Analítica de blockchain
Apliquem l'analítica de blockchain per abordar diferents problemes:
- Seguiment i caracterització de pagaments per ransomware.
- Anàlisi i optimització de la pols.
- Mesura de la descentralització del sistema.
- Seguiment de l'adopció d'actualitzacions tècniques.
Seguiment de pagaments de ransomware
El ransomware és una amenaça important a la societat actual, que causa interrupcions en diversos sectors, des de l'atenció sanitària fins a les infraestructures crítiques. Des dels primers dies de les criptomonedes, els actors il·legals han aprofitat les seves propietats, en particular la seva descentralització (i resistència a la censura), l'absència d'autoritats centrals i la presumpta pseudonimitat, per facilitar transaccions il·lícites, eludint els controls financers i evitant la detecció.
Les transaccions de blockchain formen estructures de grafs complexes, i els progressos recents en les xarxes neuronals de grafs (GNN) han millorat significativament la seva capacitat per modelar aquestes dades relacionals complexes. En el nostre treball, aprofitem les GNN per detectar i caracteritzar els pagaments de ransomware dins de les xarxes transaccionals altament interconnectades de criptomonedes. Tanmateix, l'aplicació de les GNN a l'anàlisi de blockchain presenta diversos reptes. En primer lloc, la naturalesa en constant expansió de les blockchain resulta en grafs massius i complexos que són computacionalment exigents per processar. A més, identificar activitats il·lícites com els pagaments de ransomware és extremadament difícil a causa de la raresa d'aquestes transaccions, cosa que comporta una disponibilitat limitada de dades etiquetades. Aquesta escassetat subratlla la necessitat de mètodes eficaços de detecció d'anomalies capaços d'aïllar comportaments maliciosos poc freqüents d'un gran volum d'activitat legítima. Aquest problema s'agreuja per la manca de fiabilitat dels conjunts de dades etiquetats existents. Finalment, les tàctiques en constant evolució dels ciberdelinqüents i les eines que utilitzen modifiquen els patrons de transacció al llarg del temps, destacant la importància de models adaptatius que puguin seguir el ritme d'aquests canvis.
Anàlisi i optimització de la pols
Les sortides de transacció no gastades (UTXO) serveixen com a mecanisme fonamental per representar monedes en moltes criptomonedes. Si bé aquest model ofereix diversos avantatges, també introdueix certes complexitats que, si no s'aborden adequadament, poden provocar ineficiències en el sistema. Aquestes ineficiències sovint provenen del fet que els moneders (eines de programari que faciliten les transferències de monedes) no gestionen els UTXO de manera eficaç durant les transaccions.
En aquesta línia de treball, primer vam presentar una eina dissenyada per estudiar i analitzar el conjunt UTXO de Bitcoin, acompanyada d'un examen detallat del seu format i les seves característiques operatives. La nostra anàlisi va oferir una visió general completa del conjunt UTXO i va quantificar les diferències entre els dos formats existents disponibles fins ara. A més, vam proporcionar una avaluació en profunditat del volum de pols i de les sortides econòmicament inviables contingudes dins del conjunt, la distribució de les altures de bloc a les quals es van crear les sortides i la prevalença de tipus de sortides no estàndard.
També vam examinar tres criptomonedes principals basades en UTXO: Bitcoin, Bitcoin Cash i Litecoin. Aquestes tres criptomonedes es classifiquen com les principals xarxes basades en UTXO per capitalització de mercat. La nostra anàlisi va revelar diferències d'ús entre elles, cosa que va donar lloc a resultats diferents. A més, va destacar que la gestió de transaccions no sempre ha estat òptima, cosa que va contribuir a un estat subòptim dels seus conjunts UTXO.
Mesura de la descentralització del sistema
La Bitcoin Lightning Network (LN) introdueix un enfocament disruptiu als pagaments permetent transaccions ràpides, escalables i fora de la cadena que operen en paral·lel amb la cadena de blocs de Bitcoin, alleujant eficaçment la congestió dins de la cadena. Obtenir informació sobre la topologia de la LN és essencial, no només per optimitzar el rendiment, sinó també per mantenir les seves propietats de seguretat i privadesa. L'estructura de la xarxa influeix directament en l'èxit de l'encaminament de pagaments, la robustesa davant errors i atacs, i la privadesa de les transaccions. Tot i que la recerca existent sobre la topologia de la LN se centra principalment en la centralitat dels nodes mitjançant mètriques com el grau, la intermediació i la proximitat, aquests estudis sovint proporcionen una visió limitada basant-se predominantment en la capacitat del canal com a característica definidora.
El nostre treball fa dues contribucions clau. En primer lloc, revisa l'aplicació de mètriques de centralitat estàndard en el context de la LN. En segon lloc, introdueix mètriques i característiques de xarxa alternatives per capturar millor la centralitat, incloent-hi la força, la centralitat d'Opsahl i la intermediació del flux actual, així com propietats com la capacitat, les comissions, els saldos, els tipus de canal i els contractes de bloqueig temporal amb hash (HTLC) pendents. Utilitzant aquestes mètriques ampliades, realitzem una anàlisi exhaustiva per identificar quina mesura captura de manera més efectiva la centralitat dins de la Lightning Network.
Seguiment de l'adopció d'actualitzacions tècniques
Segregated Witness (SegWit) destaca com una de les actualitzacions més controvertides del protocol Bitcoin fins ara. Tot i que es va introduir com una bifurcació suau, és a dir, mantenia la compatibilitat amb versions anteriors, el seu desplegament va enfrontar-se a una resistència significativa per part de la comunitat Bitcoin, en particular d'alguns miners. Aquesta divisió va culminar finalment en una divisió de la cadena de blocs de Bitcoin, donant lloc a la creació d'una criptomoneda independent: Bitcoin Cash. La controvèrsia que envoltava SegWit no va ser només tècnica, sinó també profundament política, reflectint diferents visions del futur de Bitcoin, especialment pel que fa a l'escalabilitat i el rendiment de les transaccions.
En aquest treball, presentem una descripció detallada de l'actualització de SegWit, tot descrivint les motivacions darrere de la seva introducció i les millores tècniques que va aportar a la xarxa Bitcoin. En concret, discutim el seu paper en la mitigació de la mal·leabilitat de les transaccions, una vulnerabilitat de llarga durada que afecta la seguretat i la fiabilitat del protocol, i en la habilitació de solucions d'escalat fora de la cadena més eficients, com ara els canals de pagament. A més, examinem l'adopció de SegWit dins de l'ecosistema Bitcoin, proporcionant dades empíriques que reflecteixen la seva adopció i la mesura en què s'han materialitzat els seus beneficis previstos a la pràctica.