Доказательство пространства

Доказательство пространства ( PoS ) — это тип алгоритма консенсуса, достигаемый путем демонстрации законного интереса к услуге (например, отправка электронного письма ) путем выделения нетривиального объема памяти или дискового пространства для решения задачи, поставленной поставщиком услуги. Концепция была сформулирована в 2013 году Дзембовским и др. ^[1]^[2] и (с другой формулировкой) Ateniese et al. . ^[3]^[4]Доказательства пространства очень похожи на доказательства работы используется хранилище (PoW), за исключением того, что вместо вычислений для получения криптовалюты . Доказательство пространства отличается от функций, требующих жесткого обращения с памятью, тем, что узким местом является не количество событий доступа к памяти, а требуемый объем памяти.

После выпуска Биткойна были исследованы альтернативы его механизму майнинга PoW , а PoS изучен в контексте криптовалют. считают доказательства пространства более справедливой и экологичной альтернативой Энтузиасты блокчейна из-за универсального характера хранилища и более низких затрат энергии, необходимых для хранения.

В 2014 году Signum (ранее Burstcoin) стал первой практической реализацией технологии блокчейна PoS (первоначально как доказательство мощности). ^[5] и до сих пор активно развивается. Помимо Signum , было выпущено и обсуждено несколько теоретических и практических реализаций PoS, таких как SpaceMint и Chia, но некоторые подверглись критике за увеличение спроса и сокращение срока службы устройств хранения из-за более высоких требований к чтению дисков, чем у Signum. ^[6]^[7]

Описание концепции

Доказательство пространства — это фрагмент данных, который проверяющий отправляет проверяющему, чтобы доказать, что проверяющий зарезервировал определенный объем места. Для практичности процесс проверки должен быть эффективным, а именно занимать небольшое количество места и времени. В целях безопасности проверяющему будет сложно пройти проверку, если он фактически не зарезервирует заявленный объем пространства.

Один из способов реализации PoS — использование сложных графов . ^[2]^[8] Верификатор просит доказывающего построить разметку сложного графа. Доказывающий обязуется маркировать. Затем проверяющий просит проверяющего открыть несколько случайных мест в обязательстве.

Доказательство хранения

Доказательство хранения (также доказательство возможности извлечения , доказательство владения данными ) связано с доказательством наличия места, но вместо того, чтобы показывать, что пространство доступно для решения головоломки, доказывающее показывает, что пространство фактически используется для хранения фрагмента. данных правильно на момент доказательства. ^{[ нужна ссылка ]}

Подтверждение мощности

Доказательство емкости — это система, в которой майнерам разрешено предварительно рассчитывать («строить график») функции PoW и сохранять их на жесткий диск. Первой реализацией доказательства емкости была Signum (ранее Burstcoin). ^[9]

Условное подтверждение мощности

используется консенсусный алгоритм доказательства емкости (PoC) В некоторых криптовалютах . Условное подтверждение мощности (CPOC) ^[10] представляет собой улучшенную версию PoC. У него есть система работы, ставок и мощности, которая работает как алгоритмы PoW, PoS и PoC. Закладывая свои цифровые активы, пользователи получают в качестве вознаграждения более высокий доход. Кроме того, CPOC разработала новую меру вознаграждения для лучших пользователей. В этом алгоритме майнеры добавляют к доказательству условный компонент, гарантируя, что их файл графика содержит конкретные данные, относящиеся к предыдущему блоку. Это дополнительное условие повышает безопасность и децентрализацию механизма консенсуса по сравнению с традиционными алгоритмами доказательства мощности.

Доказательство пространства-времени

Доказательство пространства-времени ( PoST ) — это доказательство, показывающее, что доказывающий потратил определенное количество времени на сохранение зарезервированного пространства неизменным. Его создатели считают, что стоимость хранилища неразрывно связана не только с его емкостью, но и со временем, в течение которого эта емкость используется. Это связано с доказательством хранения (но не обязательно с сохранением каких-либо полезных данных), хотя конструкция Морана-Орлова также допускает компромисс между пространством и временем. ^[11] Первая реализация PoST связана с блокчейном Chia .

