51% de ataque

Definición

Un ataque del 51% (también llamado ataque mayoritario) ocurre cuando una sola entidad o un grupo coordinado de mineros/validadores obtiene el control de más del 50% de la tasa de hash total de una cadena de bloques de prueba de trabajo (o una mayoría comparable de participación PoS ), lo que les permite manipular el mecanismo de consenso de la cadena de bloques. Con el control mayoritario, un atacante puede gastar dos veces las mismas monedas (gastar los mismos fondos dos veces), revertir transacciones recientes, impedir que se confirmen nuevas transacciones y censurar selectivamente bloques, tomando así el control temporal del historial y el presente de la red. Si bien las principales redes como Bitcoin y Ethereum son económicamente inviables para atacar, las cadenas PoW más pequeñas (Ethereum Classic, Bitcoin Gold, Vertcoin) han sufrido ataques reales del 51% que han causado pérdidas millonarias.

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Origen e Historia

FechaEventos
2008Satoshi Nakamoto aborda el riesgo de un ataque mayoritario en el documento técnico de Bitcoin.
2014GHash.io grupo de minería alcanza brevemente el 51% de la tasa de hash de Bitcoin; la comunidad responde redistribuyéndola.
2018Bitcoin Gold (BTG) sufre un ataque del 51%; se gastan dos veces 18 millones de dólares.
2019Ethereum Classic (ETC) sufrió un ataque del 51% (siguieron otros tres ataques en 2020); se gastaron dos veces aproximadamente 1.1 millones de dólares.
2020Vertcoin, Feathercoin y otras pequeñas cadenas PoW fueron atacadas repetidamente.
2020Ethereum Classic vuelve a sufrir pérdidas; OKEx y Bitfinex pierden aproximadamente 7.3 millones de dólares en gastos duplicados (Coinbase no fue el objetivo).
2021Bitcoin SV (BSV) sufre un ataque del 51%; se reorganizan más de 100 bloques.
2022Ethereum realiza la transición a PoS (Fusión); el coste de un ataque del 51% aumenta a más de 20 mil millones de dólares.
“Un atacante que controla más de la mitad de la potencia de procesamiento de la red… puede gastar una moneda y luego recuperarla.”
Satoshi Nakamoto, Libro Blanco de Bitcoin

Cómo Funciona

Coste del ataque (estimación para 2024)NetworkRequisito de tasa de hash
~$1 millones/horaEthereum Classic (ETC)51% de la red ETC
~$5 millones/horaEfectivo Bitcoin (BCH)51% de la red BCH
~$700 millones/horaBitcoin (BTC)El 51% de la red BTC: casi imposible.
Casi infinitoEthereum (PoS)Controla más de 1/3 de la participación en ETH + riesgo de bifurcación social

En términos simples

  1. Mayoría = control- En un cadena de bloques PoWLa cadena más larga gana. Controlar más del 51 % del poder de minería significa que puedes construir la cadena más larga y sobrescribir el historial reciente.
  2. Doble gasto– El atacante paga a la plataforma de intercambio por BTC, retira los bienes y luego revierte la cadena de bloques al estado anterior al pago, conservando tanto los bienes como los BTC.
  3. Censura– Con una tasa de hash mayoritaria, un atacante puede negarse a incluir cualquier transacción específica, lo que en la práctica significa poner direcciones en una lista negra.
  4. No se pueden crear monedas de la nada.– Incluso un atacante con un 51% de vulnerabilidades no puede generar monedas más allá de las reglas del protocolo ni robar de monederos no relacionados; solo puede reorganizar las transacciones recientes.
  5. Disuasión económica– En redes grandes, el coste de alquilar o poseer la tasa de hash mayoritaria supera con creces los posibles beneficios por doble gasto, lo que hace que los ataques sean económicamente irracionales.

