Binance-Hacks: Sind Reorgs die Zukunft von Bitcoin?
Zerbrochener Ton. Bild von garycycles8 via flickr.com. Lizenz: Creative Commons
Binance, eine der größten Kryptobörsen überhaupt, wurde gehackt. Nachdem 7.000 Bitcoins gestohlen wurden, hat der CEO Chengpeng Zhao öffentlich darüber nachgedacht, dem Hacker die Beute durch eine Reorg der Blockchain wieder zu entreissen. Er hat diesen Plan zwar rasch wieder verworfen – aber wäre es möglich gewesen? Und was bedeutet das für die Zukunft von Bitcoin?
Was wäre Bitcoin ohne all die Hacks? Es kommt mit schöner Regelmäßigkeit vor, dass es einem Hacker gelingt, in eine Börse einzubrechen und dort Bitcoins zu stehlen. Es gibt kaum eine Börse von Relevanz, die noch nicht gehackt wurde.
Man könnte sagen, dass Bitcoin die gute alte Welt des Bankraubs zurückbringt. Die Digitalisierung des Geldes hat zwar den klassischen Bankraub ziemlich unlukrativ gemacht, und auch Hacker, die Banken virtuell ausrauben, machen nur begrenzt Beute, weil Transaktionen teilweise oder vollständig rückabgewickelt werden können. Bitcoin-Börsen dagegen sind ein Paradies für Hacker. Dies liegt an einer fundamentalen Eigenschaft von Bitcoins: Sobald die Coins einmal überwiesen wurden, kann die Transaktion durch nichts und niemanden rückgängig gemacht werden. Zumindest heißt es das.
Letzte Woche traf es nun Binance, eine der größten Krypto-Börsen überhaupt. Binance hat sein Hauptquartier in Malta und bietet den Handel mit hunderten von Kryptowährungen an. Einem Hacker – oder einer Gruppe von Hackern – gelang es, sich Zugang zu zahlreichen Accounts zu verschaffen und die dort aufgefundenen Bitcoins – insgesamt 7.000 – mit einer einzigen Transaktion an sich selbst zu überweisen. Binance hat vorübergehend Auszahlungen ausgeschaltet, um zu prüfen, welche Schwachstelle ausgenutzt wurde und diese zu schließen.
Mit einem Gegenwert von 40 Millionen Dollar konnte der Hacker eine anständige Summe erbeuten. Für die Börse dürfte der Verlust verkraftbar sein, Binance verdient solche Summen in wenigen Monaten.
Die Reorg-Diskussion
Das spannendste an dem Hack war jedoch eine Diskussion, die Binance-CEO Chengpeng Zhao kurz darauf anstieß, und die eine grundlegende Annahme über Bitcoin hinterfragt: Zhao dachte darüber nach, den Hack durch eine sogenante „Reorg“ der Blockchain rückgängig zu machen. Er hat sich bereits mit einigen Entwicklern, Beratern und Minern über diese Möglichkeit unterhalten.
Ein Reorg meint eine „Reorganisation der Blockchain“. Man könnte sagen, dass eine Reorg Geschichte umschreibt. Sie könnte geschehen, indem die Miner nicht auf dem neuesten Block minen, sondern etwas früher ansetzen, um dann eine alternative Chain mit alternativen Transaktionen zu schaffen. Etwa eine, in der die Transaktion, mit der der Miner 7.000 Bitcoins von Binance ausgezahlt hat, niemals geschehen ist. Sobald diese Chain „länger“ ist als die eigentliche Chain, erkennen die Knoten des Netzwerks sie als die echte Bitcoin-Blockchain an und schreiben die Blockchain auf ihrer Festplatte dementsprechend um. „Länge“ ist hier ein gebräuchlicher, aber irreführender Begriff. Passender wäre „schwerer“, da die Chain die gültige ist, die mehr 0″Proof of Work“ („Arbeitsbeweise“) inkorporiert.
In jedem Fall wird, sobald eine neue Chain schwerer geworden ist, die alte Chain gelöscht. Geschichte wird rückgängig gemacht, was vorher bestätigt war, ist nun niemals passiert. Auf diese Weise können auch Transaktionen mit vielen Bestätigungen widerrufen werden. Zumindest in der Theorie.
