एकल स्लॉट अंतिमता

एक इथेरियम ब्लॉक को अंतिम रूप दिए जाने में लगभग 15 मिनट लगते हैं। हालाँकि, हम इथेरियम के सर्वसम्मति तंत्र को ब्लॉक को अधिक कुशलता से मान्य करने और अंतिमता के समय को नाटकीय रूप से कम करने के लिए बना सकते हैं। पंद्रह मिनट तक प्रतीक्षा करने के बजाय, ब्लॉक को उसी स्लॉट में प्रस्तावित और अंतिम रूप दिया जा सकता है। इस अवधारणा को एकल स्लॉट अंतिमता (SSF) के रूप में जाना जाता है।

अंतिमता क्या है?

इथेरियम के प्रूफ-ऑफ़-स्टेक (PoS) आधारित सर्वसम्मति तंत्र में, अंतिमता उस गारंटी को संदर्भित करती है कि कुल स्टेक किए गए ETH का कम से कम 33% बर्न किए बिना किसी ब्लॉक को ब्लॉकचेन से बदला या हटाया नहीं जा सकता है। यह 'क्रिप्टो-आर्थिक' सुरक्षा है क्योंकि विश्वास चेन के क्रम या सामग्री को बदलने से जुड़ी अत्यधिक उच्च लागत से आता है जो किसी भी तर्कसंगत आर्थिक अभिनेता को इसे आजमाने से रोकेगा।

त्वरित अंतिमता का लक्ष्य क्यों रखें?

अंतिमता का वर्तमान समय बहुत लंबा साबित हुआ है। अधिकांश उपयोगकर्ता अंतिमता के लिए 15 मिनट तक प्रतीक्षा नहीं करना चाहते हैं, और यह उन ऐप्स और एक्सचेंजों के लिए असुविधाजनक है जो उच्च लेन-देन थ्रूपुट चाहते हैं, उन्हें यह सुनिश्चित करने के लिए इतनी देर तक प्रतीक्षा करनी पड़ती है कि उनके लेन-देन स्थायी हैं। ब्लॉक के प्रस्ताव और अंतिम रूप दिए जाने के बीच देरी होने से छोटे पुनर्गठन (reorgs) का अवसर भी बनता है जिसका उपयोग कोई हमलावर कुछ ब्लॉकों को सेंसर करने या MEV निकालने के लिए कर सकता है। चरणों में ब्लॉकों को अपग्रेड करने से निपटने वाला तंत्र भी काफी जटिल है और सुरक्षा कमजोरियों को बंद करने के लिए इसे कई बार पैच किया गया है, जिससे यह इथेरियम कोडबेस के उन हिस्सों में से एक बन गया है जहां सूक्ष्म बग उत्पन्न होने की अधिक संभावना है। अंतिमता के समय को एकल स्लॉट तक कम करके इन सभी समस्याओं को समाप्त किया जा सकता है।

विकेंद्रीकरण / समय / ओवरहेड ट्रेडऑफ़

अंतिमता की गारंटी किसी नए ब्लॉक की तत्काल संपत्ति नहीं है; एक नए ब्लॉक को अंतिम रूप दिए जाने में समय लगता है। इसका कारण यह है कि नेटवर्क पर कुल स्टेक किए गए ETH के कम से कम 2/3 का प्रतिनिधित्व करने वाले सत्यापकों को ब्लॉक के लिए वोट ("अनुप्रमाणन") करना होता है ताकि इसे अंतिम रूप दिया गया माना जा सके। नेटवर्क पर प्रत्येक सत्यापक नोड को अन्य नोड्स से अनुप्रमाणन को संसाधित करना होता है ताकि यह पता चल सके कि किसी ब्लॉक ने उस 2/3 सीमा को प्राप्त किया है या नहीं।

अंतिम रूप दिए जाने तक पहुंचने के लिए जितना कम समय दिया जाएगा, प्रत्येक नोड पर उतनी ही अधिक कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता होगी क्योंकि अनुप्रमाणन प्रसंस्करण को तेजी से किया जाना है। इसके अलावा, नेटवर्क पर जितने अधिक सत्यापक नोड मौजूद होंगे, प्रत्येक ब्लॉक के लिए उतने ही अधिक अनुप्रमाणन संसाधित करने होंगे, जिससे आवश्यक प्रसंस्करण शक्ति भी बढ़ जाएगी। जितनी अधिक प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता होगी, उतने ही कम लोग भाग ले सकते हैं क्योंकि प्रत्येक सत्यापक नोड को चलाने के लिए अधिक महंगे हार्डवेयर की आवश्यकता होती है। ब्लॉकों के बीच का समय बढ़ाने से प्रत्येक नोड पर आवश्यक कंप्यूटिंग शक्ति कम हो जाती है लेकिन अंतिमता का समय भी बढ़ जाता है, क्योंकि अनुप्रमाणन अधिक धीरे-धीरे संसाधित होते हैं।

