Wat is Delayed Proof of Work?

Om een blockchain in goede banen te geleiden, hebben we het consensus algorithm. Echter zijn er tal van deze algoritmes. Het bekendste consensus algoritme is toch wel Proof of Work, omdat het wordt gebruikt voor de Bitcoin blockchain. Een algoritme dat hier qua naam en manier van werken veel op lijkt, is het minder bekende Delayed Proof of Work. Maar wat is Delayed Proof of Work (dPoW) nou eigenlijk. En misschien wel nog belangrijker: hoe werkt het?

Bekijk snel

Wat is Delayed Proof of Work?

`Delayed Proof of Work is een consensus algorithm dat veel lijkt op Proof of Work. Dat is ook niet raar, omdat ze beide deels dezelfde naam krijgen. Het was dus te verwachten dat er veel overeenkomsten zitten tussen deze twee algoritmes. Echter is Delayed Proof of Work wel wat anders. Delayed Proof of Work is namelijk een hybride consensus algorithm, dat gebruik maakt van de veiligheid die wordt geboden door de hashing power van een tweede blockchain.

Toen er kritiek kwam op Proof of Work, omdat de hasing power er niet voor zou kunnen zorgen dat aanvallen in de toekomst uitgesloten zouden worden, werd Delayed Proof of Work bedacht. In 2016 werd het algoritme voor het eerst gebruikt, toen Komodo ontstond uit een fork van de Zcash code. Maar waar kwam die kritiek vandaan?

Kleine blockchains zouden niet bestemd zijn tegen double spend attacks. De hashing power voor deze blockchain is helemaal niet zo groot. Hierdoor zouden ze dus een makkelijk doelwit zijn. Er kwamen namelijk steeds meer nieuwe blockchains en cryptocurrencies op. Hierdoor werd de kans op aanvallen ook groter. De waarde van cryptocurrencies werd namelijk steeds groter.

Bij een blockchain als Bitcoin is de hasing power ontzettend groot. Er zitten namelijk zoveel miners in de Bitcoin blockchain, dat het uitvoeren van een succesvolle 51% attack waarschijnlijk onmogelijk is. Maar toch, is het theoretisch gezien gewoon mogelijk. En dat is best raar. Stel dat een bank een lek in hun server heeft. Bijvoorbeeld een open poort. En wanneer iemand via die poort binnenkomt, kan al het geld van die bank worden weggesluisd. Echter, is het praktisch bijna onmogelijk, maar theoretisch is heel goed mogelijk. Dat daar niks aan wordt gedaan, zouden we als onmogelijk bestempelen. Echter is dit wel de waarheid voor de Bitcoin blockchain.

De ontwikkelaars van Delayed Proof of Work willen dit risico dus niet nemen. Vooral kleine blockchains vormen een groot risico voor een 51% attack. Delayed Proof of Work zou hun hier tegen moeten beschermen, door gebruik te maken van de hashing power van een tweede blockchain. Door samen te werken, wordt de hashing power vergroot.

Hoe kan een blockchain Delayed Proof of Work gebruiken?

In principe zou iedere blockchain die het Proof of Work of Proof of Stake algoritme gebruikt, gebruik kunnen maken van Delayed Proof of Work. Het is dus een toevoeging aan het huidige algoritme. Hierdoor kunnen blockchain die zichzelf nog veiliger willen maken, dat doen door Delayed Proof of Work te gebruiken als algoritme.

Hoe werkt Delayed Proof of Work?

Er zijn verschillende toepassingen van Delayed Proof of Work. Zo is Komodo er een van, en daarbij ook wel de bekendste toepassing. Het gehele beveiligingsmechanisme is ontwikkeld en toegevoegd in de Zcash-codebase. Doordat er dus gebruik wordt gemaakt van de hashing power van Bitcoin, wordt de veiligheid een stuk groter. Dat is dan ook de kracht van Delayed Proof of Work.

De veiligheid van de blockchain wordt dus geboden door de hashing power van de tweede blockchain. Maar hoe werkt dat dan? Een van de regels van Delayed Proof of Work is dat het netwerk van de blockchain altijd de langste ketting van het netwerk volgt. Dat is dus in feite de hoofd-blockchain. Maar toch zou het kunnen gebeuren dat twee miners hetzelfde blok op hetzelfde moment valideren. Er zijn immers twee verschillende blockchains. In dat geval zal het blok dat het meest in gesynchroniseerd in het netwerk als winnaar worden beschouwd.

Delayed Proof of Work maakt ook gebruik van het Bitcoin netwerk. Er worden namelijk op frequente moment snapshots gemaakt van de blockchain. Dit gebeurt iedere 10 minuten. Deze snapshots zijn back-ups die worden opgeslagen op de Bitcoin blockchain. Omdat de Bitcoin blockchain veel hashing power heeft, is het dus voor Delayed Proof of Work een veilige keuze om van dit netwerk gebruik te maken. Deze back-ups worden gemaakt om zo altijd een kopie van de blockchain te hebben. Dit hele proces wordt notarisatie genoemd.

