ब्लॉकचेन कंसेंसस मैकेनिज्म क्या है?

कल्पना करें कि आप एक आर्मी के कमांडर हैं जिसमें सैनिकों की कई पलटन हैं, और हर पलटन अलग-अलग ड्रॉप ऑफ़ पॉइंट पर है. आप एक खास समय पर एक किलेबंद इलाके पर हमला करने का प्लान बनाते हैं. ऐसा करने के लिए, आपको अपनी हर पलटन के साथ कोऑर्डिनेट करना होगा ताकि यह पक्का हो सके कि उन सभी को सही समय, जगह और एक्शन प्लान पता हो.

लेकिन इससे कई समस्याएं उत्पन्न होती हैं. क्या होगा अगर एक या कई पलटन आखिरी मिनट में पीछे हटने का फैसला करें? अगर वे बहुत जल्दी हमला कर दें तो क्या होगा? अगर वे गलत जगह पर पहुंच जाएं तो क्या होगा? अगर किसी पलटन में गद्दार हों जो प्लान को खराब करने की कोशिश करें तो क्या होगा? 

हमले के सफल होने के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि हर कोई एकमत समझौते पर पहुंचे— जिसे आम सहमति तक पहुंचना भी कहा जाता है— कि प्लान क्या है. यह उदाहरण बाइजेंटाइन जनरल्स प्रॉब्लम पर आधारित है; यह 1982 के एक पेपर में छपा एक कॉन्सेप्ट है जो एक मज़बूत कम्युनिकेशन सिस्टम बनाने की समस्याओं को दिखाता है, जहां उस सिस्टम में शामिल लोग बेईमानी कर सकते हैं. 

Bitcoin पहला डिसेंट्रलाइज़्ड सिस्टम बन गया जिसने कंसेंसस मैकेनिज़्म नाम की चीज़ को लागू करके इस लंबे समय से चली आ रही समस्या को हल किया.

ब्लॉकचेन कंसेंसस मैकेनिज़्म एक तरह का ऑटोमेटेड सिस्टम है जिसका मकसद दो मुख्य मकसद पूरे करना है.

1. सुनिश्चित करें कि नेटवर्क वैलिडेटर की एक डिस्ट्रिब्यूटेड, लीडरलेस कम्युनिटी ब्लॉकचेन लेजर पर नए और मौजूदा डेटा पर अच्छे से और एकमत से सहमत हो सके.
    
2. सुनिश्चित करें कि सभी नेटवर्क वैलिडेटर प्रोटोकॉल के नियमों का पालन करें और अपनी भूमिका ईमानदारी से निभाएं.

डेटा वैलिडेशन का मतलब है यह वेरिफ़ाई करना कि नई जानकारी सही और वैध है. यह एक डीसेंट्रलाइज़्ड सिस्टम में बहुत ज़रूरी है, खासकर एक डीसेंट्रलाइज़्ड मॉनेटरी सिस्टम में. अगर ब्लॉकचेन में गलत ट्रांज़ैक्शन की जानकारी जोड़ने की अनुमति दी जाती है, जैसे कि गलत बैलेंस या डबल-स्पेंड ट्रांज़ैक्शन, तो यह उस डेटाबेस की इंटीग्रिटी को पूरी तरह से कमज़ोर कर देगा.

एक इंटीग्रल डेटाबेस के बिना, कोई भी इस पर भरोसा नहीं करेगा और कोई भी इसका इस्तेमाल नहीं करेगा.

एक और मुख्य समस्या भी है जिसे हल करने के लिए कंसेंसस मैकेनिज्म का इस्तेमाल किया जाता है: नेटवर्क सिक्योरिटी. 