In der Praxis scheint Zhao recht schnell von dem Plan abgekommen zu sein, nachdem er sich mit einigen Entwicklern und Minern unterhalten hat. Er erklärt, warum:
https://twitter.com/cz_binance/status/1125996194734399488
Das ist ja ganz nett. Aber die große Frage ist: Wäre es denn möglich gewesen? Und welche konkreten Pläne für eine Reorg waren im Gespräch?
Miner bestechen, um die Chain neu aufzurollen
Ein Entwickler hat vorgeschlagen, dass Zhao die privaten Schlüssel der gehackten Coins – oder einen Teil davon – öffentlich macht. Auf diese Weise würde er „dezentral und ohne Kosten eine Reorg koordinieren“, so Jeremy Rubin. Eine andere – und konkretere – Idee war es wohl, dass Zhao eine Transaktion schreibt, die die Inputs der Hacker-Transaktion doppelt ausgibt, und dieser Transaktion so viele Mining-Gebühren beilegt, dass diese die Block-Rewards übersteigen, die die Miner seit dem Hack eingenommen haben.
https://twitter.com/cz_binance/status/1126103615058264065
Rechnen wir es kurz durch: Am Tag finden die Miner im Durchschnitt 144 Blöcke. Je Block erhalten sie 12,5 Bitcoins, was eine tägliche Belohnung von 1.800 Bitcoins ergibt. Um einen Anreiz an die Miner zu geben, eine Reorg durchzuführen, müsste Binance also je Tag mindestens 1.800, vermutlich mehr als 2.000 Bitcoins bezahlen. Bereits nach 3 Tagen wird dies bei einer gehackten Summe von 7.000 Bitcoin kaum mehr möglich. Dabei sind die Gebühren, die die User für Transaktionen bezahlen, noch nicht eingerechnet.
Aber nehmen wir an, Binance hätte etwa einen Tag nach dem Hack reagiert und eine Belohnung von 3.000 Bitcoins in Form von Mining-Gebühren ausgesetzt. Was wäre dann passiert? Ein Miner hätte vielleicht begonnen, eine Reorg zu beginnen und eine alternative Chain gebaut, in der er 3.000 Bitcoins als Belohnung erhält. Nun müsste der Miner es aber noch schaffen, diese Chain stärker als die andere Chain zu machen. Sofern er nicht mehr als 51 Prozent der Hashpower hat, müsste er anderen Minern ebenfalls eine Belohnung anbieten, an seiner Kette mitzuarbeiten.
Dazu könnte er beispielsweise eine Transaktion schreiben, in der er 2.500 Bitcoins als Mining-Gebühr dazulegt. Da die Mining-Erlöse erst nach etwa 100 Blöcken ausgegeben werden können, müsste er diese Menge Bitcoins vorrätig haben. Auf diese Weise könnten die Miner, die die alternative Chain bilden, die anderen Miner dafür bezahlen, an der Chain mitzuarbeiten. Sobald ein entsprechend großer Teil der Hashrate dabei ist, dürfte der Reorg gelingen.
Dieses Szenario setzt voraus, dass die Miner sich koordinieren und in der Lage sind, gezielt eine alternative Chain zu teilen und zu minen. Es geht von einer Infrastruktur aus, die derzeit vermutlich noch nicht existiert und vermutlich auch nicht in der notwendigen Schnelligkeit aufgebaut und genutzt werden kann. Eine solche Reorg wäre ein Rennen gegen die Zeit. Je mehr Stunden verstreichen, desto teurer würde es für Binance werden, die Reorg zu initiieren.
Zugleich kann der Hacker das Reorg-Manöver auch kontern: Er kann ebenfalls eine Transaktion mit einer enormen Mining-Gebühr senden, sagen wir, mit 1.000 oder 2.000 Bitcoins. Dies würde die Chain mit seiner Transaktion wieder zu der lukrativeren Chain machen.
