Security and Privacy Implications of Cryptocurrencies

Abstract

Le criptovalute sono valute digitali basate sulla crittografia. A differenza delle tradizionali valute legali emesse da sistemi bancari centralizzati, le criptovalute sono decentralizzate e mantenute attraverso meccanismi di consenso distribuito. Nel novembre 2008 Satoshi Nakamoto ha introdotto la prima criptovaluta veramente funzionale: il Bitcoin. Dopo alcuni anni passati nell’ombra, Bitcoin guadagnò rapidamente notorietà, creando un'economia da miliardi di dollari. Sull’onda del successo di Bitcoin il mercato ha visto nascere diverse altre criptovalute. A settembre 2019 si sono registrate più di 2500 criptovalute attive per un mercato di oltre 250 miliardi di Dollari e quasi 50 miliardi di Dollari di volume giornaliero.
\nOgni criptovaluta ha un funzionamento peculiare a seconda del proprio obiettivo: alcune si focalizzano sulla limitazione del numero di transazioni, altre sulle prestazioni. Ogni criptovaluta garantisce un certo livello di anonimato dell'utente. Al livello più basso, gli utenti rimangono pseudo-anonimi, ovvero le identità reali del pagatore e del beneficiario rimangono nascoste. I criminali informatici hanno sfruttato l'anonimato offerto dalle criptovalute per perpetrare vari reati, come il riciclaggio di denaro e il finanziamento del terrorismo.
\nQuesta tesi indaga sulle implicazioni di sicurezza e privacy delle criptovalute e si compone di tre parti che trattano di recenti ed importanti problematiche relative a: (i) Bitcoin; (ii) Algorand; e (iii) Cryptominers.
\nNella prima parte di questa tesi, studiamo due questioni relative al Bitcoin che rivestono un'importanza significativa in questa era di criptovalute. In particolare, ci concentriamo sull’aumento allarmante delle campagne ransomware e sui problemi di privacy relativi alle app di Bitcoin wallet per smartphone. Abbiamo quindi condotto uno studio completo e longitudinale sui recenti attacchi di ransomware e riportando l'impatto economico riscontrato sui pagamenti in Bitcoin. Abbiamo inoltre condotto un lavoro per l’identificazione di attività sensibili sulle app di Bitcoin wallet. Queste app sono comunemente utilizzate per l'invio, la ricezione e il trading di Bitcoin.
\nLa seconda parte di questa tesi si concentra su Algorand. Algorand è un protocollo di consenso blockchain democratico che ha il potenziale ridisegnare il futuro della tecnologia blockchain. Questo è il primo studio formale proposto per Algorand. Nella nostra analisi di sicurezza, presentiamo un attacco realmente attuabile su Algorand nonché possibili contromisure.
\nNella terza parte di questa tesi, esploriamo il covert cryptomining. La richiesta di cryptomining è aumentata drasticamente con la crescente popolarità delle criptovalute. Parallelamente alle legittime richieste di crittografia, la covert cryptomining è emersa come un mezzo per gli attori malintenzionati per ottenere incentivi finanziari. Le criptovalute come Monero hanno ulteriormente aggravato la situazione, consentendo anche agli utenti ingenui di effettuare cryptomining tramite un'applicazione browser. Considerando la gravità del problema, proponiamo due soluzioni efficienti per rilevare la covert cryptomining in diversi scenari realistici.