Delayed Proof of Work (dPoW) ist ein vom Komodo-Projekt entwickelter Sicherheitsmechanismus. Im Grunde handelt es sich um eine modifizierte Version des Proof-of-Work (PoW)-Konsensalgorithmus, der die Hashing-Leistung der Bitcoin-Blockchain nutzt, um die Netzwerksicherheit zu erhöhen. Durch die Verwendung von Delayed Proof of Work (dPoW) können Komodo-Entwickler nicht nur ihr eigenes Netzwerk, sondern auch alle Blockchains von Drittanbietern sichern, die in Zukunft dem Komodo-Ökosystem beitreten. Tatsächlich kann dPoW zur Sicherung jedes unabhängigen Blockchain-Projekts verwendet werden, das mit dem UTXO-Modell entwickelt wurde.


Wie funktioniert der verzögerte Arbeitsnachweis (dPoW)?

Am Beispiel von Komodo wird der dPoW-Sicherheitsmechanismus unter Verwendung der Zcash-Codebasis entwickelt und implementiert. Durch die Nutzung der Hashing-Leistung von Bitcoin wird ein Zero-Knowledge-Datenschutz erreicht und die Netzwerksicherheit verbessert.​

Alle zehn Minuten erstellt das Komodo-System einen Schnappschuss des Blockchain-Netzwerks. Das Ergebnis des Snapshots wird dann in einen Block im Bitcoin-Netzwerk geschrieben. Insgesamt wird durch diesen Vorgang ein Backup des gesamten Komodo-Systems erstellt, das auf der Bitcoin-Blockchain gespeichert wird.​

Technisch gesehen schreiben von der Komodo-Community gewählte Notarknoten den Block-Hash jeder dPoW-geschützten Blockchain in das verteilte Hauptbuch von Komodo, indem sie Transaktionen auf der Komodo-Kette ausführen. Durch Aufrufen der OP_RETURN-Anweisung speichert der Notarknoten einen einzelnen Block-Hash in der Komodo-Kette.

Der Grund, warum der Notarknoten alle zehn Minuten die Snapshot-Ausführungszeit wählt, besteht darin, sicherzustellen, dass das gesamte Netzwerk die Gültigkeit des Blocks erkennt. Das Netzwerk jeder Blockchain wird weiterhin einen Konsens über jeden Block erzielen. Der Notarknoten zeichnet lediglich den Block-Hash der vorherigen Mine auf.

Der Notarknoten schreibt dann den Hash aus der Komodo-Blockchain in das Bitcoin-Ledger. Dieser Schritt kann auch durch die Ausführung einer Bitcoin-Transaktion und das Schreiben der Daten in die Bitcoin-Blockchain mithilfe der OP_RETURN-Anweisung erreicht werden.

Nachdem der Notarknoten den Betrieb des Bitcoin-Blockchain-Netzwerks abgeschlossen hat, schreibt der Notarknoten von Komodo die Blockdaten aus der Bitcoin-Blockchain zurück in jede geschützte Kette. Zu diesem Zeitpunkt akzeptiert das Netzwerk keine Reorganisationsvorgänge, die versuchen, den notariell beglaubigten Block (oder jeden Block, der erstellt wurde, bevor die notariell beglaubigten Knoten einen Konsens erzielten) zu ändern.

Derzeit ist dPoW mit Bitcoin gebündelt, kann aber als Sicherheitstool in jeder anderen Blockchain verwendet werden, die das UTXO-Modell verwendet.



Arbeitsnachweis (PoW) und verzögerter Arbeitsnachweis (dPoW)

Eines der Hauptziele des Proof of Work (PoW)-Algorithmus besteht darin, die Netzwerksicherheit aufrechtzuerhalten und Cyber-Angriffe wie Distributed-Denial-of-Service-Angriffe (DDoS) zu verhindern. Kurz gesagt: Die Erstellung von Datenblöcken mit dem PoW-Algorithmus ist sehr teuer, aber er lässt sich leicht verifizieren und ist ein wichtiges Element im Mining-Prozess.

Das Mining-Design in PoW-basierten Blockchains ist sehr anspruchsvoll. Miner müssen eine komplexe kryptografische Frage lösen, um einen neuen Block zu schürfen. Dieser Prozess erfordert viel Rechenarbeit und verbraucht sehr teure Hardware und Strom. Der Mining-Prozess schützt nicht nur das Netzwerk vor Angriffen von außen, sondern überprüft auch die Legitimität von Transaktionen und generiert neue digitale Währungen (als Belohnung für Miner für das Lösen von Rätseln).​

Daher ist einer der Gründe, warum Proof-of-Work-basierte Blockchains sehr sicher sind, dass der Mining-Prozess mit sehr hohen Kapitalinvestitionen verbunden ist. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Sicherheit von PoW-Blockchains direkt mit der dafür verwendeten Rechenleistung (Hashing) zusammenhängt, was bedeutet, dass kleine Blockchain-Netzwerke nicht so sicher sind wie große Blockchain-Netzwerke.​

Im Gegensatz zu PoW wird dPoW nicht zur Konsensfindung über neue Blöcke verwendet und gilt daher nicht als Konsensalgorithmus. Es handelt sich um einen Sicherheitsmechanismus, der außerhalb der PoW-Konsensregeln implementiert wird. DPoW macht es unmöglich, notariell beglaubigte Blöcke neu zu organisieren, was bedeutet, dass es die Blockchain sicherer und resistenter gegen 51 %-Angriffe macht.

Tatsächlich „setzt“ dPoW die Konsensregeln der Blockchain jedes Mal zurück, wenn ein Block notariell beglaubigt wird. Beispielsweise verwenden die meisten PoW-Blockchains die „Längste-Ketten-Regel“. Daher beginnt die Regel der längsten Kette immer dann, wenn das Blockchain-Netzwerk bestätigt, dass die Blöcke XXX und XX1 notariell beglaubigt wurden, bei den Blöcken XXX, XX2. Das Netzwerk akzeptiert keine Ketten mehr, die mit Block XXX, XX0 oder davor beginnen, selbst wenn es sich um die längste Kette handelt.


Zusammenfassen

Der verzögerte Proof-of-Work-Sicherheitsmechanismus ermöglicht die Durchführung häufiger Backups, um sicherzustellen, dass im Falle eines Systemausfalls oder einer Kompromittierung die Daten des gesamten Netzwerks schnell wiederhergestellt werden können. Wollte ein Angreifer erfolgreich dauerhaften Schaden anrichten, müsste er außerdem das Bitcoin-Netzwerk lahmlegen und alle in der Bitcoin-Blockchain gesicherten Snapshots zerstören.​

Wenn Sie mehr über verzögerte Arbeitsnachweise erfahren möchten, schauen Sie sich die Seite mit den Blockchain-Sicherheitsdiensten von Komodo an.