🥇हमें ब्लॉकचेन क्या बनाना चाहिए?

मानव जाति का संपूर्ण इतिहास जंजीरों से छुटकारा पाने और नई, यहां तक कि मजबूत जंजीरों के निर्माण की एक सतत प्रक्रिया है। (गुमनाम लेखक)

कई ब्लॉकचेन परियोजनाओं (बिटशेयर, हाइपरलेजर, एक्सोनम, एथेरियम, बिटकॉइन, आदि) का विश्लेषण करते हुए, मैं समझता हूं कि तकनीकी दृष्टिकोण से, वे सभी एक ही सिद्धांत पर बने हैं। ब्लॉकचेन घरों की याद दिलाते हैं, जिनमें सभी प्रकार के डिज़ाइन, सजावट और उद्देश्यों के बावजूद, एक नींव, दीवारें, छत, खिड़कियां, दरवाजे होते हैं जो कुछ तरीकों से एक दूसरे से जुड़े होते हैं। और यदि आप भवन डिजाइन के बुनियादी सिद्धांतों को समझते हैं और उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के गुणों को जानते हैं, तो आप किसी विशेष घर का इच्छित उद्देश्य निर्धारित कर सकते हैं। वर्तमान में, ब्लॉकचेन के साथ एक ऐसी स्थिति उत्पन्न हो गई है कि हर किसी ने इसके बारे में सुना है, लेकिन बहुत कम लोग इसकी वास्तुकला और संचालन के सिद्धांतों को समझते हैं। इसलिए, इस बात की गलतफहमी है कि ब्लॉकचेन प्रौद्योगिकियों का उपयोग क्यों और कैसे करना उचित है।

इस लेख में हम सभी ब्लॉकचेन के लिए सामान्य गुणों और सिद्धांतों का विश्लेषण करेंगे। इसके बाद, आइए उन समस्याओं को देखें जिन्हें ब्लॉकचेन का उपयोग करके हल किया जा सकता है और सामग्री को सुदृढ़ करने के लिए, आइए अपनी वर्चुअल साइट पर एक छोटा लेकिन वास्तविक ब्लॉकचेन बनाएं!

तो, आइए याद करें कि ब्लॉकचेन ने शुरुआत में किन समस्याओं का समाधान किया।

मुझे यकीन है कि कई लोग वितरित, विकेंद्रीकृत, सार्वजनिक और अपरिवर्तनीय डेटाबेस के बारे में कहेंगे। लेकिन ये सब क्यों जरूरी था?

मैं किसी भी तकनीक का अध्ययन मानकों को पढ़कर शुरू करना पसंद करता हूं, क्योंकि अध्ययन के तहत विषय पर सभी लेख और किताबें उन्हीं पर आधारित हैं। लेकिन वर्तमान में कोई ब्लॉकचेन मानक नहीं हैं; आईएसओ ने केवल बनाया है समितियों उनके विकास के लिए. वर्तमान में, प्रत्येक सार्वजनिक ब्लॉकचेन परियोजना का अपना श्वेत पत्र दस्तावेज़ होता है, जो अनिवार्य रूप से एक तकनीकी विनिर्देश है। पहली सार्वजनिक रूप से ज्ञात ब्लॉकचेन परियोजना बिटकॉइन नेटवर्क है। नेटवर्क की आधिकारिक वेबसाइट पर जाएं और देखना जहाँ ये सब शुरू हुआ।

ब्लॉकचेन चुनौती

तो, बिटकॉइन अग्रणी नेटवर्क में ब्लॉकचेन द्वारा हल किया गया कार्य बिचौलियों के बिना गैर-भरोसेमंद वातावरण में डिजिटल परिसंपत्तियों (परिसंपत्तियों) के स्वामित्व का विश्वसनीय हस्तांतरण करना है। उदाहरण के लिए, बिटकॉइन नेटवर्क में, एक डिजिटल संपत्ति बिटकॉइन डिजिटल सिक्के हैं। और बिटकॉइन और अन्य ब्लॉकचेन के सभी तकनीकी समाधान इस समस्या को हल करने के लिए आते हैं।

समस्याएँ जो ब्लॉकचेन हल करती है

मान लीजिए कि एक निश्चित वित्तीय संगठन कहता है कि उसने दुनिया भर में एक नेटवर्क बनाया है जिसकी मदद से किसी भी व्यक्ति को धन हस्तांतरित करना संभव है। क्या आप उस पर विश्वास करेंगे? यदि यह संगठन वीज़ा या मास्टरकार्ड है, तो सबसे अधिक संभावना है कि आप इस पर विश्वास करेंगे, लेकिन यदि, तुलनात्मक रूप से कहें तो, एनोनिमसवर्ल्डमनी, तो आप शायद नहीं करेंगे। क्यों? लेकिन क्योंकि हम अच्छी तरह से जानते हैं कि निजी कंपनियों द्वारा वितरित सिस्टम कैसे बनाए जाते हैं, किन उद्देश्यों के लिए बनाए जाते हैं और इससे क्या परिणाम हो सकते हैं। आइए ऐसी प्रणालियों की समस्याओं पर करीब से नज़र डालें और ब्लॉकचेन तकनीकों का उपयोग करके उन्हें कैसे हल किया जा सकता है।