Die schlimmen Folgen einer Reorg
Nehmen wir mal an, Zhao hätte eine Reorg veranlasst und diese hätte geklappt. Theoretisch wäre es ja möglich. Was wären die Folgen gewesen?
Die User hätten an sich nichts von der Reorg bemerkt. Wenn die Reorg-Chain lediglich die Hacker-Transaktion austauscht, aber ansonsten alle Transaktionen so lässt, wie sie waren, würden alle Bitcoins, die User gesendet haben, ebenfalls bestätigt sein. Lediglich die Hash des Blocks würde sich geändert haben.
Allerdings würde sich die Reorg vermutlich über einen gewissen Zeitraum hinziehen – vielleicht eine Woche, vielleicht länger – und in diesem Zeitraum würde die Hashrate massiv abnehmen. Die Miner müssten ja ihre Mining-Geräte auf die alternative Chain umlenken. Die Folge wäre, dass Transaktionen immer länger brauchen, um bestätigt zu werden. Es gäbe einen massiven Stau an unbestätigten Transaktionen, der alles in den Schatten stellen würde, was wir bisher gesehen haben.
Darüber hinaus würde das geschehen, was Zhao bereits geschrieben hat: Das System Bitcoin würde an Vertrauen verlieren. Sobald einmal ein Exempel steht, dass eine große Transaktion doch nicht endgültig ist, würde Bitcoin den Nimbus des sicheren Zahlungssystems einbüßen. Wer möchte einem System vertrauen, bei dem Transaktionen auch noch nach Tagen rückgängig gemacht werden? Dass Bitcoin den klassischen Bankraub zurückbringt, mag ein Ärgernis sein – aber es ist eine Folge einer absolut fundamentalen, eigentlich unverhandelbaren Eigenschaft: dass Transaktionen irreversibel sind. Wer den Bankraub verhindert, indem er diese Eigenschaft von Bitcoin untergräbt, schüttet das Kind mit dem Bad aus. Die Verluste, die dies für Binance und die Miner langfristig bringen könnte, würden weit über die Verluste durch den Hack hinausgehen.
Weil die Reorg der Blockchain so sehr dem widerspricht, was man das „Bitcoin-Ethos“ nennen könnte, wurden Zhao und seine Berater auch augenblicklich scharf kritisiert. Adam Back, CEO von Blockstream, erklärte auf Twitter ausführlich, warum ein solcher Reorg nicht nur Wahnsinn, sondern auch unmöglich ist. Und Gregory Maxwell, der ehemalige CTO von Blockstream, legte Jeremy Rubin – der Chengpeng Zhao geraten hatte, die Reorg zu versuchen — nahe, den Titel „Bitcoin Core Entwickler“ abzulegen. Kein echter Core-Entwickler – kein echter Bitcoiner – denkt über eine gezielte Reorg auch nur nach.
A Bitcoin reorg is just not happening, and I doubt any Bitcoin industry, miners nor developers considered it either. Recall 2014 $473mil, 2016 bitfinex hack $72mil, 2019 binance $40mil etc. #NotHappening
— Adam Back (@adam3us) May 8, 2019
Damit wird versucht, eine technische Schwäche – wenn es denn eine ist – damit zu überdecken, dass man einen sozialen Konsens schafft. Bitcoin würde es vielleicht technisch erlauben, dass es eine Reorg gibt – aber der soziale Druck auf alle Beteiligten soll dies verhindern. Adam Back schlägt demenstprechend auch schon vor, einen UASF-Code zu bilden, der eine Reorg im Falle des Falles kontert.
we need tested UASF-style re-org rejection code to semi-automate rejecting such things. not because it makes sense or could happen, but because game theory is complex, and it is easier for people to see a tool and explicit threat: hodlers & ecosystem will run this if you try.
— Adam Back (@adam3us) May 8, 2019
Ich finde diesen „sozialen Konsens“ etwas unbefriedigend – und in gewisser Weise auch einen Widerspruch zum Bitcoin-Ethos – daher möchte ich einen Blick in die Zukunft wagen: Könnte es sein, dass solche Reorgs in Zukunft sehr viel wahrscheinlicher werden?
Sind Reorgs die Zukunft?
