Вы здесь

Вариации объединенного майнинга

С тех пор, как в 2010 году Сатоши упомянул о возможности объединения майнинга, было разработано несколько методов, позволяющих использовать хешрейт сети Биткоин для защиты боковой цепи. В этой статье мы проанализируем пять вариантов объединенного майнинга и сравним их плюсы и минусы.

Вариации объединенного майнинга

Стандартный объединенный майнинг (стандартный)

Основной принцип объединенного майнинга заключается в том, чтобы сохранить хеш блока боковой цепи (то есть запись о блоке вспомогательного блокчейна – прим. пер.) в уникальном месте биткоин-блока, создав там уникальную ссылку. В то время как при майнинге биткоин-блока происходит поиск хеша блока с меньшим количеством попыток, чем требует того сетевая сложность цели в этом блоке, майнинг блока в боковой цепи включает в себя тот же процесс поиска, но зависит он от сложности в боковой цепи, соответствующей связанному с ней блоку. Цикл майнинга все тот же. При обычном майнинге каждая итерация цикла заканчивается сравнением хеша с целью. По замыслу, объединенный майнинг отличается тем, что сюда добавляется второе сравнение перед сравнением целей, хотя это упрощение, применимое только к одиночному майнингу.

Слепой объединенный майнинг (слепой)

Слепой объединенный майнинг (СОМ) – это вариант объединенного майнинга, при котором майнеры проводят на каждый блок аукционы на использование ограниченного пространства блоков, которое используется для размещения там хешей блоков боковой цепи, но они освобождены от ответственности за проверку этих блоков. Новые участники, так называемые «виртуальные майнеры боковой цепи», берут на себя ответственность за создание блоков в боковой цепи и соревнуются на аукционах, чтобы майнеры СОМ ссылались на них в своих биткоин-блоках. Виртуальные майнеры боковой цепи получают доход от комиссий за транзакции, и если майнинг в боковой цепи эффективен, они потратят большую его часть на покупку дефицитного пространства, предлагаемого майнерами СОМ.

СОМ напоминает службу тайминга, но с двумя важными отличиями: этот тип майнинга гарантирует видимость хеша боковой цепочки (он не скрывает его под деревом Меркла), а также гарантирует, что два хеша блоков для одной и той же боковой цепочки не могут быть помечены временем вместе.

По сравнению со стандартным объединенным майнингом, СОМ – это упрощение, которое предполагает, что сложность боковой цепочки и сложность сети Биткоин всегда одинаковы, и поэтому скорость производства блоков в боковой цепи не может превышать скорость создания блоков в сети Биткоин. Это означает, что нет необходимости в дополнительной проверке сложности в цикле майнинга. Кроме того, СОМ публикует ссылки родительского блока вместе с хешами блоков боковой цепи, чтобы создать виртуальную базу данных (DAG-файл) обо всех форках боковой цепи в сети Биткоин. Наличие записей (хешей) о блоках боковой цепи не гарантирует, что эти блоки станут частью честного форка боковой цепи: боковая цепь может пропустить ссылки на блоки с недоступной полезной нагрузкой или ссылки на блоки, которые выполняют недопустимые переходы состояний. Однако, поскольку родительские ссылки проверяются консенсусом боковой цепочки, вредоносный майнер не может создать полностью скрытую вилку (связь с этой вилкой (форком) должна быть, как минимум, общедоступной). Наконец, как упоминалось ранее, СОМ освобождает майнера от ответственности за запуск узла боковой цепи. Ответственность майнера СОМ заключается только в координации аукциона за блок, на котором только победитель платит самую высокую ставку. Аукцион проводится с использованием нового типа биткоин-транзакции, называемой СОМ-запросом. Майнеры могут принимать только один СОМ-запрос для каждой боковой цепи. Чтобы гарантировать уникальность, каждая боковая цепь имеет отдельный идентификатор. В результате победителю аукциона предоставляется уникальное место в биткоин-блоке для хранения хеша блока боковой цепи. В противовес этому преимуществу полные узлы боковой цепи также должны запускать биткоин-узлы для обнаружения честной вилки боковой цепи, которая является самой тяжелой виртуальной вилкой, несущей в себя уникальные хеши блоков боковой цепи. СОМ был создан для поддержки драйвчейнов (это особый тип боковой цепи, имеющий двустороннюю привязку к сети Биткоин, которая по факту защищена биткоин-майнерами, но и имеет тщательно разработанную систему мотивации для честности майнеров. Здесь вы можете найти подробный разбор этой системы. В то время как майнерам СОМ не нужно запускать полные узлы боковой цепи, майнерам, управляющим двусторонней привязкой к драйвчейну, это необходимо. Поэтому коммерческий аргумент в пользу «Драйвчейн+СОМ» несколько переоценен.

