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Title: Double-spend Attack Models with Time Advantange for Bitcoin
Authors: Pinzón, Carlos 
Rocha Niño, Hernán Camilo 
Keywords: Transacciones digitales
Firma digital
Seguridad informática
Issue Date: 2016
metadata.dc.description.resumen: Bitcoin es una moneda digital en la cual la necesidad de un tercero de confianza es anulada. En cambio, esta moneda digital se basa en el concepto de "prueba de trabajo" que permite a los usuarios ejecutar pagos mediante la firma digital de sus transacciones. Debido a que los archivos electrónicos pueden duplicarse, las transacciones fraudulentas en forma de ataques de doble gasto, donde los usuarios gastan el mismo dinero por lo menos dos veces, pueden ocurrir. Este artículo trata sobre modelos de ataque que pueden asignar una posible ventaja temporal a los agentes atacantes en la red Bitcoin. En particular, este trabajo presenta: (i) dos modelos de ataque en los cuales el avance parcial hacia la producción de bloques puede ser influenciado por el tiempo y no sólo por el hashpower utilizado para producir bloques de hashes, y ii) la experimentación algorítmica comparando estos modelos con los pozos existentes -conocido basado en hashrate modelos de ataque que no consideran la ventaja de tiempo. Como conclusión, este documento presenta evidencia sobre el hecho de que las ventajas no son despreciables para los casos en los que un atacante ha tenido tiempo suficiente para minar secretamente bloques fraudulentos. Además, los modelos presentados en este documento ayudan a contrastar algunas afirmaciones anteriores sobre el análisis y la detección de ataques de doble gasto en Bitcoin.
Abstract: Bitcoin is a digital currency in which the need for a trusted third party is voided. Instead, this digital currency is based on the concept of ‘proof of work’ allowing users to execute payments by digitally signing their transactions. Since electronic files can be duplicated, fraudulent transactions in the form of double-spend attacks – where users spend the same money at least twice – can happen. This paper is about attack models that can assign possible time advantage to attacker agents in the Bitcoin network. In particular, this paper presents: (i) two attack models in which partial advancement towards block production can be influenced by time and not only by the hashpower used to produce blocks of hashes, and (ii) algorithmic experimentation comparing these models against existing well-known hashrate-based attack models that do not consider time advantage. As a conclusion, this paper presents evidence on the fact that advantages are not negligible for cases in which an attacker has had enough time for secretely mining fraudulent blocks. Also, the models presented in this paper help in contrasting some previous claims about analyzing and detecting double-spend attacks in Bitcoin.
URI: http://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/484
Rights: Copyright Escuela Colombiana de Ingeniería, 2016
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