इसलिए, ओवरहेड (कंप्यूटिंग शक्ति), विकेंद्रीकरण (चेन को मान्य करने में भाग लेने वाले नोड्स की संख्या) और अंतिमता के समय के बीच एक ट्रेडऑफ़ है। आदर्श प्रणाली न्यूनतम कंप्यूटिंग शक्ति, अधिकतम विकेंद्रीकरण और अंतिमता के न्यूनतम समय को संतुलित करती है।

इथेरियम के वर्तमान सर्वसम्मति तंत्र ने इन तीन मापदंडों को निम्न द्वारा संतुलित किया:

न्यूनतम स्टेक को 32 ETH पर सेट करना। यह व्यक्तिगत नोड्स द्वारा संसाधित किए जाने वाले सत्यापकों के अनुप्रमाणन की संख्या पर एक ऊपरी सीमा निर्धारित करता है, और इसलिए प्रत्येक नोड के लिए कम्प्यूटेशनल आवश्यकताओं पर एक ऊपरी सीमा निर्धारित करता है।
अंतिमता का समय ~15 मिनट निर्धारित करना। यह सामान्य घरेलू कंप्यूटरों पर चलने वाले सत्यापकों को प्रत्येक ब्लॉक के लिए अनुप्रमाणन को सुरक्षित रूप से संसाधित करने के लिए पर्याप्त समय देता है।

वर्तमान तंत्र डिजाइन के साथ, अंतिमता के समय को कम करने के लिए, नेटवर्क पर सत्यापकों की संख्या को कम करना या प्रत्येक नोड के लिए हार्डवेयर आवश्यकताओं को बढ़ाना आवश्यक है। हालाँकि, अनुप्रमाणन को संसाधित करने के तरीके में सुधार किए जा सकते हैं जो प्रत्येक नोड पर ओवरहेड को बढ़ाए बिना अधिक अनुप्रमाणन को गिनने की अनुमति दे सकते हैं। अधिक कुशल प्रसंस्करण अंतिमता को दो एपॉक के बजाय एकल स्लॉट के भीतर निर्धारित करने की अनुमति देगा।

SSF के मार्ग

वर्तमान सर्वसम्मति तंत्र कई सत्यापकों के अनुप्रमाणन को जोड़ता है, जिन्हें समितियों के रूप में जाना जाता है, ताकि प्रत्येक सत्यापक को ब्लॉक को मान्य करने के लिए संसाधित किए जाने वाले संदेशों की संख्या को कम किया जा सके। प्रत्येक सत्यापक के पास प्रत्येक एपॉक (32 स्लॉट) में अनुप्रमाणन करने का अवसर होता है, लेकिन प्रत्येक स्लॉट में, केवल सत्यापकों का एक उपसमूह, जिसे 'समिति' के रूप में जाना जाता है, अनुप्रमाणन करता है। वे सबनेट में विभाजित होकर ऐसा करते हैं जिसमें कुछ सत्यापकों को 'एग्रीगेटर' के रूप में चुना जाता है। वे एग्रीगेटर अपने सबनेट में अन्य सत्यापकों से देखे गए सभी हस्ताक्षरों को एक एकल समग्र हस्ताक्षर में जोड़ते हैं। वह एग्रीगेटर जिसमें व्यक्तिगत योगदानों की सबसे बड़ी संख्या शामिल होती है, वह अपने समग्र हस्ताक्षर को ब्लॉक प्रस्तावक को पास करता है, जो इसे अन्य समितियों के समग्र हस्ताक्षर के साथ ब्लॉक में शामिल करता है।

यह प्रक्रिया प्रत्येक सत्यापक को प्रत्येक एपॉक में वोट करने के लिए पर्याप्त क्षमता प्रदान करती है, क्योंकि 32 slots * 64 committees * 256 validators per committee = 524,288 validators per epoch। लिखते समय (फरवरी 2023) ~513,000 सक्रिय सत्यापक हैं।

इस योजना में, प्रत्येक सत्यापक के लिए पूरे एपॉक में अपने अनुप्रमाणन वितरित करके ब्लॉक पर वोट करना ही संभव है। हालाँकि, तंत्र को बेहतर बनाने के संभावित तरीके हैं ताकि प्रत्येक सत्यापक को हर स्लॉट में अनुप्रमाणन करने का मौका मिले।

