Delayed Proof-of-Work erklärt

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Delayed Proof-of-Work erklärt
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Delayed Proof of Work (dPoW) ist ein Sicherheitsmechanismus, der vom Komodo-Projekt entwickelt wurde. Es handelt sich im Grunde genommen um eine modifizierte Version des Proof of Work (PoW) Konsensusalgorithmus, der die Hashpower der Bitcoin Blockchain als Mittel zur Verbesserung der Netzwerksicherheit nutzt. Durch den Einsatz von dPoW sind Komodo-Entwickler in der Lage, nicht nur ihr eigenes Netzwerk, sondern auch jede Drittkette zu sichern, die in Zukunft in das Komodo-Ökosystem aufgenommen wird. dPoW kann für jedes Projekt implementiert werden, das eine unabhängige Blockchain mit einem UTXO-Modell entwickelt.


Wie funktioniert dPoW?

Im Fall von Komodo wurde der dPoW-Sicherheitsmechanismus in die Zcash-Codebasis implementiert, wodurch eine kenntnislose Privatsphäre ermöglicht und die Netzwerksicherheit durch die Nutzung der Hash-Rate von Bitcoin erhöht wird.

Alle zehn Minuten macht das Komodo-System eine Momentaufnahme der eigenen Blockchain. Anschließend wird der Snapshot in einen Block im Bitcoin-Netzwerk gespeichert, in einem Prozess namens Notarielle Beglaubigung. Im Prinzip erstellt dieser Prozess ein Backup des gesamten Komodo-Systems, das innerhalb der Bitcoin Blockchain gespeichert wird.

Technisch gesprochen schreiben die von der Community gewählten Notarknoten von Komodo einfach einen Blockhash aus jeder dPoW-geschützten Blockchain in das Komodo-Ledger, indem sie eine Transaktion in der Komodo-Kette ausführen. Mit dem Befehl OP_RETURN speichern die Notarknoten einen einzelnen Blockhash auf der Komodokette.

Der Grund, warum die Notarknoten einen Blockhash auswählen, der etwa zehn Minuten alt ist, ist, dass das gesamte Netz zustimmt, dass der Block gültig ist. Das Netzwerk jeder Blockchain kommt für jeden Block noch zum Konsens. Die Notarknoten erfassen einfach einen Blockhash aus einem zuvor abgebauten Block.

Dann schreiben die Notarknoten einen Blockhash aus der Komodokette in das Bitcoin-Ledger. Dieser Prozess wird auch durch die Ausführung einer BTC-Transaktion und das Schreiben der Daten mit OP_RETURN in einen Block der Bitcoin-Kette abgeschlossen.

Sobald diese Beglaubigung von Bitcoin erfolgt ist, schreiben die Notarknoten von Komodo diese Blockdaten aus der BTC-Kette zurück in die Kette jeder anderen geschützten Kette. An dieser Stelle akzeptiert das Netzwerk keine Umstrukturierungen, die versuchen, einen notariellen Block zu ändern (oder alle Blöcke, die vor dem letzten notariellen Block erstellt wurden).

Derzeit wird dPoW mit Bitcoin verwendet, aber es hat das Potenzial, als Werkzeug genutzt zu werden, um sowohl die Sicherheit als auch die Funktionen jeder anderen Blockchain zu nutzen, die ein UTXO-Modell verwendet.


PoW vs. dPoW

Eines der Hauptziele des Proof of Work (PoW) Algorithmus ist die Aufrechterhaltung der Netzwerksicherheit, um Cyberangriffe wie Distributed Denial-of-Service-Angriffe (DDoS) abzuwehren. In wenigen Worten, der PoW-Algorithmus ist ein Datenstück, dessen Herstellung sehr kostspielig, aber für andere leicht zu überprüfen ist, und das ist ein entscheidendes Element des Mining-Prozesses.

Der Abbau innerhalb von PoW-basierten Blockchains ist konzeptionell sehr anspruchsvoll. Miner müssen ein komplexes kryptographisches Rätsel lösen, um einen neuen Block abbauen zu können. Ein solcher Prozess ist mit intensiven Rechenarbeiten verbunden, die in Bezug auf Hardware und Strom sehr kostspielig sind. Der Prozess des Mining schützt das Netzwerk nicht nur vor externen Angriffen, sondern überprüft auch die Legitimität von Transaktionen und generiert neue Kryptowährungseinheiten (als Belohnung für den Miner, der das Rätsel löst). 

Daher ist einer der Gründe, warum Proof of Work Blockchains sicher sind, die Tatsache, dass der Mining-Prozess eine sehr hohe finanzielle Investition erfordert und vom Netzwerkkonsens abhängt. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Sicherheit von PoW-Blockchains in direktem Zusammenhang mit der Höhe der ihnen zugeteilten Rechenleistung (Hash-Rate) steht, was bedeutet, dass kleine Blockchain-Netzwerke nicht so sicher sind wie große Netzwerke.

Im Gegensatz zu PoW wird dPoW nicht zur Erzielung eines Konsenses über neue Blöcke eingesetzt und gilt daher nicht als Konsensusalgorithmus. Stattdessen ist es ein Sicherheitsmechanismus, der zusätzlich zu den üblichen PoW-Konsensregeln implementiert wird. DPoW macht eine Reorganisation notariell beglaubigter Blöcke unmöglich, d.h. es macht Blockchains wesentlich sicherer und widerstandsfähiger gegen 51% Angriffe.

Tatsächlich "setzt" dPoW die Konsensregeln einer Blockchain jedes Mal neu, wenn ein Block beglaubigt wird. Zum Beispiel verwenden die meisten PoW-Ketten die "längste Kettenregel". Jedes Mal wenn das Netzwerk einer Blockchain eine Bestätigung erhält, dass der Block XXX,XX1 notariell beglaubigt wurde, beginnt die längste Kettenregel bei Block XXX,XX2 neu. Das Netzwerk akzeptiert keine Kette, die bei Block XXX,XX0 oder höher beginnt, auch wenn sie die längste ist.


Schlussworte

Der verzögerte Sicherheitsmechanismus von Proof of Work gestattet regelmäßige Backups, um sicherzustellen, dass im Falle eines Systemausfalls oder erfolgreichen Hacks die gesamten Daten schnell wiederhergestellt werden können. Damit ein Hack erfolgreich nachhaltigen Schaden anrichten kann, müsste der Angreifer auch das Bitcoin-Netzwerk herunterfahren und alle Snapshots zerstören, die innerhalb der Blockchain von Bitcoin gesichert wurden. 

Für diejenigen, die mehr über delayed Proof of Work erfahren möchten, besuche bitte Komodo's "Blockchain Security Service" Seite.

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