Les universitaires espionnent les faiblesses des fondations de Bitcoin

Une chose est incontestable à propos de la ou des personnes responsables de la création de Bitcoin : elles étaient douées en maths et expertes en codage. Cinq ans après la sortie du logiciel Bitcoin, aucune correction majeure n'a été nécessaire pour le code principal, qui utilise la cryptographie pour générer et transférer de l'argent virtuel.

Pourtant, des signes émergent de défauts plus subtils dans la vision de Satoshi Nakamoto (qui peut ou non être un pseudonyme), avec une analyse suggérant que les règles régissant le fonctionnement du Bitcoin en tant que monnaie peuvent être loin d'être parfaites. Certains chercheurs affirment que ces règles laissent la place aux tricheurs pour déstabiliser Bitcoin. D'autres ont conclu que des changements majeurs aux règles de la monnaie seront nécessaires à mesure que le nombre de bitcoins en circulation augmente.

Dans le monde réel, les gens ne suivent pas toujours les règles - ils font ce qui est le mieux pour eux, dit Josué Kroll , chercheur à Princeton. Comprendre cela est la clé pour comprendre si et comment Bitcoin survit – cela vous indique si le système peut durer longtemps, [et] à quel point il est robuste face aux chocs.

Kroll et d'autres explorent les problèmes possibles en utilisant la théorie des jeux, un moyen de calculer mathématiquement comment les individus pourraient choisir de coopérer, de rivaliser ou de tricher étant donné les options qui s'offrent à eux et les stratégies des autres.

Une conclusion tirée par Kroll et ses collègues de Princeton Ian Davey et Ed Felten est que ces règles devront être considérablement modifiées si Bitcoin doit durer. Leurs modèles prédisent que l'intérêt pour l'extraction de bitcoins, en téléchargeant et en exécutant le logiciel Bitcoin, diminuera à mesure que le nombre en circulation augmentera vers le plafond de 21 millions fixé par Nakamoto. Ce serait un problème car les ordinateurs exécutant le logiciel de minage maintiennent également le grand livre des transactions, connu sous le nom de blockchain, qui enregistre et garantit les transactions bitcoin (voir Qu'est-ce que Bitcoin est et pourquoi c'est important ).

Les mineurs gagnent des bitcoins nouvellement créés pour l'ajout de nouvelles sections à la blockchain. Mais le montant accordé pour l'ajout d'une section est périodiquement réduit de moitié afin que le nombre total de bitcoins en circulation ne dépasse jamais 21 millions (la récompense a été réduite de moitié en 2012 et devrait le faire à nouveau en 2016). Les frais de transaction payés aux mineurs pour aider à vérifier les transferts sont censés compenser cette perte de revenus. Mais les frais sont actuellement négligeables, et l'analyse de Princeton prédit qu'en vertu des règles existantes, ces frais ne deviendront pas suffisamment importants pour que l'exploitation minière en vaille la peine en l'absence de bitcoins fraîchement frappés.

La seule solution que voit Kroll est de réécrire les règles de la monnaie. Il faudrait une sorte de structure de gouvernance qui accepterait d'avoir une sorte de taxe sur les transactions ou de ne pas limiter le nombre de bitcoins créés, dit-il. Nous nous attendons à ce que les deux mécanismes entrent en jeu.

Ce type d'approche est courant dans les économies établies, qui apprivoisent des choses comme les délits d'initiés avec des lois et des organismes de réglementation et ont des banques centrales pour façonner les économies. Mais de nombreux partisans de Bitcoin apprécient la façon dont il fonctionne actuellement sans contrôle centralisé et se rebelleraient probablement à toute suggestion de modifier les règles.

Des chercheurs de Cornell affirment avoir trouvé un autre problème avec l'extraction de bitcoins. Au Conférence sur la cryptographie financière ce mois-ci, ils ont présenté des travaux suggérant que les mineurs dits égoïstes pourraient exploiter les règles actuelles pour obtenir plus qu'une juste récompense pour leur travail.

Les mineurs de Bitcoin exécutent un logiciel qui se lance dans la course pour résoudre un casse-tête mathématique et ajouter ainsi la section suivante à la blockchain, ce qui permet d'obtenir la récompense qui l'accompagne. Dans le cadre de la stratégie d'exploitation minière égoïste, une opération minière s'abstiendrait d'annoncer qu'elle avait terminé le nouveau bloc suivant, évitant la récompense dans le but de prendre une longueur d'avance sur la concurrence sur le bloc suivant.