Использование

Доказательства пространства можно использовать в качестве альтернативы доказательствам работы в традиционных клиентских приложениях-головоломках, таких как меры по борьбе со спамом и предотвращение атак типа «отказ в обслуживании». Proof-of-Space также использовался для обнаружения вредоносных программ путем определения того, пуст ли кэш L1 процессора (например, достаточно ли места для оценки процедуры PoS без промахов в кэше) или содержит ли подпрограмму, которая сопротивляется выселению. ^[12]^[13]

Signum (ранее Burstcoin)

Первый блокчейн, использующий проверку блокчейна на основе жесткого диска, созданный в 2014 году. Signum Proof of Performance потребляет дисковое пространство, а не вычислительные ресурсы для майнинга блока. В отличие от PoW, где майнеры постоянно меняют заголовок блока и хэш, чтобы найти решение, доказательство мощности (реализованное Burstcoin и доработанное Signum) генерирует случайные решения, также называемые графиками, заранее используя криптографический алгоритм Shabal и сохраняет это на жестких дисках. Этот этап называется построением графика и может занять дни или даже недели в зависимости от емкости накопителя. На следующем этапе — майнинг, майнеры сопоставляют свои решения с самой последней головоломкой, и узел с самым быстрым решением получает следующий блок. ^[14]^[15]

Космическая мята

В 2015 году газета предложила криптовалюту под названием SpaceMint. ^[16] Он пытается решить некоторые практические проблемы проектирования, связанные со схемами PoS на основе гальки. При использовании PoS для децентрализованной криптовалюты протокол необходимо адаптировать для работы в неинтерактивном протоколе, поскольку каждый человек в сети должен вести себя как верификатор. ^[16]

Разделять

В 2018 году предложенная криптовалюта Chia представила два документа, в которых представлен новый протокол, основанный на доказательстве пространства. ^[17] и доказательство времени. ^[18]

В феврале 2021 года Chia опубликовала официальный документ с описанием своего бизнеса и с тех пор запустила свою основную сеть и монету Chia (XCH), используя концепцию «Доказательство пространства-времени». Пространственно-временная модель Чиа также зависит от «создания проверочных файлов» на носителе данных для решения головоломки. ^[19]

В отличие от многих криптовалют с доказательством хранения, графики Чиа не хранят никаких полезных данных. Кроме того, метод построения графиков, разработанный Чиа, вызвал обеспокоенность по поводу сокращения срока службы твердотельных накопителей из-за интенсивности операций записи, связанных с созданием графиков (обычно построение графиков происходит на твердотельном накопителе, а затем готовые графики передаются на жесткий диск для длительного хранения). ^[7]

