Utilizando o protocolo Bitcoin para condução de computações multilaterais seguras e justas

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: OLIVEIRA FILHO, Márcio Barbosa de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco; UFPE; Brasil; Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao
• Palavras-chave em Português: Computação Multilateral Segura. Computação Justa. Bitcoin. Criptomoeda. Blockchain. Criptografia; Secure Multiparty Computation. Fair Computations. Bitcoin. Cryptocoin. Blockchain. Cryptography
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/17143

Suponha que dois milionários desejam descobrir quem é o mais rico sem que, para isso, um descubra o valor da fortuna do outro. Esse problema pode ser facilmente resolvido se ambos concordarem sobre um juiz a quem eles possam confiar a tarefa de calcular a resposta sem quebrar a privacidade de nenhum dos dois. O desafio, no entanto, é substituir esse juiz por uma interação multilateral, ou protocolo, que alcance o mesmo grau de segurança. Isso significa conduzir uma computação multilateral segura. Esse exemplo é conhecido como o problema dos milionários de Yao e foi proposto por Andrew Yao em um dos primeiros esforços para desenvolver uma forma geral de se conduzir computações multilaterais seguras. Desde lá, na década de 1980, vários avanços foram feitos nesse sentido e, hoje, já é um resultado bem estabelecido que qualquer função multilateral pode ser computada de maneira segura. Esse importante resultado, no entanto, vem com uma importante ressalva: a justiça não pode ser alcançada de maneira geral. Entende-se por justiça a garantia de que, no final de uma computação, ou todos os participantes recebem suas respostas ou nenhum deles recebe. Motivadas por esse resultado de impossibilidade, várias definições alternativas de justiça foram concebidas. Uma delas considera uma computação como sendo justa se os participantes que agirem desonestamente forem monetariamente penalizados. Ou seja, se alguns participantes receberem o resultado da computação e privarem os demais de receberem, então esse conluio é penalizado e os demais participantes, compensados. Com essa definição, uma computação justa pode ser vista como o cumprimento de um contrato, no qual cada participante se compromete a agir honestamente ou a pagar uma multa. Sob essa perspectiva, trabalhos recentes mostram como criptomoedas podem ser utilizadas para escrever esses contratos e, portanto, servir para condução de computações multilaterais seguras e monetariamente justas. Uma criptomoeda é um sistema monetário que se baseia em princípios criptográficos para alcançar segurança e controlar a taxa de emissão de novas moedas. O Bitcoin, criado em 2008 por Satoshi Nakamoto, foi a primeira realização dessa ideia. Ele se baseia em uma estrutura de dados pública chamada blockchain, que armazena o histórico de todas as transações já realizadas. A segurança da blockchain, incluindo sua não-maleabilidade, é garantida pela dificuldade da prova de trabalho exigida para que novas informações sejam adicionadas nessa estrutura. Cada transferência de moedas no Bitcoin é feita de maneira que um usuário só pode recebê-las mediante a apresentação de uma entrada que satisfaça um script especificado pelo remetente. Contratos escritos através desses scripts se fazem cumprir sem a necessidade de intervenção de uma parte confiável externa. Essa característica é o que faz o Bitcoin ser adequado e atrativo para se conferir justiça para computações multilaterais seguras. Um dos nossos objetivos neste trabalho é a realização de um estudo sobre os resultados que permitem a computação segura de uma função qualquer e dos que estabelecem a impossibilidade de se alcançar justiça de maneira geral. Tentaremos manter o rigor matemático para evitar uma apresentação estritamente panorâmica. Além disso, analisaremos criticamente uma construção proposta para utilizar o Bitcoin como plataforma para condução de computações multilaterais seguras e justas. Por fim, a partir dos pontos positivos e negativos levantados, apresentaremos uma proposta nossa com a mesma finalidade.