آنچه در این مقاله خواهید خواند
اثبات کار با تاخیر (dPoW) یک مکانیسم امنیتی است که توسط پروژه کومودو (KMD) طراحی شده است. پروتکل اثبات کار با تاخیر نسخه اصلاح شده‌ای از الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW) است که از قدرت هش بلاک چین بیت کوین (BTC) به عنوان راهی برای افزایش امنیت شبکه استفاده میکند. توسعه‌دهندگان کومودو با استفاده از مکانیزم اثبات کار با تاخیر یا dPoW می‌توانند نه تنها امنیت شبکه خود بلکه امنیت هر زنجیره ثالثی را که در آینده به اکوسیستم کومودو ملحق می‌شود، تامین کنند. در واقع این پروتکل را می‌توان برای هر بلاک چین مستقلی که از مدل خروجی خرج نشده تراکنش (UTXO) استفاده میکند، پیاده‌سازی کرد. به طور خلاصه، مکانیسم اجماع منحصر به فرد اثبات کار با تاخیر امنیتی هم‌سطح با قوی‌ترین شبکه گواه اثبات کار، یعنی بیت کوین را ارائه می‌دهد بدون اینکه مستقیما با بیت کوین رقابت کند.
اثبات کار با تاخیر (dPoW) چگونه عمل میکند؟
برای توضیح این مکانیسم ارز کومودو (KMD) را به عنوان مثال استفاده می‌کنیم. در این پروژه، مکانیسم امنیتی اثبات کار با تاخیر در پایگاه کد زی کش (Zcash) پیاده‌سازی شد. فورک شدن کومودو از زی کش قابلیت حفظ حریم خصوصی دانایی صفر را برای آن به ارمغان آورده است. در عین حال، با استفاده از نرخ هش بیت کوین، امنیت شبکه کومودو افزایش داده شد.
روش کار الگوریتم dPoW به این صورت است که در فواصل ده دقیقه‌ای سیستم کومودو یک اسنپ شات از بلاک چین خود می‌گیرد. سپس این اسنپ شات در یک بلوک از شبکه بیت کوین نوشته می‌شود. این فرایند گواهی شدن یا ثبت رسمی (Notorization) نامیده می‌شود. فرایند ثبت رسمی یک نسخه پشتیبان از کل سیستم کومودو ایجاد میکند که در بلاک چین بیت کوین ذخیره می‌شود. به عبارت دیگر، اثبات کار با تاخیر از شبکه بیت کوین (یا هر شبکه PoW) به عنوان فضای ذخیره‌سازی برای پشتیبانگیری از تراکنشهای کومودو استفاده میکند.
از دیدگاه فنی، گره‌های گواهی‌دهنده (Notary Nodes) که توسط جامعه کاربران کومودو انتخاب می‌شوند یک هش (Hash) بلوک از هر بلاک چین تحت محافظت مکانیسم اثبات کار با تاخیر (بلاک چین‌های متکی به کومودو) را در دفتر کل کومودو می‌نویسند. برای نوشتن هرکدام از این هش‌ها یک تراکنش در زنجیره کومودو انجام می‌شود و با استفاده از دستور OP_RETURN هش بلوک در زنجیره کومودو ذخیره می‌شود.
دلیل اینکه نودهای ثبت رسمی یک هش بلوک با قدمت حدود 10 دقیقه را انتخاب می‌کنند این است که مطمئن شوند کل شبکه بر سر معتبر بودن آن بلوک توافق دارند. با این حال هنوز هم همه شبکه‌های متکی به بلاک چین برای هر بلوک به اتفاق نظر می‌رسند. نودهای گواهی‌دهنده صرفاً هش بلوکی را که قبلاً استخراج شده ثبت می‌کنند.
سپس، نودهای گواهی‌دهنده یک هش بلوک از زنجیره کومودو را روی دفتر کل بیت کوین می‌نویسند. همچنین، این فرایند با اجرای یک تراکنش بیت کوین و استفاده از دستور OP_RETURN برای نوشتن داده‌ها در بلوکی از بلاک چین بیت کوین تکمیل می‌شود. به این ترتیب، تاریخچه هر زنجیره‌ای که از الگوریتم اثبات کار با تاخیر استفاده میکند، تغییرناپذیر (Immutable) می‌شود.
به محض اینکه فرایند گواهی‌دهی به بیت کوین انجام شد، نودهای گواهی‌دهنده کومودو، داده‌های آن بلوک را از زنجیره بلاک چین بیت کوین کپی کرده و روی تمام زنجیره‌های محافظت شده می‌نویسند. در این مرحله شبکه هیچ سازماندهی مجددی را که سعی در تغییر یک بلوک گواهی شده یا هر بلوک قبل از آن را داشته باشد، نمی‌پذیرد.
در حال حاضر، الگوریتم اثبات کار با تاخیر با بلاک چین بیت کوین انجام می‌شود اما این پتانسیل را دارد که از هر بلاک چین دیگری با مدل خروجی خرج نشده تراکنش استفاده کند و از امنیت و قابلیت‌های آن بهره‌مند شود.
