Proof-of-stake Ethereum میں کلیدیں

Ethereum پبلک-پرائیویٹ کلیدی کرپٹوگرافی کا استعمال کرتے ہوئے صارف کے اثاثوں کو محفوظ بناتا ہے۔ پبلک کلید کو Ethereum ایڈریس کی بنیاد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے—یعنی، یہ عام لوگوں کو نظر آتی ہے اور ایک منفرد شناخت کنندہ کے طور پر استعمال ہوتی ہے۔ پرائیویٹ (یا 'خفیہ') کلید صرف ایک اکاؤنٹ کے مالک کے لیے قابل رسائی ہونی چاہیے۔ پرائیویٹ کلید کا استعمال ٹرانزیکشنز اور ڈیٹا کو 'سائن' کرنے کے لیے کیا جاتا ہے تاکہ کرپٹوگرافی یہ ثابت کر سکے کہ ہولڈر ایک مخصوص پرائیویٹ کلید کی کچھ کارروائی کو منظور کرتا ہے۔

Ethereum کی کلیدیں elliptic-curve cryptography (opens in a new tab) کا استعمال کرتے ہوئے تیار کی جاتی ہیں۔

تاہم، جب Ethereum نے proof-of-work سے proof-of-stake میں سوئچ کیا تو Ethereum میں ایک نئی قسم کی کلید شامل کی گئی۔ اصل کلیدیں اب بھی بالکل پہلے کی طرح کام کرتی ہیں—اکاؤنٹس کو محفوظ کرنے والی elliptic-curve-based کلیدوں میں کوئی تبدیلی نہیں کی گئی تھی۔ تاہم، صارفین کو ETH اسٹیک کرکے اور ویلیڈیٹرز چلا کر proof-of-stake میں حصہ لینے کے لیے ایک نئی قسم کی کلید کی ضرورت تھی۔ یہ ضرورت بڑی تعداد میں ویلیڈیٹرز کے درمیان گزرنے والے بہت سے پیغامات سے وابستہ اسکیل ایبلٹی چیلنجز سے پیدا ہوئی، جس کے لیے ایک ایسے کرپٹوگرافک طریقہ کی ضرورت تھی جسے آسانی سے جمع کیا جا سکے تاکہ نیٹ ورک کو اتفاق رائے پر آنے کے لیے درکار مواصلات کی مقدار کو کم کیا جا سکے۔

کلید کی یہ نئی قسم Boneh-Lynn-Shacham (BLS) سگنیچر اسکیم (opens in a new tab) کا استعمال کرتی ہے۔ BLS دستخطوں کے بہت موثر جمع کرنے کو ممکن بناتا ہے لیکن مجموعی انفرادی ویلیڈیٹر کلیدوں کی ریورس انجینئرنگ کی بھی اجازت دیتا ہے اور ویلیڈیٹرز کے درمیان کارروائیوں کا انتظام کرنے کے لیے مثالی ہے۔

ویلیڈیٹر کلیدوں کی دو اقسام

proof-of-stake میں سوئچ کرنے سے پہلے، Ethereum صارفین کے پاس اپنے فنڈز تک رسائی کے لیے صرف ایک ہی elliptic-curve-based پرائیویٹ کلید تھی۔ proof-of-stake کے تعارف کے ساتھ، جو صارفین سولو اسٹیکرز بننا چاہتے تھے انہیں ایک ویلیڈیٹر کلید اور ایک وڈراول کلید کی بھی ضرورت تھی۔

ویلیڈیٹر کلید

ویلیڈیٹر سائننگ کلید دو عناصر پر مشتمل ہے:

• ویلیڈیٹر پرائیویٹ کلید
• ویلیڈیٹر پبلک کلید

ویلیڈیٹر پرائیویٹ کلید کا مقصد آن چین آپریشنز جیسے کہ بلاک پروپوزل اور اٹیسٹیشنز پر دستخط کرنا ہے۔ اس کی وجہ سے، ان کلیدوں کو ہاٹ والیٹ میں رکھا جانا چاہیے۔

اس لچک کا فائدہ یہ ہے کہ ویلیڈیٹر سائننگ کلیدوں کو ایک ڈیوائس سے دوسری ڈیوائس میں بہت تیزی سے منتقل کیا جا سکتا ہے، تاہم، اگر وہ گم ہو جائیں یا چوری ہو جائیں، تو چور چند طریقوں سے بدنیتی سے کام کر سکتا ہے:

