La prueba de espacio ( PoS ) es un medio de demostrar que uno tiene un interés legítimo en un servicio (como enviar un correo electrónico) mediante la asignación de una cantidad no trivial de memoria o espacio en disco para resolver un desafío presentado por el proveedor de servicios. El concepto fue formulado en 2013 por Dziembowski et al. , [1] [2] y (con una formulación diferente) de Ateniese et al. . [3] [4]
Las pruebas de espacio son muy similares a las pruebas de trabajo (PoW), excepto que en lugar de computación, se usa almacenamiento. La prueba de espacio es diferente de las funciones de memoria dura en que el cuello de botella no está en el número de eventos de acceso a la memoria, sino en la cantidad de memoria requerida.
Después del lanzamiento de Bitcoin, se investigaron alternativas a su mecanismo de minería PoW y PoS se estudió en el contexto de las criptomonedas . Los entusiastas de la cadena de bloques consideran que las pruebas de espacio son una alternativa más justa y ecológica debido a la naturaleza de uso general del almacenamiento y al menor costo de energía que requiere el almacenamiento, pero han sido criticadas por la creciente demanda de almacenamiento. Se han publicado y discutido varias implementaciones teóricas y prácticas de PoS, como SpaceMint y Burstcoin.
Descripción del concepto
Una prueba de espacio es un dato que un probador envía a un verificador para demostrar que el probador ha reservado una cierta cantidad de espacio. Por razones de practicidad, el proceso de verificación debe ser eficiente, es decir, consumir una pequeña cantidad de espacio y tiempo. En aras de la solidez, debería ser difícil para el probador pasar la verificación si en realidad no reserva la cantidad de espacio reclamada. Una forma de implementar PoS es mediante el uso de gráficos difíciles de escribir . [2] [5] El verificador le pide al probador que elabore un etiquetado de un gráfico difícil de escribir. El probador se compromete con el etiquetado. Luego, el verificador le pide al probador que abra varias ubicaciones aleatorias en el compromiso.
Prueba de almacenamiento
Una prueba de almacenamiento (también prueba de recuperación , prueba de posesión de datos ) está relacionada con una prueba de espacio, pero en lugar de mostrar que hay espacio disponible para resolver un rompecabezas, el probador muestra que el espacio realmente se usa para almacenar una pieza. de datos correctamente en el momento de la prueba.
Las criptomonedas destinadas a asignar valor para almacenar datos utilizan alguna forma de este sistema; los ejemplos incluyen Storj, Sia, Filecoin y Chia . [6]
Prueba de capacidad
Una prueba de capacidad es un sistema en el que los mineros pueden calcular previamente ("trazar") funciones de PoW y almacenarlas en el disco duro. Generalmente solo lo usa Burstcoin. [7]
Prueba de espacio-tiempo
Una prueba de espacio-tiempo es una prueba que muestra que el probador ha pasado una cantidad de tiempo manteniendo el espacio reservado sin cambios. Sus creadores razonan que el costo del almacenamiento está indisolublemente ligado no solo a su capacidad, sino al tiempo en que se utiliza esa capacidad. Está relacionado con una prueba de almacenamiento, aunque la construcción de Moran-Orlov también permite una compensación entre el espacio y el tiempo. [8]
Usos
Las pruebas de espacio podrían usarse como una alternativa a las pruebas de trabajo en las aplicaciones tradicionales de rompecabezas de clientes , como las medidas contra el correo no deseado y la prevención de ataques de denegación de servicio. Proof-of-Space también se ha utilizado para la detección de malware, determinando si la caché L1 de un procesador está vacía (por ejemplo, tiene suficiente espacio para evaluar la rutina de PoS sin fallas de caché) o si contiene una rutina que se resistió a ser desalojada. [9] [10]
Las pruebas de espacio se han desarrollado aún más en varios documentos conceptuales y en una implementación de criptomoneda en vivo.
