirman que dichas reglas dejan espacio para que tramposos desestabilicen Bitcoin. Otros han concluido que serán necesarios importantes cambios en la regulación de la divisa cuando aumente la cantidad de bitcoins en circulación.

"En el mundo real, la gente no siempre sigue las reglas, hace lo que más le conviene", afirma el investigador de la Universidad de Princeton (EEUU) Joshua Kroll. "Comprender esto es la clave para saber si Bitcoin sobrevivirá y cómo lo hará, te dirá si el sistema puede sobrevivir mucho tiempo, y cómo de robusto es a la hora de enfrentarse a sobresaltos".

Kroll y otros están explorando los posibles problemas a través de la teoría de juegos, una forma de calcular matemáticamente cómo podrían cooperar, competir o hacer trampas los individuos, dadas sus opciones disponibles y las estrategias del resto.

Una de las conclusiones a las que han llegado Kroll y sus compañeros de Princeton Ian Davey y Ed Felton es que esas reglas tendrán que sufrir cambios significativos si Bitcoin quiere perdurar. Sus modelos predicen que el interés por "minar" bitcoins mediante la descarga y ejecución del software de Bitcoin decaerá cuando la cantidad de bitcoins en circulación se acerque al máximo de 21 millones establecido por Nakamoto. Esto supondrá un problema porque los ordenadores que ejecutan el software de minado también mantienen una contabilidad de las transacciones, conocida como cadena de bloques, que las registra y garantiza (ver "¿Qué es Bitcoin, y por qué es importante?").

Los mineros ganan bitcoins recién acuñados añadiendo nuevas secciones a la cadena de bloques. Sin embargo, la cantidad de monedas que se concede por añadir una sección se reduce a la mitad cada cierto tiempo, para que la cantidad total de bitcoins en circulación nunca supere los 21 millones (esa cantidad concedida se dejó redujo a la mitad por última vez en 2012 y está establecido que volverá a hacerlo en 2016). Se supone que las tarifas de transacción que se pagan a los mineros por ayudar a verificar las trasferencias compensan esa pérdida de ingresos, pero ahora mismo las tarifas son prácticamente simbólicas y el análisis de Princeton predice que con las reglas actuales en vigor estas tarifas no serán lo suficientemente significativas como para que compense minar en ausencia de bitcoins recién acuñados.

La única solución que se le ocurre a Kroll es reescribir las reglas de la divisa. "Habría que crear algún tipo de estructura gobernante que estuviera de acuerdo en imponer una especie de impuesto sobre las transacciones, o no limitar la cantidad de bitcoins que se pueden crear", afirma, y añade: "Esperamos que ambos mecanismos entren en juego".

Este tipo de enfoque es habitual en economías ya establecidas, que controlan las transacciones internas mediante leyes y agencias reguladoras, y tienen bancos centrales para dar forma a las economías. Pero muchos de quienes respaldan Bitcoin valoran la forma en la que opera en la actualidad, sin un control centralizado, y probablemente se rebelarían ante cualquier sugerencia de cambio en las reglas.

Investigadores de la Universidad de Cornell (EEUU), por su parte, afirman haber encontrado otro problema en el minado de bitcoins. En la conferencia sobre Criptografía Financiera celebrada este mes, presentaron un trabajo en el que sugieren que los denominados "mineros egoístas" podrían aprovecharse de las reglas actuales para ganar más que la recompensa justa a su trabajo.

Los mineros de bitcoin ejecutan un software que entra en una carrera para resolver una puzle matemático que añade la siguiente sección a la cadena de bloques, embolsándose la recompensa correspondiente. Siguiendo la estrategia del minado egoísta, una operación minera se abstendría de anunciar que ha completado el bloque siguiente, evitando recibir la recompensa en un intento por tener una posición de ventaja en la competición por el siguiente bloque.

