'हिस्सेदारी का सबूत' बनाम 'काम का सबूत'

जब एथेरियम लॉन्च हुआ, तब भी एथेरियम को सुरक्षित करने के लिए भरोसा करने से पहले 'हिस्सेदारी का सबूत' को बहुत सारे शोध और विकास की आवश्यकता थी। 'काम का सबूत' एक सरल तंत्र था, जो पहले से ही बिटकॉइन द्वारा सिद्ध किया गया था, जिसका अर्थ है कि कोर डिवेलपर्स, एथेरियम लॉन्च करने के लिए इसे तुरंत लागू कर सकते हैं। 'हिस्सेदारी का सबूत' को उस बिंदु तक विकसित करने में आठ साल लग गए, जहां इसे लागू किया जा सकता था।

यह पेज एथेरियम के 'काम का सबूत' से 'हिस्सेदारी का सबूत' पर स्विच करने और इसमें शामिल ट्रेड-ऑफ़ के पीछे के तर्क की व्याख्या करता है।

सुरक्षा

एथेरियम शोधकर्ता, 'हिस्सेदारी का सबूत' को 'काम का सबूत' की तुलना में अधिक सुरक्षित मानते हैं। हालांकि, इसे हाल ही में वास्तविक एथेरियम मेननेट के लिए लागू किया गया है और यह 'काम का सबूत' की तुलना में कम समय-सिद्ध है। निम्नलिखित सेक्शन, 'काम का सबूत' की तुलना में 'हिस्सेदारी का सबूत' के सुरक्षा मॉडल के पक्ष-विपक्ष पर चर्चा करते हैं।

हमला करने की लागत

'हिस्सेदारी का सबूत' में, सत्यापनकर्ताओं को एक स्मार्ट अनुबंध में कम से कम 32 ETH एस्क्रो ("स्टेक") की आवश्यकता होती है। एथेरियम, दुर्व्यवहार करने वाले सत्यापनकर्ताओं को दंडित करने के लिए स्टेक किए गए ईथर को नष्ट कर सकता है। आम सहमति में आने के लिए, कुल स्टेक किए गए ईथर के कम से कम 66% को ब्लॉकों के एक विशेष सेट के पक्ष में मतदान करना होगा। स्टेक के >=66% द्वारा मतदान किए गए ब्लॉक "अंतिम" हो जाते हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें हटाया या पुनर्गठित नहीं किया जा सकता।

नेटवर्क पर हमला करने का अर्थ हो सकता है चेन को अंतिम रूप देने से रोकना या कैनोनिकल चेन में ब्लॉकों के एक निश्चित संगठन को सुनिश्चित करना, जिससे किसी हमलावर को किसी तरह से लाभ हो। इसके लिए हमलावर को ईमानदार आम सहमति वालों को अपने रास्ते से भटकाने की आवश्यकता होती है, या तो बड़ी मात्रा में ईथर जमा करके और इससे सीधे मतदान करके या ईमानदार सत्यापनकर्ताओं को एक विशेष तरीके से मतदान करने के लिए बहला-फुसलाकर। परिष्कृत, कम संभावना वाले हमले, जो ईमानदार सत्यापनकर्ताओं को एक तरफ बहलाते-फुसलाते हैं, एथेरियम पर हमला करने की लागत उस स्टेक की लागत है, जिसे एक हमलावर को अपने पक्ष में आम सहमति को प्रभावित करने के लिए जमा करना पड़ता है।

