Delayed Proof of Work ist eine Sicherheitslösung, die die Netzsicherheit erhöht, indem sie die Hashrate der Bitcoin-Blockchain nutzt. Sie erstellt regelmäßige Backups des Systems, um ein sicheres und zuverlässiges Netzwerk zu gewährleisten. Das Besondere daran ist, dass unabhängige Blockchains beliebiger Projekte dPoW zur Absicherung ihres Netzwerks implementieren können — besonders wichtig bei Systemausfällen oder erfolgreichen Hacks.
Grundlagen
Delayed Proof of Work (dPoW), entwickelt vom Komodo-Projekt, ist eine Sicherheitslösung, die den Proof-of-Work-(PoW)-Konsensmechanismus ergänzt, indem sie die Hashrate der Bitcoin-Blockchain zur Erhöhung der Netzsicherheit nutzt. Über dPoW sichert Komodo nicht nur sein eigenes Netzwerk, sondern bietet auch Schutz für Drittketten, die dem Komodo-Ökosystem beitreten. Unabhängige Blockchains, die auf dem UTXO-Modell basieren, können dPoW zur Absicherung ihres Netzwerks implementieren.
Funktionsweise von dPoW
Der dPoW-Sicherheitsmechanismus wurde vom Komodo-Projekt entwickelt, um die Netzsicherheit durch Nutzung der Bitcoin-Hashrate zu erhöhen. Ein Beispiel für seine Implementierung findet sich in der Zcash-Codebasis, die Zero-Knowledge-Privatsphäre ermöglicht. Wie funktioniert dPoW also im Komodo-System?
Alle zehn Minuten wird ein Snapshot der Komodo-Blockchain erstellt und durch Eintragung in einen Block der Bitcoin-Blockchain notariell bestätigt. Dieser Snapshot dient als Backup für das gesamte Komodo-System und wird in der Bitcoin-Blockchain gespeichert. Die Notar-Knoten, die von der Komodo-Community gewählt werden, schreiben mittels OP_RETURN einen Blockhash jeder dPoW-geschützten Blockchain in das Komodo-Ledger.
Die Notar-Knoten wählen einen Blockhash, der etwa zehn Minuten alt ist, um sicherzustellen, dass das Netzwerk die Gültigkeit des Blocks akzeptiert. Die Notar-Knoten schreiben einen Blockhash der Komodo-Kette in das Bitcoin-Ledger, indem sie eine BTC-Transaktion ausführen und mithilfe von OP_RETURN die Daten in einen Bitcoin-Block eintragen.
Nach der Notarisierung in Bitcoin schreiben die Komodo-Notar-Knoten diese Blockdaten aus der BTC-Kette zurück in die Ketten aller anderen geschützten Chains. So wird verhindert, dass das Netzwerk Neuorganisationen akzeptiert, die versuchen, einen notariell bestätigten Block oder Blockdaten vor dem zuletzt notariell bestätigten Block zu verändern.
Derzeit wird dPoW zusammen mit Bitcoin genutzt, hat jedoch das Potenzial, auch auf andere Blockchains angewendet zu werden, die das UTXO-Modell verwenden, sodass diese deren Sicherheitsvorteile nutzen können.
PoW vs. dPoW
Der Proof-of-Work-Algorithmus soll die Netzsicherheit gewährleisten, indem er Cyberangriffe wie Distributed-Denial-of-Service-Attacken (DDoS) abschreckt. Der Algorithmus erfordert das Lösen eines komplexen kryptografischen Puzzles, das in Bezug auf Hardware und Strom teuer ist, aber leicht zu verifizieren. Der Mining-Prozess schützt das Netzwerk nicht nur vor externen Angriffen, sondern überprüft auch die Legitimität von Transaktionen und erzeugt neue Einheiten der Kryptowährung.
Die Sicherheit von PoW-Blockchains hängt direkt von der Menge der dafür eingesetzten Rechenleistung (Hashrate) ab. Kleine Blockchain-Netzwerke sind daher weniger sicher als große. Im Gegensatz zu PoW ist dPoW kein eigenständiger Konsensalgorithmus, sondern ein zusätzliches Sicherheitsmechanismus, der neben den normalen PoW-Konsensregeln implementiert wird. Er macht es unmöglich, notariell bestätigte Blöcke umzustrukturieren und erhöht damit die Sicherheit und Widerstandsfähigkeit gegenüber 51%-Angriffen.
dPoW 'setzt' die Konsensregeln einer Blockchain bei jeder Notarisierung eines Blocks zurück. Zum Beispiel verwenden die meisten PoW-Ketten die 'Longest-Chain-Regel'. Sobald das Netzwerk die Bestätigung erhält, dass Block XXX,XX1 notariell bestätigt wurde, beginnt die Longest-Chain-Regel neu ab Block XXX,XX2. Das Netzwerk akzeptiert keine Kette, die bei Block XXX,XX0 oder früher beginnt, selbst wenn diese die längste wäre.
Fazit
Um ein sicheres und zuverlässiges Netzwerk zu gewährleisten, erstellt der Delayed Proof of Work-Sicherheitsmechanismus regelmäßige Backups des Systems. Das ist besonders wichtig bei Systemausfällen oder erfolgreichen Hacks, da so alle Daten schnell wiederhergestellt werden können. Damit ein Angreifer dauerhaften Schaden anrichten könnte, müsste er das Bitcoin-Netzwerk außer Betrieb setzen — und damit auch alle in der Bitcoin-Blockchain gespeicherten Snapshots zerstören.