Hashcash

Hashcash es un sistema de prueba de trabajo utilizado para limitar el spam de correo electrónico y los ataques de denegación de servicio . Hashcash fue propuesto en 1997 por Adam Back ^{[ 1 ]} y descrito de forma más formal en su artículo de 2002, "Hashcash: una contramedida contra la denegación de servicio" ^{[ 2 ]} . En Hashcash, el cliente debe concatenar un número aleatorio con una cadena varias veces y aplicar una función hash a esta nueva cadena. Luego, debe repetir este proceso una y otra vez hasta encontrar un hash que comience con una cierta cantidad de ceros ^{[ 3 ] .}

La idea de "...requerir que un usuario calcule una función moderadamente difícil, pero no intratable..." fue propuesta por Cynthia Dwork y Moni Naor en su artículo de 1992 "Pricing via Processing or Combatting Junk Mail". ^{[ 4 ]}

Hashcash es un algoritmo criptográfico de prueba de trabajo basado en hash que requiere una cantidad de trabajo seleccionable para su cálculo, pero la prueba se puede verificar de manera eficiente. Para su uso en correo electrónico, se agrega una codificación textual de un sello hashcash al encabezado del correo para demostrar que el remitente ha invertido una cantidad moderada de tiempo de CPU en calcular el sello antes de enviar el correo. En otras palabras, dado que el remitente ha dedicado cierto tiempo a generar el sello y enviar el correo, es improbable que sea un remitente de spam. El receptor puede, con un costo computacional insignificante, verificar que el sello es válido. Sin embargo, la única forma conocida de encontrar un encabezado con las propiedades necesarias es mediante fuerza bruta , probando valores aleatorios hasta encontrar la respuesta; aunque probar una cadena individual es fácil, las respuestas satisfactorias son tan raras que requerirá un número considerable de intentos para encontrar la solución.

La hipótesis es que los remitentes de spam, cuyo modelo de negocio se basa en enviar grandes cantidades de correos electrónicos a un costo mínimo por mensaje, dejarán de ser rentables si existe incluso un pequeño costo por cada correo no deseado que envían. Los destinatarios pueden verificar si un remitente realizó dicha inversión y utilizar los resultados para filtrar el correo electrónico.

La línea de encabezado se ve algo así: ^{[ 5 ]}

X-Hashcash: 1:20:1303030600:adam@cypherspace.org::McMybZIhxKXu57jd:ckvi

El encabezado contiene:

• ver : Versión del formato Hashcash, 1 (que reemplaza a la versión 0).
• bits : Número de bits de "preimagen parcial" (cero) en el código hash.
• fecha : La hora en que se envió el mensaje, en el formato YYMMDD[hhmm[ss]].
• recurso : cadena de datos del recurso que se transmite, por ejemplo, una dirección IP o una dirección de correo electrónico .
• ext : Extensión (opcional; se ignora en la versión 1).
• rand : Cadena de caracteres aleatorios, codificada en formato base-64 .
• contador : Contador binario, codificado en formato base-64.

El encabezado contiene la dirección de correo electrónico del destinatario, la fecha del mensaje e información que certifica que se ha realizado el cálculo necesario. La presencia de la dirección de correo electrónico del destinatario requiere que se calcule un encabezado diferente para cada uno. La fecha permite al destinatario registrar los encabezados recibidos recientemente y garantizar que el encabezado sea único para cada mensaje.

El sistema Hashcash tiene la ventaja, frente a las propuestas de micropago para correos electrónicos legítimos, de que no implica dinero real. Ni el remitente ni el destinatario tienen que pagar, evitando así los problemas administrativos propios de cualquier sistema de micropago y las cuestiones éticas relacionadas con el cobro por correo electrónico.

Por otro lado, dado que Hashcash requiere una cantidad considerable de recursos computacionales para cada correo electrónico enviado, resulta algo difícil ajustar el tiempo promedio ideal que los clientes deben dedicar al cálculo de una cabecera válida. Esto puede implicar sacrificar la accesibilidad desde sistemas embebidos de gama baja o correr el riesgo de que los hosts maliciosos no se vean suficientemente desafiados como para proporcionar un filtro eficaz contra el spam.

