Bằng chứng công việc bị trì hoãn (dPoW): An ninh nâng cao cho các mạng Blockchain

Hiểu Biết Cơ Bản Về dPoW

Delayed Proof of Work (dPoW) đại diện cho một cơ chế bảo mật sáng tạo được phát triển bởi dự án Komodo. Nó hoạt động như một phiên bản nâng cao của thuật toán Proof of Work (PoW) truyền thống, chiến lược tận dụng sức mạnh băm đáng kể của Bitcoin để tăng cường bảo mật mạng. Thông qua việc triển khai dPoW, các nhà phát triển Komodo đã thiết lập một khung bảo mật không chỉ bảo vệ mạng blockchain của họ mà còn mở rộng sự bảo vệ này đến bất kỳ mạng bên thứ ba nào tích hợp với hệ sinh thái Komodo. Về mặt kỹ thuật, dPoW có thể được triển khai trong bất kỳ dự án blockchain nào được xây dựng trên mô hình UTXO, cung cấp một giải pháp bảo mật linh hoạt cho nhiều kiến trúc blockchain khác nhau.

Triển khai kỹ thuật và cơ chế vận hành

Kiến trúc bảo mật dPoW đã được tích hợp vào mã nguồn Zcash trong hệ sinh thái Komodo, mang lại hai lợi ích: bằng chứng không kiến thức để nâng cao quyền riêng tư cùng với việc cải thiện bảo mật mạng thông qua bảo vệ hashrate đáng kể của Bitcoin.

Vào những khoảng thời gian chính xác mười phút, hệ thống Komodo tạo ra một bức ảnh tổng thể về trạng thái blockchain của nó. Bức ảnh này trải qua một quá trình gọi là chứng thực, trong đó nó được ghi lại vào một khối trên mạng Bitcoin. Thực tế, điều này tạo ra một bản sao hệ thống của toàn bộ hệ sinh thái Komodo, được ghi chép vĩnh viễn trên cơ sở hạ tầng blockchain an toàn cao của Bitcoin.

Từ góc độ kỹ thuật, quy trình chứng thực được thực hiện bởi các nút được chỉ định đặc biệt trong mạng Komodo. Các nút chứng thực này chịu trách nhiệm ghi lại băm khối của mỗi mạng dPoW lên blockchain Komodo. Mỗi sự kiện chứng thực tạo ra một giao dịch trên blockchain Komodo, với các nút chứng thực sử dụng lệnh OP_RETURN để ghi lại dữ liệu băm khối cụ thể.

Các nút công chứng chọn lựa một cách chiến lược các băm khối được tạo ra khoảng mười phút trước khi công chứng. Sự chậm trễ thời gian có chủ đích này đảm bảo sự tuân thủ tiêu chuẩn tính hợp lệ của khối trên toàn mạng. Mỗi mạng blockchain vẫn phải đạt được sự đồng thuận độc lập về các khối riêng lẻ - các nút công chứng chỉ ghi lại các băm khối của các khối đã được khai thác và xác thực trước đó.

Sau đó, các nút công chứng này ghi lại một mã băm khối từ mạng Komodo lên blockchain Bitcoin. Quy trình này cũng dựa vào một giao dịch Bitcoin, sử dụng lệnh OP_RETURN để khắc dữ liệu vĩnh viễn lên một khối Bitcoin.

Sau khi hoàn thành việc chứng thực mạng Bitcoin, các nút chứng thực Komodo ghi lại thông tin giao dịch này trở lại mỗi blockchain triển khai cơ chế bảo mật dPoW. Tại thời điểm này, hệ thống thực thi tính không thay đổi—không có sự sửa đổi nào có thể được thực hiện đối với khối đã chứng thực hoặc bất kỳ khối nào được tạo ra trước điểm kiểm tra đã chứng thực gần nhất.

Trong khi hiện đang sử dụng mạng lưới Bitcoin để đảm bảo an toàn tối đa, cơ chế dPoW về mặt kỹ thuật có khả năng tận dụng các thuộc tính bảo mật hoặc khả năng chức năng của bất kỳ blockchain nào dựa trên UTXO.

So sánh Kỹ thuật: PoW so với dPoW

Thuật toán Proof of Work (PoW) chủ yếu nhằm duy trì bảo mật mạng và ngăn chặn các cuộc tấn công khác nhau, đặc biệt là DDoS (Distributed Denial-of-Service). Về cơ bản, PoW cấu thành dữ liệu mà yêu cầu tài nguyên tính toán đáng kể để sản xuất nhưng có thể được xác minh một cách hiệu quả - điều này đại diện cho nền tảng của quá trình khai thác.

