اسٹیک کا ثبوت (PoS)

اسٹیک کا ثبوت (PoS) ایتھیریم کے اتفاق رائے کے طریقہ کار کی بنیاد ہے۔ ایتھیریم نے 2022 میں اپنے اسٹیک کے ثبوت کے طریقہ کار کو اپنایا کیونکہ یہ پچھلے کام کے ثبوت والے فن تعمیر کے مقابلے میں زیادہ محفوظ، کم توانائی خرچ کرنے والا، اور نئے اسکیلنگ حلوں کو نافذ کرنے کے لیے بہتر ہے۔

شرائط

اس صفحہ کو بہتر طور پر سمجھنے کے لیے، ہم تجویز کرتے ہیں کہ آپ پہلے اتفاق رائے کے طریقہ کار کے بارے میں پڑھیں۔

اسٹیک کا ثبوت (PoS) کیا ہے؟

اسٹیک کا ثبوت یہ ثابت کرنے کا ایک طریقہ ہے کہ توثیق کاروں نے نیٹ ورک میں کوئی قیمتی چیز ڈالی ہے جسے تباہ کیا جا سکتا ہے اگر وہ بے ایمانی سے کام کرتے ہیں۔ ایتھیریم کے اسٹیک کے ثبوت میں، توثیق کار واضح طور پر ایتھیریم پر ایک اسمارٹ کنٹریکٹ میں ETH کی شکل میں سرمایہ لگاتے ہیں۔ پھر توثیق کار یہ جانچنے کا ذمہ دار ہوتا ہے کہ نیٹ ورک پر پھیلائے گئے نئے بلاکس درست ہیں اور کبھی کبھار خود نئے بلاکس بناتے اور پھیلاتے ہیں۔ اگر وہ نیٹ ورک کو دھوکہ دینے کی کوشش کرتے ہیں (مثال کے طور پر جب انہیں ایک بھیجنا چاہیے تو متعدد بلاکس کی تجویز دے کر یا متضاد تصدیقات بھیج کر)، تو ان کا لگایا گیا کچھ یا تمام ETH تباہ کیا جا سکتا ہے۔

ویلیڈیٹرز

ایک توثیق کار کے طور پر حصہ لینے کے لیے، صارف کو ڈیپازٹ کنٹریکٹ میں 32 ETH جمع کرانا ہوگا اور تین الگ الگ سافٹ ویئر چلانے ہوں گے: ایک ایگزیکیوشن کلائنٹ، ایک کنسینسس کلائنٹ، اور ایک توثیق کار کلائنٹ۔ اپنا ETH جمع کرانے پر، صارف ایکٹیویشن قطار میں شامل ہو جاتا ہے جو نیٹ ورک میں شامل ہونے والے نئے توثیق کاروں کی شرح کو محدود کرتی ہے۔ ایک بار فعال ہونے کے بعد، توثیق کاروں کو ایتھیریم نیٹ ورک پر پیئرس سے نئے بلاکس موصول ہوتے ہیں۔ بلاک میں دی گئی ٹرانزیکشنز کو دوبارہ عمل میں لایا جاتا ہے تاکہ یہ جانچا جا سکے کہ ایتھیریم کی حالت میں مجوزہ تبدیلیاں درست ہیں، اور بلاک کے دستخط کی جانچ کی جاتی ہے۔ اس کے بعد توثیق کار نیٹ ورک پر اس بلاک کے حق میں ایک ووٹ (جسے تصدیق کہتے ہیں) بھیجتا ہے۔