जब से इथेरियम सर्वसम्मति तंत्र को डिज़ाइन किया गया था, हस्ताक्षर एकत्रीकरण योजना (BLS) को शुरू में सोचे गए की तुलना में कहीं अधिक स्केलेबल पाया गया है, जबकि ग्राहकों की हस्ताक्षरों को संसाधित करने और सत्यापित करने की क्षमता में भी सुधार हुआ है। यह पता चला है कि बड़ी संख्या में सत्यापकों से अनुप्रमाणन को संसाधित करना वास्तव में एक ही स्लॉट के भीतर संभव है। उदाहरण के लिए, एक मिलियन सत्यापकों के साथ प्रत्येक स्लॉट में दो बार वोट करने और स्लॉट के समय को 16 सेकंड में समायोजित करने के साथ, नोड्स को स्लॉट के भीतर सभी 1 मिलियन अनुप्रमाणन को संसाधित करने के लिए प्रति सेकंड 125,000 एकत्रीकरण की न्यूनतम दर पर हस्ताक्षरों को सत्यापित करने की आवश्यकता होगी। वास्तव में, एक सामान्य कंप्यूटर को एक हस्ताक्षर सत्यापन करने में लगभग 500 नैनोसेकंड लगते हैं, जिसका अर्थ है कि 125,000 को ~62.5 ms में किया जा सकता है - जो एक सेकंड की सीमा से काफी नीचे है।

प्रति स्लॉट 125,000 यादृच्छिक रूप से चुने गए सत्यापकों की सुपरसमितियां बनाकर और अधिक दक्षता प्राप्त की जा सकती है। केवल इन सत्यापकों को ब्लॉक पर वोट करने का मौका मिलता है और इसलिए सत्यापकों का केवल यह उपसमूह तय करता है कि ब्लॉक को अंतिम रूप दिया गया है या नहीं। यह एक अच्छा विचार है या नहीं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि समुदाय इथेरियम पर एक सफल हमले को कितना महंगा बनाना पसंद करेगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि कुल स्टेक किए गए ईथर के 2/3 की आवश्यकता के बजाय, एक हमलावर उस सुपरसमिति में स्टेक किए गए ईथर के 2/3 के साथ एक बेईमान ब्लॉक को अंतिम रूप दे सकता है। यह अभी भी शोध का एक सक्रिय क्षेत्र है, लेकिन यह प्रशंसनीय लगता है कि एक सत्यापक सेट के लिए जो सुपरसमितियों की आवश्यकता के लिए पर्याप्त रूप से बड़ा है, उन उपसमितियों में से एक पर हमला करने की लागत अत्यधिक उच्च होगी (उदा., हमले की ETH मूल्यवर्गित लागत 2/3 * 125,000 * 32 = ~2.6 million ETH होगी)। सत्यापक सेट के आकार को बढ़ाकर हमले की लागत को समायोजित किया जा सकता है (उदा., सत्यापक आकार को ट्यून करें ताकि हमले की लागत 1 मिलियन ईथर, 4 मिलियन ईथर, 10 मिलियन ईथर आदि के बराबर हो)। समुदाय के प्रारंभिक सर्वेक्षण (opens in a new tab) यह सुझाव देते हैं कि 1-2 मिलियन ईथर हमले की एक स्वीकार्य लागत है, जिसका अर्थ है प्रति सुपरसमिति ~65,536 - 97,152 सत्यापक।

हालाँकि, सत्यापन वास्तविक बाधा नहीं है - यह हस्ताक्षर एकत्रीकरण है जो वास्तव में सत्यापक नोड्स को चुनौती देता है। हस्ताक्षर एकत्रीकरण को स्केल करने के लिए संभवतः प्रत्येक सबनेट में सत्यापकों की संख्या बढ़ाने, सबनेट की संख्या बढ़ाने, या एकत्रीकरण की अतिरिक्त परतें जोड़ने (यानी, समितियों की समितियों को लागू करने) की आवश्यकता होगी। समाधान का एक हिस्सा विशेष एग्रीगेटर्स को अनुमति देना हो सकता है - ठीक उसी तरह जैसे ब्लॉक निर्माण और रोलअप डेटा के लिए प्रतिबद्धताएं उत्पन्न करना प्रस्तावक-निर्माता पृथक्करण (PBS) और डैन्कशार्डिंग के तहत विशेष ब्लॉक निर्माताओं को आउटसोर्स किया जाएगा।

SSF में फोर्क चयन नियम की क्या भूमिका है?