Việc khai thác các blockchain PoW được thiết kế cố ý tốn kém tài nguyên và chi phí. Các thợ mỏ phải giải quyết các câu đố mật mã phức tạp để khai thác các khối mới, yêu cầu sức mạnh tính toán đáng kể với mức tiêu thụ phần cứng và điện năng lớn. Quá trình khai thác phục vụ nhiều mục đích: bảo vệ tính toàn vẹn của mạng lưới chống lại các cuộc tấn công, xác thực tính hợp pháp của giao dịch, và tạo ra các đơn vị tiền điện tử mới như phần thưởng cho việc giải quyết các câu đố thành công.

Bảo mật của các blockchain PoW có mối tương quan trực tiếp với khoản đầu tư tài chính cần thiết và sức mạnh tính toán (hash rate) dành cho các hoạt động khai thác. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải hiểu rằng mức độ bảo mật khác nhau rất nhiều dựa trên kích thước mạng—các mạng blockchain nhỏ hơn vốn có ngưỡng bảo mật thấp hơn so với các mạng lớn hơn, đã được thiết lập với tỷ lệ băm cao hơn.

Khác với PoW, dPoW không hoạt động như một cơ chế đồng thuận để xác thực các khối mới. Thay vào đó, nó hoạt động như một lớp tăng cường bảo mật được triển khai trên các giao thức đồng thuận PoW hiện có. Cơ chế dPoW tạo ra các điểm kiểm tra không thể thay đổi thông qua việc công chứng, làm cho các khối đã được công chứng trước đó không thể thay đổi hoặc tổ chức lại. Điều này cải thiện đáng kể bảo mật blockchain và khả năng chống lại các cuộc tấn công 51% — đặc biệt có giá trị cho các mạng nhỏ hơn với tỷ lệ băm hạn chế.

Từ góc độ kỹ thuật, dPoW hiệu quả trong việc thiết lập lại các tham số đồng thuận của blockchain mỗi khi một khối mới được công nhận. Chẳng hạn, các mạng PoW thường hoạt động theo quy tắc "chuỗi dài nhất". Khi việc công nhận xác nhận khối XXX,XX1, quy tắc chuỗi dài nhất được thiết lập lại tại khối XXX,XX2. Hệ thống loại bỏ một cách dứt khoát mọi chuỗi bắt đầu bằng khối XXX,XX0 hoặc sớm hơn—bất kể chiều dài chuỗi—đảm bảo bảo vệ chống lại các cuộc tấn công tái tổ chức blockchain.

Kiến trúc bảo mật và Bảo vệ dữ liệu

Cơ chế bảo mật dPoW thiết lập một hệ thống sao lưu mạnh mẽ thông qua việc bảo tồn trạng thái blockchain thường xuyên, đảm bảo khả năng phục hồi dữ liệu nhanh chóng trong trường hợp xảy ra sự cố hệ thống hoặc tấn công độc hại. Để một kẻ tấn công có thể gây thiệt hại vĩnh viễn cho một mạng được bảo vệ bằng dPoW, họ sẽ cần phải xâm phạm đồng thời cả blockchain gốc và mạng Bitcoin—hủy diệt tất cả các ảnh chụp đã ghi lại trên blockchain của Bitcoin, điều này tạo ra một thách thức bảo mật vô cùng khó khăn.

Kiến trúc bảo mật hai lớp này cung cấp cho các dự án blockchain nhỏ hơn quyền truy cập vào bảo mật cấp Bitcoin mà không cần tài nguyên tính toán tương đương, đại diện cho một bước tiến đáng kể trong thiết kế bảo mật blockchain. Khả năng của hệ thống trong việc tạo ra các điểm kiểm tra không thể thay đổi hiệu quả ngăn chặn việc thao túng giao dịch lịch sử và các cuộc tấn công tổ chức lại blockchain, giải quyết các điểm dễ bị tổn thương quan trọng trong các mô hình bảo mật blockchain truyền thống.

Để biết chi tiết và thông số kỹ thuật về cơ chế dPoW, tài liệu toàn diện có sẵn thông qua các nguồn Dịch vụ Bảo mật Blockchain của dự án Komodo.