Bekanntlich nimmt der Block-Reward im Lauf der Zeit ab. Er halbiert sich alle vier Jahre. Derzeit beträgt er 12,5 Bitcoins je Block, Mitte 2020 wird er auf 6,25 Bitcoin sinken, 2024 auf 3,625 und so weiter. Dieses Schwinden der Schöpfung neuer Bitcoins ist eine der wichtigsten Eigenschaften von Bitcoin, da es die Geldmenge strikt begrenzt. Es schafft aber im Kontext der Reorganisation der Blockchain eine Schwäche: Es baut die Anreize gegen eine Reorg ab.
Ungefähr im Jahr 2030 wird die Belohnung je Block nur noch etwa 1 Bitcoin betragen. Um so viele Bitcoins zu erhalten, wie durch den Binance-Hack gestohlen wurden, müssten die Miner dann beinah 50 Tage lang arbeiten. Wenn der Binance-CEO eine Woche nach dem Hack eine Belohnung für eine Reorg aussetzen würde, sagen wir 2.000 Bitcoins, hätten die Miner genügend Zeit, sich zu organisieren, um die Blockchain umzuschreiben. Die Bank für internationalen Zahlungsausgleich (BiZ) hat wegen solcher Szenarien in einem Paper geschrieben, dass große Bitcoin-Transaktionen immer länger brauchen werden, um tatsächlich bestätigt zu sein, wenn der Block-Reward ausläuft.
Ein mächtig großer Hack, beispielsweise über 100.000 Bitcoins, könnte noch Monate später durch eine solche Reorg rückgängig gemacht werden. Damit ein Hacker auch nur eine Chance hat, seine Transaktion zu finalisieren, müsste er die Miner mit erheblichen Summen Bitcoins bestechen.
Eventuell könnte dies für die Miner zu einer Quelle von Einnahmen werden, wenn der Blockreward austrocknet: Wer große Transaktionen versendet, sollte auch hohe Gebühren zahlen, um die Miner von Reorgs abzuhalten, und jemand, der große Mengen Bitcoins empfängt, sollte Ausschau halten, ob es einen Reorg-Versuch gibt, und bei Bedarf die von ihm empfangenen Bitcoins mit einer Transaktion mit sehr hohen Gebühren an sich selbst überweisen. Eventuell könnten die Miner dann und wann mit Reorgs drohen, um die User von Bitcoin zu zwingen, höhere Gebühren zu bezahlen.
Transaktionen, die illegal sind, und bei denen Sender und Empfänger nicht klagen können, wenn sie durch eine Reorg rückgängig gemacht werden, müssten in einer solchen Zukunft sehr hohe Gebühren bezahlen. Auszahlungen von Börsen, deren Empfänger sich rückwirkend als Kriminelle herausstellen, könnten von den Minern auch rückgängig gemacht werden, falls diese ein Interesse – oder eine Pflicht – haben, Polizei zu spielen. Und große Hacks wie der von Mt. Gox, bei dem 400.000 Bitcoins gestohlen wurden, wären vielleicht gar nicht mehr möglich, weil die Transaktionen auch noch Monate – wenn nicht Jahre – später zurückgewickelt werden könnten.
Es könnte sein, dass die Kommentare von Chengpeng Zhao einen Ausblick auf die Zukunft geben – und dass wir in Zukunft über Bitcoin anders denken werden müssen als heute. Es könnte aber auch sein, dass rollende Checkpoints, wie sie Bitcoin Cash im Zuge des Hashwars eingeführt hat, die unvermeidbare Lösung sind – oder dass die Zukunft von Bitcoin, wie wir es heute kennen, davon abhängt, dass die Transaktionsgebühren das Schrumpfen des Block-Rewards ausgleichen.
Tolle Analyse. Du verstehst wirklich viel von Bitcoin. Es wäre schön, wenn dein Blog auch auf Englisch erreichbar wäre, weil du so eine zehnfach höhere Reichweite hättest. Dann könnten wesentlich mehr Menschen in den Vorteil dieser ausführlichen Analysen kommen. Einen vergleichbaren Blog gibt es im englischsprachigen Raum meines Wissens nicht.
