Bitcoin protocolo corrige a vulnerabilidade de ataque de distorção de tempo. Dificuldade de redireccionamento algoritmo pode receber uma atualização significativa.
Análise da vulnerabilidade de ataque de distorção temporal no protocolo Bitcoin
No dia 26 de março de 2025, os desenvolvedores do Bitcoin propuseram uma nova proposta de soft fork, com o objetivo de corrigir várias falhas e vulnerabilidades que existem há muito tempo no protocolo Bitcoin. Uma das vulnerabilidades mais graves é conhecida como "ataque de distorção temporal", que é o tema que será explorado em profundidade neste artigo.
Mecanismo de proteção de timestamp de bloco Bitcoin
Antes de discutir o ataque de distorção temporal, precisamos entender as regras de proteção contra manipulação de tempo na atual rede Bitcoin:
Tempo mediano passado (MPT) regra: o timestamp do bloco deve ser posterior ao tempo mediano dos onze blocos anteriores.
Regras de tempo de bloco no futuro: O carimbo de tempo do bloco não pode ser mais de 2 horas anterior ao tempo mediano dos nós da rede. A diferença máxima permitida entre o tempo do nó e o relógio do sistema local é de 90 minutos.
As regras MPT impedem que os carimbos de tempo dos blocos sejam retroativos demais, enquanto as regras para blocos futuros limitam os carimbos de tempo a não serem excessivamente antecipados. É importante notar que não é possível implementar um mecanismo semelhante às regras dos blocos futuros para impedir completamente os carimbos de tempo passados, pois isso poderia afetar o processo de sincronização inicial da blockchain. O ataque de distorção temporal explora exatamente a possibilidade de forjar carimbos de tempo antigos.
Erros mínimos no algoritmo de ajuste de dificuldade
O período de ajuste de dificuldade do Bitcoin contém 2016 blocos, calculado com um tempo de bloco alvo de 10 minutos, o que equivale a cerca de duas semanas. Ao calcular o ajuste de dificuldade de mineração, o protocolo calcula a diferença de timestamp entre o primeiro e o último bloco da janela de 2016 blocos. Esta janela contém, na verdade, 2015 intervalos de blocos (2016 menos 1). Portanto, o tempo alvo utilizado deve ser 60 segundos × 10 minutos × 2015 intervalos = 1,209,000 segundos.
No entanto, o protocolo Bitcoin utilizou o número 2016 nos cálculos. 60 segundos × 10 minutos × 2016 = 1,209,600 segundos. Isso resulta em um tempo alvo que é 0,05% maior do que o realmente necessário. Em outras palavras, o intervalo de bloco alvo real do Bitcoin não é de 10 minutos, mas sim de 10 minutos e 0,3 segundos.
Esta pequena diferença não é significativa na operação real. De fato, desde o nascimento do Bitcoin, o intervalo médio entre blocos tem permanecido em cerca de 9 minutos e 36 segundos, bem abaixo de 10 minutos. Isso deve-se principalmente ao fato de que, desde 2009, a capacidade de computação da rede tem crescido de forma constante. É por essa razão que o recente evento de halving foi antecipado para abril de 2024, em vez da previsão original de janeiro de 2025.
Princípio do ataque de distorção do tempo
O ataque de distorção de tempo foi descoberto pela primeira vez por volta de 2011, explorando uma vulnerabilidade no cálculo da dificuldade. O atacante manipula o carimbo de tempo do bloco para influenciar o ajuste de dificuldade, visando reduzir a dificuldade de mineração.
Os passos do ataque são os seguintes:
Para a maioria dos blocos, o atacante define o carimbo de data/hora para estar apenas 1 segundo à frente do bloco anterior.
Para avançar o tempo o mais devagar possível, o atacante pode manter o mesmo carimbo de tempo em 6 blocos consecutivos e, em seguida, aumentar em 1 segundo no 7º bloco, repetindo esse ciclo.
No último bloco de cada ciclo de ajuste de dificuldade, o atacante define o carimbo de data/hora para o tempo do mundo real.
O carimbo de data/hora do primeiro bloco do próximo ciclo de dificuldade é definido para o passado, 1 segundo antes do penúltimo bloco do ciclo anterior.
