El impacto de los ataques de retención de bloques en los mineros

Explicación del ataque de retención de bloque

Un ataque de retención de bloques ocurre cuando un minero individual o un grupo de mineros retiene los bloques que ha minado en lugar de comunicarlos a los participantes de la red. En lugar de mostrar los bloques minados, los guardan en secreto y continúan minando.

Cuando los hackers ocultan en secreto los bloques minados, pueden retrasar las confirmaciones de las transacciones. De esta forma, pueden crear una bifurcación en la blockchain que los demás participantes desconocerán. Con esta bifurcación secreta, los hackers pueden cometer fraudes como el doble gasto y minar nuevos bloques fácilmente.

El objetivo del ataque de retención de bloques es reducir la rentabilidad del pool de minería. Si este ataque se mantiene durante largos periodos, puede incluso llevar a la quiebra a un pool de pago por acción.

Además, dado que los demás participantes de la red podrían haber minado bloques previamente, que ahora son inutilizables, deben decidir en qué blockchain trabajar. Esto, a su vez, provocará una interrupción temporal de la red.

Un tipo de ataque de retención de bloques se ejecuta cuando uno de los mineros descubre un bloque dentro de un grupo víctima y prefiere no enviarlo inmediatamente al operador del grupo y redirige toda la capacidad minera accesible al grupo víctima para que este contenga una mayor cantidad de acciones relativas dentro del grupo.

Tras esperar, el bloqueador libera el bloque previamente descubierto. Esto se protege mediante tareas desconocidas, de modo que el minero no puede distinguir entre una solución completa y una parte.

La mitigación de un ataque de retención de bloques es difícil debido a la aleatoriedad de la minería. Aun así, se han diseñado algunas técnicas, como diferentes esquemas de compromiso criptográfico mediante el uso de funciones hash. Estos esquemas suelen impedir que el administrador del pool haga trampas en todo el pool e imposibilitan a los mineros del pool distinguir una prueba de trabajo parcial de una completa.

Sin embargo, los ataques de retención de bloques siguen siendo desafiantes ya que los piratas informáticos deben tener una gran cantidad de poder de red para mejorar las posibilidades de que su bifurcación secreta se vuelva válida y aceptada por otros mineros.

¿Cómo funciona un ataque de retención de bloque?

La minería es un proceso tecnológico complejo mediante el cual los nodos de la red blockchain autentican y verifican las transacciones. Los mineros reciben recompensas con tokens recién creados por su capacidad computacional. En un ataque de retención de bloques o un diseño de minería egoísta, un cártel oculta bloques recién formados de la cadena principal, revelándolos posteriormente.

La retención de bloques o minería egoísta fue identificada inicialmente por los investigadores de Cornell Emin Gün Sirer e Ittay Eyal en un artículo de 2013. Demostraron que era posible obtener más bitcoins ocultando los bloques recién minados de la cadena de bloques principal, formando así una bifurcación de la cadena de bloques. En teoría, los mineros podrían implementarla en la red en el momento oportuno y manipular la cadena de bloques.

En su artículo de 2013, Sirer y Eyal demostraron que los mineros podían maximizar su participación total en los ingresos ocultando nuevos bloques y ofreciéndolos a sistemas de su red privada. Esta técnica acelera el proceso de descubrimiento y minimiza los problemas de infraestructura de la minería, como la latencia de la red y los gastos de electricidad.

Inicialmente, la cadena de bloques bifurcada sería más pequeña que la cadena de bloques pública. La cadena privada mina bloques en su pool y oculta cualquier bloque recién descubierto. Los mineros repiten este proceso hasta que la cadena de bloques privada alcanza una altura mayor que la de la cadena de bloques pública.

Posteriormente, los mineros egoístas sincronizan la entrada de sus nuevos bloques en la blockchain honesta de tal manera que la blockchain pública se fusiona con la cadena recién introducida. La red pública mina la nueva blockchain, y los mineros egoístas reciben recompensas en criptomonedas y comisiones por transacción por sus bloques ya aceptados.

Sirer y Eyal compararon los recursos desperdiciados en ambas cadenas. Plantearon la hipótesis de que los mineros egoístas o los atacantes que retenían bloques tenían una ventaja sobre los mineros de blockchains públicas, ya que sus recompensas eran relativamente mayores después de ajustar los recursos desperdiciados.

Impacto del ataque de retención de bloques en los mineros

A continuación se presentan algunos impactos potenciales que los mineros pueden sufrir debido a ataques de retención de bloques.

1. Recompensas de minería reducidas para mineros honestos

Los mineros que resuelven acertijos, extraen bloques y los transmiten inmediatamente pueden ver reducidas sus recompensas de minería, ya que el hacker manipulará las confirmaciones a su favor. Por lo tanto, las a href="https://www.cryptominerbros.com/blog/what-are-mining-rewards/" target="_blank" rel="noopener">recompensas de minería se verán reducidas.

Cuando los atacantes retienen bloques, reducen el fondo total de recompensas, que normalmente se compartiría entre todos los mineros. Esto provoca que el fondo de minería, especialmente los más pequeños, pierdan sus ganancias previstas.

Para cada minero o para quienes participan en grupos de minería, esto proporciona un sistema donde la rentabilidad se vuelve incierta. Dado que los mineros pierden sus recompensas constantemente debido a ataques maliciosos, podrían dudar en seguir minando, lo que reduce la participación en la red.

