Bitcoins motstandskraft under lupen: Virkningen av infrastrukturfeil på nettverket

Siden lanseringen i 2009 har Bitcoin-nettverket kjørt uavbrutt, men spørsmålet om hva det ville koste å faktisk ta det offline har først nylig blitt grundig undersøkt. Forskere ved Cambridge Centre for Alternative Finance har publisert den første longitudinelle studien som analyserer Bitcoin-blokkjedens motstandskraft mot forstyrrelser i fysisk infrastruktur. Denne forskningen dekker en periode på elleve år med peer-to-peer-nettverksdata og sammenligner disse dataene med 68 verifiserte feil på undersjøiske kabler.

Hovedfunnet er at mellom 72 % og 92 % av interkontinentale undersjøiske kabler må svikte samtidig for å forårsake betydelige frakoblinger av Bitcoin-noder. I en verden der Hormuzstredet for tiden er forstyrret og infrastrukturens sårbarhet er akutt tydelig, gir denne forskningen et empirisk mål på sårbarhet. Bitcoin.

Figurene tegner et bilde av et nettverk som gradvis forringes snarere enn å kollapse katastrofalt. I 1.000 Monte Carlo-simuleringer per scenario konkluderte forskerne med at tilfeldige kabelfeil knapt er merkbare. Mer enn 87 % av de 68 kabelfeilene som ble studert hadde mindre enn 5 % innvirkning på nodene. Den største hendelsen skjedde i mars 2024, da forstyrrelser på havbunnen forårsaket skade på 7–8 kabler, noe som deaktiverte 43 % av regionale noder, men bare påvirket 5–7 Bitcoin-noder globalt (omtrent 0,03 % av nettverket).

Interessant nok er korrelasjonen mellom kabelbrudd og prisen på Bitcoin så godt som null, med en verdi på -0,02. Dette tyder på at infrastrukturforstyrrelser går tapt i daglige prissvingninger.

Forskjellen mellom tilfeldige og målrettede angrep

Det viktigste funnet i studien er den asymmetriske naturen til tilfeldige feil og målrettede angrep. Mens tilfeldige kabelfeil krever 72–92 % fjerning for å forårsake skade, reduserer et målrettet angrep på kabler med høyest intersentralitet – som fungerer som flaskehalser mellom kontinenter – denne prosentandelen til bare 20 %. Dette peker på en iboende annen trussel. Tilfeldige feil er et resultat av naturen, mens målrettede angrep ofte stammer fra myndigheter som koordinerer vertsleverandører eller bevisst kobler fra kritiske kabelruter. Studien skiller dermed tydelig mellom to forskjellige motstandere: en som Bitcoin kan tilpasse seg relativt enkelt, og en annen som utgjør en troverdig trussel.

Studien sporer utviklingen av Bitcoins robusthet gjennom årene, og progresjonen er alt annet enn lineær. Bitcoin var mest robust i de første årene fra 2014 til 2017, da nettverket var geografisk mangfoldig og den kritiske feilterskelen lå rundt 0,90–0,92. Denne robustheten falt imidlertid kraftig mellom 2018 og 2021, da nettverket vokste raskt, men ble geografisk konsentrert, og nådde et lavpunkt på 0,72 i 2021, under toppen av gruvekonsentrasjonen i Øst-Asia. Det kinesiske gruveforbudet i 2021 tvang frem en omfordeling, og robustheten gjenopprettet seg delvis til 0,88 i 2022, før den stabiliserte seg på 0,78 i 2025.

Et bemerkelsesverdig funn er at 64 % av Bitcoin-nodene vil bruke TOR i 2025, noe som gjør deres fysiske plassering usynlig. Antagelsen var at denne usynligheten maskerte en sårbarhet; hvis TOR-nodene viste seg å være geografisk konsentrerte, kan nettverket være mer sårbart enn det ser ut til. Cambridge-forskerne utviklet en firelagsmodell for å teste denne antagelsen og oppdaget det motsatte. TOR-reléer er sterkt konsentrert i Tyskland, Frankrijk og Nederland, land med omfattende undersjøiske kabel- og landgrenseforbindelser. En angriper som forsøker å forstyrre TOR-relékapasiteten ved å kutte kabler, vil møte en utfordring, ettersom disse landene er vanskelige å koble fra. Firelagsmodellen viste konsekvent høyere robusthet enn Clearnet-baseline, med TOR som legger til mellom 0,02 og 0,10 til den kritiske feilterskelen.

Denne forskningen kan tolkes som «adaptiv selvorganisering». Bruken av TOR økte etter sensurhendelser som internettnedstengningen i Iran i 2019, kuppet i Myanmar i 2021 og det kinesiske gruveforbudet. Bitcoin-samfunnet beveger seg mot sensurbestandig infrastruktur uten sentral koordinering, noe som tilfeldigvis har bidratt til å gjøre nettverket fysisk vanskeligere å forstyrre. Med Hormuzstredet effektivt stengt og regionale konflikter som forstyrrer infrastrukturen i Midtøsten, er spørsmålet om hva som skjer med Bitcoin hvis undersjøiske kabler blir skadet mer enn teoretisk. Konklusjonen av studien er at ingenting sannsynligvis skjer, med mindre noen spesifikt angriper kablene og vertsleverandørene som virkelig betyr noe.

Spørsmål og svar

Hva er de viktigste funnene i forskningen på Bitcoins robusthet?
Forskningen viser at mellom 72 % og 92 % av interkontinentale undersjøiske kabler må svikte samtidig for å forårsake betydelig nodefrakobling i Bitcoin. Dette peker på nettverkets robuste infrastruktur, som er motstandsdyktig mot tilfeldige feil.

Hvordan skiller tilfeldige forstyrrelser seg fra målrettede angrep på Bitcoin-nettverket?
Tilfeldige feil krever en høy grad av infrastrukturfeil for å forårsake skade, mens målrettede angrep på flaskehalser i infrastrukturen må ha mye mindre innvirkning for å oppnå et lignende resultat. Dette skaper en annen trusselmodell for nettverkssikkerhet.

Hva betyr innføringen av TOR for sikkerheten til Bitcoin-noder?
Den økte bruken av TOR gjør de fysiske plasseringene til mange Bitcoin-noder usynlige, noe som gjør det vanskeligere for angripere å utføre målrettede angrep. Dette øker nettverkets generelle robusthet, spesielt i områder der fysisk avkobling er utfordrende.