मान लीजिए कि सशर्त AnonymousWorldMoney में डेटाबेस वाले सर्वर हैं, और यह अच्छा है अगर उनमें से कई अलग-अलग डेटा केंद्रों में हों। जब प्रेषक धन हस्तांतरित करता है, तो एक लेनदेन पंजीकृत होता है, जिसे सभी सर्वरों पर दोहराया जाता है, और धन प्राप्तकर्ता तक पहुंच जाता है।

एक आदर्श दुनिया में, यह योजना बढ़िया काम करती है, लेकिन हमारी दुनिया में निम्नलिखित समस्याएं उत्पन्न होती हैं:

एक ओर प्रतिभागियों की पहचान की समस्या और दूसरी ओर लेनदेन की गुमनामी की आवश्यकता। वे। आपको एक विशिष्ट प्राप्तकर्ता को धन हस्तांतरित करने की आवश्यकता है और इस तरह से कि लेनदेन में भाग लेने वालों को छोड़कर किसी को भी इस लेनदेन के बारे में पता न चले। बैंकों के पास किसी विशिष्ट व्यक्ति या कानूनी इकाई से जुड़े खाता नंबर और बैंक कार्ड होते हैं, और बैंक गोपनीयता लेनदेन की जानकारी की सुरक्षा करती है। और कौन गारंटी देता है कि सशर्त AnonymousWorldMoney अपने स्वयं के उद्देश्यों के लिए व्यक्तिगत डेटा और लेनदेन जानकारी का उपयोग नहीं करता है?
यह कैसे सुनिश्चित करें कि प्राप्तकर्ता को वही राशि मिले जो उसे हस्तांतरित की गई थी? तुलनात्मक रूप से कहें तो, प्रेषक ने $100 हस्तांतरित किए, और प्राप्तकर्ता को $10 प्राप्त हुए। प्रेषक अपनी रसीद के साथ AnonymousWorldMoney कार्यालय में आता है, और क्लर्क अपना संस्करण दिखाता है, जहां लिखा होता है कि प्रेषक ने केवल $10 हस्तांतरित किए हैं।
एक अविश्वसनीय वातावरण की समस्या, उदाहरण के लिए, दोहरा खर्च नामक घोटाला। एक बेईमान भागीदार अपना शेष कई बार खर्च कर सकता है जब तक कि भुगतान सभी सर्वरों पर दोहराया न जाए। सीएपी प्रमेयबेशक, किसी ने रद्द नहीं किया, और समझौता अंततः हासिल किया जाएगा, लेकिन किसी को प्रदान की गई सेवाओं या वस्तुओं के लिए पैसा नहीं मिलेगा। इसलिए, यदि भुगतान संगठन या लेनदेन में भाग लेने वालों पर पूर्ण भरोसा नहीं है, तो विश्वास पर नहीं, बल्कि क्रिप्टोग्राफी पर आधारित नेटवर्क बनाना आवश्यक है।
कंडिशनल एनोनिमसवर्ल्डमनी के पास सीमित संख्या में सर्वर हैं जो अनजाने में या दुर्भावनापूर्ण इरादे के कारण अनुपलब्ध हो सकते हैं।
AnonymousWorldMoney अपना स्वयं का ठोस कमीशन लेगा।
नियंत्रण की सम्भावना. बिटकॉइन के संचालन के दौरान, यह पता चला कि लोग न केवल एक-दूसरे को सिक्के हस्तांतरित करना चाहते हैं, बल्कि लेनदेन के लिए विभिन्न शर्तों, कार्यक्रम कार्य परिदृश्यों की जांच करना, शर्तों के आधार पर स्वचालित रूप से कार्य करना आदि भी चाहते हैं।

ब्लॉकचेन इन समस्याओं का समाधान कैसे करता है?