• ویلیڈیٹر کو سلیش کروا کر:
  • ایک پروپوزر ہونے کے ناطے اور ایک ہی سلاٹ کے لیے دو مختلف بیکن بلاکس پر دستخط کرنا
  • ایک اٹیسٹر ہونے کے ناطے اور ایک ایسے اٹیسٹیشن پر دستخط کرنا جو دوسرے کو "گھیرتا" ہے
  • ایک اٹیسٹر ہونے کے ناطے اور ایک ہی ہدف والے دو مختلف اٹیسٹیشنز پر دستخط کرنا
• ایک رضاکارانہ اخراج پر مجبور کرنا، جو ویلیڈیٹر کو اسٹیکنگ سے روکتا ہے، اور اس کے ETH بیلنس تک رسائی وڈراول کلید کے مالک کو دیتا ہے

جب کوئی صارف اسٹیکنگ ڈپازٹ کنٹریکٹ میں ETH جمع کرتا ہے تو ویلیڈیٹر پبلک کلید ٹرانزیکشن ڈیٹا میں شامل ہوتی ہے۔ اسے ڈپازٹ ڈیٹا کے نام سے جانا جاتا ہے اور یہ Ethereum کو ویلیڈیٹر کی شناخت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

وڈراول کریڈینشلز

ہر ویلیڈیٹر کی ایک پراپرٹی ہوتی ہے جسے وڈراول کریڈینشلز کہا جاتا ہے۔ اس 32 بائٹ فیلڈ کا پہلا بائٹ اکاؤنٹ کی قسم کی نشاندہی کرتا ہے: 0x00 اصل BLS (پری-شپیلا، نان-وڈراایبل) کریڈینشلز کی نمائندگی کرتا ہے، 0x01 لیگیسی کریڈینشلز کی نمائندگی کرتا ہے جو ایکزیکیوشن ایڈریس کی طرف اشارہ کرتے ہیں، اور 0x02 جدید کمپاؤنڈنگ کریڈینشل کی قسم کی نمائندگی کرتا ہے۔

0x00 BLS کلیدوں والے ویلیڈیٹرز کو اضافی بیلنس کی ادائیگیوں یا اسٹیکنگ سے مکمل وڈراول کو فعال کرنے کے لیے ان کریڈینشلز کو ایکزیکیوشن ایڈریس کی طرف اشارہ کرنے کے لیے اپ ڈیٹ کرنا ہوگا۔ یہ ابتدائی کلیدی جنریشن کے دوران ڈپازٹ ڈیٹا میں ایکزیکیوشن ایڈریس فراہم کرکے، یا بعد میں وڈراول کلید کا استعمال کرکے ایک BLSToExecutionChange پیغام پر دستخط کرنے اور براڈکاسٹ کرنے کے ذریعے کیا جا سکتا ہے۔

ویلیڈیٹر وڈراول کریڈینشلز پر مزید

وڈراول کلید

اگر ابتدائی ڈپازٹ کے دوران سیٹ نہیں کیا گیا ہے، تو وڈراول کریڈینشلز کو ایکزیکیوشن ایڈریس کی طرف اشارہ کرنے کے لیے اپ ڈیٹ کرنے کے لیے وڈراول کلید کی ضرورت ہوگی۔ اس سے اضافی بیلنس کی ادائیگیوں پر کارروائی شروع ہو جائے گی، اور یہ صارفین کو اپنے اسٹیک شدہ ETH کو مکمل طور پر نکالنے کی بھی اجازت دے گا۔

ویلیڈیٹر کلیدوں کی طرح، وڈراول کلیدیں بھی دو اجزاء پر مشتمل ہوتی ہیں:

• وڈراول پرائیویٹ کلید
• وڈراول پبلک کلید

وڈراول کریڈینشلز کو 0x01 قسم میں اپ ڈیٹ کرنے سے پہلے اس کلید کو کھونے کا مطلب ویلیڈیٹر بیلنس تک رسائی کھو دینا ہے۔ ویلیڈیٹر اب بھی اٹیسٹیشنز اور بلاکس پر دستخط کر سکتا ہے کیونکہ ان کارروائیوں کے لیے ویلیڈیٹر کی پرائیویٹ کلید کی ضرورت ہوتی ہے، تاہم اگر وڈراول کلیدیں گم ہو جائیں تو اس میں کوئی ترغیب نہیں ہے۔

ویلیڈیٹر کلیدوں کو Ethereum اکاؤنٹ کی کلیدوں سے الگ کرنے سے ایک ہی صارف کے ذریعے متعدد ویلیڈیٹرز چلائے جا سکتے ہیں۔

