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# Computerwissenschaften# Kryptographie und Sicherheit# Künstliche Intelligenz

Die Reise von Bitcoin und seine Herausforderungen

Erkunde, wie Bitcoin funktioniert und welche Bedrohungen es gibt.

Dinitha Wijewardhana, Sugandima Vidanagamachchi, Nalin Arachchilage

― 5 min Lesedauer


Bitcoin: Kämpfen gegenBitcoin: Kämpfen gegenBetrug undSicherheitsbedrohungenseine Schwächen.Untersuche Bitcoins Funktionsweise und
Inhaltsverzeichnis

Kryptowährungen sind wie magische Internetmünzen, die nicht von Banken oder Regierungen kontrolliert werden. Sie ermöglichen es den Leuten, Geld direkt untereinander zu senden, ohne einen Mittelsmann. Die bekannteste dieser Münzen ist Bitcoin, die 2009 aufgetaucht ist. Stell dir eine Welt vor, in der dein Geld nicht an eine Bank gebunden ist; das ist das Versprechen der Kryptowährungen!

Bitcoin nutzt eine coole Technik namens Blockchain. Stell dir das wie ein digitales Notizbuch vor, in dem jede Transaktion festgehalten wird. Dieses Notizbuch wird von vielen Computern geteilt und überprüft, was es schwer macht, das System zu betrügen.

Wie Bitcoin funktioniert

Wenn jemand Bitcoin senden will, wird diese Transaktion in einen Korb mit ausstehenden Transaktionen geworfen. Computer, die Miner heissen, kämpfen darum, ein komplexes Puzzle zu lösen, um diese Transaktion zur Blockchain hinzuzufügen. Denk an sie wie an digitale Detektive, die Rätsel lösen. Wenn ein Miner das Puzzle löst, zeigt er seine Arbeit allen, und wenn alles stimmt, wird die Transaktion hinzugefügt, und der Miner bekommt eine Belohnung in Form neuer Bitcoins.

Warum Menschen Kryptowährungen lieben

Kryptowährungen sind aus mehreren Gründen beliebt:

  • Transparenz: Jeder kann die gleichen Informationen auf der Blockchain sehen, was es schwer macht, etwas zu verbergen.
  • Sicherheit: Dank ihrer dezentralen Natur ist es wie zu versuchen, einen Safe mit einer Million Kombinationen zu knacken.
  • Zugänglichkeit: Jeder mit Internet kann mitmachen, was es einfacher für Menschen in Ländern mit Bankproblemen macht.

Angriffe auf Kryptowährungen

Mit der wachsenden Beliebtheit von Kryptowährungen kommen auch Diebe und Unruhestifter, die versuchen, das System auszunutzen. Lass uns einige der fiesen Wege anschauen, wie sie versuchen, sich einen Vorteil zu verschaffen.

Selbstsüchtiges Mining

Stell dir vor, du spielst ein Spiel, aber anstatt den Sieg zu teilen, versteckst du dich in einer Ecke und lässt nur deine Freunde gewinnen, wann es dir passt. Das ist selbstsüchtiges Mining! Hier behält ein Miner Blöcke (die wie Sieg-Punkte sind) für sich, statt sie mit allen zu teilen. Diese Taktik kann ihnen mehr als ihren fairen Anteil an Belohnungen einbringen.

Doppeltes Ausgeben

Doppeltes Ausgeben ist wie zu versuchen, denselben Gutschein zweimal im Geschäft zu verwenden. Ein Angreifer gibt seine Bitcoins aus und versucht dann heimlich, sie zurückzuholen. Er hofft, dass das Geschäft es nicht bemerkt, bevor er eine Rückerstattung erhält. Das kann passieren, wenn jemand das Netzwerk lange genug manipuliert, um die vorherige Transaktion zu löschen.

Block Zurückhalten

Block Zurückhalten ist wie in einem Gruppenprojekt zu sein, aber zu beschliessen, deinen Teil der Arbeit nicht zu teilen. Ein böswilliger Miner hält seine Blöcke zurück, anstatt sie zu den Bemühungen der Gruppe hinzuzufügen, was zu Verzögerungen und Verwirrung führt und potenziell grössere Belohnungen für sich selbst bringt, wenn er sie doch teilt.

Pool-Hopping

Stell dir ein Kind vor, das von einem Spielplatz zum anderen springt und nur spielt, wenn ein Spiel super Spass macht. In der Mining-Welt ist Pool-Hopping, wenn Miner zwischen verschiedenen Mining-Pools wechseln, um die besten Deals zu ergattern, was es unfair für diejenigen macht, die bleiben.

Eclipse-Angriffe

Eclipse-Angriffe sind wie zu versuchen, die Sonne mit deinen Händen auszublenden. Ein Angreifer isoliert eine kleine Gruppe von Minern und kontrolliert die Informationen, die sie sehen, was sie dazu bringt, Entscheidungen zu treffen, die dem Angreifer nützen. Es ist eine fiese Art, das Spiel zu manipulieren.

