Ataque del 51%: determinar quién está en riesgo, ejemplo y costo

¿Qué es un ataque del 51%?

Un ataque del 51% es un ataque a una cadena de bloques de criptomonedas por parte de un grupo de mineros que controlan más del 50% del hashrate minero de la red. En teoría, poseer el 51% de los nodos de la red brinda a las partes controladoras la capacidad de cambiar la cadena de bloques.

Los atacantes podrán evitar que nuevas transacciones reciban confirmaciones, lo que les permitirá detener los pagos entre algunos o todos los usuarios. También podrán cancelar transacciones que se completaron mientras tenían el control. Revertir transacciones puede permitirles gastar monedas dos veces y se han creado mecanismos de consenso, como la prueba de trabajo, para evitar este problema.

Entendiendo el ataque 51%

Una cadena de bloques es un libro de contabilidad distribuido (esencialmente una base de datos) que registra las transacciones y la información sobre ellas y luego cifra los datos. La red blockchain alcanza un consenso mayoritario sobre las transacciones mediante un proceso de verificación, y se sellan los bloques en los que se almacena la información. Los bloques se vinculan entre sí mediante métodos criptográficos en los que en cada bloque se registra información sobre el bloque anterior. Esto hace que los bloques sean prácticamente imposibles de cambiar una vez que se han confirmado suficientes veces.

Un ataque del 51% es un ataque a una cadena de bloques donde un grupo controla más del 50% del poder hash (el cálculo que resuelve un rompecabezas criptográfico) de la red. Luego, este grupo introduce la cadena de bloques modificada en la red en un punto muy específico de la cadena de bloques, que en teoría es aceptado por la red, ya que la mayor parte será propiedad de los atacantes.

Cambiar los bloques históricos (transacciones bloqueadas antes del ataque) sería extremadamente difícil incluso en el caso de un ataque del 51%. Cuanto más alejadas estén las transacciones, más difícil será cambiarlas. Sería imposible cambiar las transacciones antes del punto de control, donde las transacciones se vuelven permanentes en la cadena de bloques de Bitcoin.

Los ataques son prohibitivamente caros

Un ataque del 51% es una tarea muy difícil y desafiante para una criptomoneda con un alto nivel de participación. En la mayoría de los casos, un grupo de atacantes debe poder controlar el 51% requerido y crear una cadena de bloques alternativa que pueda implementarse en el momento adecuado. Luego necesitarán realizar hash en la red principal. El costo de esto es uno de los factores más importantes para prevenir un ataque del 51%.

Por ejemplo, el minero de circuito integrado de aplicación específica (ASIC) más avanzado es el Bitmain S19 XP Hydro. Cuesta más de $8,400 (nuevo) y tiene una tasa de hash de 257 terahashes por segundo (TH/s).

Al 7 de junio de 2023, los tres primeros por tasa de hash incluían:

• FoundryUSA: 106,16 exahashes por segundo (EH/s); 29,3% del hashrate total de la red Bitcoin
• AntPool: 90,28 EH/s; 24,9% del hashrate total de la red Bitcoin
• F2Pool: 45,98 EH/s; 12,67% del hashrate total de la red

En conjunto, estos tres grupos representaron el 66,87% de la tasa de hash de la red, lo que equivale a la friolera de 242,42 EH/s (242 millones de TH/s; el procesador de su computadora puede realizar hash a aproximadamente 15 kilohashes por segundo). Para igualar esta tasa de hash, los atacantes necesitarían más de 941.634 S19 XP Hydro, lo que requeriría aproximadamente 7.900 millones de dólares en costos fijos, así como un edificio para albergar los equipos, el personal de mantenimiento, la electricidad y la refrigeración.

Es poco probable que las grandes criptomonedas como Bitcoin sufran ataques del 51% debido al coste prohibitivo de adquirir un poder de hash tan grande. Por esta razón, el 51% de los ataques suelen limitarse a criptomonedas con menor participación y poder de hash.

Después de que Ethereum cambió a prueba de participación, un ataque del 51% a la cadena de bloques Ethereum se volvió aún más caro. Para llevar a cabo este ataque, un usuario o grupo necesitaría poseer el 51% del ETH apostado en la red. Es posible que alguien posea esa cantidad de ETH, pero es poco probable.

Según Beaconchain, el 7 de junio de 2023 se apostaron más de 19,3 millones de ETH. Para intentar un ataque, una organización necesitaría poseer más de 9,8 millones de ETH (más de 18 mil millones de dólares al 7 de junio de 2023).

Una vez que comienza el ataque, el mecanismo de consenso probablemente lo reconocerá y reducirá inmediatamente la cantidad de ETH suministrada, lo que le costará al atacante una enorme cantidad de dinero. Además, la comunidad puede votar para restaurar una cadena «honesta», por lo que el atacante perderá todo su ETH sólo para ver el daño reparado.

tiempo de ataque

Además de los costos, un grupo que intenta atacar una red con un ataque del 51% no solo debe controlar el 51% de la red, sino que también debe introducir una cadena de bloques modificada en un momento muy preciso. Incluso si poseen el 51% de la tasa de hash de la red, aún no podrán mantener la tasa de creación de bloques o insertar su cadena antes de que la red blockchain «honesta» produzca nuevos bloques válidos.

Nuevamente, esto es posible en redes de criptomonedas más pequeñas, ya que hay menos participantes y una tasa de hash más baja. Las redes grandes hacen que sea casi imposible implementar una cadena de bloques modificada.

Resultado de un ataque exitoso

Si el ataque tiene éxito, los atacantes pueden bloquear las transacciones de otros usuarios o cancelarlas y gastar la misma criptomoneda nuevamente. Esta vulnerabilidad, conocida como doble gasto, es el equivalente digital de una falsificación perfecta. Este es también el principal obstáculo criptográfico que tuvieron que superar los mecanismos de consenso de blockchain.

El 51% de los atacantes exitosos también pueden llevar a cabo un ataque de denegación de servicio (DoS), en el que bloquean las direcciones de otros mineros durante el período en que controlan la red. Esto evita que los mineros «honestos» recuperen el control de la red antes de que la cadena deshonesta se vuelva permanente.

¿Quién corre el riesgo de sufrir un ataque del 51%?

El tipo de hardware de minería también es un factor importante, ya que las redes de minería protegidas por ASIC son menos vulnerables que aquellas que se pueden minar usando GPU; son mucho más rápidos. Los servicios en la nube como NiceHash, que se consideran «agentes de poder hash», en teoría permiten lanzar un ataque del 51% utilizando únicamente poder hash alquilado, especialmente contra redes pequeñas que utilizan solo GPU.

Bitcoin Gold ha sido un objetivo frecuente para los atacantes porque tiene un hashrate más pequeño. Desde junio de 2019, la Iniciativa de Moneda Digital de Michigan Tech ha detectado, observado o sido notificada de más de 40 ataques del 51% (también llamados reorganizaciones o reorganizaciones en cadena) a Bitcoin Gold, Litecoin y otras criptomonedas más pequeñas.

Línea de fondo

Un ataque del 51% es un evento poco probable en el que un grupo adquiere más del 50% del poder hash de una red de criptomonedas. Estos ataques ocurren en pequeñas redes criptográficas, pero tienden a fallar en redes más grandes como Bitcoin porque son más seguras.