延时工作量证明(dPoW)是什么?
延时工作量证明(dPoW)是由科莫多(Komodo)项目所设计的一种安全机制。基本上来说,它是工作量证明(PoW)一致性算法的修改版本,它利用比特币区块链的哈希算力来增强网络安全性。通过使用工作量证明(dPoW),Komodo开发人员不仅能够保护自己的网络,还能够保护未来加入Komodo生态系统的任何第三方区块链。实际上,dPoW可以用于保护任何使用UTXO模型开发的独立区块链项目。
以Komodo为例,dPoW安全机制使用Zcash代码库开发并实现,通过利用比特币的哈希算力,实现零知识隐私证明并提高网络安全性。
每隔十分钟,Komodo系统会对区块链网络执行快照。然后,将快照的结果写入到比特币网络上的区块中。总的来说,这个过程创建了整个Komodo系统的备份,该系统的备份保存在比特币区块链中。
从技术层面说,Komodo社区选举的公证节点通过在Komodo链上执行交易,将每个受dPoW保护的区块链的区块哈希写入Komodo分布式账本中。调用OP_RETURN指令,公证节点将单个块哈希存储到Komodo链上。
公证节点选择间隔十分钟的区块快照执行时间的原因是为了确保整个网络同意该区块的有效性。每个区块链的网络仍然会对每个区块达成共识。公证节点简单地记录来自先前挖掘的区块散列值。
然后,公证节点将来自Komodo区块链的散列写入比特币帐本中。通过执行BTC交易并使用OP_RETURN指令将数据写入比特币的区块链中,也可以完成此过程。
在公证节点完成对比特币区块链网络的操作后,Komodo的公证节点就会将来自BTC区块链的区块数据写回到每个受保护的链上。此时,网络将不会接受任何尝试更改公证区块(或在公证节点达成共识之前创建的任何区块)的重组操作。
目前,dPoW正在与比特币一起使用,但它可以作为安全性工具被用在任何其他使用UTXO模型的区块链中。
工作量证明(PoW)算法的主要目标之一是维护网络安全,阻止诸如分布式拒绝服务攻击(DDoS)之类的网络攻击。简而言之,PoW算法是生产成本非常高的数据块,并且在挖矿阶段作为关键要素也易于被其他人验证。
基于PoW的区块链中的挖矿设计是非常苛刻的。矿工需要解答一道复杂的密码学题目,从而挖到一个新的区块。这个过程涉及了大量的计算工作,消耗的硬件和电力非常昂贵。挖矿的过程不仅仅可以保护网络免受外部攻击,还可以验证交易的合法性并生成新的加密货币(作为矿工解决难题的奖励)。
因此,工作证明量证明的区块链很安全的原因之一就是挖矿的过程会涉及到非常高的金融投入。然而,重要的是要注意PoW区块链的安全性与用于它们的算力(哈希)直接相关,这意味着小型区块链网络不如大型区块链网络安全。
与PoW相比,dPoW不用于在新区块上达成共识,因此不被认为是一致性算法。相反,它是在普通PoW共识规则之外实施的安全机制。
DPoW使得经过公证的区块不可能被重组,这意味着它使区块链更加安全并且能够抵抗51%攻击。
实际上,每当一个区块被经过公证后,dPoW就会重新设置”区块链的共识规则。例如,大多数PoW区块链链使用最长链规则”。因此,每当区块链的网络收到区块XXX,XX1已经公证的确认时,最长的链规则从块XXX,XX2开始。网络将不接受从区块XXX,XX0或之前开始的链,即使它是最长的链。
延时工作量证明安全机制允许执行频繁的备份,以确保在系统发生故障或在被入侵后,可以快速恢复整个网络的数据。如果想要成功造成持久的攻击损害,攻击者也必须关闭比特币网络,破坏比特币区块链中所备份的所有快照。
工作量证明是区块链行业中使用最广泛的共识方法,无论好坏,它都依赖于将能源资本的经济投资转化为哈希算力,以确保分布式账本的安全。虽然工作量证明是保护区块链的一种非常可靠的方法,但它有一个主要缺陷:
哈希算力可能集中化。
在区块链社区中,哈希算力集中化是一个有争议的问题。例如,比特币区块链的哈希算力是由一小群大型矿业集团推动的。哈希算力的集中化对区块链技术的本质分散化是一个潜在的威胁,但也带来了一个额外的风险,这个风险已经被证明会极大地破坏加密货币经济的稳定性——51%的攻击。
51%的攻击发生在恶意行动者控制任何给定工作量证明区块链的51%哈希算力时,通过允许代币的双重支出,使得网络颠覆成为可能。廉价哈希算力的可用性的提高导致51%的攻击频率增加。在2019年1月,Ethereum
分叉以太经典遭受51%的攻击,损失超过100万美元。
今年1月,针对比特币黄金(Bitcoin
Gold)、Verge和Zencash发起了51%的攻击,导致数百万元损失。Crypto51是一个流行的51%攻击成本计算平台,它演示了对主要加密货币(如以太坊、Dash和莱特币)51%的攻击可以以惊人的低成本执行。
其他的共识模型,如权益证明,为51%的攻击问题提供了一个潜在的解决方案,但也有其自身的缺陷——由权益驱动的共识模型的批评者强调了“富人越富”式股权积累的可能性,这可能会进一步集中股权区块链的证明。
然而,一种新的安全协议有可能解决51%的问题
工作量延迟证明(dPoW)是第二层共识,它可以添加到任何基于区块链未使用的交易输出的共识机制中,利用比特币网络的巨大哈希算力来“检查”比特币分类账上的交易。dPoW是Komodo
首席开发人员James Lee的创意,他在2016年初发布了对dPoW的初步研究。
简而言之,dPoW每十分钟就会在比特币网络上对区块哈希值进行公证,使用64个社区选出的公证员节点。每个公证都创建一个检查点,确保使用dPoW的整个网络得到验证,防止创建未经验证的链。
重要的是,dPoW每十分钟对比特币账户的区块哈希值进行公证。为了对dPoW链成功执行51%的攻击,攻击者需要分叉链、挖掘足够数量的块、将新链重新引入为主链,并在10分钟内执行双重支出攻击。这使得51%的攻击几乎不可能成功执行。
dPoW是Komodo平台不可或缺的一部分,2016年底平台从Zcash分离出来时,这是Komodo代码的第一次提交。
dPoW解决方案已经成功地阻止了51%的攻击。2018年10月,匿名道德黑客geocold18宣布,他们将直播对 Einsteinium实施51%的攻击。
这是目前集成dPoW的Komodo平台之外的四个平台之一。然而,在发现
Einsteinium使用了dPoW安全系统后,GeoCold很快放弃了51%的攻击计划,转向了另一个平台。
然而,
Einsteinium最终受到51%的攻击。2019年2月。对网络的攻击失败导致在尝试重新组织后创建了100多个孤立块。然而,dPoW完全阻止了攻击,证明了Komodo的第二层安全解决方案的有效性。
像以太坊这样的主要区块链网络可能正在计划未来转向对权益证明系统,但是工作验证模型不会很快出现,它是对新区块链可用的最安全的共识模型。dPoW等第二层安全协议的可用性,通过提供更小规模的区块链,利用比特币网络的巨大哈希算力,促进了区块链行业的创新和增长,使51%的攻击比以往任何时候都更加困难。