Инклюзивный объединенный майнинг с информированием о форках (инклюзивный)

Протокол инклюзивного объединенного майнинга с информированием о форках (ИОМИФ) добавляет к базовому протоколу ОМ два важных аспекта: он устанавливает базовую для криптоэкономики стоимость сокрытия блоков, а также взимает с майнеров дополнительные тарифы за возврат блокчейна, начиная с высоты предыдущего блока. Инклюзивность подразумевает, что блоки, которые не были добыты с помощью объединенного майнинга (в них отсутствует ссылка на конкретный хеш боковой цепи), учитываются как хешрейт подтверждения для последнего блока, у которого такая ссылка присутствовала. Эти блоки называются нейтральными, поскольку они подтверждают, с какой цепочкой была установлена связь в последний раз. При отсутствии сигналов продолжающейся атаки нейтральный хешрейт засчитывается в пользу честной цепи, что не позволит потенциальным злоумышленникам выполнять вредоносные операции длительного действия, связанные с текущими блоками. По правилам инклюзивного ОМ с поддержкой форков в биткоин-блоки добавляется информация о взаимоотношениях между родительскими и дочерними блоками в вспомогательном блокчейне (боковой цепи, сайдчейне), а также создается DAG-файл, в котором параллельные форки могут быть вычислены только путем просмотра биткоин-блоков, аналогично СОМ. Однако в случае этого типа объединенного майнинга этот DAG-файл является криптоэкономичным (злоумышленник может скрыть блоки из DAG за определенную плату), в то время как, как мы увидим позже, в случае СОМ злоумышленник не может скрыть блоки.

В настоящее время RSK использует объединенный майнинг с информированием о форках, и есть предложение добавить в него инклюзивность. Оповещения о форках в режиме реального времени обеспечиваются системой Armadillo.

Объединенный майнинг синхроцепей (синхроцепь)

Синхроцепь – это цепочка, добытая путем объединенного майнинга, которая синхронизируется с сетью Биткоин в более высоких интервалах времени, скажем, 60 минут, но сихронна Биткоину в более коротких. Другими словами, она использует объединенный майнинг для генерации блоков с более высокой скоростью, чем это делает сеть Биткоин, но в определенных контрольных точках периодов она синхронизируется с сетью Биткоин с задержкой или без таковой. Синхронизация без задержки предотвращает реорганизацию основного блокчейна (Биткоин), что могло бы сказаться на блоках вспомогательного блокчейна (боковая цепочка). В каком-то смысле, синхроцепь объединяет в себе многие преимущества цепочки, добываемой объединенным майнингом (более высокая скорость генерации блоков), сохраняя при этом свойство синхронизации, которое помогает безопасно перемещать биткоины в боковую цепочку и из нее с небольшим количеством блочных подтверждений.

Инклюзивный слепой объединенный майнинг с информированием о форках (инклюзивный слепой)

СОМ также может выиграть от инклюзивности: блоки, у которых нет указателя на конкретный драйвчейн, могут быть засчитаны как хешрейт подтверждения для последнего блока драйвчейна. Поскольку СОМ в своей изначальной версии обеспечивает оповещения о форках, иклюзивный вариант СОМ лучше, чем просто СОМ. Чтобы создать оповещение о форке для СОМ, в сеть Биткоин должно быть добавлено новое правило, чтобы, если в блоке не будет принятого СОМ-запроса BIP300 для конкретной боковой цепи, биткоин-блок должен быть в состоянии в кратком виде указать это. Одна из возможностей состоит в том, что все транзакции по принятым СОМ-запросам упаковываются сразу после транзакции с coinbase и сортируются по идентификатору боковой цепи. В конце хранится фиктивный СОМ-запрос с самым высоким идентификатором. Поэтому любой может создать доказательство исключения из дерева Merkle, показав две смежные транзакции по СОМ-запросу, соответствующие нижней и верхней границам отсутствующего идентификатора боковой цепи. Другой способ – использовать растровое изображение, как указано в моей предыдущей статье о объединенном майнинге.

В следующей таблице я привожу сравнение вариаций объединенного майнинга:

1_A3QusfaeWT6IsgOXwETs5w.png

Сравнение вариантов объединенного майнинга

Вывод

В этой статье мы сравнили несколько вариантов объединенного майнинга: стандартный, слепой, с оповещением о форках и синхроцепь. Мы выснили, что инклюзивный объединенный майнинг превосходит стандартный, инклюзивный слепой превосходит просто слепой, и синхроцепь превосходит инклюзивный слепой с форками. Однако как для СОМ, так и для синхроцепи требуется, чтобы участники боковой цепочки запускали как боковую цепочку, так и полный узел биткоина, в то время как стандартный и инклюзивный этого не требуют. Объединенный майнинг с оповещением о форках выделяется из всех вариантов, потому что это единственный протокол, который вобрал в себя все преимущества безопасности, но не требует софт-форка протокола Биткоина. Именно по этой причине RSK использует этот вариант для защиты своей боковой цепи.

Категория: 
Биткоин для "чайников"
Технология: 
2
Ваша оценка: Нет Средняя: 2 (1 оценка)
891 / 0
Аватар пользователя Serg Demin
Публикацию добавил: Serg Demin
Дата публикации: ср, 07/21/2021 - 10:06

Что еще почитать:

Добавить комментарий