جہاں کام کے ثبوت کے تحت، بلاکس کا وقت کان کنی کی مشکل سے طے ہوتا ہے، وہیں اسٹیک کے ثبوت میں، رفتار طے شدہ ہوتی ہے۔ اسٹیک کے ثبوت والے ایتھیریم میں وقت کو سلاٹس (12 سیکنڈ) اور عہدوں (32 سلاٹس) میں تقسیم کیا گیا ہے۔ ہر سلاٹ میں ایک توثیق کار کو تصادفی طور پر بلاک تجویز کنندہ کے طور پر منتخب کیا جاتا ہے۔ یہ توثیق کار ایک نیا بلاک بنانے اور اسے نیٹ ورک پر دوسرے نوڈس کو بھیجنے کا ذمہ دار ہے۔ ہر سلاٹ میں، توثیق کاروں کی ایک کمیٹی بھی تصادفی طور پر منتخب کی جاتی ہے، جن کے ووٹوں کا استعمال مجوزہ بلاک کی درستگی کا تعین کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ توثیق کار کے سیٹ کو کمیٹیوں میں تقسیم کرنا نیٹ ورک کے بوجھ کو قابل انتظام رکھنے کے لیے اہم ہے۔ کمیٹیاں توثیق کار کے سیٹ کو اس طرح تقسیم کرتی ہیں کہ ہر فعال توثیق کار ہر عہد میں تصدیق کرتا ہے، لیکن ہر سلاٹ میں نہیں۔

ایتھیریم PoS میں ایک ٹرانزیکشن کیسے عمل میں لائی جاتی ہے

مندرجہ ذیل میں اس بات کی مکمل وضاحت فراہم کی گئی ہے کہ ایتھیریم اسٹیک کے ثبوت میں ایک ٹرانزیکشن کیسے عمل میں لائی جاتی ہے۔

