प्रूफ-ऑफ-वर्क (PoW)
इथेरियम नेटवर्क ने एक सर्वसम्मति तंत्र का उपयोग करके शुरुआत की जिसमें प्रूफ-ऑफ-वर्क (PoW) शामिल था। इसने इथेरियम नेटवर्क के नोड्स को इथेरियम ब्लॉकचेन पर दर्ज सभी जानकारी की स्थिति पर सहमत होने की अनुमति दी और कुछ प्रकार के आर्थिक हमलों को रोका। हालाँकि, इथेरियम ने 2022 में प्रूफ-ऑफ-वर्क को बंद कर दिया और इसके बजाय प्रूफ-ऑफ़-स्टेक (PoS) का उपयोग करना शुरू कर दिया।
पूर्वापेक्षाएँ
इस पृष्ठ को बेहतर ढंग से समझने के लिए, हम अनुशंसा करते हैं कि आप पहले लेन-देन, ब्लॉक, और सर्वसम्मति तंत्र के बारे में पढ़ें।
प्रूफ-ऑफ-वर्क (PoW) क्या है?
नाकामोतो सर्वसम्मति (Nakamoto consensus), जो प्रूफ-ऑफ-वर्क का उपयोग करती है, वह तंत्र है जिसने कभी विकेंद्रीकृत इथेरियम नेटवर्क को खाता शेष और लेन-देन के क्रम जैसी चीजों पर सर्वसम्मति (यानी, सभी नोड्स सहमत हों) पर आने की अनुमति दी थी। इसने उपयोगकर्ताओं को अपने सिक्कों को "दोहरा खर्च (double spending)" करने से रोका और यह सुनिश्चित किया कि इथेरियम चेन पर हमला करना या हेरफेर करना बेहद मुश्किल था। ये सुरक्षा गुण अब Gasper नामक सर्वसम्मति तंत्र का उपयोग करके प्रूफ-ऑफ़-स्टेक से आते हैं।
प्रूफ-ऑफ-वर्क और खनन
प्रूफ-ऑफ-वर्क वह अंतर्निहित एल्गोरिदम है जो प्रूफ-ऑफ-वर्क ब्लॉकचेन पर खनिकों द्वारा किए जाने वाले काम के लिए कठिनाई और नियम निर्धारित करता है। खनन ही वह "काम" है। यह चेन में वैध ब्लॉक जोड़ने की क्रिया है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि चेन की लंबाई नेटवर्क को ब्लॉकचेन के सही फ़ोर्क का पालन करने में मदद करती है। जितना अधिक "काम" किया जाता है, चेन उतनी ही लंबी होती है, और ब्लॉक संख्या जितनी अधिक होती है, नेटवर्क चीजों की वर्तमान स्थिति के बारे में उतना ही अधिक निश्चित हो सकता है।
इथेरियम का प्रूफ-ऑफ-वर्क कैसे काम करता था?
इथेरियम लेन-देन को ब्लॉक में संसाधित किया जाता है। अब हटा दिए गए प्रूफ-ऑफ-वर्क इथेरियम में, प्रत्येक ब्लॉक में शामिल था:
- ब्लॉक कठिनाई – उदाहरण के लिए: 3,324,092,183,262,715
- mixHash – उदाहरण के लिए:
0x44bca881b07a6a09f83b130798072441705d9a665c5ac8bdf2f39a3cdf3bee29 - नॉन्स – उदाहरण के लिए:
0xd3ee432b4fb3d26b
यह ब्लॉक डेटा सीधे प्रूफ-ऑफ-वर्क से संबंधित था।
प्रूफ-ऑफ-वर्क में काम
प्रूफ-ऑफ-वर्क प्रोटोकॉल, एथैश, के लिए खनिकों को एक ब्लॉक के लिए नॉन्स खोजने के लिए परीक्षण और त्रुटि (trial and error) की एक गहन दौड़ से गुजरना पड़ता था। केवल वैध नॉन्स वाले ब्लॉक ही चेन में जोड़े जा सकते थे।
एक ब्लॉक बनाने की दौड़ में, एक खनिक बार-बार एक डेटासेट को, जिसे केवल पूरी चेन को डाउनलोड करके और चलाकर (जैसा कि एक खनिक करता है) प्राप्त किया जा सकता था, एक गणितीय फ़ंक्शन के माध्यम से डालता था। डेटासेट का उपयोग एक लक्ष्य के नीचे एक mixHash उत्पन्न करने के लिए किया जाता था जो ब्लॉक कठिनाई द्वारा निर्धारित होता है। ऐसा करने का सबसे अच्छा तरीका परीक्षण और त्रुटि है।