مقایسه الگوریتم گواه اثبات کار با اثبات کار با تاخیر
مکانیسم اجماع ایجاد شده توسط ساتوشی ناکوموتو شاید یکی از قدرتمندترین نوآوری‌های قرن بیست و یکم باشد. یکی از اهداف اصلی این مکانیسم حفظ امنیت شبکه و جلوگیری از حملات سایبری مانند حملات DoS و DDoS است. به طور خلاصه الگوریتم اثبات کار یک قطعه داده است که تولید آن بسیار پرهزینه است، اما تایید آن برای دیگران ساده است و این یکی از مولفه‌های حیاتی در فرایند استخراج بیت کوین محسوب می‌شود.
استخراج در بلاک چین‌های مبتنی بر الگوریتم اثبات کار طراحی پیچیده‌ای دارد. ماینر‌ها باید یک معمای رمزنگاری پیچیده را حل کنند تا بتوانند یک بلوک جدید را استخراج کنند. این کار نیازمند قدرت محاسباتی (نرخ هش) زیادی است که از نظر سخت‌افزاری و مصرف برق بسیار پرهزینه است. فرایند استخراج نه تنها از شبکه در مقابل حملات خارجی محافظت میکند، بلکه مشروعیت تراکنش‌ها را تایید میکند و واحدهای ارز دیجیتال جدیدی را به عنوان پاداش برای ماینر حل‌کننده معما تولید میکند.
بنابراین، یکی از دلایل امن بودن بلاک چین‌های اثبات کار این واقعیت است که فرایند استخراج شامل سرمایه گذاری مالی بسیار بالایی است و به اجماع کل شبکه وابستگی دارد. با این حال، توجه به این نکته مهم است که امنیت بلاک چین‌های اثبات کار نسبت مستقیمی با توان محاسباتی (نرخ هش) اختصاص داده شده به آنها دارد، به این معنی که بلاک چین‌های کوچک مبتنی بر PoW به اندازه شبکه‌های بزرگ امنیت ندارند.
پروتکل اثبات تأخیر کار برخلاف الگوریتم PoW برای دستیابی به اجماع در مورد بلوک‌های جدید استفاده نمی‌شود و بنابراین یک الگوریتم اجماع تبه حساب نمی‌آید. گواه اثبات کار با تاخیر یک مکانیسم امنیتی است که علاوه بر قوانین معمولی اجماع اثبات کار پیاده‌سازی می‌شود. الگوریتم dPoW تغییر بلوک‌هایی را که ثبت شده‌اند غیرممکن میکند و این باعث می‌شود که این بلاک چین‌ها نسبت به حملات 51 درصدی بسیار امن‌تر و مقاوم‌تر باشند. در حمله 51 درصدی یک عامل مخرب یا گروهی از عوامل مخرب کنترل اکثریت قدرت استخراج را به دست می‌آورند و شبکه را به خطر می‌اندازند.
در واقع، هر بار که یک بلوک گواهی می‌شود، الگوریتم اثبات کار با تاخیر قواعد اجماع بلاک چین را «ریست» میکند. برای مثال، بیشتر زنجیره‌های اثبات کار از قانون طولانی‌ترین زنجیره بلوکی استفاده می‌کنند. در نتیجه هر بار که شبکه بلاک چین تاییدی مبنی بر گواهی شدن بلوک XXX1 دریافت میکند، قانون طولانی‌ترین زنجیره دوباره از بلوک XXX2 شروع می‌شود. در نتیجه این شبکه زنجیره‌ای را که از بلوکی با شماره XXX0 یا قبل از آن شروع شده نمی‌پذیرد، حتی اگر طولانی‌ترین زنجیره باشد.
علاوه بر این، کسانی که بلاک چین‌های مستقل را در اکوسیستم پروژه‌ای مثل کومودو می‌سازند، می‌توانند نسخه‌های پشتیبان از تاریخچه خود را در زنجیره کومودو ثبت کنند. این سوابق سپس از طریق کومودو به بلاک چین اثبات کار پشتیبان منتقل می‌شود. بنابراین، توسعه‌دهندگان این بلاک چین‌ها می‌توانند شبکه خود را با نرخ هش بلاک چین اثبات کار انتخابی (بیت کوین یا هر بلاک چین دیگری) محافظت کنند. در نتیجه، این بلاک چین‌ها از همان سطح امنیت بیت کوین برخوردار می‌شوند بدون اینکه متحمل هزینههای مکانیسم اثبات کار شوند یا به دلیل انرژی‌بر بودن ردپای کربن بالایی داشته باشند.
سخن پایانی
الگوریتم امنیتی اثبات کار با تاخیر امکان پشتیبانگیری مکرر را فراهم میکند تا تضمین شود که در صورت خرابی سیستم یا هک شدن آن کل داده‌ها به سرعت می‌توانند بازیابی شوند. اسنپ‌شات‌های گواهی شده به عنوان یک نسخه پشتیبان عمل می‌کنند که می‌توانند بلاک چین را به حالت قبل از حمله برگردانند. برای اینکه یک هک بتواند باعث آسیب دائمی به شبکه مبتنی بر پروتکل اثبات کار با تاخیر شود مهاجم باید شبکه بیت کوین را نیز از بین ببرد و تمام اسنپ شات‌هایی را که در بلاک چین بیت کوین بکاپ شده را نیز نابود کند.
تهیه شده در بیت 24