1. ایک صارف اپنی نجی کلید کے ساتھ ایک ٹرانزیکشن بناتا اور اس پر دستخط کرتا ہے۔ یہ عام طور پر ایک والیٹ یا لائبریری جیسے ethers.jsopens in a new tab, web3jsopens in a new tab, web3pyopens in a new tab وغیرہ کے ذریعے سنبھالا جاتا ہے لیکن درپردہ صارف ایتھیریم JSON-RPC API کا استعمال کرتے ہوئے ایک نوڈ سے درخواست کر رہا ہوتا ہے۔ صارف گیس کی وہ مقدار متعین کرتا ہے جسے وہ ایک توثیق کار کو ٹپ کے طور پر ادا کرنے کے لیے تیار ہیں تاکہ انہیں ٹرانزیکشن کو بلاک میں شامل کرنے کی ترغیب دی جا سکے۔ ٹپس توثیق کار کو ادا کی جاتی ہیں جبکہ بیس فیس جلا دی جاتی ہے۔
2. ٹرانزیکشن ایک ایتھیریم ایگزیکیوشن کلائنٹ کو جمع کی جاتی ہے جو اس کی درستگی کی تصدیق کرتا ہے۔ اس کا مطلب یہ یقینی بنانا ہے کہ بھیجنے والے کے پاس ٹرانزیکشن کو پورا کرنے کے لیے کافی ETH ہے اور انہوں نے صحیح کلید سے اس پر دستخط کیے ہیں۔
3. اگر ٹرانزیکشن درست ہے، تو ایگزیکیوشن کلائنٹ اسے اپنے مقامی میمپول (زیر التواء ٹرانزیکشنز کی فہرست) میں شامل کرتا ہے اور اسے ایگزیکیوشن لیئر گوسپ نیٹ ورک پر دوسرے نوڈس پر بھی نشر کرتا ہے۔ جب دوسرے نوڈس ٹرانزیکشن کے بارے میں سنتے ہیں تو وہ اسے اپنے مقامی میمپول میں بھی شامل کر لیتے ہیں۔ جدید صارفین اپنی ٹرانزیکشن کو نشر کرنے سے گریز کر سکتے ہیں اور اس کے بجائے اسے Flashbots Auctionopens in a new tab جیسے خصوصی بلاک بلڈرز کو بھیج سکتے ہیں۔ یہ انہیں زیادہ سے زیادہ منافع (MEV) کے لیے آنے والے بلاکس میں ٹرانزیکشنز کو منظم کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
4. نیٹ ورک پر موجود توثیق کار نوڈز میں سے ایک موجودہ سلاٹ کے لیے بلاک تجویز کنندہ ہے، جسے پہلے RANDAO کا استعمال کرتے ہوئے نیم تصادفی طور پر منتخب کیا گیا تھا۔ یہ نوڈ ایتھیریم بلاکچین میں شامل کیے جانے والے اگلے بلاک کی تعمیر اور نشر کرنے اور عالمی حالت کو اپ ڈیٹ کرنے کا ذمہ دار ہے۔ نوڈ تین حصوں پر مشتمل ہے: ایک ایگزیکیوشن کلائنٹ، ایک کنسینسس کلائنٹ اور ایک توثیق کار کلائنٹ۔ ایگزیکیوشن کلائنٹ مقامی میمپول سے ٹرانزیکشنز کو ایک "ایگزیکیوشن پے لوڈ" میں بنڈل کرتا ہے اور حالت میں تبدیلی پیدا کرنے کے لیے انہیں مقامی طور پر عمل میں لاتا ہے۔ یہ معلومات کنسینسس کلائنٹ کو بھیجی جاتی ہیں جہاں ایگزیکیوشن پے لوڈ کو "بیکن بلاک" کے حصے کے طور پر لپیٹا جاتا ہے جس میں انعامات، جرمانے، سلیشنگز، تصدیقات وغیرہ کے بارے میں معلومات بھی ہوتی ہیں جو نیٹ ورک کو چین کے سرے پر بلاکس کی ترتیب پر متفق ہونے کے قابل بناتی ہیں۔ ایگزیکیوشن اور کنسینسس کلائنٹس کے درمیان مواصلات کی مزید تفصیل کنسینسس اور ایگزیکیوشن کلائنٹس کو جوڑنا میں بیان کی گئی ہے۔
5. دیگر نوڈس کنسینسس لیئر گوسپ نیٹ ورک پر نیا بیکن بلاک وصول کرتے ہیں۔ وہ اسے اپنے ایگزیکیوشن کلائنٹ کو بھیجتے ہیں جہاں ٹرانزیکشنز کو مقامی طور پر دوبارہ عمل میں لایا جاتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ مجوزہ حالت میں تبدیلی درست ہے۔ اس کے بعد توثیق کار کلائنٹ تصدیق کرتا ہے کہ بلاک درست ہے اور چین کے بارے میں ان کے نظریے میں منطقی اگلا بلاک ہے (یعنی یہ فورک کے انتخاب کے اصولوں میں بیان کردہ تصدیقات کے سب سے زیادہ وزن والی چین پر بنتا ہے)۔ بلاک ہر اس نوڈ میں مقامی ڈیٹا بیس میں شامل کیا جاتا ہے جو اس کی تصدیق کرتا ہے۔
6. ٹرانزیکشن کو "حتمی شکل" دی گئی سمجھا جا سکتا ہے اگر یہ دو چیک پوائنٹس کے درمیان "سپر میجورٹی لنک" والی چین کا حصہ بن گیا ہو۔ چیک پوائنٹس ہر عہد کے آغاز میں ہوتے ہیں اور وہ اس حقیقت کا حساب رکھنے کے لیے موجود ہیں کہ فعال توثیق کاروں کا صرف ایک ذیلی سیٹ ہر سلاٹ میں تصدیق کرتا ہے، لیکن تمام فعال توثیق کار ہر عہد میں تصدیق کرتے ہیں۔ لہذا، یہ صرف عہدوں کے درمیان ہے کہ 'سپر میجورٹی لنک' کا مظاہرہ کیا جا سکتا ہے (یہ وہ جگہ ہے جہاں نیٹ ورک پر کل لگائے گئے ETH کا 66% دو چیک پوائنٹس پر متفق ہوتا ہے)۔