Hashcash también es bastante sencillo de implementar en clientes de correo electrónico y filtros de spam. No se necesita un servidor central. Hashcash se puede implementar de forma incremental: el encabezado Hashcash adicional se ignora cuando lo reciben clientes de correo que no lo reconocen.

Un análisis plausible ^{[ 6 ]} concluyó que solo es probable uno de los siguientes casos: o bien los correos electrónicos legítimos se atascarán debido a la falta de capacidad de procesamiento del remitente, o bien los correos electrónicos no deseados seguirán llegando a su destino. Ejemplos de cada caso incluyen, respectivamente, una topología de correo electrónico centralizada (como una lista de correo ), en la que un servidor envía una enorme cantidad de correos electrónicos legítimos , y botnets o granjas de clústeres con las que los spammers pueden aumentar enormemente su capacidad de procesamiento.

La mayoría de estos problemas pueden solucionarse. Por ejemplo, las botnets podrían desaparecer más rápido porque los usuarios notarían la alta carga de CPU y tomarían medidas para evitarlo, y los servidores de listas de correo podrían registrarse en listas blancas en los equipos de los suscriptores, quedando así exentos de los desafíos de hashcash.

Otro problema previsto es que, según la ley de Moore , las computadoras siguen aumentando su velocidad . Por lo tanto, la complejidad de los cálculos necesarios debe incrementarse con el tiempo. Sin embargo, es probable que los países en desarrollo utilicen hardware obsoleto, lo que significa que les resultará cada vez más difícil participar en el sistema de correo electrónico. Esto también se aplica a las personas de bajos ingresos en los países desarrollados, que no pueden permitirse el hardware más reciente.

Al igual que Hashcash, las criptomonedas utilizan una función hash como sistema de prueba de trabajo. El auge de las criptomonedas ha generado una demanda de máquinas de minería basadas en ASIC . Si bien la mayoría de las criptomonedas utilizan la función hash SHA-256 , la misma tecnología ASIC podría emplearse para crear solucionadores de Hashcash tres órdenes de magnitud más rápidos que una CPU de consumo, lo que reduciría la dificultad computacional para los spammers.

Hashcash no está patentado, y la implementación de referencia ^{[ 17 ]} y la mayoría de las demás implementaciones son software libre. Hashcash está incluido o disponible para muchas distribuciones de Linux .

RSA Security ha hecho declaraciones sobre derechos de propiedad intelectual al IETF sobre client-puzzles ^{[ 18 ]} en el contexto de un RFC ^{[ 19 ]} que describía client-puzzles (no hashcash). El RFC incluía hashcash en el título y hacía referencia a hashcash, pero el mecanismo descrito en él es un desafío interactivo de solución conocida que se asemeja más a Client-Puzzles; hashcash no es interactivo y, por lo tanto, no tiene una solución conocida. En cualquier caso, la declaración de IPR de RSA no puede aplicarse a hashcash porque hashcash es anterior a ^{[ 1 ]} (marzo de 1997) la publicación de client-puzzles ^{[ 20 ]} (febrero de 1999) y la solicitud de patente de client-puzzles US7197639 ^{[ 21 ]} (febrero de 2000).

• Penny Black (proyecto de investigación)
• Anubis (software)

• Adam Back, "Hashcash: una contramedida contra la denegación de servicio", informe técnico, agosto de 2002 (PDF) .
• Ben Laurie y Richard Clayton, "'Proof-of-Work' Proves Not to Work", WEIS 04. (PDF) .
• Dwork, C. y Naor, M. (1992) "Fijación de precios mediante el procesamiento o la lucha contra el correo basura", Crypto '92, págs.  139–147. (PDF)

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• Combate el spam con hashcash. Artículo de David Mertz sobre hashcash, sus aplicaciones y una implementación en Python.
• Nota de RSA sobre propiedad intelectual dirigida al IETF acerca de hashcash (2004)