O documento discute a segurança do Bitcoin e do blockchain. Ele explica como o blockchain funciona através da prova de trabalho descentralizada e como isso torna difícil censurar transações. No entanto, o documento também reconhece vulnerabilidades como ataques de 51% e problemas com chaves privadas que podem comprometer a segurança do sistema.

1. O MAIOR FESTIVAL HACKER
DA AMÉRICA LATINA

2. A Segurança do Bitcoin
Como o blockchain funciona e uma
revisão dos aspectos de segurança
Rafael Sarres de Almeida
Aviso: As opiniões contidas nesta apresentação refletem
exclusivamente as opiniões pessoais do autor

3. “PERSONAL COMPUTERS IN 1975, THE
INTERNET IN 1993, AND – I BELIEVE –
BITCOIN IN 2014”
04/01/2017 3
Marc Andreessen, Founder of Netscape

4. Bitcoin
04/01/2017 4
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
2008: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, Satoshi Nakamoto
Bitcoin v0.1 - Genesis block
Primeira transação
Bitcoin Market
10.000 BTC pizzas
Silk Road
1BTC=1USD
1BTC=1200USD
Mt. Gox=70% volume de BTC
Mt. Gox encerra atividades
Bitcoin Foundation
Silk Road é fechado
1BTC=7XXUSD

5. Bitcoin
• Primeiro instrumento de propriedade
digital ao portador
• Criptografia e hash de forma inovadora
• Anos de resiliência
• USD 11 bilhões em “custódia”
• Protocolo fundamental: Blockchain
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6. A GENIALIDADE DA SIMPLICIDADE
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7. Agentes e tecnologias
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Usuários Mineradores Ativos Prova de
trabalho
Regras de
Validação
Rede P2P
Prova de trabalho no Bitcoin:
Calcular o hash de seu bloco menor que um alvo definido no algoritmo
Na prática: hashpower ~= probabilidade de se encontrar um bloco válido

8. O que?
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IN transactions exists and UTXO ?
SUM(in) > SUM(out) ?
PublicKey(transaction hash) = PrivateKey(transaction hash) ?

9. Como?
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10. Como?
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Memory pool

11. Como?
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Memory pool

12. Resultado!
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• Não há como transferir ativos sem a chave privada
• Natureza descentralizada e estatística da prova de trabalho
torna difícil censurar transações
• Número de blocos subsequentes = confirmações
Tempo

13. Em detalhes
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14. Resultado!
04/01/2017 14

15. E se....
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Cadeia com maior esforço é a única válida
Transações em blocos órfãos retornam ao mempool
Tempo

16. Quem?
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17. Por que?
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Coinbase transaction: 12,5 Bitcoins criados atualmente
Cai pela metade a cada 210.000 blocos (~4 anos)
SUM(in) - SUM(out): Transaction fee

18. ATAQUES E INSTABILIDADES NO PROTOCOLO
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19. Anônimo??
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• Chaves geradas localmente
• Uso de rede TOR na comunicações
• Bitcoins minerados
• Endereços descartáveis

20. Follow the money
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• Informações off-chain de serviços
• E-mail, endereço, cartões de crédito
• Transações com apenas duas saídas
• Análise dos horários de transações
• Participação na rede
• Operação de uma plataforma de mixing

21. Follow the money
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Fonte: An Analysis of Anonymity in the Bitcoin System, Fergal Reid, Martin Harrigan

22. Sybil attack
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• Pseudônimos para subverter um sistema de reputação
• Prova de trabalho reduz a superfície de ataque
• Ainda há possibilidade de “eclipse”
Fonte: Eclipse Attacks on Bitcoin’s Peer-to-Peer Network, Ethan Heilman, Alison Kendler, Aviv Zohar, Sharon Goldberg

23. Selfish Mining
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Tempo
Público
Privado
Melhor caso para
o atacante
Fonte: Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable, Ittay Eyal and Emin Gun Sirer

24. Selfish Mining
04/01/2017 24
Tempo
Público
Privado
Pior caso para o
atacante
Minerador deve
usar o bloco que
recebeu primeiro
Sybil attack para influenciar na escolha

25. O ataque dos 51%
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• Maioria da rede em conluio
• Capaz de criar a cadeia mais longa
• Preocupação com mining pools

26. O ataque dos 51%
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Tempo
Memory pool

27. Confirmações X Hashpower
Fonte: Bitcoin’s Security Model Revisited, Yonatan Sompolinsky1 and Aviv Zohar
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28. 04/01/2017 28
Fonte: Blockchain.info – 14/11/2016

29. Com 51% do hash power...
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• O atacante poderia:
• Censurar transações
• Desfazer suas transações recentes
• O atacante não poderia:
• Desfazer transações antigas ou de terceiros
• Roubar bitcoins alheios
• Alterar qualquer regra do protocolo

30. O bom e velho integer overflow
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31. O bom e velho integer overflow
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• Agosto 2010, bloco 74638
• "out" : [
{
"value" : 92233720368.54277039,
"scriptPubKey" : (...)
},
{
"value" : 92233720368.54277039,
"scriptPubKey" : (...)
}
]
• SUM(out)<SUM(in) = TRUE!

32. O bom e velho integer overflow
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• Patch: 5 horas: hash power war!
• Bloco 74691: Patch wins! 53 KIA!

33. Chaves privadas
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• Um problema do usuário?
• Talvez, mas afeta o ecossistema
• Chaves no lixo
• Chaves roubadas
• Chaves descobertas

34. Chaves descobertas???
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• Brain wallets
• Passphases -> Public + Private keys
• Blockchain=public passphase hash DB
• NO SALT!
• Brain wallets drain
• Algumas em minutos

35. Chaves descobertas???
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• ESDSA: randômico em cada assinatura
• Análise do blockchain
• Algum Bitcoin hardware wallet:

36. Maleabilidade das transações
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• Transações são identificadas com hashes
• Assinaturas malformadas era aceitas
• Hashes diferentes, mesmo resultado
• Ataque
• Solicita saque em exchange
• monitora a rede, acha transação não-confirmada
• Cria transação diferente com mesmo resultado
• Cria incentivo à rápida validação (+Fee!)
• Transação maliciosa confirmada, Original=double-spend
• Realiza o saque novamente após reclamação

37. Na falta de recompensa
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Tempo
Fee:120BTC
Fee:150BTC
Memory pool
Fee:150BTC
Fee:10BTC
Fee:10BTC
Comportamento honesto
Fonte: On the Instability of Bitcoin Without the Block Reward, Arvind Narayanan, Miles Carlsten, Harry Kalodner, S. Matthew Weinberg

38. Na falta de recompensa
04/01/2017 38
Tempo
Fee:120BTC
Fee:60BTC
Memory pool 2
Fee:150BTC
Fee:100BTC
Comportamento desonesto
Fee:10BTC
Memory pool 1
Fee:60BTC
Qual é a
cadeia mais
lucrativa para
o próximo
minerador?

39. Obrigado!
mscrafaelsarres.wordpress.com
@rsarres
rsarres@yahoo.com.br