حتمیت کے بارے میں مزید تفصیلات ذیل میں مل سکتی ہیں۔

حتمیت

تقسیم شدہ نیٹ ورکس میں ایک ٹرانزیکشن کی "حتمیت" تب ہوتی ہے جب وہ ایک ایسے بلاک کا حصہ ہو جسے بڑی مقدار میں ETH جلائے بغیر تبدیل نہیں کیا جا سکتا۔ اسٹیک کے ثبوت والے ایتھیریم پر، اس کا انتظام "چیک پوائنٹ" بلاکس کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ ہر عہد میں پہلا بلاک ایک چیک پوائنٹ ہوتا ہے۔ توثیق کار چیک پوائنٹس کے جوڑوں کے لیے ووٹ دیتے ہیں جنہیں وہ درست سمجھتے ہیں۔ اگر چیک پوائنٹس کا ایک جوڑا کل لگائے گئے ETH کے کم از کم دو تہائی کی نمائندگی کرنے والے ووٹوں کو راغب کرتا ہے، تو چیک پوائنٹس کو اپ گریڈ کیا جاتا ہے۔ دونوں میں سے حالیہ (ہدف) "جائز" ہو جاتا ہے۔ دونوں میں سے پہلا پہلے ہی جائز ہے کیونکہ یہ پچھلے عہد میں "ہدف" تھا۔ اب اسے "حتمی شکل" میں اپ گریڈ کر دیا گیا ہے۔ چیک پوائنٹس کو اپ گریڈ کرنے کا یہ عمل Casper the Friendly Finality Gadget (Casper-FFG)opens in a new tab کے ذریعے سنبھالا جاتا ہے۔ Casper-FFG اتفاق رائے کے لیے ایک بلاک حتمیت کا ٹول ہے۔ ایک بار جب کسی بلاک کو حتمی شکل دے دی جاتی ہے، تو اسے اسٹیکرز کی اکثریت کی سلیشنگ کے بغیر واپس نہیں لیا جا سکتا یا تبدیل نہیں کیا جا سکتا، جو اسے معاشی طور پر ناقابل عمل بنا دیتا ہے۔

ایک حتمی بلاک کو واپس لانے کے لیے، ایک حملہ آور کل سپلائی کے لگائے گئے ETH کا کم از کم ایک تہائی کھونے کا عہد کرے گا۔ اس کی صحیح وجہ اس ایتھیریم فاؤنڈیشن بلاگ پوسٹopens in a new tab میں بیان کی گئی ہے۔ چونکہ حتمیت کے لیے دو تہائی اکثریت کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے ایک حملہ آور کل اسٹیک کے ایک تہائی کے ساتھ ووٹ دے کر نیٹ ورک کو حتمیت تک پہنچنے سے روک سکتا ہے۔ اس سے دفاع کے لیے ایک طریقہ کار ہے: غیرفعالیت کا رساؤopens in a new tab۔ یہ تب فعال ہوتا ہے جب چین چار سے زیادہ عہدوں تک حتمی شکل دینے میں ناکام رہتی ہے۔ غیرفعالیت کا رساؤ اکثریت کے خلاف ووٹ دینے والے توثیق کاروں سے لگائے گئے ETH کو ختم کر دیتا ہے، جس سے اکثریت کو دو تہائی اکثریت دوبارہ حاصل کرنے اور چین کو حتمی شکل دینے کی اجازت ملتی ہے۔

کرپٹو-معاشی سیکیورٹی

ایک توثیق کار چلانا ایک عزم ہے۔ توثیق کار سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ بلاک کی توثیق اور تجویز میں حصہ لینے کے لیے کافی ہارڈ ویئر اور کنیکٹیویٹی کو برقرار رکھے۔ بدلے میں، توثیق کار کو ETH میں ادائیگی کی جاتی ہے (ان کا لگایا گیا بیلنس بڑھ جاتا ہے)۔ دوسری طرف، ایک توثیق کار کے طور پر حصہ لینا صارفین کے لیے ذاتی فائدے یا تخریب کاری کے لیے نیٹ ورک پر حملہ کرنے کے نئے راستے بھی کھولتا ہے۔ اسے روکنے کے لیے، توثیق کار بلائے جانے پر حصہ لینے میں ناکام ہونے پر ETH انعامات سے محروم ہو جاتے ہیں، اور اگر وہ بے ایمانی سے برتاؤ کرتے ہیں تو ان کا موجودہ اسٹیک تباہ کیا جا سکتا ہے۔ دو بنیادی رویوں کو بے ایمانی سمجھا جا سکتا ہے: ایک ہی سلاٹ میں متعدد بلاکس کی تجویز دینا (ابہام پیدا کرنا) اور متضاد تصدیقات جمع کرنا۔