कठिनाई ने हैश के लिए लक्ष्य निर्धारित किया। लक्ष्य जितना कम होगा, वैध हैश का सेट उतना ही छोटा होगा। एक बार उत्पन्न होने के बाद, अन्य खनिकों और क्लाइंट्स के लिए इसे सत्यापित करना अविश्वसनीय रूप से आसान था। यहां तक कि अगर एक लेन-देन भी बदलता है, तो हैश पूरी तरह से अलग होगा, जो धोखाधड़ी का संकेत देता है।
हैशिंग से धोखाधड़ी का पता लगाना आसान हो जाता है। लेकिन एक प्रक्रिया के रूप में प्रूफ-ऑफ-वर्क भी चेन पर हमला करने के लिए एक बड़ा निवारक (deterrent) था।
प्रूफ-ऑफ-वर्क और सुरक्षा
खनिकों को मुख्य इथेरियम चेन पर यह काम करने के लिए प्रोत्साहित किया गया था। खनिकों के एक उपसमूह के लिए अपनी खुद की चेन शुरू करने के लिए बहुत कम प्रोत्साहन था—यह सिस्टम को कमजोर करता है। ब्लॉकचेन सत्य के स्रोत के रूप में एक ही स्थिति होने पर निर्भर करते हैं।
प्रूफ-ऑफ-वर्क का उद्देश्य चेन का विस्तार करना था। सबसे लंबी चेन को वैध के रूप में सबसे अधिक विश्वसनीय माना जाता था क्योंकि इसे उत्पन्न करने के लिए सबसे अधिक कम्प्यूटेशनल काम किया गया था। इथेरियम के PoW सिस्टम के भीतर, नए ब्लॉक बनाना लगभग असंभव था जो लेन-देन को मिटा दें, नकली बनाएं, या दूसरी चेन बनाए रखें। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक दुर्भावनापूर्ण खनिक को हमेशा हर किसी की तुलना में ब्लॉक नॉन्स को तेजी से हल करने की आवश्यकता होती।
लगातार दुर्भावनापूर्ण लेकिन वैध ब्लॉक बनाने के लिए, एक दुर्भावनापूर्ण खनिक को हर किसी को हराने के लिए नेटवर्क की 51% से अधिक खनन शक्ति की आवश्यकता होती। उस मात्रा में "काम" के लिए बहुत अधिक महंगी कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता होती है और खर्च की गई ऊर्जा हमले में किए गए लाभ से भी अधिक हो सकती थी।
प्रूफ-ऑफ-वर्क अर्थशास्त्र
प्रूफ-ऑफ-वर्क सिस्टम में नई मुद्रा जारी करने और खनिकों को काम करने के लिए प्रोत्साहित करने के लिए भी जिम्मेदार था।
कॉन्स्टेंटिनोपल अपग्रेड के बाद से, जो खनिक सफलतापूर्वक एक ब्लॉक बनाते थे, उन्हें दो नए ढाले गए ETH और लेन-देन शुल्क के एक हिस्से से पुरस्कृत किया जाता था। ओमर (Ommer) ब्लॉक भी 1.75 ETH का मुआवजा देते थे। ओमर ब्लॉक एक खनिक द्वारा व्यावहारिक रूप से उसी समय बनाए गए वैध ब्लॉक थे जब किसी अन्य खनिक ने विहित (canonical) ब्लॉक बनाया था, जो अंततः इस बात से निर्धारित होता था कि पहले किस चेन के ऊपर निर्माण किया गया था। ओमर ब्लॉक आमतौर पर नेटवर्क विलंबता (latency) के कारण होते थे।
अंतिमता
इथेरियम पर एक लेन-देन में "अंतिमता" तब होती है जब यह एक ऐसे ब्लॉक का हिस्सा होता है जिसे बदला नहीं जा सकता।
क्योंकि खनिक विकेंद्रीकृत तरीके से काम करते थे, एक ही समय में दो वैध ब्लॉक का खनन किया जा सकता था। यह एक अस्थायी फ़ोर्क बनाता है। अंततः, इनमें से एक चेन स्वीकृत चेन बन गई जब बाद के ब्लॉकों का खनन किया गया और इसमें जोड़ा गया, जिससे यह लंबी हो गई।