Warum sind diese Angriffe ein grosses Problem?

Wenn Angreifer erfolgreich sind, können sie Ressourcen aus dem gesamten System abziehen. Das kann ehrliche Miner entmutigen und dazu führen, dass die Menschen das gesamte Kryptowährungs-Konzept in Frage stellen. Wenn du das Gefühl hast, das Spiel ist manipuliert, warum solltest du dann weitermachen?

Die Blockchain sicher halten

Forscher suchen ständig nach Wegen, die Sicherheit zu verbessern und es Angreifern schwerer zu machen, ihren Dreck zu machen. Sie haben mehrere Ansätze vorgeschlagen, um es den Bösewichten schwerer zu machen:

Bessere Regeln für den Konsens

Konsensmechanismen sind die Regeln, die jeder befolgen muss. Wenn wir schlauere Regeln haben, die schlechtes Verhalten schneller erkennen, wird es für Angreifer schwerer, ihre Pläne durchzuziehen.

Kommunikation verbessern

Wie in einem guten Klatschkreis ist es wichtig, dass Miner sich einfach unterhalten können. Kommunikationsschichten zu schaffen, die schwerer zu manipulieren sind, kann helfen, alle informiert und sicher zu halten.

Anreize umgestalten

Wenn wir ändern, wie Miner belohnt werden, können wir es den Spielern schwerer machen, das System auszunutzen. Wenn jeder weiss, dass er für gutes Verhalten belohnt wird, ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass sie sich an die Regeln halten.

Anpassung der Schwierigkeitsgrade

Wenn Angreifer einen Weg finden, das Mining zu einfach für sich zu machen, ist es Zeit, die Regeln wieder zu ändern! Regelmässige Anpassungen der Schwierigkeitsgrade halten die Dinge im Gleichgewicht.

Echtzeitüberwachung

Wie ein Falke, der sein Nest im Auge behält, ist es entscheidend, das Netzwerk auf verdächtige Aktivitäten zu überwachen. Systeme zu bauen, die potenzielle Angriffe überwachen und uns alarmieren können, hilft, alle sicher zu halten.

Die Zukunft der Kryptowährungen

Die Kryptowelt verändert sich schnell, und obwohl es viele Herausforderungen gibt, gibt es viel Potenzial für ein vernetzteres und gerechteres System. Mit neuen Ideen und Innovationen können wir sicherere Wege schaffen, diese magischen Internetmünzen zu nutzen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kryptowährungen und die zugrunde liegende Blockchain-Technologie unglaublich faszinierend sind. Sie bieten eine aufregende Alternative zum traditionellen Banking, aber wie in jeder guten Geschichte gibt es Bösewichte, die versuchen, die Helden auszunutzen. Während wir weiter lernen, uns anpassen und verbessern, können wir diese digitale Landschaft zu einem sicheren und angenehmen Ort für alle machen. Also schnall dich an, und lass uns sehen, wo diese wilde Fahrt uns hinführt!

Originalquelle

Titel: Examining Attacks on Consensus and Incentive Systems in Proof-of-Work Blockchains: A Systematic Literature Review

Zusammenfassung: Cryptocurrencies have gained popularity due to their transparency, security, and accessibility compared to traditional financial systems, with Bitcoin, introduced in 2009, leading the market. Bitcoin's security relies on blockchain technology - a decentralized ledger consisting of a consensus and an incentive mechanism. The consensus mechanism, Proof of Work (PoW), requires miners to solve difficult cryptographic puzzles to add new blocks, while the incentive mechanism rewards them with newly minted bitcoins. However, as Bitcoin's acceptance grows, it faces increasing threats from attacks targeting these mechanisms, such as selfish mining, double-spending, and block withholding. These attacks compromise security, efficiency, and reward distribution. Recent research shows that these attacks can be combined with each other or with either malicious strategies, such as network-layer attacks, or non-malicious strategies, like honest mining. These combinations lead to more sophisticated attacks, increasing the attacker's success rates and profitability. Therefore, understanding and evaluating these attacks is essential for developing effective countermeasures and ensuring long-term security. This paper begins by examining individual attacks executed in isolation and their profitability. It then explores how combining these attacks with each other or with other malicious and non-malicious strategies can enhance their overall effectiveness and profitability. The analysis further explores how the deployment of attacks such as selfish mining and block withholding by multiple competing mining pools against each other impacts their economic returns. Lastly, a set of design guidelines is provided, outlining areas future work should focus on to prevent or mitigate the identified threats.

Autoren: Dinitha Wijewardhana, Sugandima Vidanagamachchi, Nalin Arachchilage

Letzte Aktualisierung: 2024-11-11 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2411.00349

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.00349

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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