Auf chinesisch waere auch gut.
Zitat: „Die Gebühren durch die anderen Transaktionen würden dabei ja erhalten bleiben, da diese weiterhin ein Teil der Blocks sind.“ (Aus dem Abschnitt „Sind Reorgs die Zukunft?“) :
Die Schlussfolgerung ist falsch: So gesehen würde auch der Blockreward erhalten bleiben, da die neuen Blöcke diesen ja wieder enthalten. Allerdings verliert man, wenn man Blöcke neu mined, die Zeit, die man eben braucht, diese doppelt zu minen.
Ja, ich würde die alten Gebühren auch in der Reorg-Chain einsammeln, aber in dieser Zeit eben keine neuen Gebühren, weil ich ja damit beschäftigt bin die alten nochmal zu minen.
Kurzum: Ökonomisch gibt es keinen Unterschied zwischen Gebühren und Block-Reward.
Stimmt! Vielen Dank für den Hinweis! Ändere ich später.
toller Artikel.
Willkommen zurück aus dem Urlaub und Glückwunsch zur Titelung des Handelsblatt als „einer der führenden Kryptoexperten“.
> Sind Reorgs die Zukunft?
nein, BSV ist nicht die Zukunft. Da wären Reorgs in der Tat viel einfacher. :-]
Guter Artikel. danke.
Zitat: „Die User hätten an sich nichts von der Reorg bemerkt. Wenn die Reorg-Chain lediglich die Hacker-Transaktion austauscht, aber ansonsten alle Transaktionen so lässt, wie sie waren, würden alle Bitcoins, die User gesendet haben, ebenfalls bestätigt sein.“
Wie soll das gehen? Bzw. so einfach ist das nicht! Wenn der Hacker die Coins gleich wäscht, dann verteilen sich diese im Ökosystem. An jeder Waschtransaktion hängt vielleicht wieder eine ehrliche Transaktion weil jemand die gehackten Coins unwissentlich kauft. Führt man einen Reorg durch, dann wäre der ehrliche Käufer der gewaschenen Coins der Gelackmeierte. Zusätzlich werden solche abhängigen Transaktionen mit der Zeit mehr und mehr, je länger der Hack zurück liegt.
Genau das! Jeder kann sich in einem Blockexplorer ansehen, dass der Angreifer sofort damit begonnen hat, die Coins zu verschieben: https://www.blockchain.com/btc/tx/e8b406091959700dbffcff30a60b190133721e5c39e89bb5fe23c5a554ab05ea
Dabei fällt auch auf, dass es auch relativ kleine Beträge sind, das könnte z.B. „Dust“ an aktive Bitcoin Adressen sein, die bereits als Input für völlig legitime Transaktionen komplett unbeteiligter Adressen weitergenutzt werden könnten, alle Transaktionen darauf aufbauend würden komplett ungültig werden, auch wenn der besagte Input nur einen geringen Teil davon ausmacht. Regulierte KYC/AML Börsen dürften bereits sehr gute Cointracking Techniken eingebaut haben und sich auch austauschen. Wenn solche Coins dann in größerem Umfang auflaufen, würden sie diese zumindest einfrieren und nach der Quelle fragen, die der Kunde glaubhaft nachweisen muss. Was aber mit dezentralen Börsen wie Bisq oder selbst die ganzen kleinen Crypto-only Börsen? Klar, so eine Menge an Coins bekommt man nicht von heute auf morgen liquidiert, aber der oder die Angreifer können sich ja Zeit lassen und das über einen längeren Zeitraum verteilen.
Adam Backs Vorschlag ist auch nicht unproblematisch, gerade durch die sozioökonomischen Grundsätze bei Bitcoin.
Ziemlich bösartig bzw. clever: unbeteiligte Adressen mit winzig kleinen „unreinen“ Beträgen in den Hack mit einzubeziehen …
Somit ist solch ein Reorg vollkommen unrealistisch. Man würde dadurch mehr Unbeteiligten schaden nur um einer unfähigen Börse aus dem Schlamassel zu helfen. Das kommt mir sicherlich nicht zufällig bekannt vor …
Danke für den Artikel. Der Zusammenhang zwischen Reorgs und Blockreward war mir bisher nicht bewusst. Sicherlich wird es irgendwann mal eine gehackte Börse geben, die einen Reorg mit aller Macht durchziehen wird.
