La prueba de espacio ( PoS ) es un tipo de algoritmo de consenso que se logra al demostrar el interés legítimo de uno en un servicio (como enviar un correo electrónico ) al asignar 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) por 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 utiliza almacenamiento para ganar criptomonedas . La prueba de espacio se diferencia de las funciones de memoria dura en que el cuello de botella no está en la cantidad 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 se estudió PoS en el contexto de las criptomonedas. Los entusiastas de la cadena de bloques consideran que las pruebas de espacio son alternativas más justas y ecológicas debido a la naturaleza de uso general del almacenamiento y al menor costo de energía que requiere el almacenamiento.
En 2014, Signum (anteriormente Burstcoin) se convirtió en la primera implementación práctica de una tecnología blockchain PoS (inicialmente como prueba de capacidad) [5] y todavía se desarrolla activamente. Además de Signum, se han publicado y discutido varias implementaciones teóricas y prácticas de PoS, como SpaceMint y Chia, pero algunas fueron criticadas por aumentar la demanda y acortar la vida útil de los dispositivos de almacenamiento debido a mayores requisitos de lectura de discos que Signum. [6] [7]
Una prueba de espacio es un fragmento de datos que un probador envía a un verificador para demostrar que ha reservado una cierta cantidad de espacio. Por razones prácticas, el proceso de verificación debe ser eficiente, es decir, consumir una pequeña cantidad de espacio y tiempo. Por razones de seguridad, debería ser difícil para el probador pasar la verificación si no reserva realmente la cantidad de espacio solicitada.
Una forma de implementar PoS es mediante el uso de gráficos difíciles de crear . [2] [8] El verificador le pide al probador que construya un etiquetado de un gráfico difícil de crear. El probador se compromete con el etiquetado. Luego, el verificador le pide al probador que abra varias ubicaciones aleatorias en el compromiso.
Una prueba de almacenamiento (también prueba de recuperabilidad , 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 demostrador muestra que el espacio se usa realmente para almacenar una pieza de datos correctamente en el momento de la prueba. [ cita requerida ]
Una prueba de capacidad es un sistema en el que los mineros pueden calcular previamente ("graficar") funciones de PoW y almacenarlas en el disco duro. La primera implementación de una prueba de capacidad fue Signum (anteriormente Burstcoin). [9]
El algoritmo de consenso Proof of Capacity (PoC) se utiliza en algunas criptomonedas . Conditional Proof of Capacity (CPOC) [10] es una versión mejorada de PoC. Tiene un sistema de trabajo, participación y capacidad que funciona como los algoritmos PoW, PoS y PoC. Al comprometer sus activos digitales, los usuarios reciben un ingreso mayor como recompensa. Además, CPOC ha diseñado una nueva medida de recompensa para los mejores usuarios. En este algoritmo, los mineros agregan un componente condicional a la prueba al garantizar que su archivo de parcela contenga datos específicos relacionados con el bloque anterior. Esta condición adicional mejora la seguridad y la descentralización del mecanismo de consenso más allá de los algoritmos tradicionales de prueba de capacidad.
Una prueba de espacio-tiempo ( PoST ) es una prueba que muestra que el probador ha pasado una cantidad de tiempo manteniendo inalterado el espacio reservado. Sus creadores razonan que el costo del almacenamiento está inextricablemente vinculado no solo a su capacidad, sino al tiempo en el que se utiliza esa capacidad. Está relacionada con una prueba de almacenamiento (pero sin almacenar necesariamente ningún dato útil), aunque la construcción de Moran-Orlov también permite un equilibrio entre espacio y tiempo. [11] La primera implementación de PoST es con la cadena de bloques Chia .
Las pruebas de espacio se podrían utilizar como una alternativa a las pruebas de trabajo en las aplicaciones tradicionales de rompecabezas de clientes , como las medidas antispam y la prevención de ataques de denegación de servicio. La prueba de espacio también se ha utilizado para la detección de malware, al determinar si la caché L1 de un procesador está vacía (por ejemplo, tiene suficiente espacio para evaluar la rutina PoS sin errores de caché) o contiene una rutina que resistió ser expulsada. [12] [13]
La primera cadena de bloques que utiliza la validación de la cadena de bloques basada en el disco duro, establecida en 2014. Signum Proof of Capacity 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 prueba de capacidad (tal como la implementó Burstcoin y la desarrolló Signum) genera soluciones aleatorias, también llamadas gráficos, utilizando el algoritmo criptográfico Shabal de antemano y lo almacena en discos duros. Esta etapa se llama trazado y puede llevar días o incluso semanas dependiendo de la capacidad de almacenamiento del disco. En la siguiente etapa, la minería, los mineros combinan sus soluciones con el rompecabezas más reciente y el nodo con la solución más rápida obtiene el siguiente bloque. [14] [15]
En 2015, un artículo propuso una criptomoneda llamada SpaceMint. [16] Intenta resolver algunos de los problemas prácticos de diseño asociados con los esquemas 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. [16]
En 2018, Chia, una criptomoneda propuesta, presentó dos artículos que presentaban un nuevo protocolo basado en prueba de espacio [17] y prueba de tiempo. [18]
En febrero de 2021, Chia publicó un libro blanco que describe su negocio y desde entonces lanzó su red principal y la moneda Chia (XCH) utilizando el concepto de Proof of Space Time. El modelo de espacio-tiempo de Chia también depende de la "representación gráfica" (generación de archivos de prueba de espacio) en el medio de almacenamiento para resolver un rompecabezas. [19]
A diferencia de muchas criptomonedas con prueba de almacenamiento, los gráficos de Chia no almacenan ningún dato útil. Además, el método de prueba de tiempo de Chia para la generación de gráficos ha generado inquietudes sobre la reducción de la vida útil de las unidades de estado sólido debido a la intensidad de la actividad de escritura involucrada en la generación de gráficos (normalmente, el gráfico se realiza en un SSD y luego los gráficos terminados se transfieren a una unidad de disco duro para su almacenamiento a largo plazo). [7]
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