आज का सर्वसम्मति तंत्र अंतिमता गैजेट (वह एल्गोरिथ्म जो यह निर्धारित करता है कि क्या 2/3 सत्यापकों ने एक निश्चित चेन को अनुप्रमाणित किया है) और फोर्क चयन नियम (वह एल्गोरिथ्म जो यह तय करता है कि कई विकल्प होने पर कौन सी चेन सही है) के बीच एक तंग युग्मन पर निर्भर करता है। फोर्क चयन एल्गोरिथ्म केवल अंतिम रूप दिए गए ब्लॉक के बाद के ब्लॉकों पर विचार करता है। SSF के तहत फोर्क चयन नियम पर विचार करने के लिए कोई ब्लॉक नहीं होगा, क्योंकि अंतिमता उसी स्लॉट में होती है जिसमें ब्लॉक प्रस्तावित होता है। इसका मतलब है कि SSF के तहत किसी भी समय या तो फोर्क चयन एल्गोरिथ्म या अंतिमता गैजेट सक्रिय होगा। अंतिमता गैजेट उन ब्लॉकों को अंतिम रूप देगा जहां 2/3 सत्यापक ऑनलाइन थे और ईमानदारी से अनुप्रमाणन कर रहे थे। यदि कोई ब्लॉक 2/3 सीमा को पार करने में सक्षम नहीं है, तो फोर्क चयन नियम यह निर्धारित करने के लिए शुरू हो जाएगा कि किस चेन का पालन करना है। यह निष्क्रियता क्षरण तंत्र को बनाए रखने का अवसर भी बनाता है जो उस चेन को पुनर्प्राप्त करता है जहां >1/3 सत्यापक ऑफ़लाइन हो जाते हैं, हालांकि कुछ अतिरिक्त बारीकियों के साथ।

बकाया मुद्दे

प्रति सबनेट सत्यापकों की संख्या बढ़ाकर एकत्रीकरण को स्केल करने की समस्या यह है कि इससे पीयर-टू-पीयर नेटवर्क पर अधिक भार पड़ता है। एकत्रीकरण की परतें जोड़ने की समस्या यह है कि इसे इंजीनियर करना काफी जटिल है और यह विलंबता जोड़ता है (यानी, ब्लॉक प्रस्तावक को सभी सबनेट एग्रीगेटर्स से सुनने में अधिक समय लग सकता है)। यह भी स्पष्ट नहीं है कि उस परिदृश्य से कैसे निपटा जाए जहां नेटवर्क पर प्रत्येक स्लॉट में व्यावहारिक रूप से संसाधित किए जा सकने वाले सत्यापकों की तुलना में अधिक सक्रिय सत्यापक हैं, यहां तक कि BLS हस्ताक्षर एकत्रीकरण के साथ भी। एक संभावित समाधान यह है कि, क्योंकि सभी सत्यापक हर स्लॉट में अनुप्रमाणन करते हैं और SSF के तहत कोई समितियां नहीं हैं, प्रभावी शेष पर 32 ETH की सीमा को पूरी तरह से हटाया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि कई सत्यापकों का प्रबंधन करने वाले ऑपरेटर अपने स्टेक को समेकित कर सकते हैं और कम चला सकते हैं, जिससे उन संदेशों की संख्या कम हो जाएगी जिन्हें सत्यापक नोड्स को पूरे सत्यापक सेट के लिए संसाधित करना पड़ता है। यह बड़े स्टेकर्स पर निर्भर करता है जो अपने सत्यापकों को समेकित करने के लिए सहमत होते हैं। किसी भी समय सत्यापकों की संख्या या स्टेक किए गए ETH की मात्रा पर एक निश्चित सीमा लगाना भी संभव है। हालाँकि, इसके लिए यह तय करने के लिए कुछ तंत्र की आवश्यकता होती है कि किन सत्यापकों को भाग लेने की अनुमति है और किन्हें नहीं, जो अवांछित द्वितीयक प्रभाव पैदा करने के लिए उत्तरदायी है।

वर्तमान प्रगति

SSF अनुसंधान चरण में है। इसके कई वर्षों तक शिप होने की उम्मीद नहीं है, संभवतः वर्कल ट्रीज़ और डैन्कशार्डिंग जैसे अन्य पर्याप्त अपग्रेड के बाद।

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पेज का अंतिम अपडेट: 23 फ़रवरी 2026