سلیش کیے گئے ETH کی مقدار اس بات پر منحصر ہے کہ ایک ہی وقت میں کتنے توثیق کاروں کو سلیش کیا جا رہا ہے۔ اسے "ارتباطی جرمانہ"opens in a new tab کے نام سے جانا جاتا ہے، اور یہ معمولی ہو سکتا ہے (ایک واحد توثیق کار کے لیے ~1% اسٹیک جو خود سلیش ہو جاتا ہے) یا اس کے نتیجے میں توثیق کار کا 100% اسٹیک تباہ ہو سکتا ہے (بڑے پیمانے پر سلیشنگ کا واقعہ)۔ یہ ایک جبری اخراج کی مدت کے آدھے راستے میں نافذ کیا جاتا ہے جو پہلے دن فوری جرمانے (1 ETH تک) سے شروع ہوتا ہے، 18 ویں دن ارتباطی جرمانہ، اور آخر میں، 36 ویں دن نیٹ ورک سے اخراج۔ انہیں ہر روز معمولی تصدیقی جرمانے ملتے ہیں کیونکہ وہ نیٹ ورک پر موجود ہیں لیکن ووٹ جمع نہیں کر رہے ہیں۔ ان سب کا مطلب ہے کہ ایک مربوط حملہ حملہ آور کے لیے بہت مہنگا ہوگا۔

فورک کا انتخاب

جب نیٹ ورک بہترین اور ایمانداری سے کام کرتا ہے، تو چین کے سرے پر ہمیشہ صرف ایک نیا بلاک ہوتا ہے، اور تمام توثیق کار اس کی تصدیق کرتے ہیں۔ تاہم، یہ ممکن ہے کہ توثیق کاروں کے پاس نیٹ ورک کی تاخیر کی وجہ سے یا اس لیے کہ ایک بلاک تجویز کنندہ نے ابہام پیدا کیا ہے، چین کے سرے کے بارے میں مختلف نظریات ہوں۔ لہذا، کنسینسس کلائنٹس کو یہ فیصلہ کرنے کے لیے ایک الگورتھم کی ضرورت ہوتی ہے کہ کس کی حمایت کرنی ہے۔ اسٹیک کے ثبوت والے ایتھیریم میں استعمال ہونے والے الگورتھم کو LMD-GHOSTopens in a new tab کہا جاتا ہے، اور یہ اس فورک کی شناخت کرکے کام کرتا ہے جس کی تاریخ میں تصدیقات کا سب سے زیادہ وزن ہوتا ہے۔

اسٹیک کا ثبوت اور سیکیورٹی

کام کے ثبوت کی طرح اسٹیک کے ثبوت پر بھی 51% حملےopens in a new tab کا خطرہ اب بھی موجود ہے، لیکن یہ حملہ آوروں کے لیے اور بھی زیادہ خطرناک ہے۔ ایک حملہ آور کو لگائے گئے ETH کا 51% درکار ہوگا۔ پھر وہ اپنی تصدیقات کا استعمال اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کر سکتے ہیں کہ ان کا ترجیحی فورک سب سے زیادہ جمع شدہ تصدیقات والا تھا۔ جمع شدہ تصدیقات کا 'وزن' وہ ہے جسے کنسینسس کلائنٹس صحیح چین کا تعین کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں، لہذا یہ حملہ آور اپنے فورک کو کینونیکل بنانے کے قابل ہو گا۔ تاہم، کام کے ثبوت پر اسٹیک کے ثبوت کی ایک طاقت یہ ہے کہ کمیونٹی کے پاس جوابی حملہ کرنے میں لچک ہے۔ مثال کے طور پر، ایماندار توثیق کار اقلیتی چین پر تعمیر جاری رکھنے اور حملہ آور کے فورک کو نظر انداز کرنے کا فیصلہ کر سکتے ہیں جبکہ ایپس، ایکسچینجز، اور پولز کو بھی ایسا کرنے کی ترغیب دے سکتے ہیں۔ وہ حملہ آور کو نیٹ ورک سے زبردستی ہٹانے اور ان کے لگائے گئے ETH کو تباہ کرنے کا فیصلہ بھی کر سکتے ہیں۔ یہ 51% حملے کے خلاف مضبوط معاشی دفاع ہیں۔