Bitcoin के क्रिएटर, Satoshi Nakamoto, सबसे पहले यह पहचानने वाले थे कि कंसेंसस मैकेनिज्म, बुरे लोगों को मेजॉरिटी अटैक (नेटवर्क के 50% से ज़्यादा हिस्से पर कंट्रोल पाना) के ज़रिए नेटवर्क पर कब्ज़ा करने की कोशिश करने से रोकने के लिए एक असरदार सिस्टम के तौर पर भी काम कर सकता है. यह एक क्रांतिकारी इनोवेशन था और इसने Bitcoin प्रोटोकॉल को दुनिया भर में पहली कामयाब डीसेंट्रलाइज़्ड क्रिप्टोकरेंसी के तौर पर सुनिश्चित करने में मदद की.

हालांकि अलग-अलग ब्लॉकचेन कई तरह के कंसेंसस मैकेनिज्म इस्तेमाल करते हैं, लेकिन उनमें से ज़्यादातर असल में इस तरह काम करते हैं कि वैलिडेटर नोड्स को डेटा के नए ब्लॉक प्रपोज़ करने और वैलिडेट करने का अधिकार मिलने से पहले कुछ इन्वेस्टमेंट करना पड़ता है और/या कुछ मेहनत करनी पड़ती है.

इसके पीछे का आइडिया सिंपल है. जिन वैलिडेटर्स ने नेटवर्क में हिस्सा लेने के लिए अपना समय और पैसा लगाया है, उनके इसे खराब करने की कोशिश करने की संभावना थ्योरी के हिसाब से कम होती है, क्योंकि ऐसा करने पर उन्हें कुछ नुकसान हो सकता है.

आसान शब्दों में कहें तो, कंसेंसस मैकेनिज्म बस ऐसे सिस्टम हैं जो वैलिडेटर को ज़बरदस्ती (सज़ा की धमकी) और/या इंसेंटिवाइज़ेशन (अच्छे व्यवहार के लिए इनाम कमाना) के ज़रिए नियमों का पालन करने के लिए बढ़ावा देते हैं.

जैसा कि हमने बताया है, आज की क्रिप्टो इंडस्ट्री में आम सहमति बनाने के लिए अलग-अलग ब्लॉकचेन कई अलग-अलग तरीके अपनाते हैं.

लेकिन, दो सबसे लोकप्रिय प्रूफ़-ऑफ़-वर्क (PoW) और प्रूफ़-ऑफ़-स्टेक (PoS) कंसेंसस मैकेनिज़्म के नाम से जाने जाते हैं.

प्रूफ-ऑफ-वर्क एक आम कंसेंसस मैकेनिज़्म है जिसका इस्तेमाल bitcoin और अन्य कई क्रिप्टोक्यूरेंसियों द्वारा किया जाता है. 

इसे सबसे पहले 1993 में कंप्यूटर वैज्ञानिक Cynthia Dwork और Moni Naor ने ईमेल स्पैम को रोकने के तरीके के तौर पर डेवलप किया था, Nakamoto ने इस कॉन्सेप्ट को लिया और इसे डीसेंट्रलाइज़्ड मॉनेटरी सिस्टम में इस्तेमाल के लिए अनुकूलित किया.

PoW वैलिडेटर, जिन्हें “माइनर्स” कहा जाता है, से कंप्यूटिंग इक्विपमेंट खरीदने, किराए पर लेने या आउटसोर्स करने की ज़रूरत होती है और इनाम के बदले में उस पावर को क्रिप्टोग्राफी-बेस्ड कॉम्पिटिशन जीतने की दिशा में लगाना होता है. इस प्रोसेस को आमतौर पर क्रिप्टो माइनिंग के नाम से जाना जाता है.

माइनिंग की पूरी जानकारी यहां मिल सकती है.

वैलिडेटर्स को कंप्यूटिंग इक्विपमेंट में इन्वेस्ट करने और इसे चलाने से जुड़े लगातार खर्चों को कवर करने की ज़रूरत होने से, PoW के पीछे का आइडिया यह है कि संभावित मैलिशियस एजेंट्स उस सारी मेहनत से दूर रहेंगे. इसी तरह, ब्लॉक रिवॉर्ड्स का इंसेंटिव स्ट्रक्चर— माइनिंग कॉम्पिटिशन जीतने से मिलने वाला रिवॉर्ड— का मतलब है कि ईमानदारी से हिस्सा लेने पर अच्छा मुआवज़ा मिल सकता है.