प्रतिभागियों की पहचान कुंजी की एक जोड़ी का उपयोग करके की जाती है: निजी और सार्वजनिक, और डिजिटल हस्ताक्षर एल्गोरिदम विशिष्ट रूप से प्रेषक और प्राप्तकर्ता की पहचान करता है, जिससे उनकी पहचान गुमनाम हो जाती है।
लेन-देन को ब्लॉकों में एकत्र किया जाता है, ब्लॉक के हैश की गणना की जाती है और अगले ब्लॉक में लिखा जाता है। ब्लॉकों में हैश रिकॉर्ड करने का यह क्रम ब्लॉकचेन तकनीक को उसका नाम देता है, और यह ब्लॉकों या ब्लॉकों से व्यक्तिगत लेनदेन को किसी का ध्यान न जाने देना / हटाना भी असंभव बना देता है। इस प्रकार, यदि कोई लेन-देन ब्लॉकचेन में शामिल है, तो आप निश्चिंत हो सकते हैं कि उसका डेटा अपरिवर्तित रहेगा।
किस डेटा को वैध माना जाए और किसको त्याग दिया जाए, इस पर नेटवर्क सर्वसम्मति पर पहुंचकर दोहरे खर्च वाली धोखाधड़ी को रोका जाता है। बिटकॉइन नेटवर्क में, सर्वसम्मति कार्य के प्रमाण (पीओडब्ल्यू) द्वारा हासिल की जाती है।
नेटवर्क की विश्वसनीयता इस तथ्य से प्राप्त होती है कि ब्लॉकचेन सार्वजनिक है, जहां प्रत्येक प्रतिभागी अपना स्वयं का नोड चला सकता है, ब्लॉकचेन की एक पूरी प्रति प्राप्त कर सकता है और इसके अलावा, स्वतंत्र रूप से शुद्धता के लिए लेनदेन की जांच करना शुरू कर सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आधुनिक ब्लॉकचेन न केवल सार्वजनिक (खुले) बल्कि निजी (बंद) ब्लॉकचेन के साथ-साथ संयुक्त योजनाओं के उपयोग को भी संभव बनाते हैं।
ब्लॉकचेन से कमीशन से पूरी तरह छुटकारा नहीं मिलेगा, क्योंकि... आपको नेटवर्क का समर्थन करने वाले लोगों को भुगतान करना होगा, लेकिन ब्लॉकचेन में कमीशन की आवश्यकता इतनी स्पष्ट रूप से साबित होती है कि इसकी आवश्यकता के बारे में कोई संदेह नहीं है।
आधुनिक ब्लॉकचेन में व्यावसायिक तर्क को लागू करने की क्षमता होती है, जिसे ब्लॉकचेन में स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट कहा जाता है। स्मार्ट अनुबंधों का तर्क विभिन्न उच्च-स्तरीय भाषाओं में कार्यान्वित किया जाता है।

आगे, हम इन समाधानों पर अधिक विस्तार से विचार करेंगे।

ब्लॉकचेन वास्तुकला

ब्लॉकचेन घटक

प्रत्येक प्रतिभागी ब्लॉकचेन की पूरी प्रति (पूर्ण नोड) के साथ अपना स्वयं का नोड लॉन्च कर सकता है। पूर्ण नोड्स जो ब्लॉकचेन पर लेनदेन को रिकॉर्ड कर सकते हैं, कहलाते हैं सर्वसम्मति नोड्स (गवाह) या खनिक (खनिक)। पूर्ण नोड जो केवल लेनदेन की शुद्धता की जांच करते हैं, कहलाते हैं ऑडिट नोड्स (अंकेक्षण)। हल्के ग्राहक (लाइट क्लाइंट) ब्लॉकचेन की पूरी प्रतियां संग्रहीत नहीं करते हैं, लेकिन पूर्ण नोड्स का उपयोग करके नेटवर्क के साथ बातचीत करते हैं।
अधिकांश उपयोगकर्ता लेन-देन करने के लिए लाइट क्लाइंट या वेब वॉलेट का उपयोग करते हैं। सभी नोड एक दूसरे से जुड़े हुए हैं। तत्वों के इस सेट के साथ, नेटवर्क आर्किटेक्चर अधिक स्थिर हो जाता है:

लेन-देन जीवन चक्र

आइए लेन-देन के जीवनचक्र को देखें और इसे टुकड़े-टुकड़े करके देखें:

ब्लॉकचेन प्रौद्योगिकियाँ

आइए हम तकनीकी समाधानों और एक दूसरे के साथ उनके संबंधों पर अधिक विस्तार से ध्यान दें।

पहचान

प्रत्येक ब्लॉकचेन लेनदेन डिजिटल रूप से हस्ताक्षरित होना चाहिए। इसलिए, लेन-देन पूरा करने के लिए, प्रत्येक भागीदार के पास एक कुंजी जोड़ी होनी चाहिए: निजी/सार्वजनिक। कभी-कभी चाबियों की एक जोड़ी को बटुआ कहा जाता है, क्योंकि कुंजियाँ विशिष्ट रूप से प्रतिभागी के अद्वितीय डिजिटल पते और शेष राशि से जुड़ी होती हैं। वास्तव में, कुंजियाँ और पते विभिन्न संख्या प्रणालियों में संख्याओं के तार मात्र हैं। चाबियाँ और वॉलेट पते के उदाहरण:

Private key: 0a78194a8a893b8baac7c09b6a4a4b4b161b2f80a126cbb79bde231a4567420f
Public key: 0579b478952214d7cddac32ac9dc522c821a4489bc10aac3a81b9d1cd7a92e57ba
Address: 0x3814JnJpGnt5tB2GD1qfKP709W3KbRdfb27V

ब्लॉकचेन में डिजिटल हस्ताक्षर बनाने के लिए, अण्डाकार वक्रों पर आधारित एक एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है: एलिप्टिक कर्व डिजिटल सिग्नेचर एल्गोरिदम (ईसीडीएसए)। इसे काम करने के लिए, निजी कुंजी (256-बिट संख्या) आमतौर पर यादृच्छिक रूप से ली जाती है। कुंजी विकल्पों की संख्या 2 की शक्ति के लिए 256 है, इसलिए हम निजी कुंजी के मूल्यों के मिलान की व्यावहारिक असंभवता के बारे में बात कर सकते हैं।