We hebben het hierboven steeds over de Bitcoin blockchain. Dat is de blockchain waar Delayed Proof of Work op dit moment gebruik van maakt. Maar toch is dat niet de enige blockchain die hiervoor gebruikt kan worden. De techniek heeft namelijk de potentie om op iedere blockchain toegepast te worden, zolang de blockchain gebruik maakt van een UTXO-model. Zo kan de veiligheid van de blockchain gewaarborgd worden.

Op dit moment is er gekozen voor de Bitcoin blockchain, omdat dit netwerk een hoge hashrate heeft. Het is dus een veilige keuze om dit netwerk als tweede blockchain te gebruiken. Dat zorgt voor extra veiligheid bij de Komodo blockchain.

Zorgt Delayed Proof of Work echt voor meer veiligheid?

Nu je weet hoe Delayed Proof of Work werkt, is het misschien makkelijk uit te leggen of Delayed Proof of Work echt zorgt voor extra veiligheid. Het is in principe maar een toevoeging op een blockchain die al gebruik maakt van bijvoorbeeld Proof of Work. Toch kunnen we eigenlijk met veel zekerheid zeggen dat Delayed Proof of Work voor meer veiligheid zorgt op de blockchains.

Normaal gesproken zou een aanvaller een 51% aanval kunnen uitvoeren, wanneer hij 51% of meer van het netwerk in zijn bezit heeft. Hij heeft dan het grootste aandeel in de hashing power. Door Delayed Proof of Work moet een aanvaller niet 51% van het netwerk in zijn bezit hebben, maar minimaal 66.666% van het netwerk. Het wordt hierdoor dus al een stuk lastiger om ook daadwerkelijk eenzelfde soort aanval te kunnen uitvoeren. Maar dat is niet alles.

Daarnaast zou een aanvaller nog een privé blockchain moeten onderhouden naast de daadwerkelijke blockchain, om deze vervolgens te gebruiken als tweede blockchain. Wanneer deze namelijk langer is dan de overige chains, wordt deze door het netwerk gebruikt. 

Dit zijn echter maar een paar van de vele stappen die een aanvaller zou moeten nemen om het netwerk voor zich te winnen en een aanval te kunnen uitvoeren. De vele stappen die de aanvaller moet doorlopen, zorgen ervoor dat de kans op een aanval veel lager is dan bij een blockchain dat gebruik maakt van Proof of Work.

Back-ups voor wanneer het fout gaat

Toch zou het nog steeds fout kunnen gaan. Een aanvaller zou nog steeds kunnen slagen in zijn aanval. Meestal heeft zo'n aanvaller een doel voor ogen, zoals het vernietigen van de complete blockchain. Dat zou betekenen dat alles weg zou zijn. Maar het kan ook gebeuren dat er een technische storing is, waardoor data uit de blockchain verdwijnt.

Delayed Proof of Work maakt frequente back-ups mogelijk. Dat zorgt ervoor dat, mocht een aanval toch slagen, gegevens razendsnel hersteld kunnen worden. Hiervoor maakt het algoritme dus gebruik van het Bitcoin netwerk. Dat betekent dat de aanvaller ook het Bitcoin netwerk zou moeten uitschakelen, om zo blijvende schade te veroorzaken. De back-ups worden namelijk opgeslagen in het Bitcoin netwerk.

Het is erg onwaarschijnlijk dat een aanvaller twee blockchains op hetzelfde moment uitschakelt. Hierdoor is de kans op een succesvolle aanval erg klein, en kunnen we stellen dat Delayed Proof of Work voor meer veiligheid zorgt.

De voor- en nadelen van Delayed Proof of Work

Het is nu overzichtelijk voor jou wat Delayed Proof of Work is en hoe het werkt. Maar wat zijn nu de voordelen van het Delayed Proof of Work consensus algorithm? Een aantal van deze voordelen zullen je al bekend zijn. Echter kent dit algoritme ook verschillende nadelen, die we alles behalve mogen vergeten te melden.

Delayed Proof of Work zorgt voor veiligheid

Het is je niet ontgaan dat Delayed Proof of Work zorgt voor meer veiligheid voor de blockchain. Vooral kleine blockchains zullen profiteren van de veiligheidsvoordelen die het algoritme biedt. Ze zijn niet meer afhankelijk van de lage hashing power van de blockchain, omdat ze gebruik kunnen maken van de kracht die de tweede blockchain biedt. Dat zorgt ervoor dat de kans op een succesvolle aanval veel kleiner wordt.

Delayed Proof of Work maakt back-ups

Een ander voordeel is dat Delayed Proof of Work snapshots maakt van de blockchain. Dat zorgt ervoor dat het altijd mogelijk is om een back-up terug te zetten, mocht het fout gaan. Dat is toch wel fijn om te weten.

Alleen te gebruiken door blockchain met PoW of PoS

Helaas is Delayed Proof of Work niet te gebruiken door een blockchain dat gebruik maakt van bijvoorbeeld Proof of Delegates. Het is namelijk alleen te gebruiken door blockchains die gebruik maken van het Proof of Work of Proof of Stake algoritme. Dat betekent dat niet veel blockchains de voordelen van dit hybride consensus algorithm kunnen ervaren. En dat is jammer.