सिक्योरिटी देने के मामले में, जैसे-जैसे ज़्यादा माइनर्स नेटवर्क से जुड़ते हैं और इक्विपमेंट बेहतर होते जाते हैं, Bitcoin ब्लॉकचेन पर अटैक करने की कॉस्ट तेज़ी से बढ़ती जाती है. ऐसा इसलिए है क्योंकि किसी अपराधी को बाकी नेटवर्क पर 51% बहुमत पाने के लिए बहुत ज़्यादा कम्प्यूटेशनल पावर का सोर्स करना होगा. फिर भी, इस बात की कोई गारंटी नहीं होगी कि वे हर दस मिनट में नए ब्लॉक्स की अवैध श्रृंखला को सफलतापूर्वक स्थापित करने के लिए खनन प्रतियोगिता जीतेंगे.

प्रूफ-ऑफ-स्टेक एक नए तरह का आम सहमति वाला तरीका है, जिसे 2012 में Sunny King और Scott Nadal ने शुरू किया था. प्रूफ़-ऑफ़-वर्क की तरह, PoS भी कंसेंसस मैकेनिज़्म के उन्हीं मुख्य लक्ष्यों को पूरा करता है, लेकिन एक अनोखे तरीके से.

PoS-आधारित ब्लॉकचेन पर वैलिडेटर बनने के लिए, पार्टिसिपेंट्स को संबंधित प्रोजेक्ट की नेटिव क्रिप्टोकरेंसी की एक रकम खरीदनी होगी और उसे एक स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट में लॉक करना होगा. इसे स्टेकिंग के रूप में जाना जाता है.

एक स्टेकिंग स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट असल में एक एस्क्रो अकाउंट की तरह काम करता है और हर ब्लॉकचेन प्रोटोकॉल की खास शर्तों के आधार पर एक फिक्स्ड या वेरिएबल समय के लिए टोकन को लॉक कर देता है.

प्रोटोकॉल द्वारा वैलिडेटर्स को रैंडम तरीके से चुना जाता है ताकि वे तय टाइम स्लॉट के अंदर नए ब्लॉक्स का प्रस्ताव रख सकें - जिन्हें अक्सर एपोच कहा जाता है. स्टेकर्स स्टेकिंग के लिए दिए जाने वाले टोकन या कॉइन की मात्रा बढ़ाकर नए ब्लॉक का प्रस्ताव देने के लिए चुने जाने की संभावना बढ़ा सकते हैं.

यह सिस्टम लॉटरी सिस्टम की तरह ही काम करता है, जिसमें आपके पास जितने ज़्यादा टिकट होंगे, जैकपॉट जीतने की आपकी संभावना उतनी ही अधिक होती है. लेकिन फिर भी, इसकी कोई गारंटी नहीं है कि आप हर बार जीतेंगे, बिल्कुल लॉटरी की तरह. एक टिकट वाला कोई व्यक्ति भी हज़ारों लॉटरी टिकट वाले व्यक्ति को हरा सकता है. यही बात क्रिप्टो स्टेकिंग पर भी लागू होती है.

पीयरकॉइन पहली क्रिप्टोकरेंसी थी जिसमें यह मैकेनिज्म था, हालांकि इथेरियम शायद PoS ब्लॉकचेन का सबसे जाना-माना उदाहरण है, जब इसने 2022 में PoW से अपना ट्रांज़िशन पूरा किया.

टोकन को लॉक करने के अलावा, कुछ PoS कंसेंसस मैकेनिज्म, जैसे कि इथेरियम इस्तेमाल करता है, “स्लैशिंग” नाम के प्रोसेस के ज़रिए बेईमानी वाले काम के लिए पेनल्टी लगाते हैं. 

अगर प्रोटोकॉल को दुर्भावनापूर्ण गतिविधि का संदेह होता है, तो किसी व्यक्ति के लॉक किए गए फंड को बिना चेतावनी के आंशिक या पूर्ण रूप से जब्त किया जा सकता है, या "स्लैश" किया जा सकता है. इससे बुरे बर्ताव को रोका जा सकता है और यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि नेटवर्क के सभी लोग नियमों का पालन करें.