इसके बाद, सार्वजनिक कुंजी को अण्डाकार वक्र पर स्थित एक बिंदु के निर्देशांक द्वारा उसके मान को गुणा करके निजी कुंजी से प्राप्त किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उसी वक्र पर एक नए बिंदु के निर्देशांक प्राप्त होते हैं। यह क्रिया सुनिश्चित करती है कि आपको डिजिटल रूप से हस्ताक्षरित लेनदेन के लिए उपयुक्त कुंजी जोड़ी प्राप्त हो। अंत में, वॉलेट का पता विशिष्ट रूप से सार्वजनिक कुंजी से प्राप्त होता है।

उदाहरण के लिए, ब्लॉकचेन में प्रयुक्त क्रिप्टोग्राफी पर विवरण के साथ बहुत सारे लेख हैं: बिटकॉइन संक्षेप में - क्रिप्टोग्राफी

निजी कुंजी पूरी तरह से गोपनीय होनी चाहिए और सुरक्षित रखी जानी चाहिए। सार्वजनिक कुंजी सभी को ज्ञात है। यदि निजी कुंजी खो जाती है, तो संपत्ति (सिक्के) तक पहुंच बहाल नहीं की जा सकती और पैसा हमेशा के लिए खो जाएगा। इसलिए, निजी कुंजियों को सुरक्षित रूप से संग्रहीत करने का कार्य अत्यंत प्रासंगिक है, क्योंकि यह कोई बैंक नहीं है जहां आप हमेशा अपने पासपोर्ट के साथ आ सकते हैं और अपना खाता बहाल कर सकते हैं। फ्लैश ड्राइव के समान तथाकथित कोल्ड क्रिप्टो वॉलेट के उत्पादन के लिए एक पूरा उद्योग है:

या आप अधिक विश्वसनीय तरीकों का उपयोग कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, टोकन पर निजी कुंजी के मूल्य पर मोहर लगाना:

लेन-देन

लेन-देन संरचना के बारे में अधिक विवरण लेख में पाया जा सकता है बिटकॉइन संक्षेप में - लेनदेन. हमारे लिए यह समझना महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक लेनदेन में कम से कम निम्नलिखित डेटा हो:

From: 0x48C89c341C5960Ca2Bf3732D6D8a0F4f89Cc4368 - цифровой адрес отправителя
To: 0x367adb7894334678b90аfe7882a5b06f7fbc783a - цифровой адрес получателя
Value: 0.0001 - сумма транзакции
Transaction Hash: 0x617ede331e8a99f46a363b32b239542bb4006e4fa9a2727a6636ffe3eb095cef - хэш транзакции

इसके बाद, लेनदेन को एक निजी कुंजी के साथ हस्ताक्षरित किया जाता है और भेजा जाता है (प्रोटोकॉल के संचालन पर विवरण देखें)। बिटकॉइन संक्षेप में-प्रोटोकॉल) ब्लॉकचेन में सभी नोड्स के लिए जो वैधता के लिए लेनदेन की जांच करते हैं। लेन-देन सत्यापन एल्गोरिथ्म गैर-तुच्छ है और इसमें शामिल है दो दर्जन कदम.

लेन-देन ब्लॉक

लेनदेन की वैधता की जांच करने के बाद, नोड्स उनसे ब्लॉक बनाते हैं। लेन-देन के अलावा, पिछले ब्लॉक का हैश और एक नंबर (नॉनस काउंटर) ब्लॉक में लिखा जाता है, और वर्तमान ब्लॉक के हैश की गणना SHA-256 एल्गोरिदम का उपयोग करके की जाती है। हैश ने जटिलता की स्थितियाँ स्थापित की होंगी। उदाहरण के लिए, बिटकॉइन नेटवर्क में, हैश की कठिनाई नेटवर्क की शक्ति के आधार पर हर 2 सप्ताह में स्वचालित रूप से बदल जाती है ताकि हर 10 मिनट में लगभग एक बार ब्लॉक उत्पन्न हो। जटिलता निम्नलिखित शर्त से निर्धारित होती है: पाया गया हैश पूर्व निर्धारित संख्या से कम होना चाहिए। यदि यह शर्त पूरी नहीं होती है, तो नॉन में 1 जोड़ दिया जाता है, और हैश की गणना करने का कार्य दोहराया जाता है। हैश का चयन करने के लिए, नॉन फ़ील्ड का उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह ब्लॉक में एकमात्र डेटा है जिसे बदला जा सकता है; बाकी अपरिवर्तित रहना चाहिए। एक वैध हैश में एक निश्चित संख्या में अग्रणी शून्य होने चाहिए, जैसे कि वास्तविक हैश में से एक:

