Prueba de presión de Monero y riesgos de seguridad de PoW

Autor: Tanay Ved Fuente: Coin Metrics Traducción: Shan Oppa, Jinse Caijing

Puntos clave:

  • Qubic afirmó brevemente que controlaba más de la mitad de la potencia de hash de Monero, lo que llevó a una pequeña reorganización de 6 bloques en el libro mayor de la blockchain.
  • Monero utiliza el algoritmo RandomX, lo que amplía el umbral de participación en la minería con CPU, pero la potencia de cálculo general es baja, lo que lo hace más susceptible a la amenaza de la concentración de poder de cálculo. Qubic se beneficia de esto al obtener una influencia desproporcionada a través de mecanismos de incentivos.
  • Este evento muestra que las pequeñas redes PoW son más susceptibles a perturbaciones en el consenso cuando tienen un presupuesto de seguridad limitado y una alta concentración de potencia de cálculo.

Introducción

A principios de este mes, Monero experimentó un importante incidente de seguridad en la red. Una blockchain de capa uno llamada Qubic afirmó controlar más de la mitad de la potencia de hash de Monero, lo que le permitió reescribir brevemente parte del historial de transacciones. Este evento destaca el problema de la mayor vulnerabilidad de las pequeñas blockchains de prueba de trabajo (PoW) en la estabilidad del consenso, lo que ha suscitado preocupaciones sobre la concentración de poder de hash y la seguridad a largo plazo. Aunque el evento fue calificado como una "prueba de estrés" en lugar de un verdadero "ataque de doble gasto", puso de manifiesto la importancia de la distribución de la potencia de hash y los incentivos sostenibles para los mineros en la seguridad de las redes PoW.

Este artículo tomará el evento de Monero como un caso para explorar los riesgos relacionados con la seguridad de PoW. Explicaremos qué es un ataque del 51% y la reorganización de la cadena, revisaremos casos anteriores de redes como Ethereum Classic y reflexionaremos sobre lo que esto significa para la vulnerabilidad potencial de las pequeñas redes PoW.

La entrada de Qubic y las pruebas de presión de Monero

El 12 de agosto, Qubic afirmó que había obtenido brevemente la mayoría de la potencia de hash de Monero. En una red PoW, este tipo de situación se conoce comúnmente como "ataque del 51%", es decir, un único actor o un grupo colaborativo controla más de la mitad (>50%) de la capacidad de minería de la red. Este control mayoritario puede manipular el consenso de la red, reestructurar bloques ("reestructuración"), censurar transacciones e incluso intentar ataques de doble gasto, lo que compromete gravemente la confianza en la red.

Al igual que Bitcoin, Monero depende de los mineros para garantizar la seguridad de la red a través del consenso PoW, y los mineros necesitan gastar potencia de cálculo para proponer y verificar nuevos bloques. Pero a diferencia de Bitcoin, que utiliza hardware ASIC dedicado (para el algoritmo SHA-256), Monero adopta el algoritmo RandomX, diseñado para permitir la minería con CPU genéricas. Esto, aunque reduce la barrera de entrada a la minería, también ha causado que la potencia de cálculo total de Monero sea mucho más baja que la de Bitcoin (5.5 GH/s en comparación con 930 EH/s), por lo que la red es más susceptible a la amenaza de la concentración de poder de cálculo.

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Desde mayo, la influencia de Qubic en Monero ha aumentado considerablemente. A través de su modelo de "Prueba de Trabajo Útil" (UPoW), Qubic ha atraído a los mineros a utilizar recursos de CPU para la minería de Monero. Qubic no recompensa directamente a los mineros con el token nativo de Monero, XMR, sino que vende los tokens minados en el mercado y utiliza los ingresos para recomprar y destruir sus propios tokens. Estas mayores recompensas han atraído una gran cantidad de potencia de hash a Qubic, mejorando su rentabilidad minera, mientras que también ha intensificado las preocupaciones sobre la centralización de la red.

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Esto finalmente resultó en una pequeña reorganización de 6 bloques del libro mayor de Monero, con la velocidad de generación de bloques de Qubic superando en un momento a la del resto de la red. Aunque una pequeña parte de la historia fue brevemente reescrita, los investigadores descubrieron al analizar el evento que no había signos reales de un ataque del 51%, sino más bien una demostración de cómo la concentración de incentivos puede inclinar las recompensas de minería a corto plazo.

