La vulnerabilidad de distorsión temporal de Bitcoin: una amenaza de seguridad potencial

A finales de marzo de 2025, la comunidad de desarrollo de Bitcoin presentó una nueva propuesta de bifurcación suave, destinada a solucionar varios fallos y debilidades que han existido a largo plazo en el protocolo de Bitcoin. Esta propuesta, conocida como "limpieza del gran consenso", no solo aborda el problema de transacciones duplicadas que discutimos anteriormente, sino que también se dirige a una amenaza de seguridad más grave: el "ataque de distorsión temporal".

Mecanismo de protección de la marca de tiempo de Bitcoin

La red de Bitcoin actualmente utiliza dos reglas principales para evitar que las marcas de tiempo sean manipuladas:

1. Regla del tiempo mediano pasado (MPT): La marca de tiempo del nuevo bloque debe ser posterior a la mediana de las marcas de tiempo de los 11 bloques anteriores.

2. Regla del tiempo de bloque futuro: la marca de tiempo del bloque no debe exceder el tiempo medio de los nodos de la red en más de 2 horas. La diferencia máxima permitida entre el tiempo del nodo y el tiempo del sistema local es de 90 minutos.

Estas reglas tienen como objetivo prevenir que las marcas de tiempo de los bloques se desvíen demasiado del tiempo real. Sin embargo, los mecanismos existentes no son suficientes para evitar completamente que las marcas de tiempo sean manipuladas hacia el pasado, ya que esto podría afectar el proceso de sincronización inicial de la cadena de bloques.

El pequeño error de Satoshi Nakamoto

El período de ajuste de dificultad de Bitcoin es de 2016 bloques, lo que teóricamente equivale a aproximadamente dos semanas. Al calcular el ajuste de dificultad, el protocolo compara la diferencia de tiempo de las marcas de tiempo de los dos bloques en los extremos de la ventana de 2016 bloques. Sin embargo, estos 2016 bloques en realidad contienen 2015 intervalos de bloques. Por lo tanto, el tiempo objetivo correcto debería ser 60 segundos × 10 minutos × 2015 = 1,209,000 segundos. Pero el protocolo de Bitcoin utiliza el número 2016, lo que lleva a un resultado de 1,209,600 segundos.

Este 0.05% de error significa que el tiempo real de generación de bloques del Bitcoin es de 10 minutos y 0.3 segundos, en lugar de 10 minutos exactos. Aunque este error parece insignificante, está asociado con otro problema más grave.

Principio del ataque de distorsión temporal

El ataque de distorsión del tiempo aprovecha una vulnerabilidad en el cálculo de dificultad de Bitcoin. En este ataque, los mineros malintencionados pueden manipular la marca de tiempo de los bloques para afectar la dificultad de la red. Los atacantes establecerán la marca de tiempo de la mayoría de los bloques para que sea solo un segundo más tarde que el bloque anterior, mientras cumplen con las reglas de MPT. En el último bloque de cada ciclo de ajuste de dificultad, la marca de tiempo se establecerá en la hora real.

Esta operación hará que el tiempo de la blockchain se retrase gradualmente respecto al tiempo real, lo que afectará el cálculo de la dificultad. Después de varios ciclos de ataque, la dificultad de la red disminuirá drásticamente, lo que permitirá a los atacantes crear bloques a una velocidad extremadamente rápida y obtener una gran cantidad de Bitcoin.

Viabilidad práctica del ataque

Aunque teóricamente este tipo de ataque podría tener consecuencias graves, la ejecución real enfrenta muchos desafíos:

1. Necesita controlar la mayor parte de la potencia de cálculo de la red.
2. La existencia de mineros honestos aumentará la dificultad del ataque.
3. Las reglas MTP y las marcas de tiempo honestas limitarán el espacio para operaciones maliciosas.
4. El proceso de ataque es visible públicamente y puede activar reparaciones de emergencia.

Solución

Para solucionar esta vulnerabilidad, los desarrolladores han propuesto varias soluciones:

1. Algoritmo de ajuste de dificultad completamente corregido, pero esto puede requerir un hard fork.
2. Se cancelan las reglas MTP, exigiendo que el tiempo de cada bloque avance, pero esto podría provocar nuevos problemas.
3. Establecer nuevas reglas de límite que exijan que el tiempo del primer bloque del nuevo período de dificultad no sea anterior a un momento específico del último bloque del período anterior.

Actualmente, la propuesta de limpieza de consenso sugiere adoptar un límite de tiempo de 2 horas. Esta solución puede prevenir eficazmente los ataques de distorsión temporal y minimizar el riesgo de generar bloques inválidos por accidente.

A través de la implementación de estas mejoras, la red de Bitcoin podrá resistir mejor los posibles ataques de manipulación temporal, mejorando aún más su seguridad y estabilidad.