000000000000000000000bf03212e7dd1176f52f816fa395fc9b93c44bc11f91

हैश को सफलतापूर्वक ढूंढना बिटकॉइन या एथेरियम नेटवर्क के लिए किए गए कार्य (प्रूफ-ऑफ-वर्क, पीओडब्ल्यू) का प्रमाण है। सोने के खनन के समान हैश खोजने की प्रक्रिया को खनन कहा जाता है। नाम काफी सटीक रूप से प्रक्रिया के सार को परिभाषित करता है, क्योंकि विकल्पों की एक सरल खोज है, और यदि किसी को उपयुक्त हैश मिल जाता है, तो यह वास्तव में भाग्य है। यह टनों बेकार चट्टान में असली सोने की डली ढूंढने जैसा है। ब्लॉक इनाम अब 12.5 बीटीसी है और यदि आप इसे $3900 की वर्तमान बिटकॉइन दर से गुणा करते हैं, तो आपको एक किलोग्राम से अधिक शुद्ध सोना मिलता है। लड़ने के लिए कुछ तो है!

हैश को सफलतापूर्वक ढूंढने के बाद, ब्लॉक और पाया गया हैश ही अगले ब्लॉक के रूप में ब्लॉकचेन में लिखा जाता है। ब्लॉक की संरचना पर अधिक विवरण लेख में पाया जा सकता है संक्षेप में बिटकॉइन-ब्लॉकचेन, और नीचे एक सरलीकृत आरेख है:

ब्लॉकचेन एक ऐसे ब्लॉक से शुरू होता है जिसमें अभी तक पिछले ब्लॉक का हैश नहीं है। ब्लॉकचेन में केवल एक ही ऐसा ब्लॉक है और इसका अपना नाम जेनेसिस ब्लॉक है। शेष ब्लॉकों की संरचना समान है और केवल लेनदेन की संख्या में अंतर है। बिटकॉइन या एथेरियम में वर्तमान में बनाए जा रहे वास्तविक लेनदेन और ब्लॉक को इसमें देखा जा सकता है एक्सप्लोरर को ब्लॉक करें.

बिटकॉइन में ब्लॉक का आकार 1 एमबी तक सीमित है और लगभग 200 बाइट्स के लेनदेन में न्यूनतम जानकारी के साथ, एक ब्लॉक में लेनदेन की अधिकतम संख्या लगभग 6000 हो सकती है। यहां से, वैसे, बिटकॉइन का प्रदर्शन इस प्रकार है, जिस पर हर कोई हंसता है: हर 10 मिनट में लगभग एक बार एक ब्लॉक उत्पन्न होता है * 60 सेकंड = 600 सेकंड, जो लगभग 10 टीपीएस का औपचारिक प्रदर्शन देता है। हालाँकि वास्तव में, यह उत्पादकता नहीं है, बल्कि जानबूझकर कार्यान्वित कार्य एल्गोरिथ्म है। एथेरियम में, प्रतिस्पर्धा के लिए, उन्होंने ब्लॉक निर्माण का समय केवल 15 सेकंड कर दिया। और उत्पादकता औपचारिक रूप से बढ़ गई। इसलिए, ब्लॉकचेन में जो PoW को सर्वसम्मति के रूप में उपयोग करते हैं, प्रदर्शन की तुलना करने का कोई मतलब नहीं है, क्योंकि यह सीधे कैश गणना की जटिलता पर निर्भर करता है, जिसे किसी भी मान को सौंपा जा सकता है।

फोर्क्स

क्या होगा यदि, उदाहरण के लिए, कई नोड्स को हैश मिले जो जटिलता की स्थितियों को पूरा करते हैं, लेकिन मूल्य में भिन्न हैं (दूसरे शब्दों में, वे अलग-अलग आम सहमति पर आए) और ब्लॉकचेन पर ब्लॉक लिखे? आइए देखें कि ब्लॉकचेन इस स्थिति से कैसे बचाता है। इस मामले में, एक तथाकथित कांटा होता है, और ब्लॉकचेन में श्रृंखला के दो संस्करण होते हैं:

आगे क्या होता है? इसके बाद, नेटवर्क का एक हिस्सा एक श्रृंखला से ब्लॉक एन+2 पर काम करना शुरू करता है, और दूसरा हिस्सा दूसरे से:

इनमें से एक ब्लॉक पहले ढूंढा जाएगा और ब्लॉकचेन को भेजा जाएगा, और फिर, नियमों के अनुसार, ब्लॉकचेन को एक लंबी श्रृंखला पर स्विच करना होगा और वैकल्पिक ब्लॉक से सभी लेनदेन रद्द करना होगा:

उसी समय, ऐसी स्थिति उत्पन्न हो सकती है जब किसी भागीदार का लेनदेन केवल एक कांटा ब्लॉक में था, जिसे रद्द कर दिया गया था। इसलिए, यह सुनिश्चित करने के लिए कि वांछित लेनदेन ब्लॉकचेन में दर्ज किया गया है, एक सामान्य सिफारिश है - लेनदेन पर भरोसा करने से पहले, आपको ब्लॉकचेन में अगले कुछ ब्लॉक जोड़े जाने तक इंतजार करना चाहिए। अलग-अलग ब्लॉकचेन के लिए कितने ब्लॉक की प्रतीक्षा करनी है, इसकी सिफारिशें अलग-अलग होती हैं। उदाहरण के लिए, बिटकॉइन नेटवर्क के लिए न्यूनतम 2 ब्लॉक है, अधिकतम 6 है।