См. также

Ссылки

^ Дзембовский, Стефан; Фауст, Себастьян; Колмогоров Владимир; Петржак, Кшиштоф (2013). «Доказательства космоса». Архив криптологии Eprint https://eprint.iacr.org/2013/796. Архивировано 2 июня 2022 г. в Wayback Machine.
^ Jump up to: ^а ^б Дзембовский, Стефан; Фауст, Себастьян; Колмогоров Владимир; Петржак, Кшиштоф (2015). Доказательства космоса . Достижения в криптологии – CRYPTO 2015 – 35-я ежегодная конференция по криптологии. Том. 9216. стр. 585–605.
^ Атенезе, Джузеппе; Боначина, Иларио; Фаонио, Антонио; Галези, Никола (2014). «Доказательства космоса: когда космос имеет значение». https://eprint.iacr.org/2013/805. Архивировано 2 июня 2022 г. в Wayback Machine.
^ Афинянин, Иосиф; Боначина, Иларио; Фаоний, Антоний; Галези, Никола (2014). «Доказательства существования космоса: когда пространство имеет решающее значение». 8642 : 538–557. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Натоли К., Ю Дж., Грамоли В., Эстевес-Вериссимо П. (22 августа 2019 г.). «Деконструкция блокчейнов: комплексное исследование консенсуса, членства и структуры». arXiv : 1908.08316 [ cs.DC ].
^ Херн А., редактор журнала AHU Technology (2021 г.). «Новую криптовалюту Chia обвиняют в нехватке жестких дисков» . TheGuardian.com . Проверено 19 октября 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б Лилли, Пол (11 мая 2021 г.). «Майнинг Chia может вывести из строя твердотельный накопитель емкостью 512 ГБ всего за 6 недель» . ПК-геймер . Архивировано из оригинала 17 мая 2021 года . Проверено 19 мая 2021 г.
^ Рен, Линг; Шринивас, Девадас (2016). «Доказательство космоса с помощью сложенных расширителей» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 15 июля 2017 года . Проверено 18 марта 2018 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ «Подтверждение мощности (PoC)» . Архивировано из оригинала 20 февраля 2022 года . Проверено 22 апреля 2021 г.
^ Evertise Digital через COMTEX (17 марта 2023 г.). «Устойчивый майнинг стал проще: использование CPoC для экологически чистого майнинга криптовалют» . Архивировано из оригинала 17 марта 2023 года . Проверено 17 марта 2023 г.
^ Моран, Тал; Орлов, Илан (2019). «Простые доказательства пространства-времени и рациональные доказательства хранения» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 7 февраля 2022 года . Проверено 22 ноября 2020 г.
^ Якобссон, Маркус; Стюарт, Гай (2013). «Мобильные вредоносные программы: почему традиционная парадигма AV обречена и как использовать физику для обнаружения нежелательных действий, BlackHat» (PDF) . S2CID 16726066 . Архивировано из оригинала (PDF) 18 марта 2018 года. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Маркус Якобссон Безопасная удаленная аттестация. Архивировано 27 июня 2022 года в архиве электронной печати Wayback Machine Cryptology. Проверено 8 января 2018 г.
^ Вахаб, Абдул; Вакас, Memood (октябрь 2018 г.). «Обзор протоколов консенсуса». Обзор протоколов консенсуса : 6. arXiv : 1810.03357 . Бибкод : 2018arXiv181003357W .
^ Салимитари, Мехрдад; Чаттерджи, Майнак (сентябрь 2018 г.). «Обзор блокчейна и протоколов консенсуса для сетей IoT». Обзор блокчейнов и протоколов консенсуса для сетей Интернета вещей : III–G. arXiv : 1809.05613 .
^ Jump up to: ^а ^б Парк и др. SpaceMint: криптовалюта, основанная на доказательствах космоса. Архивировано 8 декабря 2021 года в архиве электронной печати Wayback Machine Cryptology. Проверено 31 октября 2016 г.
^ Абусала, Хамза; Алвен, Джо \"{e} л; Коэн, Брэм; Хилко, Данило; Петшак, Кшиштоф; Рейзин, Леонид (2017). «За пределами компромисса времени и памяти Хеллмана с приложениями к доказательствам пространства» (PDF) . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Коэн, Брэм; Петржак, Кшиштоф (2018). «Простые доказательства последовательной работы» (PDF) . Простые доказательства последовательной работы . Архивировано (PDF) из оригинала 4 октября 2018 г. Проверено 24 октября 2018 г.
^ Хоффман, Джин (10 февраля 2021 г.). «Информационный документ по бизнесу Чиа» . Сеть Чиа . Чиа. Архивировано из оригинала 1 мая 2021 года . Проверено 1 мая 2021 г.

[1] Дзембовский, Стефан; Фауст, Себастьян; Колмогоров Владимир; Петржак, Кшиштоф (2013). «Доказательства космоса». Архив криптологии Eprint https://eprint.iacr.org/2013/796. Архивировано 2 июня 2022 г. в Wayback Machine.

[DziembowskiFaust2015-2] Jump up to: ^а ^б Дзембовский, Стефан; Фауст, Себастьян; Колмогоров Владимир; Петржак, Кшиштоф (2015). Доказательства космоса . Достижения в криптологии – CRYPTO 2015 – 35-я ежегодная конференция по криптологии. Том. 9216. стр. 585–605.

[3] Атенезе, Джузеппе; Боначина, Иларио; Фаонио, Антонио; Галези, Никола (2014). «Доказательства космоса: когда космос имеет значение». https://eprint.iacr.org/2013/805. Архивировано 2 июня 2022 г. в Wayback Machine.

