¿Qué es un ataque de 51% de la Blockchain?

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Antes de sumergirnos en la pregunta de ¿qué es un ataque de 51%? es crucial tener un buen conocimiento de lo básico de la minería y los sistemas basados en la tecnología Blockchain.

Pues fácilmente podríamos lanzar información y dejar a nuestros lectores incluso con más dudas que antes de leer este articulo, así que, empecemos.

Una de las fortalezas claves de Bitcoin y su tecnología de cadenas de bloques subyacente es la naturaleza distribuida de la construcción y verificación de datos.

El trabajo descentralizado de los nodos garantiza que se sigan las regla del “protocolo” y que todos los participantes de la red estén de acuerdo con el estado actual de la Blockchain.

Eso significa que la mayoría de los nodos deben alcanzar un consenso regularmente con respecto al proceso de minería de la red; a la versión del software que se está utilizando, el modo en que se validan cada transacción, y muchas otras cosas, y todo, pero absolutamente tiene que estar en consenso.

El algoritmo de consenso de Bitcoin por ejemplo, es llamado Prueba de Trabajo, o mejor conocido como PoW por sus siglas en ingles.

Y esto es lo que garantiza que los mineros solo puedan validad un nuevo bloque de nuevas transacciones si los nodos de la red acuerdan colectivamente que el Hash del bloque proporcionado por el minero es exacto, lo que quiere decir esto es que el Hash comprueba que el minero hizo el trabajo suficiente, y encontró una solución al problema de ese bloque lo que valida la transacción ante el nodo. ¿Un poco complejo cierto?, pues la verdad es que muchos dentro del cripto ecosistema no lo saben.

La infraestructura de las Blockchain, como un libro mayor de contabilidad que se aprende en clase, pero de manera descentralizado y como un sistema distribuido, impide que cualquier entidad centralizada se entrometa en la red de cadenas de bloques para sus propios fines, por lo que no existe una autoridad única de la red Bitcoin, y de algunas otras criptomonedas, como Ethereum, y Ripple.

Dado que el sistema de minería, en sistemas basados en el algoritmo de consenso PoW, implica la inversión de enormes cantidades de electricidad y recursos computacionales, el rendimiento de un minero se basa en la cantidad de potencia de computo que este tenga, y esto generalmente se conoce como Hash Power o Hash Rate.

Hay mucho nodos de minería en varias ubicaciones diferentes y estos compiten para ser los siguientes en encontrar un Hash de Bloque Valido, y ser recompensados con los BTC, u otra criptomoneda, que recién se ha creado.

En este contexto, la potencia de minería se distribuye en diferentes nodos en todo el mundo, lo que significa que el Hash rate no está en manos de una sola entidad, a menos eso es lo que se supone que debe ser.

Pero, ¿qué ocurre cuando el Hash Rate está mal distribuido? ¿Qué sucede si por ejemplo, una sola entidad u organización puede obtener más del 50 % de ese Hash Rate?, una posible consecuencia de esto es lo que llamamos un ataque del 51 %, o también conocido como un ataque mayoritario.

Ahora si podemos responder: ¿Qué es un ataque del 51 %?:


Es una amenaza constante y potencial de Bitcoin, y otra Blockchain y sus respectivos Altcoins, por lo que una sola entidad u organización puede controlar la mayoría del Hash Rate, lo que podría ocasionar una interrupción en el funcionamiento real de la red Blockchain.

En otras palabras, el 51% de poder del atacante tendría el poder de minería suficiente para excluir o modificar intencionalmente el orden, la cantidad de las transacciones.

Tal ataque haría posible que la entidad malintencionada intente revertir las transacciones que realizó mientras los delincuentes tienen la mayoría del Hash Rate, lo que probablemente ocasionaría problemas como el de “Doble Gasto”.

¿Cómo ocurre el doble gasto?:


Un individuo que controlara más del 50% de la tasa de hash de una red podría interrumpir la red y hacerla insegura. Con un ataque del 51%, el o los delincuentes podría revertir las transacciones y también involucrarse en el doble gasto.

Cuando un minero forma un bloque de transacciones válido, el individuo normalmente transmitirá el bloque al resto de los mineros en la red, de modo que otros mineros puedan verificar su validez, lo que permite un consenso sobre el estado compartido de la cadena de bloques alcanzado por este minero.

Sin embargo, un actor malicioso con más del 50% del Hash Rate de una red Blockchain podría comenzar a explotar las vulnerabilidades de forma privada.

Las transacciones hechas y validadas por este 51 %, incluidas en estos bloques extraídos de forma privada no se transmiten al resto de la red, para validar su Hash. Sino que es transmitido como si ya la mayoría de la red ha llegado a un consenso sobre introducir, cambiar, devolver, rehacer en los nuevos bloques de la red Blockchain.

Esto da como resultado un escenario en el que la versión pública de la cadena de bloques está obligada a seguir, lo que la mayoría corrupta de la red ha declarado como valido por consenso.

Con esto en mente, el que posee el 51% o más del Hash Power ahora puede realizar el doble gasto.

Pueden hacerlo gastando primero sus BTC en la versión pública de la cadena de bloques, pero luego no incluyen estas transacciones en la cadena de bloques que no se ha emitido, o la privada.