चीजों को और जटिल बनाने के लिए, अस्थायी फ़ोर्क पर अस्वीकृत लेन-देन को स्वीकृत चेन में शामिल नहीं किया गया हो सकता है। इसका मतलब है कि इसे उलटा किया जा सकता था। इसलिए अंतिमता उस समय को संदर्भित करती है जब आपको किसी लेन-देन को अपरिवर्तनीय मानने से पहले इंतजार करना चाहिए। पिछले प्रूफ-ऑफ-वर्क इथेरियम के तहत, एक विशिष्ट ब्लॉक N के ऊपर जितने अधिक ब्लॉक का खनन किया गया था, उतना ही अधिक विश्वास था कि N में लेन-देन सफल थे और उन्हें वापस नहीं किया जाएगा। अब, प्रूफ-ऑफ़-स्टेक के साथ, अंतिमता एक ब्लॉक की संभाव्य (probabilistic) के बजाय एक स्पष्ट संपत्ति है।
प्रूफ-ऑफ-वर्क ऊर्जा-उपयोग
प्रूफ-ऑफ-वर्क की एक बड़ी आलोचना नेटवर्क को सुरक्षित रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा उत्पादन की मात्रा है। सुरक्षा और विकेंद्रीकरण बनाए रखने के लिए, प्रूफ-ऑफ-वर्क पर इथेरियम ने बड़ी मात्रा में ऊर्जा की खपत की। प्रूफ-ऑफ़-स्टेक पर स्विच करने से कुछ समय पहले, इथेरियम खनिक सामूहिक रूप से लगभग 70 TWh/वर्ष (चेक गणराज्य के लगभग समान - 18-जुलाई-2022 को digiconomist (opens in a new tab) के अनुसार) की खपत कर रहे थे।
फायदे और नुकसान
| फायदे | नुकसान |
|---|---|
| प्रूफ-ऑफ-वर्क तटस्थ है। आपको आरंभ करने के लिए ETH की आवश्यकता नहीं है और ब्लॉक पुरस्कार आपको 0ETH से सकारात्मक शेष राशि तक जाने की अनुमति देते हैं। प्रूफ-ऑफ़-स्टेक के साथ आपको शुरुआत करने के लिए ETH की आवश्यकता होती है। | प्रूफ-ऑफ-वर्क इतनी अधिक ऊर्जा का उपयोग करता है कि यह पर्यावरण के लिए हानिकारक है। |
| प्रूफ-ऑफ-वर्क एक आजमाया हुआ और परखा हुआ सर्वसम्मति तंत्र है जिसने बिटकॉइन और इथेरियम को कई वर्षों तक सुरक्षित और विकेंद्रीकृत रखा है। | यदि आप खनन करना चाहते हैं, तो आपको ऐसे विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है कि इसे शुरू करना एक बड़ा निवेश है। |
| प्रूफ-ऑफ़-स्टेक की तुलना में इसे लागू करना अपेक्षाकृत आसान है। | आवश्यक गणना बढ़ने के कारण, खनन पूल संभावित रूप से खनन खेल पर हावी हो सकते हैं, जिससे केंद्रीकरण और सुरक्षा जोखिम हो सकते हैं। |
प्रूफ-ऑफ़-स्टेक से तुलना
उच्च स्तर पर, प्रूफ-ऑफ़-स्टेक का अंतिम लक्ष्य प्रूफ-ऑफ-वर्क के समान ही है: विकेंद्रीकृत नेटवर्क को सुरक्षित रूप से सर्वसम्मति तक पहुंचने में मदद करना। लेकिन इसकी प्रक्रिया और कर्मियों में कुछ अंतर हैं:
- प्रूफ-ऑफ़-स्टेक कम्प्यूटेशनल शक्ति के महत्व को स्टेक किए गए ETH से बदल देता है।
- प्रूफ-ऑफ़-स्टेक खनिकों को वैलिडेटर्स (validators) से बदल देता है। वैलिडेटर्स नए ब्लॉक बनाने की क्षमता को सक्रिय करने के लिए अपने ETH को स्टेक करते हैं।
- वैलिडेटर्स ब्लॉक बनाने के लिए प्रतिस्पर्धा नहीं करते हैं, इसके बजाय उन्हें एक एल्गोरिदम द्वारा यादृच्छिक (random) रूप से चुना जाता है।
- अंतिमता अधिक स्पष्ट है: कुछ चौकियों (checkpoints) पर, यदि 2/3 वैलिडेटर्स ब्लॉक की स्थिति पर सहमत होते हैं तो इसे अंतिम माना जाता है। वैलिडेटर्स को इस पर अपना पूरा स्टेक दांव पर लगाना चाहिए, इसलिए यदि वे आगे चलकर मिलीभगत करने की कोशिश करते हैं, तो वे अपना पूरा स्टेक खो देंगे।
प्रूफ-ऑफ़-स्टेक के बारे में अधिक जानकारी