Esta operação está de acordo com as regras do MPT, uma vez que um único valor anômalo não afeta a mediana de 11 blocos. Desta forma, o tempo da blockchain vai gradualmente ficar atrás do tempo real, levando a uma redução da dificuldade. O atacante pode rapidamente criar uma grande quantidade de blocos e obter uma grande quantidade de Bitcoin após uma significativa diminuição da dificuldade.
Viabilidade e Desafios do Ataque
Embora essa ataque tenha um potencial destrutivo em teoria, há alguns desafios na sua implementação:
Pode ser necessário controlar a maior parte da potência de cálculo da rede.
A existência de mineradores honestos aumentará a dificuldade do ataque.
As regras MTP e o carimbo de tempo honesto limitarão o grau de retrocesso dos carimbos de tempo maliciosos.
Se um minerador honesto gerar o primeiro bloco de qualquer período de ajuste de dificuldade, o ataque desse período falhará.
O processo de ataque é visível publicamente e pode desencadear uma correção de bifurcação suave de emergência.
Soluções Potenciais
Existem várias maneiras de corrigir essa vulnerabilidade:
Modificar o algoritmo de ajuste de dificuldade, calcular a diferença de tempo entre as janelas de bloco de 2016 e corrigir completamente o erro "falta um". Mas isso pode necessitar de um hard fork.
Cancelar a regra MTP, exigindo que o tempo avance continuamente em cada bloco. Mas isso pode fazer com que o tempo fique preso em um futuro muito distante.
Introdução de novas regras: exige-se que o tempo do primeiro bloco do novo ciclo de dificuldade não seja anterior a um tempo específico antes do último bloco do ciclo anterior. O intervalo de tempo atualmente discutido varia de 10 minutos a 2 horas.
Na proposta mais recente, os desenvolvedores tendem a adotar um limite de 2 horas. Este período representa apenas 0,6% do tempo alvo do ciclo de ajuste de dificuldade, podendo limitar efetivamente o espaço para manipulação da dificuldade.
Conclusão
O ataque de distorção temporal revela uma vulnerabilidade de segurança potencial no protocolo Bitcoin. Embora a implementação deste ataque enfrente muitos desafios na realidade, ele nos lembra da necessidade de manter o foco e melhorar a segurança da tecnologia blockchain. Ao introduzir novas regras de timestamp, a comunidade Bitcoin está se esforçando para eliminar essa vulnerabilidade e aumentar ainda mais a estabilidade e a segurança da rede.
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NFTArchaeologis
· 07-11 18:01
Como relíquias eletrónicas de outra época, registam os passos do Bloco e as marcas da evolução inteligente...
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LootboxPhobia
· 07-11 09:28
Vulnerabilidades corrigidas, o aumento estará estável.
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TheShibaWhisperer
· 07-11 09:27
Até os cães sabem que esta é uma grande atualização. Já está tudo resolvido.
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ChainWanderingPoet
· 07-11 09:23
Isto não significa que vamos ter que alterar o algoritmo de dificuldade? Parece que vamos ter que mexer outra vez~
Bitcoin protocolo corrige a vulnerabilidade de ataque de distorção de tempo. Dificuldade de redireccionamento algoritmo pode receber uma atualização significativa.
Análise da vulnerabilidade de ataque de distorção temporal no protocolo Bitcoin
No dia 26 de março de 2025, os desenvolvedores do Bitcoin propuseram uma nova proposta de soft fork, com o objetivo de corrigir várias falhas e vulnerabilidades que existem há muito tempo no protocolo Bitcoin. Uma das vulnerabilidades mais graves é conhecida como "ataque de distorção temporal", que é o tema que será explorado em profundidade neste artigo.
Mecanismo de proteção de timestamp de bloco Bitcoin
Antes de discutir o ataque de distorção temporal, precisamos entender as regras de proteção contra manipulação de tempo na atual rede Bitcoin:
Tempo mediano passado (MPT) regra: o timestamp do bloco deve ser posterior ao tempo mediano dos onze blocos anteriores.
Regras de tempo de bloco no futuro: O carimbo de tempo do bloco não pode ser mais de 2 horas anterior ao tempo mediano dos nós da rede. A diferença máxima permitida entre o tempo do nó e o relógio do sistema local é de 90 minutos.