51% حملوں کے علاوہ، برے اداکار دیگر قسم کی بدنیتی پر مبنی سرگرمیوں کی کوشش بھی کر سکتے ہیں، جیسے:

• طویل فاصلے کے حملے (اگرچہ حتمیت کا گیجٹ اس حملے کے ویکٹر کو بے اثر کر دیتا ہے)
• مختصر فاصلے کی 'ری آرگس' (اگرچہ تجویز کنندہ کو فروغ دینا اور تصدیق کی آخری تاریخیں اسے کم کرتی ہیں)
• باؤنسنگ اور بیلنسنگ حملے (تجویز کنندہ کو فروغ دینے سے بھی کم کیے جاتے ہیں، اور یہ حملے ویسے بھی صرف مثالی نیٹ ورک حالات کے تحت دکھائے گئے ہیں)
• ایوالانچ حملے (فورک کے انتخاب کے الگورتھم کے صرف تازہ ترین پیغام پر غور کرنے کے اصول سے بے اثر)

مجموعی طور پر، اسٹیک کا ثبوت، جیسا کہ اسے ایتھیریم پر نافذ کیا گیا ہے، کام کے ثبوت سے زیادہ معاشی طور پر محفوظ ثابت ہوا ہے۔

فائدے اور نقصانات

کام کے ثبوت سے موازنہ

ایتھیریم نے اصل میں کام کا ثبوت استعمال کیا تھا لیکن ستمبر 2022 میں اسٹیک کے ثبوت پر منتقل ہو گیا۔ PoS، PoW کے مقابلے میں کئی فوائد پیش کرتا ہے، جیسے:

• بہتر توانائی کی کارکردگی - کام کے ثبوت کی گنتی پر بہت زیادہ توانائی استعمال کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔
• داخلے کی کم رکاوٹیں، ہارڈ ویئر کی کم ضروریات - نئے بلاکس بنانے کا موقع حاصل کرنے کے لیے ایلیٹ ہارڈ ویئر کی ضرورت نہیں ہے۔
• مرکزیت کا کم خطرہ - اسٹیک کا ثبوت نیٹ ورک کو محفوظ بنانے والے مزید نوڈس کا باعث بننا چاہیے۔
• کم توانائی کی ضرورت کی وجہ سے شرکت کی حوصلہ افزائی کے لیے کم ETH اجراء کی ضرورت ہوتی ہے۔
• غلط برتاؤ کے لیے معاشی جرمانے 51% طرز کے حملوں کو کام کے ثبوت کے مقابلے میں حملہ آور کے لیے زیادہ مہنگا بنا دیتے ہیں۔
• اگر 51% کا حملہ کرپٹو-معاشی دفاع پر قابو پانے میں کامیاب ہو جائے تو کمیونٹی ایک ایماندار چین کی سماجی بحالی کا سہارا لے سکتی ہے۔

مزید پڑھیں

• اسٹیک کے ثبوت کے متعلق اکثر پوچھے گئے سوالاتopens in a new tab Vitalik Buterin
• اسٹیک کا ثبوت کیا ہےopens in a new tab ConsenSys
• اسٹیک کا ثبوت کیا ہے اور یہ کیوں اہم ہےopens in a new tab Vitalik Buterin
• اسٹیک کا ثبوت کیوں (نومبر 2020)opens in a new tab Vitalik Buterin
• اسٹیک کا ثبوت: میں نے کمزور موضوعیت سے محبت کرنا کیسے سیکھاopens in a new tab Vitalik Buterin
• اسٹیک کے ثبوت والے ایتھیریم پر حملہ اور دفاعopens in a new tab
• اسٹیک کے ثبوت کے ڈیزائن کا فلسفہopens in a new tab Vitalik Buterin
• ویڈیو: Vitalik Buterin لیکس فریڈمین کو اسٹیک کے ثبوت کی وضاحت کرتے ہوئےopens in a new tab

متعلقہ موضوعات

• ثبوتِ کار (Proof-of-work)
• ثبوتِ اختیار (Proof-of-authority)