[AtenieseBFG2014-4] Афинянин, Иосиф; Боначина, Иларио; Фаоний, Антоний; Галези, Никола (2014). «Доказательства существования космоса: когда пространство имеет решающее значение». 8642 : 538–557. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[5] Натоли К., Ю Дж., Грамоли В., Эстевес-Вериссимо П. (22 августа 2019 г.). «Деконструкция блокчейнов: комплексное исследование консенсуса, членства и структуры». arXiv : 1908.08316 [ cs.DC ].

[6] Херн А., редактор журнала AHU Technology (2021 г.). «Новую криптовалюту Chia обвиняют в нехватке жестких дисков» . TheGuardian.com . Проверено 19 октября 2022 г.

[ChiaDriveUse-7] Jump up to: ^а ^б Лилли, Пол (11 мая 2021 г.). «Майнинг Chia может вывести из строя твердотельный накопитель емкостью 512 ГБ всего за 6 недель» . ПК-геймер . Архивировано из оригинала 17 мая 2021 года . Проверено 19 мая 2021 г.

[Ren2016-8] Рен, Линг; Шринивас, Девадас (2016). «Доказательство космоса с помощью сложенных расширителей» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 15 июля 2017 года . Проверено 18 марта 2018 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[9] «Подтверждение мощности (PoC)» . Архивировано из оригинала 20 февраля 2022 года . Проверено 22 апреля 2021 г.

[10] Evertise Digital через COMTEX (17 марта 2023 г.). «Устойчивый майнинг стал проще: использование CPoC для экологически чистого майнинга криптовалют» . Архивировано из оригинала 17 марта 2023 года . Проверено 17 марта 2023 г.

[11] Моран, Тал; Орлов, Илан (2019). «Простые доказательства пространства-времени и рациональные доказательства хранения» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 7 февраля 2022 года . Проверено 22 ноября 2020 г.

[JakobssonStewart13-12] Якобссон, Маркус; Стюарт, Гай (2013). «Мобильные вредоносные программы: почему традиционная парадигма AV обречена и как использовать физику для обнаружения нежелательных действий, BlackHat» (PDF) . S2CID 16726066 . Архивировано из оригинала (PDF) 18 марта 2018 года. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[13] Маркус Якобссон Безопасная удаленная аттестация. Архивировано 27 июня 2022 года в архиве электронной печати Wayback Machine Cryptology. Проверено 8 января 2018 г.

[14] Вахаб, Абдул; Вакас, Memood (октябрь 2018 г.). «Обзор протоколов консенсуса». Обзор протоколов консенсуса : 6. arXiv : 1810.03357 . Бибкод : 2018arXiv181003357W .

[15] Салимитари, Мехрдад; Чаттерджи, Майнак (сентябрь 2018 г.). «Обзор блокчейна и протоколов консенсуса для сетей IoT». Обзор блокчейнов и протоколов консенсуса для сетей Интернета вещей : III–G. arXiv : 1809.05613 .

[SpaceMint-16] Jump up to: ^а ^б Парк и др. SpaceMint: криптовалюта, основанная на доказательствах космоса. Архивировано 8 декабря 2021 года в архиве электронной печати Wayback Machine Cryptology. Проверено 31 октября 2016 г.

[Abusalah2017-17] Абусала, Хамза; Алвен, Джо \"{e} л; Коэн, Брэм; Хилко, Данило; Петшак, Кшиштоф; Рейзин, Леонид (2017). «За пределами компромисса времени и памяти Хеллмана с приложениями к доказательствам пространства» (PDF) . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[18] Коэн, Брэм; Петржак, Кшиштоф (2018). «Простые доказательства последовательной работы» (PDF) . Простые доказательства последовательной работы . Архивировано (PDF) из оригинала 4 октября 2018 г. Проверено 24 октября 2018 г.

[19] Хоффман, Джин (10 февраля 2021 г.). «Информационный документ по бизнесу Чиа» . Сеть Чиа . Чиа. Архивировано из оригинала 1 мая 2021 года . Проверено 1 мая 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]