हमले की सबसे कम लागत कुल स्टेक का >33% है। कुल स्टेक का >33% रखने वाला हमलावर केवल ऑफ़लाइन जाकर अंतिम स्थिति विलंब का कारण बन सकता है। यह नेटवर्क के लिए एक अपेक्षाकृत छोटी समस्या है, क्योंकि "निष्क्रियता प्रकटन" के रूप में जाना जाने वाला एक तंत्र है, जो ऑफ़लाइन सत्यापनकर्ताओं से स्टेक को तब तक लीक करता है, जब तक कि ऑनलाइन बहुमत स्टेक के 66% का प्रतिनिधित्व नहीं करता और चेन को फिर से अंतिम रूप दे सकता है। एक हमलावर के लिए सैद्धांतिक रूप से यह भी संभव है कि वह कुल स्टेक के 33% से थोड़ा अधिक के साथ दोहरी अन्तिम स्थिति का कारण बने, जब उन्हें ब्लॉक निर्माता बनने के लिए कहा जाता है और फिर उनके सभी सत्यापनकर्ताओं के साथ दोहरा-वोट किया जाता है। प्रत्येक कांटे को प्रत्येक ब्लॉक को पहले देखने के लिए शेष ईमानदार सत्यापनकर्ताओं में से केवल 50% की आवश्यकता होती है, इसलिए यदि वे अपने संदेशों को सही समय पर प्रबंधित करते हैं, तो वे दोनों कांटों को अंतिम रूप देने में सक्षम हो सकते हैं। इसकी सफलता की संभावना कम है, लेकिन यदि कोई हमलावर दोहरी-अन्तिम स्थिति का कारण बनने में सक्षम था, तो एथेरियम समुदाय को एक कांटे का पालन करने का निर्णय लेना होगा, जिस स्थिति में हमलावर के सत्यापनकर्ताओं को दूसरे पर आवश्यक रूप से स्लैश कर दिया जाएगा।

कुल स्टेक के >33% के साथ, किसी हमलावर के पास एथेरियम नेटवर्क पर मामूली (अन्तिम स्थिति विलंब) या अधिक गंभीर (दोहरी अन्तिम स्थिति) प्रभाव डालने का मौका होता है। नेटवर्क पर स्टेक किए गए 14,000,000 से अधिक ETH और $1000/ETH के प्रतिनिधि मूल्य के साथ, इन हमलों को करने की न्यूनतम लागत 1000 x 14,000,000 x 0.33 = $4,620,000,000 है। हमलावर इस धन को स्लैशिंग के माध्यम से खो देगा और नेटवर्क से बाहर निकाल दिया जाएगा। फिर से हमला करने के लिए, उन्हें स्टेक का >33% (फिर से) जमा करना होगा और इसे (फिर से) जलाना होगा। नेटवर्क पर हमला करने के प्रत्येक प्रयास की लागत >$4.6 बिलियन ($1000/ETH और 14M स्टेक किए गए ETH) होगी। जब किसी हमलावर को स्लैश किया जाता है, तो उसे नेटवर्क से बाहर कर दिया जाता है और उसे फिर से जुड़ने के लिए एक सक्रियण कतार में शामिल होना पड़ता है। इसका मतलब यह है कि दोहराए जाने वाले हमले की दर न केवल उस दर तक सीमित है, जो हमलावर कुल स्टेक का >33% जमा कर सकता है, बल्कि नेटवर्क पर अपने सभी सत्यापनकर्ताओं को ऑनबोर्ड करने में लगने वाला समय भी है। हर बार जब हमलावर हमला करता है, तो वह बहुत गरीब हो जाता है, और बाकी समुदाय अमीर हो जाता है, इस परिणाम के लिए आपूर्ति सदमे को धन्यवाद।

अन्य हमलों, जैसे कि 51% हमले या कुल स्टेक के 66% के साथ अन्तिम स्थिति प्रत्यावर्तन, के लिए काफी अधिक ETH की आवश्यकता होती है और हमलावर के लिए बहुत अधिक महंगा होता है।

इसकी तुलना 'काम का सबूत' से करें। 'काम का सबूत' एथेरियम पर हमला शुरू करने की लागत, कुल नेटवर्क हैश दर का >50% लगातार धारण होने की लागत थी। इसमें अन्य माईनरों से प्रतिस्पर्धा करने के लिए पर्याप्त कंप्यूटिंग शक्ति के हार्डवेयर और परिचालन लागत की आवश्यकता थी, ताकि वे लगातार 'काम का सबूत' समाधानों की गणना कर सकें। एथेरियम की अधिकांश माईनिंग ASIC के बजाय GPU का उपयोग करके की गई थी, जिसने लागत को कम रखा (हालांकि एथेरियम 'काम का सबूत' पर रहा, लेकिन ASIC माईनिंग अधिक लोकप्रिय हो सकता था)। एक विरोधी को बहुत सारे हार्डवेयर खरीदने होंगे और 'काम का सबूत' एथेरियम नेटवर्क पर हमला करने के लिए इसे चलाने के लिए बिजली का भुगतान करना होगा, लेकिन कुल लागत एक हमले को शुरू करने के लिए पर्याप्त ETH जमा करने के लिए आवश्यक लागत से कम होगी। 'हिस्सेदारी का सबूत' की तुलना में 'काम का सबूत' पर 51% हमला ~20x कम(opens in a new tab) खर्चीला है। यदि हमले का पता चला था और चेन ने अपने परिवर्तनों को हटाने के लिए कड़ी मेहनत की थी, तो हमलावर नए कांटे पर हमला करने के लिए बार-बार एक ही हार्डवेयर का उपयोग कर सकता था।

