Mémoires d'Actuariat
Jeu du minage, et sécurité du protocole Bitcoin
Auteur(s) GRUNSPAN C.
Année 2022
Résumé
Dans ce mémoire, nous considérons la sécurité et la stabilité de Bitcoin. Nous donnons un algorithme simple donnant le seuil minimal en termes de puissance de hachage relative au-delà duquel un mineur n'est plus incité à se comporter de manière honnête. Nous donnons une stratégie simple expliquant cette anomalie due à une faille dans la formule d'ajustement du paramètre de difficulté de minage dans le protocole Bitcoin. Nous donnons aussi une reformulation en termes de variation du jeu classique de pile ou face. Nous démontrons qu'une légère modification de Bitcoin qui prendrait en compte la production de blocs orphelins l'immuniserait contre d'éventuelles attaques de rétention de blocs. De telles analyses sont nécessaires si un assureur souhaite prendre part à l'économie des cryptomonnaies comme par exemple, couvrir les risques inhérents au fonctionnement d'une plateforme d'achat et de vente. Nous proposons plusieurs pistes à un assureur qui souhaiterait se positionner dans cet univers. Le nouveau monde de la finance décentralisée et l'incertitude naturelle liée aux contrats automatiques pas toujours exempts de bugs informatiques semblent un territoire plein d'opportunités. Enfin, nous expliquons le principe des log-contrats discrets avancés par Tadge Dryja. Il pourrait à l'avenir donner vie à une autre finance décentralisée sur Bitcoin en étendant les possibilités du « Lightning Network », une surcouche du réseau Bitcoin avec des performances inégalées en terme de vitesse et de débit des transactions. Les assurances paramétriques pourraient naturellement y trouver une place.
Abstract
In this paper, we consider the security and stability of Bitcoin. We give a simple algorithm giving the minimum threshold in terms of relative hash power beyond which a miner has no incentive to behave honestly. We give a simple strategy explaining this anomaly due to a flaw in the formula for adjusting the mining difficulty parameter in the Bitcoin protocol. We also give a reformulation in terms of a variation of the classic coin flip game. We show that a slight modification of Bitcoin that would take into account the production of orphaned blocks would make it immune to potential block withholding attacks. Such analyses are necessary if an insurer wishes to take part in the cryptocurrency economy. We propose several avenues for an insurer wishing to position itself in this universe. The new world of decentralized finance and the natural uncertainty linked to automatic contracts that are not always free of bugs seem to be a territory full of opportunities. Finally, we explain the principle of discrete log-contracts proposed by Tadge Dryja. It could give life to another decentralized finance on Bitcoin by extending the possibilities of the "Lightning Network", an overlay of the Bitcoin network with unparalleled performance in terms of speed and transaction throughput. Parametric insurance could naturally find a place in this.
Mémoire complet
Auteur(s) GRUNSPAN C.
Année 2022
Résumé
Dans ce mémoire, nous considérons la sécurité et la stabilité de Bitcoin. Nous donnons un algorithme simple donnant le seuil minimal en termes de puissance de hachage relative au-delà duquel un mineur n'est plus incité à se comporter de manière honnête. Nous donnons une stratégie simple expliquant cette anomalie due à une faille dans la formule d'ajustement du paramètre de difficulté de minage dans le protocole Bitcoin. Nous donnons aussi une reformulation en termes de variation du jeu classique de pile ou face. Nous démontrons qu'une légère modification de Bitcoin qui prendrait en compte la production de blocs orphelins l'immuniserait contre d'éventuelles attaques de rétention de blocs. De telles analyses sont nécessaires si un assureur souhaite prendre part à l'économie des cryptomonnaies comme par exemple, couvrir les risques inhérents au fonctionnement d'une plateforme d'achat et de vente. Nous proposons plusieurs pistes à un assureur qui souhaiterait se positionner dans cet univers. Le nouveau monde de la finance décentralisée et l'incertitude naturelle liée aux contrats automatiques pas toujours exempts de bugs informatiques semblent un territoire plein d'opportunités. Enfin, nous expliquons le principe des log-contrats discrets avancés par Tadge Dryja. Il pourrait à l'avenir donner vie à une autre finance décentralisée sur Bitcoin en étendant les possibilités du « Lightning Network », une surcouche du réseau Bitcoin avec des performances inégalées en terme de vitesse et de débit des transactions. Les assurances paramétriques pourraient naturellement y trouver une place.
Abstract
In this paper, we consider the security and stability of Bitcoin. We give a simple algorithm giving the minimum threshold in terms of relative hash power beyond which a miner has no incentive to behave honestly. We give a simple strategy explaining this anomaly due to a flaw in the formula for adjusting the mining difficulty parameter in the Bitcoin protocol. We also give a reformulation in terms of a variation of the classic coin flip game. We show that a slight modification of Bitcoin that would take into account the production of orphaned blocks would make it immune to potential block withholding attacks. Such analyses are necessary if an insurer wishes to take part in the cryptocurrency economy. We propose several avenues for an insurer wishing to position itself in this universe. The new world of decentralized finance and the natural uncertainty linked to automatic contracts that are not always free of bugs seem to be a territory full of opportunities. Finally, we explain the principle of discrete log-contracts proposed by Tadge Dryja. It could give life to another decentralized finance on Bitcoin by extending the possibilities of the "Lightning Network", an overlay of the Bitcoin network with unparalleled performance in terms of speed and transaction throughput. Parametric insurance could naturally find a place in this.
Mémoire complet