نوٹ: اسٹیکنگ کے فرائض سے باہر نکلنے اور ویلیڈیٹر کے بیلنس کو نکالنے کے لیے فی الحال ویلیڈیٹر کلید کے ساتھ رضاکارانہ اخراج کے پیغام (VEM) (opens in a new tab) پر دستخط کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، EIP-7002 (opens in a new tab) ایک تجویز ہے جو مستقبل میں کسی صارف کو وڈراول کلید کے ساتھ اخراج کے پیغامات پر دستخط کرکے ویلیڈیٹر کے اخراج کو متحرک کرنے اور اس کے بیلنس کو نکالنے کی اجازت دے گی۔ اس سے ان اسٹیکرز کو اپنے فنڈز پر کنٹرول برقرار رکھنے کے قابل بنا کر اعتماد کے مفروضوں کو کم کیا جائے گا جو ETH کو اسٹیکنگ-ایز-اے-سروس فراہم کنندگان کو تفویض کرتے ہیں۔

ایک سیڈ فریز سے کلیدیں اخذ کرنا

اگر ہر 32 ETH اسٹیک کرنے کے لیے 2 مکمل طور پر آزاد کلیدوں کے ایک نئے سیٹ کی ضرورت ہوتی، تو کلیدی انتظام تیزی سے بوجھل ہو جاتا، خاص طور پر متعدد ویلیڈیٹرز چلانے والے صارفین کے لیے۔ اس کے بجائے، متعدد ویلیڈیٹر کلیدیں ایک ہی مشترکہ راز سے اخذ کی جا سکتی ہیں اور اس ایک راز کو ذخیرہ کرنے سے متعدد ویلیڈیٹر کلیدوں تک رسائی کی اجازت ملتی ہے۔

Mnemonics (opens in a new tab) اور پاتھز نمایاں خصوصیات ہیں جن کا سامنا صارفین کو اکثر اپنے والیٹس تک رسائی (opens in a new tab) حاصل کرتے وقت ہوتا ہے۔ نیمونک الفاظ کا ایک سلسلہ ہے جو پرائیویٹ کلید کے لیے ابتدائی سیڈ کے طور پر کام کرتا ہے۔ جب اضافی ڈیٹا کے ساتھ ملایا جاتا ہے، تو نیمونک ایک ہیش تیار کرتا ہے جسے 'ماسٹر کلید' کہا جاتا ہے۔ اسے ایک درخت کی جڑ کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔ اس جڑ سے شاخیں پھر ایک درجہ بندی کے راستے کا استعمال کرتے ہوئے اخذ کی جا سکتی ہیں تاکہ چائلڈ نوڈس اپنے پیرنٹ نوڈ کے ہیش اور درخت میں ان کے انڈیکس کے امتزاج کے طور پر موجود رہ سکیں۔ نیمونک پر مبنی کلیدی جنریشن کے لیے BIP-32 (opens in a new tab) اور BIP-19 (opens in a new tab) معیارات کے بارے میں پڑھیں۔

ان پاتھز کی ساخت مندرجہ ذیل ہے، جو ان صارفین سے واقف ہوگی جنہوں نے ہارڈویئر والیٹس کے ساتھ تعامل کیا ہے:

1m/44'/60'/0'/0`

اس پاتھ میں سلیش پرائیویٹ کلید کے اجزاء کو مندرجہ ذیل طور پر الگ کرتے ہیں:

1ماسٹر_کلید / مقصد / کوائن_قسم / اکاؤنٹ / تبدیلی / ایڈریس_انڈیکس

یہ منطق صارفین کو ایک ہی نیمونک فریز سے زیادہ سے زیادہ ویلیڈیٹرز منسلک کرنے کے قابل بناتی ہے کیونکہ درخت کی جڑ مشترک ہو سکتی ہے، اور شاخوں پر تفریق ہو سکتی ہے۔ صارف نیمونک فریز سے کتنی بھی تعداد میں کلیدیں اخذ کر سکتا ہے۔

1      [m / 0]
2     /
3    /
4[m] - [m / 1]
5    \
6     \
7      [m / 2]

ہر شاخ کو / سے الگ کیا جاتا ہے لہذا m/2 کا مطلب ہے ماسٹر کلید سے شروع کریں اور شاخ 2 کی پیروی کریں۔ نیچے دیے گئے اسکیمیٹک میں ایک ہی نیمونک فریز کا استعمال تین وڈراول کلیدوں کو ذخیرہ کرنے کے لیے کیا گیا ہے، جن میں سے ہر ایک کے ساتھ دو منسلک ویلیڈیٹرز ہیں۔

مزید پڑھیں

• کارل بیکھوئزن کا Ethereum فاؤنڈیشن بلاگ پوسٹ (opens in a new tab)
• EIP-2333 BLS12-381 کلیدی جنریشن (opens in a new tab)
• EIP-7002: ایکزیکیوشن لیئر ٹرگرڈ ایگزٹس (opens in a new tab)
• بڑے پیمانے پر کلیدی انتظام (opens in a new tab)