तथाकथित 51% हमले के दौरान ब्लॉक फोर्क्स के साथ एक ही तस्वीर देखी जाएगी - यह तब होता है जब खनिकों का एक समूह एक वैकल्पिक ब्लॉक श्रृंखला विकसित करने की कोशिश करता है, जो अपने धोखाधड़ी वाले लेनदेन के साथ श्रृंखला को रद्द करने की कोशिश करता है। हालाँकि वर्तमान समय में धोखाधड़ी के बजाय ईमानदारी से खनन पर अपनी शक्ति खर्च करना अधिक लाभदायक है।

आम सहमति

ब्लॉकचेन पर एक ब्लॉक रिकॉर्ड करने के लिए, नेटवर्क को आम सहमति तक पहुंचना होगा। आइए कंप्यूटर संचार नेटवर्क में सर्वसम्मति प्राप्त करने के कार्य को याद रखें। समस्या को बीजान्टिन जनरलों बीएफटी के कार्य के रूप में तैयार किया गया है (बीजान्टिन गलती सहिष्णुता). बीजान्टिन सेना की समस्याओं के सुरम्य विवरण को छोड़कर, समस्या को निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है: यदि कुछ नेटवर्क नोड्स जानबूझकर उन्हें विकृत कर सकते हैं तो नेटवर्क नोड्स एक सामान्य परिणाम पर कैसे आ सकते हैं। बीएफटी समस्या को हल करने के लिए मौजूदा एल्गोरिदम बताते हैं कि यदि 1/3 से कम धोखेबाज हों तो नेटवर्क सही ढंग से काम कर सकता है। बिटकॉइन नेटवर्क पर बीएफटी सर्वसम्मति क्यों लागू नहीं की गई है? PoW का उपयोग करना क्यों आवश्यक था? इसके कई कारण हैं:

बीएफटी नोड्स के एक छोटे निश्चित सेट के साथ अच्छी तरह से काम करता है, लेकिन सार्वजनिक ब्लॉकचेन में नोड्स की संख्या अप्रत्याशित है और इसके अलावा, नोड्स को यादृच्छिक रूप से चालू और बंद किया जा सकता है।
लोगों को ब्लॉकचेन नोड्स लॉन्च करने के लिए प्रेरित करना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए लोगों को पुरस्कृत किया जाना चाहिए। बीएफटी में पुरस्कार प्राप्त करने के लिए औपचारिक रूप से कुछ भी नहीं है, लेकिन पीओडब्ल्यू में इनाम किस लिए है, यह सहज स्तर पर सभी के लिए स्पष्ट है: ब्लॉक हैश खोजने की प्रक्रिया में प्रोसेसर द्वारा खपत की गई बिजली के लिए।

PoW के अलावा, कई अन्य आम सहमतिएँ हैं जिनका उपयोग आधुनिक ब्लॉकचेन में किया जाता है, उदाहरण के लिए:

PoS (प्रूफ-ऑफ-स्टेक) - ब्लॉकचेन पर Hyperledger
DPoS (प्रतिनिधि हिस्सेदारी का प्रमाण) - ब्लॉकचेन पर BitShares
बीएफटी के संशोधन: एसबीएफटी (सरलीकृत बीएफटी) और पीबीएफटी (प्रैक्टिकल बीएफटी), उदाहरण के लिए ब्लॉकचेन में एक्सोनम

आइए पीओएस सर्वसम्मति पर थोड़ा ध्यान दें, क्योंकि... यह PoS और इसकी किस्में हैं जो निजी ब्लॉकचेन में सबसे अधिक व्यापक हैं। अकेले में क्यों? एक ओर, PoS की विशेषताएँ PoW की तुलना में बेहतर हैं, क्योंकि सर्वसम्मति प्राप्त करने के लिए, कम कंप्यूटिंग संसाधनों की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि ब्लॉकचेन पर डेटा लिखने की गति बढ़ जाती है। लेकिन दूसरी ओर, PoS में धोखाधड़ी के अधिक अवसर हैं, इसलिए इसे बेअसर करने के लिए, ब्लॉकचेन में सभी प्रतिभागियों को ज्ञात होना चाहिए।

पीओएस सर्वसम्मति एक नोड के चयन पर आधारित है जो खाते में धन की मात्रा के आधार पर ब्लॉकचेन में लेनदेन के साथ एक ब्लॉक लिख सकता है, या बल्कि, खाते में नहीं, बल्कि संपार्श्विक में, यानी। आपके पास संपार्श्विक के रूप में जितनी अधिक धनराशि होगी, उतनी अधिक संभावना होगी कि नेटवर्क ब्लॉक लिखने के लिए आपका नोड चुनेगा। यदि ब्लॉक अमान्य है तो जमा राशि वापस नहीं की जाएगी। यह धोखाधड़ी से सुरक्षा प्रदान करता है. PoS की निम्नलिखित विविधताएँ हैं:

