اثبات فضا

از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو

اثبات فضا ( PoS ) نوعی الگوریتم اجماع است که با نشان دادن علاقه مشروع فرد به یک سرویس (مانند ارسال ایمیل) با تخصیص مقدار غیر ضروری حافظه یا فضای دیسک برای حل یک چالش ارائه شده توسط ارائه دهنده خدمات به دست می آید. این مفهوم در سال 2013 توسط Dziembowski و همکارانش فرموله شد. [1] [2] و (با فرمول بندی متفاوت) توسط Ateniese و همکاران. . [3] [4]

اثبات فضا بسیار شبیه به اثبات کار (PoW) است، با این تفاوت که به جای محاسبات، از ذخیره سازی برای کسب ارز دیجیتال استفاده می شود. Proof-of-space با توابع حافظه سخت متفاوت است، زیرا گلوگاه در تعداد رویدادهای دسترسی به حافظه نیست، بلکه در مقدار حافظه مورد نیاز است.

پس از انتشار بیت کوین، جایگزین های مکانیزم استخراج PoW آن مورد بررسی قرار گرفت و PoS در زمینه ارزهای دیجیتال مورد مطالعه قرار گرفت . به دلیل ماهیت همه منظوره ذخیره سازی و هزینه انرژی کمتر مورد نیاز برای ذخیره سازی، علاقه مندان به بلاک چین، مدارک مربوط به فضا را جایگزین عادلانه تر و سبزتر می دانند، اما به دلیل افزایش تقاضا برای ذخیره سازی مورد انتقاد قرار گرفته اند. چندین پیاده سازی نظری و عملی از PoS منتشر شده و مورد بحث قرار گرفته است، مانند SpaceMint، Burstcoin و Chia.

شرح مفهوم [ ویرایش ]

اثبات فضا، قطعه‌ای از داده‌ها است که یک اثبات‌کننده برای تأییدکننده ارسال می‌کند تا ثابت کند که اثبات‌کننده مقدار مشخصی فضا را رزرو کرده است. برای عملی بودن، فرآیند تأیید باید کارآمد باشد، یعنی مقدار کمی از فضا و زمان را مصرف کند. برای امنیت، اگر پروور واقعاً مقدار فضای ادعا شده را رزرو نکند، گذراندن راستی‌آزمایی برای اثبات‌کننده دشوار است. یکی از راه‌های پیاده‌سازی PoS، استفاده از نمودارهایی است که سخت به سنگ‌ریزه می‌شوند . [2] [5] تأییدکننده از اثبات‌کننده می‌خواهد یک برچسب‌گذاری برای نموداری که سنگ‌ریزه سخت است بسازد. اثبات کننده متعهد به برچسب زدن است. سپس تأیید کننده از اثبات کننده می خواهد چندین مکان تصادفی را در تعهد باز کند.

اثبات ذخیره سازی [ ویرایش ]

اثبات ذخیره سازی ( همچنین اثبات قابلیت بازیابی ، اثبات در اختیار داشتن داده ها ) به اثبات فضا مربوط می شود، اما به جای نشان دادن اینکه فضا برای حل یک پازل در دسترس است، اثبات نشان می دهد که در واقع از فضا برای ذخیره یک قطعه استفاده می شود. داده ها به درستی در زمان اثبات

ارزهای رمزنگاری شده برای تخصیص ارزش برای ذخیره داده ها از نوعی از این سیستم استفاده می کنند. نمونه‌های آن عبارتند از Chives، Storj، Sia، Filecoin و Arweave.

اثبات ظرفیت [ ویرایش ]

اثبات ظرفیت سیستمی است که در آن ماینرها اجازه دارند توابع PoW را از قبل محاسبه کرده و آنها را روی HDD ذخیره کنند. به طور کلی فقط توسط Signum (برست کوین سابق) استفاده می شود. [6]

اثبات فضا-زمان [ ویرایش ]

اثبات فضا-زمان ( PoST ) اثباتی است که نشان می‌دهد اثبات‌کننده مقداری از زمان را صرف حفظ فضای رزرو شده بدون تغییر کرده است. سازندگان آن استدلال می کنند که هزینه ذخیره سازی به طور جدایی ناپذیری نه تنها با ظرفیت آن، بلکه با زمان استفاده از آن ظرفیت مرتبط است. این مربوط به اثبات ذخیره سازی است (اما لزوماً هیچ داده مفیدی را ذخیره نمی کند)، اگرچه ساختار موران-اورلوف همچنین امکان داد و ستد بین فضا و زمان را فراهم می کند. [7]