L'analyse de Cornell montre que bien que les mineurs égoïstes fassent pire au début, la stratégie peut s'avérer payante avec le temps en faisant perdre du temps aux mineurs honnêtes sur des énigmes qui ne sont pas pertinentes. La stratégie dépend cependant de la possession d'une part importante de la puissance de calcul globale de tous les mineurs de bitcoins.

Si votre puissance de minage est supérieure à un tiers du total du système, cela fonctionne toujours, dit Ittay Ayal , qui a fait la recherche avec son collègue Emin Gun Sirer . Vous pourrez peut-être le faire avec beaucoup moins, ajoute Eyal.

Eyal propose une modification du protocole minier qui garantirait que seule une personne contrôlant au moins un quart de toute la puissance minière pourrait tirer profit de l'exploitation minière égoïste, et dit que la communauté Bitcoin devrait également faire des efforts pour limiter la puissance des opérations minières.

La théorie de l'exploitation minière égoïste a été controversée dans la communauté Bitcoin et dans les universités, certains affirmant que cela ne fonctionnerait pas. Mais l'idée de réduire d'une manière ou d'une autre l'influence des plus grandes exploitations minières bénéficie d'un large soutien. On sait depuis longtemps qu'un mineur contrôlant 51% de toute la puissance d'extraction de bitcoins pourrait altérer la blockchain pour faire des choses comme dépenser des bitcoins deux fois.

Cette menace a commencé à devenir réelle en janvier de cette année, lorsque le groupe minier chinois G.Hash est passé à contrôler 41% de la puissance du réseau, avant reculer face au tollé. Néanmoins, la prédominance d'une poignée de grandes exploitations minières suggère qu'une attaque à 51% reste possible, que ce soit à partir d'une croissance ou de deux complicités. G.Hash contrôle désormais 29 % de la puissance du réseau, les trois autres plus gros contrôlant 42 % supplémentaires entre eux.

Une autre raison pour réduire la domination des grandes entreprises minières est que leur taille semble encourager l'utilisation d'attaques par déni de service, dit Benjamin Johnson , chercheur à l'Université de Californie à Berkeley. Il était l'auteur principal sur un papier à la conférence Financial Cryptography qui a utilisé la théorie des jeux pour montrer qu'il est logique que les petits mineurs augmentent leur propre succès en empêchant les grands mineurs d'opérer plutôt que d'investir dans plus de puissance minière, et que l'incitation disparaît si l'exploitation minière n'est pas dominée par une poignée des grands joueurs.

Un autre document présenté à la conférence a rapporté que 63 pour cent des grands pools miniers avaient été attaqués, contre seulement 17 pour cent des petits. Cela montre que bien avant qu'un pool n'atteigne le seuil de 51%, cela crée des incitations inutiles, dit Johnson.

Johnson dit que le Fondation Bitcoin , une organisation à but non lucratif créée pour normaliser et promouvoir Bitcoin, et les personnes qui maintiennent le logiciel Bitcoin ont manifesté leur intérêt pour son travail et celui d'autres personnes qui sondent la conception de la monnaie. Ils sont vraiment investis pour s'assurer que ce protocole fonctionne et n'échoue pas en raison d'une stratégie d'attaque à motivation économique.

Gavin Andresen, scientifique en chef de la fondation et chef du groupe qui maintient le logiciel Bitcoin, a déclaré qu'il serait favorable à des liens plus étroits avec des chercheurs universitaires afin de suivre les problèmes potentiels. La sécurité est un processus ; ce n'est jamais fait, dit Andresen. Il y a toujours de nouvelles menaces.

Andresen s'exprimera lors d'une conférence à Princeton cette semaine destiné à favoriser une telle collaboration. Je suis impatient de nouer des liens plus profonds avec la communauté universitaire, dit-il.

Cependant, il sera plus facile d'identifier les problèmes dans le protocole Bitcoin et les correctifs possibles que de les mettre en œuvre. Bien que la croissance des entreprises Bitcoin ait dilué le sentiment anti-gouvernemental qui a motivé bon nombre des premiers utilisateurs (voir Bitcoin Hits the Big Time), apporter des changements majeurs aux règles de base du fonctionnement de la monnaie est susceptible de rencontrer une forte résistance.

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