As regras MPT impedem que os carimbos de tempo dos blocos sejam retroativos demais, enquanto as regras para blocos futuros limitam os carimbos de tempo a não serem excessivamente antecipados. É importante notar que não é possível implementar um mecanismo semelhante às regras dos blocos futuros para impedir completamente os carimbos de tempo passados, pois isso poderia afetar o processo de sincronização inicial da blockchain. O ataque de distorção temporal explora exatamente a possibilidade de forjar carimbos de tempo antigos.
Erros mínimos no algoritmo de ajuste de dificuldade
O período de ajuste de dificuldade do Bitcoin contém 2016 blocos, calculado com um tempo de bloco alvo de 10 minutos, o que equivale a cerca de duas semanas. Ao calcular o ajuste de dificuldade de mineração, o protocolo calcula a diferença de timestamp entre o primeiro e o último bloco da janela de 2016 blocos. Esta janela contém, na verdade, 2015 intervalos de blocos (2016 menos 1). Portanto, o tempo alvo utilizado deve ser 60 segundos × 10 minutos × 2015 intervalos = 1,209,000 segundos.
No entanto, o protocolo Bitcoin utilizou o número 2016 nos cálculos. 60 segundos × 10 minutos × 2016 = 1,209,600 segundos. Isso resulta em um tempo alvo que é 0,05% maior do que o realmente necessário. Em outras palavras, o intervalo de bloco alvo real do Bitcoin não é de 10 minutos, mas sim de 10 minutos e 0,3 segundos.
Esta pequena diferença não é significativa na operação real. De fato, desde o nascimento do Bitcoin, o intervalo médio entre blocos tem permanecido em cerca de 9 minutos e 36 segundos, bem abaixo de 10 minutos. Isso deve-se principalmente ao fato de que, desde 2009, a capacidade de computação da rede tem crescido de forma constante. É por essa razão que o recente evento de halving foi antecipado para abril de 2024, em vez da previsão original de janeiro de 2025.
Princípio do ataque de distorção do tempo
O ataque de distorção de tempo foi descoberto pela primeira vez por volta de 2011, explorando uma vulnerabilidade no cálculo da dificuldade. O atacante manipula o carimbo de tempo do bloco para influenciar o ajuste de dificuldade, visando reduzir a dificuldade de mineração.
Os passos do ataque são os seguintes:
Esta operação está de acordo com as regras do MPT, uma vez que um único valor anômalo não afeta a mediana de 11 blocos. Desta forma, o tempo da blockchain vai gradualmente ficar atrás do tempo real, levando a uma redução da dificuldade. O atacante pode rapidamente criar uma grande quantidade de blocos e obter uma grande quantidade de Bitcoin após uma significativa diminuição da dificuldade.
Viabilidade e Desafios do Ataque
Embora essa ataque tenha um potencial destrutivo em teoria, há alguns desafios na sua implementação:
Soluções Potenciais
Existem várias maneiras de corrigir essa vulnerabilidade:
Modificar o algoritmo de ajuste de dificuldade, calcular a diferença de tempo entre as janelas de bloco de 2016 e corrigir completamente o erro "falta um". Mas isso pode necessitar de um hard fork.
Cancelar a regra MTP, exigindo que o tempo avance continuamente em cada bloco. Mas isso pode fazer com que o tempo fique preso em um futuro muito distante.
Introdução de novas regras: exige-se que o tempo do primeiro bloco do novo ciclo de dificuldade não seja anterior a um tempo específico antes do último bloco do ciclo anterior. O intervalo de tempo atualmente discutido varia de 10 minutos a 2 horas.
Na proposta mais recente, os desenvolvedores tendem a adotar um limite de 2 horas. Este período representa apenas 0,6% do tempo alvo do ciclo de ajuste de dificuldade, podendo limitar efetivamente o espaço para manipulação da dificuldade.
Conclusão
O ataque de distorção temporal revela uma vulnerabilidade de segurança potencial no protocolo Bitcoin. Embora a implementação deste ataque enfrente muitos desafios na realidade, ele nos lembra da necessidade de manter o foco e melhorar a segurança da tecnologia blockchain. Ao introduzir novas regras de timestamp, a comunidade Bitcoin está se esforçando para eliminar essa vulnerabilidade e aumentar ainda mais a estabilidade e a segurança da rede.