El análisis de Cornell demuestra que aunque a los mineros egoístas les va peor al principio, la estrategia puede compensar a la larga de forma que los mineros honrados pierdan el tiempo con puzles que ya son irrelevantes. Sin embargo, esta estrategia depende de tener una parte importante de la potencia de computación global de todos los mineros de bitcoin.

"Si tu potencia de minado es más de una tercera parte del total del sistema, siempre funciona", explica el investigador Ittay Eyal, quien ha llevado a cabo la investigación con su colega Emin Gün Sirer. Y añade que "quizá se posible hacerlo con mucho menos".

Eyal propone una modificación en el protocolo de minado que aseguraría que sólo alguien que controlase al menos una cuarta parte de toda la potencia de minado podría beneficiarse del minado egoísta y afirma que la comunidad bitcoin debería intentar limitar la potencia de las operaciones mineras.

Entre la comunidad bitcoin la teoría del minado egoísta resulta polémica, pero también entre los académicos, donde se afirma que no funcionaría. Pero la idea de reducir la influencia de las principales operaciones de minería de alguna forma tiene numerosos apoyos. Hace tiempo que se sabe que un minero que controlase el 51% de toda la potencia de minado podría manipular la cadena de bloques para hacer cosas como por ejemplo gastar dos veces un mismo bitcoin.

Esa amenaza cobró cuerpo el mes de enero de este año cuando el grupo minero chino G.Hash llegó a controlar el 41% de la potencia de la red, antes de retirarse en vista de la indignación suscitada. En cualquier caso, el dominio de un puñado de grandes operaciones mineras indica que un ataque sobre el 51% es posible, ya sea por el crecimiento de una o la fusión de dos o más operaciones. G.Hash controla ahora el 29% de la potencia de la red, y las tres operaciones siguientes controlan un 42% entre las tres.

Otra razón para reducir el dominio de las grandes empresas de minado es que su tamaño parece promover el uso de ataques de denegación de servicio, según el investigador de la Universidad de California, Berkeley (EEUU) Benjamin Johnson. Johnson es el autor principal de un artículo presentado en la conferencia de Criptografía Financiera que usa la teoría de juegos para demostrar que para los pequeños mineros tiene sentido lograr el éxito impidiendo operar a los grandes mineros en lugar de invertir en más potencia de minado, y que este incentivo desaparece si el minado no está dominado por un puñado de grandes potencias.

Otro artículo presentado en la conferencia informa de que el 63% de los grandes grupos de minado han sido atacados frente al 17% de los pequeños. "Esto demuestra que, mucho antes de que un grupo llegue al umbral del 51% ya crea incentivos poco útiles", afirma Johnson.

Johnson asegura que la Fundación Bitcoin , una organización sin ánimo de lucro creada para estandarizar y promover bitcoin, y quienes mantienen el software de la criptomoneda, han demostrado interés por su trabajo y el de otros que ponen a prueba el diseño de la moneda. "Están muy interesados en asegurarse de que este protocolo funciona y no falla debido a una estrategia de ataque por motivos económicos".

El director científico de la fundación y líder del grupo que mantienen el software de Bitcoin, Gavin Andresen, afirma que estaría encantado de establecer relaciones más estrechas con investigadores académicos como forma de hacer un seguimiento de problemas potenciales. "La seguridad es un proceso, nunca está terminada", afirma Andresen. "Siempre existen nuevas amenazas".

Andresen hablará en una conferencia en Princeton esta semana cuya intención es fomentar este tipo de colaboraciones. "Estoy deseando establecer conexiones más profundas con la comunidad académica", afirma.

Sin embargo, identificar los problemas y las posibles soluciones en el protocolo Bitcoin será más fácil que poner estas últimas en marcha. Aunque el crecimiento de los negocios relacionados con Bitcoin ha diluido el sentimiento antigubernamental que motivaba a muchos de sus primeros adoptantes (ver "Bitcoin alcanza su gran momento, y decepciona a algunos de sus primeros defensores"), es probable que los cambios importantes en las reglas básicas de cómo funciona la divisa se encuentren con una resistencia enconada.

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