استفاده می کند [ ویرایش ]

اثبات فضا می تواند به عنوان جایگزینی برای اثبات کار در برنامه های کاربردی پازل مشتری سنتی مانند اقدامات ضد هرزنامه و جلوگیری از حمله انکار سرویس استفاده شود. Proof-of-Space همچنین برای تشخیص بدافزار استفاده شده است، با تعیین اینکه آیا حافظه نهان L1 یک پردازنده خالی است (مثلاً فضای کافی برای ارزیابی روتین PoS بدون از دست دادن حافظه پنهان) یا حاوی روتینی است که در برابر بیرون راندن مقاومت می کند. [8] [9]

اثبات فضا در چندین مقاله مفهومی و در یک پیاده سازی ارز دیجیتال زنده بیشتر توسعه یافته است.

Signum (Burstcoin سابق) [ ویرایش ]

اثبات ظرفیت به جای محاسبه منابع برای استخراج یک بلوک، فضای دیسک را مصرف می کند. برخلاف PoW، که در آن استخراج‌کنندگان برای یافتن راه‌حل، هدر بلوک و هش را تغییر می‌دهند، اثبات ظرفیت (همانطور که توسط Burstcoin پیاده‌سازی شد و توسط Signum توسعه داده شد) راه‌حل‌های تصادفی را تولید می‌کند که به آن نمودار نیز می‌گویند، با استفاده از الگوریتم رمزنگاری Shabal از قبل و ذخیره می‌کند. آن را روی هارد دیسک ها این مرحله ترسیم نامیده می شود و بسته به ظرفیت ذخیره سازی درایو ممکن است روزها یا حتی هفته ها طول بکشد. در مرحله بعدی - ماینینگ، ماینرها راه‌حل‌های خود را با آخرین پازل مطابقت می‌دهند و گرهی که سریع‌ترین راه‌حل را دارد، می‌تواند بلوک بعدی را استخراج کند. [10] [11]

SpaceMint [ ویرایش ]

در سال 2015، مقاله ای ارز دیجیتالی به نام SpaceMint را پیشنهاد کرد. [12] این تلاش برای حل برخی از مشکلات طراحی عملی مرتبط با طرح‌های PoS مبتنی بر سنگریزه است. در استفاده از PoS برای ارزهای دیجیتال غیرمتمرکز، پروتکل باید برای کار در یک پروتکل غیر تعاملی تطبیق داده شود، زیرا هر فرد در شبکه باید به عنوان یک تأیید کننده رفتار کند. [12]

چیا [ ویرایش ]

در سال 2018، یک ارز دیجیتال پیشنهادی Chia دو مقاله ارائه کرد که پروتکل جدیدی را بر اساس اثبات مکان [13] و اثبات زمان ارائه می‌کرد. [14]

در فوریه 2021، چیا کاغذ سفیدی را منتشر کرد که در آن به تشریح کسب و کار خود پرداخت و از آن زمان شبکه اصلی و سکه چیا (XCH) خود را با استفاده از مفهوم اثبات زمان فضا راه اندازی کرد. مدل فضا-زمان چیا همچنین به «طرح‌بندی» (تولید فایل‌های اثبات فضا) به رسانه ذخیره‌سازی برای حل یک معما بستگی دارد. [15]

برخلاف بسیاری از ارزهای رمزنگاری شده اثبات ذخیره، نمودارهای چیا هیچ داده مفیدی را ذخیره نمی کنند. همچنین، روش اثبات زمان چیا برای رسم، نگرانی هایی را در مورد کوتاه شدن طول عمر درایوهای حالت جامد به دلیل شدت فعالیت نوشتن درگیر در تولید نمودار ایجاد کرده است (معمولاً، رسم بر روی یک SSD رخ می دهد و سپس نمودارهای نهایی به یک SSD منتقل می شوند. هارد دیسک برای ذخیره سازی طولانی مدت). [16]

Spacemesh [ ویرایش ]

در سال 2019، مقاله ای توسط تال موران و ایلان اورلوف منتشر شد که پروتکل جدیدی را بر اساس اثبات فضا-زمان پیشنهاد می کرد.