En esta versión privada de la cadena de bloques, los delincuentes todavía posee esos BTC gastados. Debido a que el actor malicioso tiene el control de una cantidad considerable de poder de hash, más del 50%, podrán transmitir su versión privada de la cadena de bloques y formar bloques más rápido que el resto de la red, lo que significa que podrán para formar una red de cadenas de bloques más larga.

Debido a la “Longest Chain Rule” generalmente se considera que la cadena de bloques más larga es la cadena válida sobre la que se puede y debe minar.

Como resultado, el resto de los mineros de la red se verán obligados a cambiar a la cadena más larga. La versión previamente privada de la cadena de bloques ahora se considera correcta, y todas las transacciones que no se incluyeron en esta cadena se invierten.

El mal actor también retiene sus BTC ya que no se incluyeron esas transacciones gastadas en esta versión de la cadena de bloques, lo que significa que esos fondos se pueden gastar nuevamente.

Esto sin duda es una genialidad, y una brecha de seguridad dentro de la red de cadenas de bloques.

Otras consecuencias son:


Un ataque mayoritario exitoso también permitiría al atacante evitar que algunas, o todas las transacciones sean confirmadas, ese problema es conocido como “Denegación de Servicios por Transacción”, o impedir que algunos o todos los mineros que no controla realicen actividades mineras, lo que lleva al llamado “Monopolio minero”.

Por otro lado, un ataque del 51% no permitiría al atacados revertir las transacciones de hechas mientras esté en proceso la violación de seguridad, ni impedir que las transacciones sean transmitidas en la red.

También pueden cambiar las recompensas por la obtención del Hash del bloque, crear tokens de la nada, o robar monedas que nunca le pertenecieron al atacante, todos estos son escenarios son permitidos por el ataque mayoritario, son muy improbables que pasen en la vida real.

Dicho esto, el camino nos llevaría a otra pregunta.

¿Qué tan probable es un ataque del 51%?:


Dado que una red Blockchain es mantenida por otra red distribuida de nodos, todos los participantes cooperan en el proceso para llegar al consenso.

Esta es una de las razones principales por la que las redes de cadenas de bloques tienden a ser extremadamente seguras. Las redes más grandes, con más mineros y más nodos, tienen una mayor protección contra este tipo de ataques, y la corrupción de datos.

Cuando se trata de Blockchain que utilizan el método de consenso por Prueba de Trabajo, PoW, como la de Bitcoin o Etheruem, cuanto más Hash Rate tenga un minero, mayores serán las probabilidades de encontrar una solución valida que le permita escribir la información en el siguiente bloque a ser agregado a la cadena.

Eso es cierto porque la minería implica una gran cantidad de intentos de Hash, y más potencia computacional significa más intentos por segundo.

Varios de los primeros mineros se unieron a la red Blockchain de Bitcoin para contribuir al crecimiento y a la seguridad de la red.

Con el alza del precio no sólo de Bitcoin sino también de todas las criptomonedas, numerosos nuevos mineros se han unido a la red con el objetivo de competir por las recompensas del bloque, las cuales actualmente están establecidas en 12,5 BTC por cada Bloque minado.

Un escenario tan competitivo es una de las razones por la que la red Blockchain de Bitcoin es una de las más seguras actualmente.

Por lo tanto un ataque del 51% en BTC es bastante improbable, debido a la magnitud gigantesca de la red.

Una vez que una red de cadena de bloques crece lo suficiente, la posibilidad de que una sola persona u organización obtenga el poder de computo suficiente para abrumar a todos los demás participantes crece rápidamente a niveles inalcanzables por estos seres maliciosos.

Además, cambiar los bloques previamente confirmados se vuelve cada vez más difícil a medida que la cadena crece y crece, porque todos los bloques están vinculados a través de pruebas criptográficas.

Por el mismo motivo, cuantas más confirmaciones tenga un bloque, mayores serán los costos de alterar o revertirlas transacciones registradas y validadas en ese bloque.

Por lo tanto, un ataque exitoso probablemente sólo podría alterar las transacciones de unos pocos bloques recientes, y por un corto periodo de tiempo, hasta que la comunidad del token agredido reaccione.

Observando más allá, imaginemos un escenario en el que una entidad maliciosa no está motivada por las ganancias y decide atacar la red de Bitcoin solo para destruirla, sin importar los costos.

Incluso si el atacante logra interrumpir la red de cadenas de bloques, el software y sus códigos; y el protocolo de Bitcoin. Esta se modificarán y adaptarán rápidamente como respuesta a dicho ataque.

Esto requeriría que los otros nodos de la red lleguen a un consenso y estén de acuerdo con estos cambios, pero eso probablemente sucederá muy rápidamente durante una situación de emergencia. Bitcoin es muy resistente a los ataques y se considera la criptomoneda más segura y confiable que existe.

Aunque es bastante difícil para un atacante obtener más poder de cómputo que el resto de la red Bitcoin, el 51 % para ser más preciso, eso no es tan difícil de lograr en el caso de las criptomonedas más pequeñas.

Cuando se comparan con Bitcoin, los otros Altcoins tienen una cantidad relativamente baja de Hash Power que asegura su Blockchain contra este tipo de ataques. Lo suficientemente bajo como para hacer posible que realmente ocurran ataques del 51%.

Algunos ejemplos notables de criptomonedas que fueron víctimas de ataques mayoritarios incluyen Monacoin, Bitcoin Gold, ZenCash y más recientemente Ethereum Classic.