जटिलता

'हिस्सेदारी का सबूत', 'काम का सबूत' की तुलना में बहुत अधिक जटिल है। यह 'काम का सबूत' के पक्ष में एक बिंदु हो सकता है, क्योंकि गलती से सरल प्रोटोकॉल में बग या अनपेक्षित प्रभावों को पेश करना कठिन है। हालांकि, जटिलता को शोध और विकास, सिमुलेशन और टेस्टनेट कार्यान्वयन के वर्षों से वश में किया गया है। 'हिस्सेदारी का सबूत' प्रोटोकॉल को पांच प्रोग्रामिंग भाषाओं में पांच अलग-अलग टीमों (निष्पादन और सहमति परतों में से प्रत्येक पर) द्वारा स्वतंत्र रूप से लागू किया गया है, जो क्लाइंट बग के खिलाफ लचीलापन प्रदान करता है।

'हिस्सेदारी का सबूत' सहमति तर्क को सुरक्षित रूप से विकसित करने और उसका परीक्षण करने के लिए, एथेरियम मेननेट पर 'हिस्सेदारी का सबूत' लागू होने से दो साल पहले बीकन चेन को लॉन्च किया गया था। बीकन चेन ने 'हिस्सेदारी का सबूत' परीक्षण के लिए सैंडबॉक्स के रूप में काम किया, क्योंकि यह एक लाइव ब्लॉकचेन था, जो 'हिस्सेदारी का सबूत' सहमति तर्क को लागू करता था, लेकिन वास्तविक एथेरियम लेनदेन को छूए बिना - प्रभावी रूप से बस खुद पर आम सहमति के लिए आ रहा था। एक बार जब यह पर्याप्त समय के लिए स्थिर और बग-मुक्त हो गया, तो बीकन चेन का एथेरियम मेननेट के साथ "विलय" कर दिया गया। इस सब ने 'हिस्सेदारी का सबूत' की जटिलता को इस हद तक कम करने में योगदान दिया कि अनपेक्षित परिणामों या क्लाइंट बग का जोखिम बहुत कम था।

हमले की सतह

'हिस्सेदारी का सबूत', 'काम का सबूत' की तुलना में अधिक जटिल है, जिसका अर्थ है कि संभालने के लिए अधिक संभावित हमला वेक्टर हैं। क्लाइंट को जोड़ने वाले एक के बजाय दो पीयर-टू-पीयर नेटवर्क हैं, प्रत्येक एक अलग प्रोटोकॉल लागू करता है। प्रत्येक स्लॉट में एक ब्लॉक का प्रस्ताव करने के लिए एक विशिष्ट सत्यापनकर्ता पूर्व-चयनित होने से सेवा-से-इनकार की संभावना पैदा होती है, जहां बड़ी मात्रा में नेटवर्क ट्रैफ़िक उस विशिष्ट सत्यापनकर्ता को ऑफ़लाइन दस्तक देता है।

ऐसे तरीके भी हैं, जिनसे हमलावर अपने ब्लॉक या सत्यापन को जारी होने का सावधानीपूर्वक समय दे सकते हैं, ताकि वे ईमानदार नेटवर्क के एक निश्चित अनुपात द्वारा प्राप्त किए जा सकें, जिससे उन्हें कुछ तरीकों से वोट देने के लिए प्रभावित किया जा सके। अंत में, कोई हमलावर, आम सहमति तंत्र को स्टेक करने और हावी होने के लिए पर्याप्त ETH जमा कर सकता है। इनमें से प्रत्येक हमला वेक्टर में संबद्ध बचाव हैं, लेकिन वे 'काम का सबूत' के तहत बचाव के लिए मौजूद नहीं हैं।