Evento de reestructuración de Ethereum Classic (2020)

Este evento no es exclusivo de Monero; otras redes han experimentado situaciones similares, como Bitcoin Gold (2019), Ethereum Classic (2019, 2020) y Bitcoin SV (2021). Uno de los casos más graves ocurrió en agosto de 2020, cuando Ethereum Classic experimentó una profunda reorganización de la cadena después de que un gran grupo de minería se desconectara. Los atacantes minaron en privado una cadena más larga y la transmitieron a la red, reemplazando más de 4,000 bloques y reorganizando miles de transacciones históricas.

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En los datos de bloques de Ethereum Classic, esta situación se puede ver claramente, abarcando aproximadamente entre los bloques 10904147 y 10907761. La imagen anterior muestra el tamaño de consenso de cada bloque (en bytes) y el número de transacciones. Durante el ataque, se puede observar segmentos de puntos rojos durante un largo período, donde el tamaño de consenso disminuye a cero, lo que significa que estos bloques fueron aislados al competir por el enlace. Los puntos azules marcan la cadena principal que finalmente se conservó, mientras que la cadena del atacante reestructuró miles de bloques anteriores.

Distribución de la potencia de cálculo y economía de los mineros

Estos casos demuestran que la seguridad de las redes PoW depende de la distribución de la potencia de cálculo y la sostenibilidad de los incentivos para los mineros. Redes PoW de tamaño medio y pequeño, como Monero, tienen una potencia de cálculo muy inferior a la de Bitcoin, lo que refleja las diferencias en el hardware de minería y la escala general. Debido a que la potencia de cálculo total que protege la cadena es limitada, el umbral de recursos necesario para un solo grupo de minería o actores colaborativos es más bajo, lo que facilita alcanzar el control de la mayoría, haciendo que estas redes sean más vulnerables a la interrupción del consenso.

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Como lo mostró el evento Qubic, la potencia de cálculo tenderá a concentrarse debido a incentivos más fuertes. Los mineros deben recibir una compensación sostenible para garantizar la seguridad de la red de manera continua. La recompensa por bloque de Monero está disminuyendo de manera constante bajo su mecanismo de emisión deflacionario, actualmente la red emite aproximadamente 430 XMR (alrededor de 120,000 dólares) diariamente. Las tarifas de transacción son limitadas, con aproximadamente 9-10 XMR diarias. En estas condiciones, un mecanismo de incentivos alternativo como el uPoW de Qubic podría atraer suficiente potencia de cálculo, rompiendo así el equilibrio de la red en el corto plazo.

La imagen a continuación muestra esta dinámica desde una perspectiva más amplia: compara el precio de hash de las principales redes PoW (es decir, los ingresos por unidad de poder de cálculo por día) con los ingresos promedio diarios de los mineros. Bitcoin se encuentra en una categoría propia, mientras que cadenas medianas como Monero, Litecoin y ZCash se agrupan en un rango con presupuestos de seguridad más débiles.

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En comparación, la enorme base de ingresos de Bitcoin ayuda a mantener la distribución del hardware ASIC y la diversidad de los grupos de minería. Aunque todavía hay dudas sobre la dinámica de las tarifas de transacción y la concentración de los grupos de minería, la escala de la potencia de hash de Bitcoin y el umbral de capital hacen que el costo de un ataque coordinado sea extremadamente alto.

Este punto también está respaldado por investigaciones, como señala "Breaking BFT", que indica que, considerando la escala de la inversión de capital en hardware ASIC y el costo de electricidad necesario para mantener un ataque, llevar a cabo un ataque del 51% contra Bitcoin es económicamente casi inviable.

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Conclusión

El evento de Monero y Qubic no fue un ataque completo del 51%, pero sirvió como una prueba de estrés para la seguridad del PoW. Reveló que cuando los incentivos de los mineros y la concentración de poder de cálculo están presentes, las pequeñas blockchains de PoW pueden estar expuestas al riesgo de interrupción del consenso, lo que finalmente podría socavar la confianza en la red. Casos del pasado, como el de Ethereum Classic, también muestran que estos riesgos no son hipótesis, sino desafíos que aparecen repetidamente.

El efecto de escala de Bitcoin sigue siendo un factor de diferenciación clave, y su umbral de ataque es mucho más alto que el de las redes pequeñas. Sin embargo, su modelo de seguridad a largo plazo sigue siendo cuestionable, especialmente en un contexto donde las recompensas de bloque continúan disminuyendo y las tarifas de transacción se convierten gradualmente en el núcleo del presupuesto de seguridad. En última instancia, el evento Qubic enfatiza una vez más que la seguridad de PoW depende de mecanismos de incentivos sostenibles y poder computacional ampliamente distribuido, y eventos similares pueden ser el catalizador para fortalecer la resiliencia de la red.

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