Burstcoin
La prueba de capacidad consume espacio en disco en lugar de recursos informáticos para extraer un bloque. A diferencia de PoW, donde los mineros siguen cambiando el encabezado del bloque y el hash para encontrar la solución, la implementación de Prueba de capacidad en Burstcoin genera soluciones aleatorias, también llamadas parcelas, utilizando el algoritmo criptográfico Shabal de antemano y las almacena en discos duros. Esta etapa se denomina trazado y puede llevar días o incluso semanas, según la capacidad de almacenamiento de la unidad. En la siguiente etapa, la minería, los mineros combinan sus soluciones con el rompecabezas más reciente y el nodo con la solución más rápida llega a extraer el siguiente bloque. [11] [12]
Siacoin
SpaceMint
En 2015, un documento propuso una criptomoneda llamada SpaceMint. [13] Intenta resolver algunos de los problemas prácticos de diseño asociados con los esquemas de PoS basados en pebbling. Al usar PoS para criptomonedas descentralizadas, el protocolo debe adaptarse para funcionar en un protocolo no interactivo, ya que cada individuo en la red debe comportarse como un verificador. [13]
Chía
En 2018, una propuesta de criptomoneda Chia presentó dos artículos que presentaban un nuevo protocolo basado en prueba de espacio [14] y prueba de tiempo. [15]
En febrero de 2021, Chia publicó un documento técnico que describe su negocio y desde entonces ha lanzado su mainnet y Chia coin (XCH) utilizando el concepto Proof of Space Time. [dieciséis]
La participación de los medios de almacenamiento ( disco duro y unidades de estado sólido ) como medio de minería de la criptomoneda ha generado preocupaciones sobre los posibles aumentos de precios y la escasez de dispositivos de almacenamiento de alta capacidad. [17]
Referencias
- ^ Dziembowski, Stefan; Fausto, Sebastián; Kolmogorov, Vladimir; Pietrzak, Krzysztof (2013). "Pruebas de espacio". Archivo Eprint de criptología https://eprint.iacr.org/2013/796
- ↑ a b Dziembowski, Stefan; Fausto, Sebastián; Kolmogorov, Vladimir; Pietrzak, Krzysztof (2015). Pruebas de espacio . Advances in Cryptology - CRYPTO 2015 - 35th Annual Cryptology Conference. 9216 . págs. 585–605.
- ^ Ateniese, Giuseppe; Bonacina, Ilario; Faonio, Antonio; Galesi, Nicola (2014). "Pruebas del espacio: cuando el espacio es de la esencia". https://eprint.iacr.org/2013/805
- ^ Ateniese, Giuseppe; Bonacina, Ilario; Faonio, Antonio; Galesi, Nicola (2014). "Pruebas del espacio: cuando el espacio es de la esencia". 8642 : 538–557. Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ Ren, Ling; Srinivas, Devadas (2016). "Prueba de espacio de expansores apilados" (PDF) . Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ "Storj - Storjcoin - BitcoinWiki" . en.bitcoinwiki.org . Consultado el 21 de abril de 2021 .
- ^ "Prueba de capacidad (PoC)" .
- ^ Moran, Tal; Orlov, Ilan (2019). "Pruebas simples de espacio-tiempo y pruebas racionales de almacenamiento" (PDF) .
- ^ Jakobsson, Markus; Stewart, Guy (2013). "Malware móvil: por qué está condenado el paradigma AV tradicional y cómo utilizar la física para detectar rutinas indeseables, BlackHat" (PDF) . S2CID 16726066 . Archivado desde el original (PDF) el 18 de marzo de 2018. Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ Archivo ePrint de criptología de atestación remota segura de Markus Jakobsson . Consultado el 8 de enero de 2018.
- ^ Wahab, Abdul; Waqas, Memood (octubre de 2018). "Encuesta de Protocolos de Consenso". Encuesta de protocolos de consenso : 6. arXiv : 1810.03357 . Código Bib : 2018arXiv181003357W .
- ^ Salimitari, Mehrdad; Chatterjee, Mainak (septiembre de 2018). "Una descripción general de los protocolos de consenso y blockchain para redes IoT". Una descripción general de los protocolos de consenso y blockchain para redes de IoT : III – G. arXiv : 1809.05613 .
- ^ a b Park y col. SpaceMint: una criptomoneda basada en pruebas de espacio. Archivo ePrint de criptología. Consultado el 31 de octubre de 2016.
- ^ Abusalah, Hamza; Alwen, Jo \ "{e} l; Cohen, Bram; Khilko, Danylo; Pietrzak, Krzysztof; Reyzin, Leonid (2017). " Beyond Hellman Time-Memory Trade-Offs with Applications to Proofs of Space " (PDF) . Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ Cohen, Bram; Pietrzak, Krzysztof. "Pruebas simples de trabajo secuencial" (PDF) . Pruebas simples de trabajo secuencial .
- ^ Hoffman, Gene (10 de febrero de 2021). "El Whitepaper de Chia Business" . Chia Network . Chia . Consultado el 1 de mayo de 2021 .
- ^ Humphries, Matthew (19 de abril de 2021). "Se espera que la criptomoneda de Chia cause escasez de disco duro y SSD" . Revista de PC . Consultado el 10 de mayo de 2021 .
enlaces externos
- Sitio web de Burstcoin
- Sitio web de Chia