PoW और PoS के अलावा, दर्जनों अलग-अलग कंसेंसस मैकेनिज्म सामने आए हैं जो ऊपर बताए गए मैकेनिज्म के नए या हाइब्रिडाइज्ड वर्जन दिखाते हैं. हर कोई बाइजेंटाइन जनरलों की समस्या को अलग-अलग तरीकों से हल करने की कोशिश कर रहा था. इसमें ये चीज़ें शामिल हैं:

• प्रूफ़ ऑफ़ एक्टिविटी (PoA)
• प्रूफ़ ऑफ़ हिस्ट्री (PoH)
• प्रूफ़ ऑफ़ इम्पॉर्टेन्स (PoI)
• प्रूफ़ ऑफ़ कैपेसिटी (PoC)
• प्रूफ़ ऑफ़ बर्न (PoB)
• प्रूफ़ ऑफ़ अथॉरिटी (PoA)
• प्रतिनिधि प्रूफ़ ऑफ़ स्टेक (DPoS)
• बीते हुए समय का प्रूफ़ (PoET)

हालांकि सबसे अच्छे कंसेंसस मैकेनिज्म के मामले में कोई स्पष्ट विजेता नहीं है, लेकिन कई लोग PoS और PoW सिस्टम को सबसे असरदार मानते हैं.

PoS (स्टेकिंग) के मुकाबले PoW (माइनिंग) का मुख्य फ़ायदा यह है कि यह 51% ज़्यादातर हमलों के ख़िलाफ़ काफ़ी ज़्यादा सिक्योरिटी देता है. लेकिन, इस हाई सिक्योरिटी को पाने के लिए माइनर्स मिलकर बहुत ज़्यादा एनर्जी खर्च करते हैं; हाल के सालों में कई एनवायरनमेंटलिस्ट, रेगुलेटर और ग्लोबल बिज़नेस ने इस पर बहुत चिंता जताई है. PoW का एनर्जी उपयोग एक जटिल विषय है और कुछ ऐसा है जिस पर हमने अपने लेख क्रिप्टो मिथकों को तोड़ना में अधिक गहराई से चर्चा की है: “Bitcoin पर्यावरण को नष्ट कर रहा है."

दूसरी ओर, PoS काफ़ी ज़्यादा एनर्जी एफ़िशिएंट है. स्टेक करने के लिए बिजली ज़्यादा खर्च करने वाली मशीनों की ज़रूरत नहीं होती और कई ब्लॉक्स को शार्डिंग जैसे स्केलिंग सॉल्यूशन के ज़रिए एक साथ वैलिडेट किया जा सकता है. 

ऐसा कहा जा रहा है कि दोनों में से कोई भी एक दम सही नहीं है और दोनों में ही सेंट्रलाइज़ेशन की अपनी-अपनी समस्याएं हैं. दोनों ही मामलों में, जिनके पास सबसे ज़्यादा पैसा है, वे नेटवर्क में दूसरे प्रतिभागियों के मुकाबले गलत लाभ उठा सकते हैं.

PoW सिस्टम में, बड़ी माइनिंग कंपनियां इंडस्ट्री पर हावी हैं और छोटे शौकिया माइनर्स के लिए इसमें हिस्सा लेना फाइनेंशियल रूप से नामुमकिन बना देती हैं. 

PoS सिस्टम में, जो लोग बहुत ज़्यादा टोकन लगाते हैं, उनके नेटवर्क में बाकी सभी लोगों की तुलना में नए ब्लॉक प्रपोज़ करने और रिवॉर्ड कमाने की संभावना ज़्यादा होती है.

फिर भी, यह कहा जा सकता है कि यह ज़्यादातर, अगर सभी नहीं, तो आम कंसेंसस मैकेनिज़्म का एक स्वाभाविक बायप्रोडक्ट है.

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