Spacemesh به دلیل استفاده از blockmesh به جای blockchain منحصر به فرد است. در حالی که بلاک چین زنجیره ای از بلوک های منفرد است، بلوک مش از یک گراف غیر چرخه ای جهت دار (DAG) متشکل از لایه ها استفاده می کند که هر لایه حاوی بلوک های زیادی است.

منابع [ ویرایش ]

  1. ژیمبوفسکی، استفان؛ فاوست، سباستین؛ کولموگروف، ولادیمیر؛ پیترزاک، کریستوف (2013). "اثبات فضا". Cryptology Eprint Archive https://eprint.iacr.org/2013/796
  2. ^ a b Dziembowski، Stefan; فاوست، سباستین؛ کولموگروف، ولادیمیر؛ پیترزاک، کریستوف (2015). اثبات فضا Advances in Cryptology - CRYPTO 2015 - سی و پنجمین کنفرانس سالانه رمز شناسی. جلد 9216. صص 585-605.
  3. ^ آتنیزی، جوزپه؛ بوناسینا، ایلاریو؛ فاونیو، آنتونیو؛ گالسی، نیکولا (2014). "اثبات فضا: وقتی فضا از ذات است". https://eprint.iacr.org/2013/805
  4. ^ آتنیزی، جوزپه؛ بوناسینا، ایلاریو؛ فاونیو، آنتونیو؛ گالسی، نیکولا (2014). "اثبات فضا: وقتی فضا از ذات است". 8642 : 538-557. {{cite journal}}:استناد به مجله نیاز دارد |journal=( کمک )
  5. ^ رن، لینگ؛ سرینیواس، دواداس (2016). "اثبات فضا از گسترش دهنده های انباشته" (PDF) . {{cite journal}}:استناد به مجله نیاز دارد |journal=( کمک )
  6. ^ "اثبات ظرفیت (PoC)" .
  7. ^ موران، تال؛ اورلوف، ایلان (2019). "اثبات ساده فضا-زمان و اثبات منطقی ذخیره سازی" (PDF) .
  8. ^ یاکوبسون، مارکوس؛ استوارت، گای (2013). "بدافزار موبایل: چرا پارادایم سنتی AV محکوم به فنا است، و نحوه استفاده از فیزیک برای شناسایی روال های نامطلوب، BlackHat" (PDF) . S2CID 16726066 . بایگانی شده از نسخه اصلی (PDF) در 18 مارس 2018.   {{cite journal}}:استناد به مجله نیاز دارد |journal=( کمک )
  9. Markus Jakobsson Secure Remote Atestation Cryptology ePrint Archive. بازبینی شده در 8 ژانویه 2018.
  10. وهاب، عبدالله; وقاص، ممود (اکتبر 2018). "بررسی پروتکل های اجماع". Survey of Consensus Protocols : 6. arXiv : 1810.03357 . Bibcode : 2018arXiv181003357W .
  11. سلیمتری، مهرداد. Chatterjee, Mainak (سپتامبر 2018). "مروری بر پروتکل های بلاک چین و اجماع برای شبکه های اینترنت اشیا". مروری بر پروتکل های بلاک چین و اجماع برای شبکه های اینترنت اشیا : III–G. arXiv : 1809.05613 .
  12. ^ a b پارک و همکاران. SpaceMint: یک ارز دیجیتال مبتنی بر مدارک فضا. Cryptology ePrint Archive. بازبینی شده در 31 اکتبر 2016.
  13. ابوصالح، حمزه; Alwen, Jo\"{e}l; Cohen, Bram; Khilko, Danylo; Pietrzak, Krzysztof; Reyzin, Leonid (2017). "Beyond Hellman's Time-Memory Trade-offs with Applications to Proofs of Space" (PDF) . {{cite journal}}:استناد به مجله نیاز دارد |journal=( کمک )
  14. ^ کوهن، برام؛ پیترزاک، کریستوف. "اثبات ساده کار متوالی" (PDF) . اثبات ساده کار متوالی .
  15. هافمن، ژن (10 فوریه 2021). "کاغذ سفید تجارت چیا" . شبکه چیا چیا _ بازیابی شده در 1 مه 2021 .
  16. لیلی، پل (11 مه 2021). ماینینگ چیا می تواند یک SSD 512 گیگابایتی را در مدت 6 هفته از بین ببرد . PC Gamer . بایگانی شده از نسخه اصلی در 17 مه 2021 . بازبینی شده در 19 مه 2021 .

پیوندهای خارجی [ ویرایش ]