Ejemplos del mundo real

EscenarioImplementaciónResultado
GHash.io (2014)El grupo de minería alcanza el 51% del hash de Bitcoin.Se redistribuyeron los grupos comunitarios; no se ejecutó ningún ataque.
Bitcoin Oro (2018)El atacante alquila potencia de procesamiento; reorganiza la cadena.Doble gasto de 18 millones de dólares contra las bolsas de valores.
Ethereum Classic x3 (2019–2020)El bajo nivel de ETC tasa de hash explotado repetidamente~$1.1 millones (2019) + ~$7.3 millones (2020) doble gasto; las bolsas aumentan las confirmaciones de ETC
Bitcoin SV (2021)Reorganización de más de 100 bloquesInterrupción masiva de la cadena de suministro; se revierten los depósitos de la plataforma de intercambio.
ataques de alquiler de NicehashEl atacante alquila potencia de hash en el mercado de NiceHash.Las monedas PoW pequeñas fueron atacadas repetidamente.

Cómo se defienden las redes contra los ataques del 51%

DeportacionMecanismoEjemplo
Alta tasa de hashHace que el ataque sea costoso.Bitcoin (más de 700 millones de dólares por hora)
Prueba de participaciónEl ataque requiere poseer una participación grande; se puede recortarEthereum después de la fusión
Retrasar las confirmacionesLas casas de cambio esperan entre 6 y más de 100 bloques para las transacciones de alto valor.Kraken espera 1,500 bloques ETC
Punto de controlLos puntos de control centralizados o de punto de venta evitan reorganizaciones profundas.Algoritmo ETC MESS
Minería fusionadaAprovecha la seguridad de una cadena más grande.Namecoin en Bitcoin

Desventajas y riesgos

SupervisiónDetail
Pérdidas cambiariasEl objetivo principal son los depósitos de cambio durante el período de confirmación.
Daño a la credibilidad de la cadenaLos ataques repetidos destruyen la confianza del usuario.
Parada de redEl atacante puede impedir que se confirmen nuevas transacciones.
concentración de la minaIncluso sin intención de atacar, los grupos grandes se acercan a umbrales peligrosos.

Consejos de gestión de riesgos:

  • Los exchanges deberían requerir más de 100 confirmaciones para cadenas PoW pequeñas.
  • Los inversores deberían evaluar la tasa de hash de la red y la distribución de la tasa de hash antes de mantener pequeñas monedas PoW.
  • Preferiblemente grandes redes PoW o PoS con seguridad económica comprobada.

Preguntas Frecuentes

¿Puede Bitcoin sufrir un ataque del 51%?

En teoría sí; en la práctica, casi imposible. El coste supera los 700 millones de dólares por hora y requeriría poseer o alquilar más potencia de minería que toda la red de Bitcoin, un hardware que actualmente no existe.

¿Permite un control del 51% que un atacante robe de cualquier billetera?

No. El atacante solo puede reorganizar el historial de transacciones recientes. No puede falsificar firmas para robar de billeteras que no controla.

¿Es Ethereum inmune a los ataques del 51% después de la fusión?

Tras la fusión, un ataque que capture el 51% de la participación requiere poseer más de 20 millones de dólares en ETH (cantidad que puede ser reducida drásticamente), y un ataque exitoso probablemente destruiría el valor de dicha participación, lo que supone una disuasión económica extrema.

¿Qué es un ataque Goldfinger?

Una variante teórica en la que el objetivo del atacante es destruir el valor de la red (por ejemplo, mediante la venta en corto del activo) en lugar de obtener beneficios de los gastos dobles, lo cual resulta económicamente viable contra cadenas pequeñas.

¿Cuántas confirmaciones debo esperar en una cadena PoW pequeña?

Los investigadores de seguridad recomiendan al menos 1,500 confirmaciones para cadenas como ETC que han sido atacadas. Consulta las políticas de intercambio de cada cadena.

Fuentes

  • Satoshi Nakamoto, “Bitcoin: Un sistema de efectivo electrónico entre pares” (2008)
  • Crypto51.app: estimaciones en tiempo real del coste de un ataque del 51%.
  • Blog de ingeniería de Coinbase: “Ataque del 51% a Ethereum Classic” (2020)
  • Investigación de Messari sobre la seguridad de las redes PoW

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