प्रत्यायोजित PoS (DPoS) सर्वसम्मति प्रतिभागियों को "मतदाता" और "सत्यापनकर्ता" में विभाजित करती है। सिक्का धारक (मतदान प्रतिभागी) ब्लॉकचेन पर लेनदेन को सत्यापित करने और रिकॉर्ड करने की अपनी शक्ति अन्य प्रतिभागियों को सौंपते हैं। इस प्रकार, सत्यापनकर्ता सभी कम्प्यूटेशनल कार्य करते हैं और इसके लिए पुरस्कार प्राप्त करते हैं, और मतदान प्रतिभागियों की उपस्थिति सत्यापनकर्ताओं की ईमानदारी की गारंटी देती है, क्योंकि उन्हें किसी भी समय बदला जा सकता है.
एलपीओएस (लीज्ड प्रूफ-ऑफ-स्टेक) सर्वसम्मति आपको अपने फंड को अन्य नोड्स पर पट्टे पर देने की अनुमति देती है ताकि उनके पास ब्लॉक को मान्य करने का बेहतर मौका हो। वह। आप वास्तविक लेनदेन सत्यापन और ब्लॉक माइनिंग में भाग लिए बिना लेनदेन के लिए कमीशन प्राप्त कर सकते हैं।

ऐसी कई अन्य आम सहमतिएं हैं जिनका अभी तक व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया है, मैं उन्हें केवल जानकारी के लिए यहां सूचीबद्ध करूंगा, और आम सहमति एल्गोरिदम का अवलोकन स्वयं पाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, लेख में: ब्लॉकचेन में आम सहमति एल्गोरिदम.

PoET (बीते समय का प्रमाण)
पीओसी (क्षमता का प्रमाण)
पीओबी (जलने का प्रमाण)
वजन का प्रमाण (वजन का प्रमाण)
पीओए (गतिविधि का प्रमाण) - पीओडब्ल्यू + पीओएस
पीओआई (महत्व का प्रमाण)

ब्लॉकचेन की विश्वसनीयता और परिनियोजन मॉडल

सार्वजनिक ब्लॉकचेन

स्थिरता सार्वजनिक या कोई अन्य नाम अनुमति रहित ब्लॉकचेन यह किसी को भी जानकारी को कनेक्ट करने और देखने या यहां तक कि अपने स्वयं के नोड को कनेक्ट करने की अनुमति देकर हासिल किया जाता है, और विश्वास पीओडब्ल्यू सर्वसम्मति पर बनाया जाता है।

निजी ब्लॉकचेन

निजी या निजी अनुमति प्राप्त ब्लॉकचेन. इन ब्लॉकचेन में, प्रतिभागियों (संगठनों या लोगों) के केवल एक निश्चित समूह के पास ही जानकारी तक पहुंच होती है। ऐसे ब्लॉकचेन संगठनों द्वारा समग्र लाभ या दक्षता बढ़ाने के लक्ष्य के साथ बनाए जाते हैं। उनकी विश्वसनीयता प्रतिभागियों के सामान्य लक्ष्यों और पीओएस और बीएफटी सर्वसम्मति एल्गोरिदम द्वारा सुनिश्चित की जाती है।

ब्लॉकचेन कंसोर्टियम

वहाँ कंसोर्टियम या सार्वजनिक अनुमति प्राप्त ब्लॉकचेन. ये ब्लॉकचेन हैं जिन्हें देखने के लिए कोई भी कनेक्ट कर सकता है, लेकिन एक प्रतिभागी अन्य प्रतिभागियों की अनुमति से ही जानकारी जोड़ सकता है या अपना नोड कनेक्ट कर सकता है। ऐसे ब्लॉकचेन संगठनों द्वारा ग्राहकों या उत्पादों के उपभोक्ताओं या समग्र रूप से समाज के विश्वास को बढ़ाने के लिए बनाए जाते हैं। यहां, प्रतिभागियों और समान पीओएस और बीएफटी सर्वसम्मति एल्गोरिदम के बीच विश्वास की उपस्थिति से विश्वसनीयता भी हासिल की जाती है।

स्मार्ट अनुबंध

बिटकॉइन के बाद लागू किए गए ब्लॉकचेन ने, किसी न किसी हद तक, स्मार्ट अनुबंधों को निष्पादित करने की क्षमता जोड़ दी है। अनिवार्य रूप से, एक स्मार्ट अनुबंध एक लेनदेन है जिसमें निष्पादन के लिए प्रोग्राम कोड रखा जाता है। एथेरियम नेटवर्क पर स्मार्ट अनुबंध ईवीएम (एथेरियम वर्चुअल मशीन) में निष्पादित होते हैं। एक स्मार्ट अनुबंध को निष्पादित करना शुरू करने के लिए, इसे किसी अन्य लेनदेन द्वारा स्पष्ट रूप से लॉन्च किया जाना चाहिए, या निष्पादन के लिए पूर्व शर्तों को पूरा किया जाना चाहिए। स्मार्ट अनुबंध के निष्पादन के परिणाम भी ब्लॉकचेन में दर्ज किए जाएंगे। ब्लॉकचेन के बाहर से डेटा प्राप्त करना संभव है, लेकिन बेहद सीमित है।