2. Transacciones retrasadas

Los ataques de retención de bloques resultan en confirmaciones tardías de transacciones y la adición de nuevos bloques a la blockchain. Si un grupo de mineros o hackers retiene bloques en lugar de mostrarlos, las transacciones se retrasarán. Esto puede interrumpir toda la funcionalidad de la blockchain, impidiendo que los usuarios envíen y reciban fondos en la red.

Dicha inestabilidad no solo podría comprometer la eficacia de la red, sino también empañar la credibilidad de la propia moneda. En el caso de redes con un alto nivel de capital o transacciones, los retrasos tienen consecuencias graves para la credibilidad general del sistema.

3. Aumento de bloques huérfanos

Cuando los bloques se retienen, se producen confirmaciones de transacciones retrasadas, lo que eventualmente crea una bifurcación en la blockchain. Otros mineros que ya han minado bloques quedarán obsoletos, y todos esos bloques obsoletos se convertirán en bloques huérfanos.

4. Mala seguridad de la red

Un efecto principal de los ataques de retención de bloques es la degradación de la seguridad de la cadena de bloques. En una PoW, cuanto más larga es la cadena, más robusta es, ya que, para que un ataque tenga éxito, el atacante necesitaría controlar mayor potencia computacional.

Cuando un grupo de mineros impide que se muestren bloques, facilita diversos fraudes. Por ejemplo, los hackers pueden abusar de la blockchain mediante el doble gasto, la minería de nuevos bloques sin competencia, etc. Todo esto afecta la estabilidad de la red y reduce la seguridad general.

5. Falta de fiabilidad

Cuando un grupo de mineros retiene bloques y controla la red blockchain, esto genera incertidumbre e insatisfacción entre los usuarios, ya que no pueden minar nuevos bloques. Por lo tanto, la confiabilidad de toda la blockchain pronto se perderá.

6. Obstaculizar el modelo de pool de minería

Los pools de minería, donde varios mineros reúnen su poder de cómputo para mejorar la posibilidad de recibir recompensas, suelen ser vulnerables a ataques de retención de bloques.

Cuando un atacante retiene bloques en un pool, la distribución de recompensas se vuelve injusta, lo que genera disputas y desconfianza entre los participantes. Esto puede destruir la esencia misma de los pools de minería: ofrecer recompensas equitativas y optimizar el proceso de minería.

7. Consecuencias financieras para los operadores de pools de minería

Los ataques de retención de bloques afectan directamente a los operadores de pools de minería. Estos dependen de un sistema de recompensas transparente y equitativo para retener a los mineros.

Si un pool se ve constantemente sometido a ataques de retención de bloques, puede resultar en una disminución de la participación, lo que a su vez reduce los ingresos totales del operador por las comisiones del pool. Además, la pérdida de reputación debido a estos ataques puede resultar en la pérdida de participantes potenciales.

¿Cómo mitigar los ataques de retención de bloques?

A continuación se ofrecen algunos consejos prácticos para mitigar los ataques de retención de bloques y evitar posibles riesgos.

• Los mineros deberían unirse a grupos de minería de renombre, transparentes y descentralizados. Los hackers se agrupan y suelen atacar a grupos de minería más pequeños con sus ataques de retención de bloques.
• Los gobiernos y las autoridades mineras deberían aplicar sanciones severas a los mineros que incurran en tales amenazas.
• Educar a los mineros sobre los riesgos e impactos de los ataques de retención de bloques sobre los mineros y enseñarles las mejores prácticas para una minería segura puede ayudar a reducir la posibilidad de dichos ataques y otras amenazas asociadas.
• Ataques como la retención de bloques pueden mejorarse si facilitan a los atacantes aislar un bloque de la red. Al dificultar el proceso de minería (aumentando la dificultad de minería), es más difícil para los atacantes seguir reteniendo bloques.
• Modificar el modelo de recompensas para equilibrar las comisiones por transacción y las recompensas por bloque (por ejemplo, aumentando la proporción de las comisiones por transacción cuando se reducen las recompensas por bloque) puede reducir el incentivo para retener bloques. Esto podría obligar a los atacantes a ser más constructivos, ya que las comisiones por transacción pueden motivar a los mineros a difundir bloques rápidamente.
• Monitorear continuamente la actividad minera en toda la red puede facilitar la detección de comportamientos anormales, como la retención repetida de bloques por parte de mineros. Con una monitorización de red más sofisticada, es posible identificar tendencias inusuales o inconsistencias en los informes de bloques y detectar a los mineros que podrían estar realizando ataques de retención de bloques.
• Las redes PoW pueden incentivar a los mineros a difundir sus bloques lo antes posible ofreciendo recompensas a quienes lo hacen sistemáticamente. Quienes difunden bloques con prontitud y veracidad podrían recibir recompensas o un trato especial (por ejemplo, mayor probabilidad de minar bloques posteriores o comisiones más bajas). Por el contrario, quienes acumulen bloques podrían ser penalizados o excluidos de la red.
• Favorecer la descentralización en los pools de minería y evitar la concentración del poder minero en un puñado de participantes puede ayudar a mitigar los ataques maliciosos de retención de bloques. Facilitar la minería descentralizada y distribuida, quizás reduciendo las barreras de entrada para los pequeños mineros y promoviendo una participación más diversa.
• Permitir que los mineros reporten actividades fraudulentas (por ejemplo, retención de bloques) en una red puede responsabilizar a la comunidad de detener los ataques. Implementar un sistema de reporte o un sistema descentralizado de denuncia de irregularidades que permita a los mineros reportar cuando observen que alguien está reteniendo bloques.