Ich möchte mal kurz die Problematik eines sinkenden Blockrewards zusammenfassen:
1.) Reorgs werden wahrscheinlicher, die Zeit bis eine Transaktion als final bezeichnet werden nimmt stark zu.
2.) Die Transaktionsgebühren steigen stark an.
Nicht nur der sinkende Blockreward bereitet mir Sorgen. Vielmehr stört mich die Notwendigkeit des Minings insgesamt. In gewisser Weise sind sie doch eine Instanz, die sich zwischen peer to peer schiebt.
Wer könnte die Rolle der Miner übernehmen? Die Nutzer selbst könnten den Ledger validieren. Man muss dafür sorgen, dass es sehr viele ehrliche Nutzer gibt. Eine Möglichkeit wäre, reine Datentransaktionen zuzulassen, bei der keine Coins übertragen werden. Findet man eine Vielzahl von Anwendungen für reinen und unverfälschbaren Datentransfer, so sorgen die Anwender selbst für eine robuste Distributed Ledger, Miner werden obsolet. Dann kann man zunehmend beginnen, auch Geldwert zu übertragen, ganz ohne Miner.
Mir ist schon bewusst, dass dies noch in ferner Zukunft liegt, wenn es überhaupt realisierbar ist. Trotzdem halte ich es für die einzige Möglichkeit einer wirklich dezentralen Distributet Ledger. Bitcoin ist in meinen Augen jedenfalls langfristig zum Scheitern verurteilt.
Mal wieder ein top Artikel! Danke dafür, ich lerne immer mehr hier. Wie funktioniert denn das System mit den „rollenden Checkpoints, wie sie Bitcoin Cash im Zuge des Hashwars eingeführt hat“ ?
Danke .. ich weiß gar nicht exakt, wie es funktioniert. Glaube, alle zehn Blöcke verbuchen die Nodes eine Block-Hash als die gültige, so dass es keine Reorg zu einem früheren Block geben kann.
Es funktioniert wie der Name schon sagt als „rollender Checkpoint“, individuell auf jedem Node „für sich“. Sobald der 11. Block den ersten bestätigt, gilt der erste Block für Deinen Node als Checkpoint für Dich und selbst wenn eine stärkere Chain auftaucht, wird Dein Node keinen Reorg vor diesen Block durchführen, nur mit einem manuellen Rollback (Pruning der letzten N Blöcke) und Resync mit der stärksten Chain. Falls es zu zwei verschiedenen Chains mit mehr als 10 Blöcken kommen sollte, kommt es also erstmal zu einem klassischen Chainsplit ohne, dass er sich automatisch erledigen würde.
Das verringert das Risiko eines Angriffs durch CZ, um eine bestimmte Transaktion ungültig zu machen, denn die meisten Nodes würden sicher keinen Rollback durchführen um ihm den Arsch zu retten. Andererseits könnte es zu massiven Problemen kommen, wenn z.B. die Great Firewall of China 2 Stunden lang keine Blöcke durchlassen würde, insbesondere da BCH ja auf Giga/Tera Blöcke setzen will. Dann hätte jeder Node Betreiber die „China“-BCH Chain und die Nodes auf der Restlichen Welt eine andere Chain und weder die eine noch die andere würde sich reorganisieren.
Man muss dazu sagen, dass ein Reorg/Race von zwei Chains über 2 Blöcke bei Bitcoin zumindest die letzten 5 Jahre nicht stattgefunden hat. Aber auch anmerken, dass BCH deutlich weniger Hashrate auf sich vereint (jedoch auf dem selben Algo) und ein großer BTC Pool wäre durchaus fähig, böswillig eine stärkere Chain zu bilden und das Netzwerk zu splitten, wenn er die Chain fast zeitgleich mit dem 10. „guten“ Block publiziert. Die finanzielle Intention dafür dürfte allerdings gering sein, wenn dann eine politische / persönliche.