विकेन्द्रीकरण

'हिस्सेदारी का सबूत', 'काम का सबूत' की तुलना में अधिक विकेंद्रीकृत है, क्योंकि माईनिंग हार्डवेयर हथियारों की होड़, व्यक्तियों और छोटे संगठनों की कीमत तय करती है। हालांकि, कोई भी तकनीकी रूप से मामूली हार्डवेयर के साथ माईनिंग शुरू कर सकता है, लेकिन संस्थागत माईनिंग कार्यों की तुलना में कोई भी इनाम प्राप्त करने की उनकी संभावना गायब हो जाती है। 'हिस्सेदारी का सबूत' के साथ, स्टेकिंग की लागत और उस स्टेक पर प्रतिशत रिटर्न सभी के लिए समान है। सत्यापनकर्ता को चलाने के लिए वर्तमान में 32 ETH की लागत आती है।

दूसरी ओर, लिक्विड स्टेकिंग डेरिवेटिव के आविष्कार ने केंद्रीकरण की चिंताओं को जन्म दिया है, क्योंकि कुछ बड़े प्रदाता बड़ी मात्रा में ETH का प्रबंधन करते हैं। यह समस्यामूलक है और इसे जल्द से जल्द ठीक करने की आवश्यकता है, लेकिन यह जितना लगता है, उससे कहीं अधिक सूक्ष्म है। केंद्रीकृत स्टेकिंग प्रदाताओं के पास आवश्यक रूप से सत्यापनकर्ताओं का केंद्रीकृत नियंत्रण नहीं होता - अक्सर यह ETH का एक केंद्रीय पूल बनाने का एक तरीका होता है, जिसे कई स्वतंत्र नोड ऑपरेटर प्रत्येक प्रतिभागी को अपने स्वयं के 32 ETH की आवश्यकता के बिना स्टेक कर सकते हैं।

एथेरियम के लिए सबसे अच्छा विकल्प सत्यापनकर्ताओं के लिए घरेलू कंप्यूटरों पर स्थानीय रूप से चलाया जाना है, विकेंद्रीकरण को अधिकतम करना। यही कारण है कि एथेरियम उन परिवर्तनों का विरोध करता है, जो नोड/सत्यापनकर्ता चलाने के लिए हार्डवेयर आवश्यकताओं को बढ़ाते हैं।

स्थिरता

'हिस्सेदारी का सबूत', ब्लॉकचेन को सुरक्षित करने का एक कार्बन-सस्ता तरीका है। 'काम का सबूत' के तहत, माईनर, किसी ब्लॉक को माईन करने के अधिकार के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं। माईनर तब अधिक सफल होते हैं, जब वे तेजी से गणना कर सकते हैं, हार्डवेयर और ऊर्जा खपत में निवेश को प्रोत्साहित कर सकते हैं। 'हिस्सेदारी का सबूत' पर स्विच करने से पहले एथेरियम के लिए यह देखा गया था। 'हिस्सेदारी का सबूत' में जाने से कुछ समय पहले, एथेरियम लगभग 78 TWh/वर्ष का उपभोग कर रहा था - एक छोटे देश के जितना। हालांकि, 'हिस्सेदारी का सबूत' पर स्विच करने से इस ऊर्जा व्यय में ~99.98% की कमी आई। 'हिस्सेदारी का सबूत' ने एथेरियम को एक ऊर्जा-कुशल, कम कार्बन प्लेटफ़ॉर्म बना दिया।

इथेरियम की ऊर्जा खपत के बारे में अधिक जानकारी

जारी करना

'हिस्सेदारी का सबूत' एथेरियम, 'काम का सबूत' एथेरियम की तुलना में बहुत कम सिक्के जारी करके अपनी सुरक्षा के लिए भुगतान कर सकता है, क्योंकि सत्यापनकर्ताओं को उच्च बिजली लागत का भुगतान नहीं करना पड़ता। नतीजतन, ETH अपनी मुद्रास्फीति को कम कर सकता है या बड़ी मात्रा में ETH बर्न करने पर अपस्फीति भी बन सकता है। मुद्रास्फीति के कम स्तर का मतलब है कि एथेरियम की सुरक्षा, उससे सस्ती है, जितनी 'काम का सबूत' में थी।

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जस्टिन ड्रैक को 'काम का सबूत' की तुलना में 'हिस्सेदारी का सबूत' के लाभों की व्याख्या करते हुए देखें: