स्टेट चैनल्स

स्टेट चैनल्स प्रतिभागियों को इथेरियम मेननेट के साथ न्यूनतम इंटरैक्शन रखते हुए सुरक्षित रूप से ऑफचेन लेन-देन करने की अनुमति देते हैं। चैनल पीयर चैनल को खोलने और बंद करने के लिए केवल दो ऑनचेन लेन-देन सबमिट करते हुए मनमानी संख्या में ऑफचेन लेन-देन कर सकते हैं। यह अत्यधिक उच्च लेन-देन थ्रूपुट की अनुमति देता है और इसके परिणामस्वरूप उपयोगकर्ताओं के लिए लागत कम होती है।

पूर्वापेक्षाएँ

आपको इथेरियम स्केलिंग और लेयर 2 (l2) पर हमारे पृष्ठों को पढ़ना और समझना चाहिए।

चैनल्स क्या हैं?

सार्वजनिक ब्लॉकचेन, जैसे कि इथेरियम, अपने वितरित आर्किटेक्चर के कारण स्केलेबिलिटी चुनौतियों का सामना करते हैं: ऑनचेन लेन-देन सभी नोड्स द्वारा निष्पादित किए जाने चाहिए। नोड्स को मामूली हार्डवेयर का उपयोग करके एक ब्लॉक में लेन-देन की मात्रा को संभालने में सक्षम होना चाहिए, जिससे नेटवर्क को विकेंद्रीकृत रखने के लिए लेन-देन थ्रूपुट पर एक सीमा लग जाती है। ब्लॉकचेन चैनल्स उपयोगकर्ताओं को ऑफचेन इंटरैक्ट करने की अनुमति देकर इस समस्या को हल करते हैं, जबकि अंतिम निपटान के लिए मुख्य चेन की सुरक्षा पर निर्भर रहते हैं।

चैनल्स सरल पीयर-टू-पीयर प्रोटोकॉल हैं जो दो पक्षों को आपस में कई लेन-देन करने की अनुमति देते हैं और फिर केवल अंतिम परिणामों को ब्लॉकचेन पर पोस्ट करते हैं। चैनल यह प्रदर्शित करने के लिए क्रिप्टोग्राफी का उपयोग करता है कि उनके द्वारा उत्पन्न सारांश डेटा वास्तव में मध्यवर्ती लेन-देन के एक वैध सेट का परिणाम है। एक "मल्टीसिग" स्मार्ट अनुबंध यह सुनिश्चित करता है कि लेन-देन पर सही पक्षों द्वारा हस्ताक्षर किए गए हैं।

चैनल्स के साथ, स्थिति परिवर्तन इच्छुक पक्षों द्वारा निष्पादित और मान्य किए जाते हैं, जिससे इथेरियम की निष्पादन परत पर गणना कम हो जाती है। यह इथेरियम पर भीड़भाड़ को कम करता है और उपयोगकर्ताओं के लिए लेन-देन प्रसंस्करण गति को भी बढ़ाता है।

प्रत्येक चैनल इथेरियम पर चलने वाले एक मल्टीसिग स्मार्ट अनुबंध द्वारा प्रबंधित किया जाता है। एक चैनल खोलने के लिए, प्रतिभागी चैनल अनुबंध को ऑनचेन तैनात करते हैं और इसमें धनराशि जमा करते हैं। दोनों पक्ष चैनल की स्थिति को आरंभ करने के लिए सामूहिक रूप से एक स्थिति अपडेट पर हस्ताक्षर करते हैं, जिसके बाद वे ऑफचेन जल्दी और स्वतंत्र रूप से लेन-देन कर सकते हैं।

चैनल को बंद करने के लिए, प्रतिभागी चैनल की अंतिम सहमत स्थिति को ऑनचेन सबमिट करते हैं। बाद में, स्मार्ट अनुबंध चैनल की अंतिम स्थिति में प्रत्येक प्रतिभागी के शेष के अनुसार लॉक की गई धनराशि वितरित करता है।

पीयर-टू-पीयर चैनल्स विशेष रूप से उन स्थितियों के लिए उपयोगी होते हैं जहां कुछ पूर्व-निर्धारित प्रतिभागी बिना किसी दृश्यमान ओवरहेड के उच्च आवृत्ति के साथ लेन-देन करना चाहते हैं। ब्लॉकचेन चैनल्स दो श्रेणियों में आते हैं: पेमेंट चैनल्स और स्टेट चैनल्स।

पेमेंट चैनल्स

एक पेमेंट चैनल को दो उपयोगकर्ताओं द्वारा सामूहिक रूप से बनाए गए "टू-वे लेजर" के रूप में सबसे अच्छी तरह वर्णित किया जा सकता है। लेजर का प्रारंभिक शेष चैनल खोलने के चरण के दौरान ऑनचेन अनुबंध में लॉक की गई जमा राशि का योग है। पेमेंट चैनल ट्रांसफर तुरंत और वास्तविक ब्लॉकचेन की भागीदारी के बिना किए जा सकते हैं, सिवाय एक प्रारंभिक एकमुश्त ऑनचेन निर्माण और चैनल के अंतिम रूप से बंद होने के।

लेजर के शेष (यानी, पेमेंट चैनल की स्थिति) में अपडेट के लिए चैनल में सभी पक्षों के अनुमोदन की आवश्यकता होती है। सभी चैनल प्रतिभागियों द्वारा हस्ताक्षरित एक चैनल अपडेट को अंतिम रूप दिया गया माना जाता है, ठीक इथेरियम पर एक लेन-देन की तरह।

पेमेंट चैनल्स सरल उपयोगकर्ता इंटरैक्शन (जैसे, ETH ट्रांसफर, एटॉमिक स्वैप, माइक्रोपेमेंट) की महंगी ऑनचेन गतिविधि को कम करने के लिए डिज़ाइन किए गए शुरुआती स्केलिंग समाधानों में से थे। चैनल प्रतिभागी एक-दूसरे के बीच असीमित मात्रा में तत्काल, शुल्क-मुक्त लेन-देन कर सकते हैं जब तक कि उनके ट्रांसफर का शुद्ध योग जमा किए गए टोकन से अधिक न हो।

स्टेट चैनल्स

ऑफचेन भुगतानों का समर्थन करने के अलावा, पेमेंट चैनल्स सामान्य स्थिति संक्रमण तर्क को संभालने के लिए उपयोगी साबित नहीं हुए हैं। स्टेट चैनल्स इस समस्या को हल करने और सामान्य-उद्देश्य गणना को स्केल करने के लिए चैनल्स को उपयोगी बनाने के लिए बनाए गए थे।

स्टेट चैनल्स में अभी भी पेमेंट चैनल्स के साथ बहुत कुछ समान है। उदाहरण के लिए, उपयोगकर्ता क्रिप्टोग्राफ़िक रूप से हस्ताक्षरित संदेशों (लेन-देन) का आदान-प्रदान करके इंटरैक्ट करते हैं, जिस पर अन्य चैनल प्रतिभागियों को भी हस्ताक्षर करना चाहिए। यदि प्रस्तावित स्थिति अपडेट पर सभी प्रतिभागियों द्वारा हस्ताक्षर नहीं किए जाते हैं, तो इसे अमान्य माना जाता है।

हालाँकि, उपयोगकर्ता के शेष को रखने के अलावा, चैनल अनुबंध के स्टोरेज की वर्तमान स्थिति (यानी, अनुबंध चर के मान) को भी ट्रैक करता है।

यह दो उपयोगकर्ताओं के बीच एक स्मार्ट अनुबंध को ऑफचेन निष्पादित करना संभव बनाता है। इस परिदृश्य में, स्मार्ट अनुबंध की आंतरिक स्थिति में अपडेट के लिए केवल उन पीयर के अनुमोदन की आवश्यकता होती है जिन्होंने चैनल बनाया है।

हालांकि यह पहले वर्णित स्केलेबिलिटी समस्या को हल करता है, लेकिन इसके सुरक्षा के लिए निहितार्थ हैं। इथेरियम पर, स्थिति संक्रमण की वैधता नेटवर्क के सर्वसम्मति प्रोटोकॉल द्वारा लागू की जाती है। यह स्मार्ट अनुबंध की स्थिति में अमान्य अपडेट का प्रस्ताव करना या स्मार्ट अनुबंध निष्पादन को बदलना असंभव बना देता है।

स्टेट चैनल्स में समान सुरक्षा गारंटी नहीं होती है। कुछ हद तक, एक स्टेट चैनल मेननेट का एक लघु संस्करण है। नियमों को लागू करने वाले प्रतिभागियों के सीमित सेट के साथ, दुर्भावनापूर्ण व्यवहार (जैसे, अमान्य स्थिति अपडेट का प्रस्ताव करना) की संभावना बढ़ जाती है। स्टेट चैनल्स अपनी सुरक्षा पर आधारित विवाद मध्यस्थता प्रणाली से प्राप्त करते हैं।

स्टेट चैनल्स कैसे काम करते हैं

मूल रूप से, एक स्टेट चैनल में गतिविधि उपयोगकर्ताओं और एक ब्लॉकचेन प्रणाली से जुड़े इंटरैक्शन का एक सत्र है। उपयोगकर्ता ज्यादातर एक-दूसरे के साथ ऑफचेन संवाद करते हैं और केवल चैनल खोलने, चैनल बंद करने, या प्रतिभागियों के बीच संभावित विवादों को निपटाने के लिए अंतर्निहित ब्लॉकचेन के साथ इंटरैक्ट करते हैं।

निम्नलिखित अनुभाग एक स्टेट चैनल के मूल वर्कफ़्लो की रूपरेखा तैयार करता है:

चैनल खोलना

एक चैनल खोलने के लिए प्रतिभागियों को मेननेट पर एक स्मार्ट अनुबंध में धनराशि जमा करने की आवश्यकता होती है। जमा एक वर्चुअल टैब के रूप में भी कार्य करता है, इसलिए भाग लेने वाले अभिनेता तुरंत भुगतान निपटाने की आवश्यकता के बिना स्वतंत्र रूप से लेन-देन कर सकते हैं। केवल जब चैनल को ऑनचेन अंतिम रूप दिया जाता है, तभी पक्ष एक-दूसरे का निपटान करते हैं और अपने टैब में जो बचा है उसे वापस लेते हैं।

यह जमा प्रत्येक प्रतिभागी से ईमानदार व्यवहार की गारंटी देने के लिए एक बांड के रूप में भी कार्य करता है। यदि जमाकर्ताओं को विवाद समाधान चरण के दौरान दुर्भावनापूर्ण कार्यों का दोषी पाया जाता है, तो अनुबंध उनकी जमा राशि को काट (स्लैश) देता है।

चैनल पीयर को एक प्रारंभिक स्थिति पर हस्ताक्षर करना चाहिए, जिस पर वे सभी सहमत हों। यह स्टेट चैनल की उत्पत्ति के रूप में कार्य करता है, जिसके बाद उपयोगकर्ता लेन-देन शुरू कर सकते हैं।

चैनल का उपयोग करना

चैनल की स्थिति को आरंभ करने के बाद, पीयर लेन-देन पर हस्ताक्षर करके और अनुमोदन के लिए उन्हें एक-दूसरे को भेजकर इंटरैक्ट करते हैं। प्रतिभागी इन लेन-देन के साथ स्थिति अपडेट शुरू करते हैं और दूसरों से स्थिति अपडेट पर हस्ताक्षर करते हैं। प्रत्येक लेन-देन में निम्नलिखित शामिल हैं:

• एक नॉन्स, जो लेन-देन के लिए एक विशिष्ट आईडी के रूप में कार्य करता है और रीप्ले हमलों को रोकता है। यह उस क्रम की भी पहचान करता है जिसमें स्थिति अपडेट हुए (जो विवाद समाधान के लिए महत्वपूर्ण है)

• चैनल की पुरानी स्थिति

• चैनल की नई स्थिति

• वह लेन-देन जो स्थिति संक्रमण को ट्रिगर करता है (जैसे, ऐलिस बॉब को 5 ETH भेजती है)

चैनल में स्थिति अपडेट ऑनचेन प्रसारित नहीं किए जाते हैं जैसा कि सामान्य रूप से तब होता है जब उपयोगकर्ता मेननेट पर इंटरैक्ट करते हैं, जो ऑनचेन फ़ुटप्रिंट को कम करने के स्टेट चैनल्स के लक्ष्य के साथ संरेखित होता है। जब तक प्रतिभागी स्थिति अपडेट पर सहमत होते हैं, वे इथेरियम लेन-देन के समान ही अंतिम होते हैं। प्रतिभागियों को केवल विवाद उत्पन्न होने पर ही मेननेट की सर्वसम्मति पर निर्भर रहने की आवश्यकता होती है।

चैनल बंद करना

एक स्टेट चैनल को बंद करने के लिए चैनल की अंतिम, सहमत स्थिति को ऑनचेन स्मार्ट अनुबंध में सबमिट करने की आवश्यकता होती है। स्थिति अपडेट में संदर्भित विवरणों में प्रत्येक प्रतिभागी की चालों की संख्या और अनुमोदित लेन-देन की सूची शामिल है।

यह सत्यापित करने के बाद कि स्थिति अपडेट मान्य है (यानी, इस पर सभी पक्षों द्वारा हस्ताक्षर किए गए हैं) स्मार्ट अनुबंध चैनल को अंतिम रूप देता है और चैनल के परिणाम के अनुसार लॉक की गई धनराशि वितरित करता है। ऑफचेन किए गए भुगतान इथेरियम की स्थिति पर लागू होते हैं और प्रत्येक प्रतिभागी को लॉक की गई धनराशि का अपना शेष हिस्सा प्राप्त होता है।

ऊपर वर्णित परिदृश्य यह दर्शाता है कि आदर्श स्थिति (हैप्पी केस) में क्या होता है। कभी-कभी, उपयोगकर्ता किसी समझौते पर पहुंचने और चैनल को अंतिम रूप देने में असमर्थ हो सकते हैं (दुखद स्थिति)। स्थिति के बारे में निम्नलिखित में से कोई भी सत्य हो सकता है:

• प्रतिभागी ऑफ़लाइन हो जाते हैं और स्थिति संक्रमण का प्रस्ताव करने में विफल रहते हैं

• प्रतिभागी मान्य स्थिति अपडेट पर सह-हस्ताक्षर करने से इनकार करते हैं

• प्रतिभागी ऑनचेन अनुबंध में एक पुराने स्थिति अपडेट का प्रस्ताव देकर चैनल को अंतिम रूप देने का प्रयास करते हैं

• प्रतिभागी दूसरों के हस्ताक्षर करने के लिए अमान्य स्थिति संक्रमण का प्रस्ताव करते हैं

जब भी किसी चैनल में भाग लेने वाले अभिनेताओं के बीच सर्वसम्मति टूट जाती है, तो अंतिम विकल्प चैनल की अंतिम, मान्य स्थिति को लागू करने के लिए मेननेट की सर्वसम्मति पर निर्भर रहना है। इस मामले में, स्टेट चैनल को बंद करने के लिए ऑनचेन विवादों को निपटाने की आवश्यकता होती है।

विवादों का निपटान

आमतौर पर, एक चैनल में पक्ष पहले से ही चैनल को बंद करने पर सहमत होते हैं और अंतिम स्थिति संक्रमण पर सह-हस्ताक्षर करते हैं, जिसे वे स्मार्ट अनुबंध में सबमिट करते हैं। एक बार अपडेट ऑनचेन स्वीकृत हो जाने के बाद, ऑफचेन स्मार्ट अनुबंध का निष्पादन समाप्त हो जाता है और प्रतिभागी अपने पैसे के साथ चैनल से निकास करते हैं।

हालाँकि, एक पक्ष स्मार्ट अनुबंध के निष्पादन को समाप्त करने और चैनल को अंतिम रूप देने के लिए एक ऑनचेन अनुरोध सबमिट कर सकता है—अपने समकक्ष के अनुमोदन की प्रतीक्षा किए बिना। यदि पहले वर्णित सर्वसम्मति तोड़ने वाली स्थितियों में से कोई भी होती है, तो कोई भी पक्ष चैनल को बंद करने और धनराशि वितरित करने के लिए ऑनचेन अनुबंध को ट्रिगर कर सकता है। यह विश्वासहीनता प्रदान करता है, यह सुनिश्चित करता है कि ईमानदार पक्ष किसी भी समय अपनी जमा राशि से निकास कर सकते हैं, चाहे दूसरे पक्ष के कार्य कुछ भी हों।

चैनल निकास को संसाधित करने के लिए, उपयोगकर्ता को एप्लिकेशन का अंतिम मान्य स्थिति अपडेट ऑनचेन अनुबंध में सबमिट करना होगा। यदि यह सही पाया जाता है (यानी, इस पर सभी पक्षों के हस्ताक्षर हैं), तो धनराशि उनके पक्ष में पुनर्वितरित की जाती है।

हालाँकि, एकल-उपयोगकर्ता निकास अनुरोधों को निष्पादित करने में देरी होती है। यदि चैनल को समाप्त करने के अनुरोध को सर्वसम्मति से अनुमोदित किया गया था, तो ऑनचेन निकास लेन-देन तुरंत निष्पादित किया जाता है।

धोखाधड़ी वाले कार्यों की संभावना के कारण एकल-उपयोगकर्ता निकास में देरी होती है। उदाहरण के लिए, एक चैनल प्रतिभागी ऑनचेन एक पुराना स्थिति अपडेट सबमिट करके इथेरियम पर चैनल को अंतिम रूप देने का प्रयास कर सकता है।

एक प्रतिवाद के रूप में, स्टेट चैनल्स ईमानदार उपयोगकर्ताओं को चैनल की नवीनतम, मान्य स्थिति को ऑनचेन सबमिट करके अमान्य स्थिति अपडेट को चुनौती देने की अनुमति देते हैं। स्टेट चैनल्स को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि नए, सहमत स्थिति अपडेट पुराने स्थिति अपडेट को मात देते हैं।

एक बार जब कोई पीयर ऑनचेन विवाद-समाधान प्रणाली को ट्रिगर करता है, तो दूसरे पक्ष को एक समय सीमा (जिसे चुनौती विंडो कहा जाता है) के भीतर जवाब देना आवश्यक होता है। यह उपयोगकर्ताओं को निकास लेन-देन को चुनौती देने की अनुमति देता है, खासकर यदि दूसरा पक्ष एक पुराना अपडेट लागू कर रहा है।

मामला जो भी हो, चैनल उपयोगकर्ताओं के पास हमेशा मजबूत अंतिमता गारंटी होती है: यदि उनके पास मौजूद स्थिति संक्रमण पर सभी सदस्यों द्वारा हस्ताक्षर किए गए थे और यह सबसे हालिया अपडेट है, तो यह एक नियमित ऑनचेन लेन-देन के समान अंतिमता का है। उन्हें अभी भी दूसरे पक्ष को ऑनचेन चुनौती देनी होगी, लेकिन एकमात्र संभावित परिणाम अंतिम मान्य स्थिति को अंतिम रूप देना है, जो उनके पास है।

स्टेट चैनल्स इथेरियम के साथ कैसे इंटरैक्ट करते हैं?

यद्यपि वे ऑफचेन प्रोटोकॉल के रूप में मौजूद हैं, स्टेट चैनल्स में एक ऑनचेन घटक होता है: चैनल खोलते समय इथेरियम पर तैनात स्मार्ट अनुबंध। यह अनुबंध चैनल में जमा की गई संपत्तियों को नियंत्रित करता है, स्थिति अपडेट को सत्यापित करता है, और प्रतिभागियों के बीच विवादों की मध्यस्थता करता है।

स्टेट चैनल्स लेयर 2 (l2) स्केलिंग समाधानों के विपरीत, मेननेट पर लेन-देन डेटा या स्थिति प्रतिबद्धताओं को प्रकाशित नहीं करते हैं। हालाँकि, वे साइडचेन की तुलना में मेननेट से अधिक जुड़े हुए हैं, जो उन्हें कुछ हद तक सुरक्षित बनाता है।

स्टेट चैनल्स निम्नलिखित के लिए मुख्य इथेरियम प्रोटोकॉल पर निर्भर करते हैं:

1. जीवंतता (Liveness)

चैनल खोलते समय तैनात ऑनचेन अनुबंध चैनल की कार्यक्षमता के लिए जिम्मेदार है। यदि अनुबंध इथेरियम पर चल रहा है, तो चैनल हमेशा उपयोग के लिए उपलब्ध है। इसके विपरीत, एक साइडचेन हमेशा विफल हो सकती है, भले ही मेननेट चालू हो, जिससे उपयोगकर्ता की धनराशि जोखिम में पड़ जाती है।

2. सुरक्षा

कुछ हद तक, स्टेट चैनल्स सुरक्षा प्रदान करने और उपयोगकर्ताओं को दुर्भावनापूर्ण पीयर से बचाने के लिए इथेरियम पर निर्भर करते हैं। जैसा कि बाद के अनुभागों में चर्चा की गई है, चैनल्स एक धोखाधड़ी प्रमाण तंत्र का उपयोग करते हैं जो उपयोगकर्ताओं को अमान्य या पुराने अपडेट के साथ चैनल को अंतिम रूप देने के प्रयासों को चुनौती देने देता है।

इस मामले में, ईमानदार पक्ष सत्यापन के लिए ऑनचेन अनुबंध को धोखाधड़ी प्रमाण के रूप में चैनल की नवीनतम मान्य स्थिति प्रदान करता है। धोखाधड़ी प्रमाण परस्पर अविश्वासी पक्षों को इस प्रक्रिया में अपनी धनराशि को जोखिम में डाले बिना ऑफचेन लेन-देन करने में सक्षम बनाते हैं।

3. अंतिमता

चैनल उपयोगकर्ताओं द्वारा सामूहिक रूप से हस्ताक्षरित स्थिति अपडेट को ऑनचेन लेन-देन के समान ही अच्छा माना जाता है। फिर भी, सभी इन-चैनल गतिविधि केवल तभी सच्ची अंतिमता प्राप्त करती है जब चैनल इथेरियम पर बंद हो जाता है।

आशावादी मामले में, दोनों पक्ष सहयोग कर सकते हैं और अंतिम स्थिति अपडेट पर हस्ताक्षर कर सकते हैं और चैनल को बंद करने के लिए ऑनचेन सबमिट कर सकते हैं, जिसके बाद चैनल की अंतिम स्थिति के अनुसार धनराशि वितरित की जाती है। निराशावादी मामले में, जहां कोई ऑनचेन गलत स्थिति अपडेट पोस्ट करके धोखा देने की कोशिश करता है, उनका लेन-देन तब तक अंतिम रूप नहीं दिया जाता जब तक कि चुनौती विंडो समाप्त नहीं हो जाती।

वर्चुअल स्टेट चैनल्स

एक स्टेट चैनल का सरल कार्यान्वयन एक नया अनुबंध तैनात करना होगा जब दो उपयोगकर्ता एक एप्लिकेशन को ऑफचेन निष्पादित करना चाहते हैं। यह न केवल अव्यवहार्य है, बल्कि यह स्टेट चैनल्स की लागत-प्रभावशीलता को भी नकारता है (ऑनचेन लेन-देन की लागत जल्दी से जुड़ सकती है)।

इस समस्या को हल करने के लिए, "वर्चुअल चैनल्स" बनाए गए थे। नियमित चैनल्स के विपरीत जिन्हें खोलने और समाप्त करने के लिए ऑनचेन लेन-देन की आवश्यकता होती है, एक वर्चुअल चैनल को मुख्य चेन के साथ इंटरैक्ट किए बिना खोला, निष्पादित और अंतिम रूप दिया जा सकता है। इस पद्धति का उपयोग करके ऑफचेन विवादों को निपटाना भी संभव है।

यह प्रणाली तथाकथित "लेजर चैनल्स" के अस्तित्व पर निर्भर करती है, जिन्हें ऑनचेन वित्त पोषित किया गया है। दो पक्षों के बीच वर्चुअल चैनल्स एक मौजूदा लेजर चैनल के शीर्ष पर बनाए जा सकते हैं, जिसमें लेजर चैनल के मालिक मध्यस्थ के रूप में कार्य करते हैं।

प्रत्येक वर्चुअल चैनल में उपयोगकर्ता एक नए अनुबंध उदाहरण के माध्यम से इंटरैक्ट करते हैं, जिसमें लेजर चैनल कई अनुबंध उदाहरणों का समर्थन करने में सक्षम होता है। लेजर चैनल की स्थिति में एक से अधिक अनुबंध स्टोरेज स्थिति भी होती है, जो विभिन्न उपयोगकर्ताओं के बीच ऑफचेन एप्लिकेशनों के समानांतर निष्पादन की अनुमति देती है।

नियमित चैनल्स की तरह, उपयोगकर्ता स्टेट मशीन को आगे बढ़ाने के लिए स्थिति अपडेट का आदान-प्रदान करते हैं। जब तक कोई विवाद उत्पन्न नहीं होता है, मध्यस्थ से केवल चैनल खोलते या समाप्त करते समय संपर्क किया जाना चाहिए।

वर्चुअल पेमेंट चैनल्स

वर्चुअल पेमेंट चैनल्स वर्चुअल स्टेट चैनल्स के समान विचार पर काम करते हैं: एक ही नेटवर्क से जुड़े प्रतिभागी ऑनचेन एक नया चैनल खोलने की आवश्यकता के बिना संदेश पास कर सकते हैं। वर्चुअल पेमेंट चैनल्स में, मूल्य हस्तांतरण को एक या अधिक मध्यस्थों के माध्यम से रूट किया जाता है, इस गारंटी के साथ कि केवल इच्छित प्राप्तकर्ता ही हस्तांतरित धनराशि प्राप्त कर सकता है।

स्टेट चैनल्स के अनुप्रयोग

भुगतान

शुरुआती ब्लॉकचेन चैनल्स सरल प्रोटोकॉल थे जो दो प्रतिभागियों को मेननेट पर उच्च लेन-देन शुल्क का भुगतान किए बिना ऑफचेन तेजी से, कम शुल्क वाले ट्रांसफर करने की अनुमति देते थे। आज, पेमेंट चैनल्स अभी भी ईथर और टोकन के आदान-प्रदान और जमा के लिए डिज़ाइन किए गए एप्लिकेशनों के लिए उपयोगी हैं।

चैनल-आधारित भुगतानों के निम्नलिखित लाभ हैं:

1. थ्रूपुट: प्रति चैनल ऑफचेन लेन-देन की मात्रा इथेरियम के थ्रूपुट से असंबद्ध है, जो विभिन्न कारकों, विशेष रूप से ब्लॉक आकार और ब्लॉक समय से प्रभावित होती है। ऑफचेन लेन-देन निष्पादित करके, ब्लॉकचेन चैनल्स उच्च थ्रूपुट प्राप्त कर सकते हैं।

2. गोपनीयता: क्योंकि चैनल्स ऑफचेन मौजूद हैं, प्रतिभागियों के बीच इंटरैक्शन का विवरण इथेरियम के सार्वजनिक ब्लॉकचेन पर दर्ज नहीं किया जाता है। चैनल उपयोगकर्ताओं को केवल चैनल्स को वित्तपोषित करने और बंद करने या विवादों को निपटाने के दौरान ऑनचेन इंटरैक्ट करना होता है। इस प्रकार, चैनल्स उन व्यक्तियों के लिए उपयोगी होते हैं जो अधिक निजी लेन-देन चाहते हैं।

3. विलंबता (Latency): चैनल प्रतिभागियों के बीच किए गए ऑफचेन लेन-देन को तुरंत निपटाया जा सकता है, यदि दोनों पक्ष सहयोग करते हैं, जिससे देरी कम होती है। इसके विपरीत, मेननेट पर लेन-देन भेजने के लिए नोड्स द्वारा लेन-देन को संसाधित करने, लेन-देन के साथ एक नया ब्लॉक बनाने और सर्वसम्मति तक पहुंचने की प्रतीक्षा करने की आवश्यकता होती है। उपयोगकर्ताओं को लेन-देन को अंतिम रूप दिया गया मानने से पहले अधिक ब्लॉक पुष्टिकरण की प्रतीक्षा करने की भी आवश्यकता हो सकती है।

4. लागत: स्टेट चैनल्स विशेष रूप से उन स्थितियों में उपयोगी होते हैं जहां प्रतिभागियों का एक सेट लंबी अवधि में कई स्थिति अपडेट का आदान-प्रदान करेगा। केवल स्टेट चैनल स्मार्ट अनुबंध को खोलने और बंद करने की लागत आती है; चैनल खोलने और बंद करने के बीच हर स्थिति परिवर्तन पिछले की तुलना में सस्ता होगा क्योंकि निपटान लागत तदनुसार वितरित की जाती है।

रोलअप्स जैसे लेयर 2 (l2) समाधानों पर स्टेट चैनल्स को लागू करना उन्हें भुगतान के लिए और भी अधिक आकर्षक बना सकता है। जबकि चैनल्स सस्ते भुगतान की पेशकश करते हैं, उद्घाटन चरण के दौरान मेननेट पर ऑनचेन अनुबंध स्थापित करने की लागत महंगी हो सकती है—खासकर जब गैस शुल्क बढ़ जाता है। इथेरियम-आधारित रोलअप्स कम लेन-देन शुल्क (opens in a new tab) प्रदान करते हैं और सेटअप शुल्क को कम करके चैनल प्रतिभागियों के लिए ओवरहेड को कम कर सकते हैं।

माइक्रो-लेन-देन (Microtransactions)

माइक्रो-लेन-देन कम मूल्य वाले भुगतान (जैसे, एक डॉलर के अंश से कम) हैं जिन्हें व्यवसाय नुकसान उठाए बिना संसाधित नहीं कर सकते हैं। इन संस्थाओं को भुगतान सेवा प्रदाताओं को भुगतान करना होगा, जो वे नहीं कर सकते यदि लाभ कमाने के लिए ग्राहक भुगतान पर मार्जिन बहुत कम है।

पेमेंट चैनल्स माइक्रो-लेन-देन से जुड़े ओवरहेड को कम करके इस समस्या को हल करते हैं। उदाहरण के लिए, एक इंटरनेट सेवा प्रदाता (ISP) एक ग्राहक के साथ एक पेमेंट चैनल खोल सकता है, जिससे वे हर बार सेवा का उपयोग करने पर छोटे भुगतान स्ट्रीम कर सकते हैं।

चैनल खोलने और बंद करने की लागत के अलावा, प्रतिभागियों को माइक्रो-लेन-देन पर कोई अतिरिक्त लागत नहीं आती है (कोई गैस शुल्क नहीं)। यह एक फायदे का सौदा है क्योंकि ग्राहकों के पास सेवाओं के लिए कितना भुगतान करना है, इसमें अधिक लचीलापन होता है और व्यवसाय लाभदायक माइक्रो-लेन-देन से नहीं चूकते हैं।

विकेंद्रीकृत एप्लिकेशन (dapp)

पेमेंट चैनल्स की तरह, स्टेट चैनल्स स्टेट मशीन की अंतिम स्थितियों के अनुसार सशर्त भुगतान कर सकते हैं। स्टेट चैनल्स मनमाने स्थिति संक्रमण तर्क का भी समर्थन कर सकते हैं, जिससे वे जेनेरिक ऐप्स को ऑफचेन निष्पादित करने के लिए उपयोगी हो जाते हैं।

स्टेट चैनल्स अक्सर सरल टर्न-आधारित एप्लिकेशनों तक सीमित होते हैं, क्योंकि इससे ऑनचेन अनुबंध के लिए प्रतिबद्ध धनराशि का प्रबंधन करना आसान हो जाता है। इसके अलावा, अंतराल पर ऑफचेन एप्लिकेशन की स्थिति को अपडेट करने वाले सीमित संख्या में पक्षों के साथ, बेईमान व्यवहार को दंडित करना अपेक्षाकृत सीधा है।

एक स्टेट चैनल एप्लिकेशन की दक्षता उसके डिज़ाइन पर भी निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, एक डेवलपर ऐप चैनल अनुबंध को एक बार ऑनचेन तैनात कर सकता है और अन्य खिलाड़ियों को ऑनचेन जाने के बिना ऐप का पुन: उपयोग करने की अनुमति दे सकता है। इस मामले में, प्रारंभिक ऐप चैनल कई वर्चुअल चैनल्स का समर्थन करने वाले लेजर चैनल के रूप में कार्य करता है, जिनमें से प्रत्येक ऐप के स्मार्ट अनुबंध का एक नया उदाहरण ऑफचेन चलाता है।

स्टेट चैनल एप्लिकेशनों के लिए एक संभावित उपयोग-मामला सरल दो-खिलाड़ियों वाले गेम हैं, जहां गेम के परिणाम के आधार पर धनराशि वितरित की जाती है। यहां लाभ यह है कि खिलाड़ियों को एक-दूसरे पर भरोसा नहीं करना पड़ता है (विश्वासहीनता) और ऑनचेन अनुबंध, न कि खिलाड़ी, धनराशि के आवंटन और विवादों के निपटान (विकेंद्रीकरण) को नियंत्रित करता है।

स्टेट चैनल ऐप्स के लिए अन्य संभावित उपयोग-मामलों में ENS नाम स्वामित्व, NFT लेजर और बहुत कुछ शामिल हैं।

एटॉमिक ट्रांसफर

शुरुआती पेमेंट चैनल्स दो पक्षों के बीच ट्रांसफर तक सीमित थे, जिससे उनकी उपयोगिता सीमित हो गई थी। हालाँकि, वर्चुअल चैनल्स की शुरुआत ने व्यक्तियों को ऑनचेन एक नया चैनल खोले बिना मध्यस्थों (यानी, कई p2p चैनल्स) के माध्यम से ट्रांसफर को रूट करने की अनुमति दी।

आमतौर पर "मल्टी-हॉप ट्रांसफर" के रूप में वर्णित, रूट किए गए भुगतान एटॉमिक होते हैं (यानी, या तो लेन-देन के सभी भाग सफल होते हैं या यह पूरी तरह से विफल हो जाता है)। एटॉमिक ट्रांसफर यह सुनिश्चित करने के लिए हैश्ड टाइमलॉक कॉन्ट्रैक्ट्स (HTLCs) (opens in a new tab) का उपयोग करते हैं कि भुगतान केवल तभी जारी किया जाता है जब कुछ शर्तें पूरी होती हैं, जिससे प्रतिपक्ष जोखिम कम हो जाता है।

स्टेट चैनल्स का उपयोग करने की कमियां

जीवंतता (Liveness) धारणाएं

दक्षता सुनिश्चित करने के लिए, स्टेट चैनल्स विवादों का जवाब देने के लिए चैनल प्रतिभागियों की क्षमता पर समय सीमा लगाते हैं। यह नियम मानता है कि पीयर चैनल गतिविधि की निगरानी करने और आवश्यक होने पर चुनौतियों का मुकाबला करने के लिए हमेशा ऑनलाइन रहेंगे।

वास्तव में, उपयोगकर्ता अपने नियंत्रण से बाहर के कारणों (जैसे, खराब इंटरनेट कनेक्शन, यांत्रिक विफलता, आदि) से ऑफ़लाइन हो सकते हैं। यदि कोई ईमानदार उपयोगकर्ता ऑफ़लाइन हो जाता है, तो एक दुर्भावनापूर्ण पीयर मध्यस्थ अनुबंध में पुरानी मध्यवर्ती स्थितियां प्रस्तुत करके और प्रतिबद्ध धनराशि चुराकर स्थिति का फायदा उठा सकता है।

कुछ चैनल्स "वॉचटावर" का उपयोग करते हैं—ऐसी संस्थाएं जो दूसरों की ओर से ऑनचेन विवाद घटनाओं को देखने और संबंधित पक्षों को सचेत करने जैसे आवश्यक कार्रवाई करने के लिए जिम्मेदार हैं। हालाँकि, यह एक स्टेट चैनल का उपयोग करने की लागत को बढ़ा सकता है।

डेटा अनुपलब्धता

जैसा कि पहले बताया गया है, एक अमान्य विवाद को चुनौती देने के लिए स्टेट चैनल की नवीनतम, मान्य स्थिति प्रस्तुत करने की आवश्यकता होती है। यह एक धारणा पर आधारित एक और नियम है—कि उपयोगकर्ताओं के पास चैनल की नवीनतम स्थिति तक पहुंच है।

यद्यपि चैनल उपयोगकर्ताओं से ऑफचेन एप्लिकेशन स्थिति की प्रतियां संग्रहीत करने की अपेक्षा करना उचित है, यह डेटा त्रुटि या यांत्रिक विफलता के कारण खो सकता है। यदि उपयोगकर्ता के पास डेटा का बैकअप नहीं है, तो वे केवल यह आशा कर सकते हैं कि दूसरा पक्ष अपने पास मौजूद पुराने स्थिति संक्रमणों का उपयोग करके अमान्य निकास अनुरोध को अंतिम रूप न दे।

इथेरियम उपयोगकर्ताओं को इस समस्या से नहीं निपटना पड़ता है क्योंकि नेटवर्क डेटा उपलब्धता पर नियम लागू करता है। लेन-देन डेटा सभी नोड्स द्वारा संग्रहीत और प्रचारित किया जाता है और आवश्यक होने पर उपयोगकर्ताओं को डाउनलोड करने के लिए उपलब्ध होता है।

तरलता के मुद्दे

एक ब्लॉकचेन चैनल स्थापित करने के लिए, प्रतिभागियों को चैनल के जीवनचक्र के लिए एक ऑनचेन स्मार्ट अनुबंध में धनराशि लॉक करने की आवश्यकता होती है। यह चैनल उपयोगकर्ताओं की तरलता को कम करता है और चैनल्स को उन लोगों तक सीमित करता है जो मेननेट पर धनराशि लॉक रखने का जोखिम उठा सकते हैं।

हालाँकि, लेजर चैनल्स—एक ऑफचेन सेवा प्रदाता (OSP) द्वारा संचालित—उपयोगकर्ताओं के लिए तरलता के मुद्दों को कम कर सकते हैं। एक लेजर चैनल से जुड़े दो पीयर एक वर्चुअल चैनल बना सकते हैं, जिसे वे जब चाहें पूरी तरह से ऑफचेन खोल और अंतिम रूप दे सकते हैं।

ऑफचेन सेवा प्रदाता कई पीयर के साथ चैनल्स भी खोल सकते हैं, जिससे वे भुगतान रूट करने के लिए उपयोगी हो जाते हैं। बेशक, उपयोगकर्ताओं को उनकी सेवाओं के लिए OSP को शुल्क का भुगतान करना होगा, जो कुछ के लिए अवांछनीय हो सकता है।

ग्रीफिंग (Griefing) हमले

ग्रीफिंग हमले धोखाधड़ी प्रमाण-आधारित प्रणालियों की एक सामान्य विशेषता हैं। एक ग्रीफिंग हमला सीधे हमलावर को लाभ नहीं पहुंचाता है बल्कि पीड़ित को दुख (यानी, नुकसान) पहुंचाता है, इसलिए यह नाम है।

धोखाधड़ी साबित करना ग्रीफिंग हमलों के प्रति संवेदनशील है क्योंकि ईमानदार पक्ष को हर विवाद का जवाब देना चाहिए, यहां तक कि अमान्य विवादों का भी, या अपनी धनराशि खोने का जोखिम उठाना चाहिए। एक दुर्भावनापूर्ण प्रतिभागी बार-बार पुराने स्थिति संक्रमणों को ऑनचेन पोस्ट करने का निर्णय ले सकता है, जिससे ईमानदार पक्ष को मान्य स्थिति के साथ जवाब देने के लिए मजबूर होना पड़ता है। उन ऑनचेन लेन-देन की लागत जल्दी से जुड़ सकती है, जिससे इस प्रक्रिया में ईमानदार पक्षों को नुकसान हो सकता है।

पूर्व-निर्धारित प्रतिभागी सेट

डिज़ाइन के अनुसार, एक स्टेट चैनल बनाने वाले प्रतिभागियों की संख्या इसके पूरे जीवनकाल में निश्चित रहती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रतिभागी सेट को अपडेट करने से चैनल का संचालन जटिल हो जाएगा, खासकर जब चैनल को वित्तपोषित करना हो, या विवादों को निपटाना हो। प्रतिभागियों को जोड़ने या हटाने के लिए अतिरिक्त ऑनचेन गतिविधि की भी आवश्यकता होगी, जो उपयोगकर्ताओं के लिए ओवरहेड बढ़ाती है।

हालांकि यह स्टेट चैनल्स के बारे में तर्क करना आसान बनाता है, यह एप्लिकेशन डेवलपर्स के लिए चैनल डिज़ाइन की उपयोगिता को सीमित करता है। यह आंशिक रूप से बताता है कि रोलअप्स जैसे अन्य स्केलिंग समाधानों के पक्ष में स्टेट चैनल्स को क्यों छोड़ दिया गया है।

समानांतर लेन-देन प्रसंस्करण

स्टेट चैनल में प्रतिभागी बारी-बारी से स्थिति अपडेट भेजते हैं, यही कारण है कि वे "टर्न-आधारित एप्लिकेशनों" (जैसे, दो-खिलाड़ियों वाला शतरंज का खेल) के लिए सबसे अच्छा काम करते हैं। यह एक साथ स्थिति अपडेट को संभालने की आवश्यकता को समाप्त करता है और पुराने अपडेट पोस्टरों को दंडित करने के लिए ऑनचेन अनुबंध को जो काम करना चाहिए उसे कम करता है। हालाँकि, इस डिज़ाइन का एक दुष्प्रभाव यह है कि लेन-देन एक-दूसरे पर निर्भर होते हैं, जिससे विलंबता बढ़ती है और समग्र उपयोगकर्ता अनुभव कम होता है।

कुछ स्टेट चैनल्स "फुल-डुप्लेक्स" डिज़ाइन का उपयोग करके इस समस्या को हल करते हैं जो ऑफचेन स्थिति को दो यूनिडायरेक्शनल "सिम्प्लेक्स" स्थितियों में अलग करता है, जिससे समवर्ती स्थिति अपडेट की अनुमति मिलती है। ऐसे डिज़ाइन ऑफचेन थ्रूपुट में सुधार करते हैं और लेन-देन में देरी को कम करते हैं।

स्टेट चैनल्स का उपयोग करें

कई प्रोजेक्ट स्टेट चैनल्स के कार्यान्वयन प्रदान करते हैं जिन्हें आप अपने dapps में एकीकृत कर सकते हैं:

• Connext (opens in a new tab)
• Perun (opens in a new tab)
• Raiden (opens in a new tab)
• Statechannels.org (opens in a new tab)

आगे की पढ़ाई

स्टेट चैनल्स

• इथेरियम के लेयर 2 स्केलिंग समाधानों को समझना: स्टेट चैनल्स, प्लाज्मा और ट्रूबिट (opens in a new tab) – जोश स्टार्क, 12 फरवरी 2018
• स्टेट चैनल्स - एक स्पष्टीकरण (opens in a new tab) 6 नवंबर, 2015 - जेफ कोलमैन
• स्टेट चैनल्स की मूल बातें (opens in a new tab) District0x
• ब्लॉकचेन स्टेट चैनल्स: ए स्टेट ऑफ द आर्ट (opens in a new tab)

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