स्मार्ट अनुबंध का उपयोग करके कौन सा व्यावसायिक तर्क लागू किया जा सकता है? वास्तव में, बहुत कुछ नहीं है, उदाहरण के लिए, ब्लॉकचेन से डेटा का उपयोग करके स्थितियों की जांच करना, इन स्थितियों के आधार पर डिजिटल संपत्तियों के मालिकों को बदलना, ब्लॉकचेन के भीतर स्थायी भंडारण में डेटा रिकॉर्ड करना। तर्क को एक विशेष उच्च स्तरीय भाषा सॉलिडिटी में लागू किया जाता है।

स्मार्ट अनुबंधों का उपयोग करके कार्यान्वित की जाने वाली कार्यक्षमता का एक उत्कृष्ट उदाहरण ICO के लिए टोकन जारी करना है। उदाहरण के लिए, मैंने मामूली 500 एलेक्सटोकन जारी करने के लिए एक स्मार्ट अनुबंध लागू किया। द्वारा इथरस्कैन में लिंक है

सॉलिडिटी भाषा में स्मार्ट अनुबंध का स्रोत कोड

pragma solidity ^0.4.23;
library SafeMath {
/**
* @dev Multiplies two numbers, throws on overflow.
**/
function mul(uint256 a, uint256 b) internal pure returns (uint256 c) {
if (a == 0) {
return 0;
}
c = a * b;
assert(c / a == b);
return c;
}
/**
* @dev Integer division of two numbers, truncating the quotient.
**/
function div(uint256 a, uint256 b) internal pure returns (uint256) {
// assert(b > 0); // Solidity automatically throws when dividing by 0
/**
* @title SafeMath
* @dev Math operations with safety checks that throw on error
*/
// uint256 c = a / b;
// assert(a == b * c + a % b); // There is no case in which this doesn't hold
return a / b;
}
/**
* @dev Subtracts two numbers, throws on overflow (i.e. if subtrahend is greater than minuend).
**/
function sub(uint256 a, uint256 b) internal pure returns (uint256) {
assert(b <= a);
return a - b;
}
/**
* @dev Adds two numbers, throws on overflow.
**/
function add(uint256 a, uint256 b) internal pure returns (uint256 c) {
c = a + b;
assert(c >= a);
return c;
}
}
/**
* @title Ownable
* @dev The Ownable contract has an owner address, and provides basic authorization control
* functions, this simplifies the implementation of "user permissions".
**/
contract Ownable {
address public owner;
event OwnershipTransferred(address indexed previousOwner, address indexed newOwner);
/**
* @dev The Ownable constructor sets the original `owner` of the contract to the sender account.
**/
constructor() public {
owner = msg.sender;
}
/**
* @dev Throws if called by any account other than the owner.
**/
modifier onlyOwner() {
require(msg.sender == owner);
_;
}
/**
* @dev Allows the current owner to transfer control of the contract to a newOwner.
* @param newOwner The address to transfer ownership to.
**/
function transferOwnership(address newOwner) public onlyOwner {
require(newOwner != address(0));
emit OwnershipTransferred(owner, newOwner);
owner = newOwner;
}
}
/**
* @title ERC20Basic interface
* @dev Basic ERC20 interface
**/
contract ERC20Basic {
function totalSupply() public view returns (uint256);
function balanceOf(address who) public view returns (uint256);
function transfer(address to, uint256 value) public returns (bool);
event Transfer(address indexed from, address indexed to, uint256 value);
}
/**
* @title ERC20 interface
* @dev see https://github.com/ethereum/EIPs/issues/20
**/
contract ERC20 is ERC20Basic {
function allowance(address owner, address spender) public view returns (uint256);
function transferFrom(address from, address to, uint256 value) public returns (bool);
function approve(address spender, uint256 value) public returns (bool);
event Approval(address indexed owner, address indexed spender, uint256 value);
}
/**
* @title Basic token
* @dev Basic version of StandardToken, with no allowances.
**/
contract BasicToken is ERC20Basic {
using SafeMath for uint256;
mapping(address => uint256) balances;
uint256 totalSupply_;
/**
* @dev total number of tokens in existence
**/
function totalSupply() public view returns (uint256) {
return totalSupply_;
}
/**
* @dev transfer token for a specified address
* @param _to The address to transfer to.
* @param _value The amount to be transferred.
**/
function transfer(address _to, uint256 _value) public returns (bool) {
require(_to != address(0));
require(_value <= balances[msg.sender]);
balances[msg.sender] = balances[msg.sender].sub(_value);
balances[_to] = balances[_to].add(_value);
emit Transfer(msg.sender, _to, _value);
return true;
}
/**
* @dev Gets the balance of the specified address.
* @param _owner The address to query the the balance of.
* @return An uint256 representing the amount owned by the passed address.
**/
function balanceOf(address _owner) public view returns (uint256) {
return balances[_owner];
}
}
contract StandardToken is ERC20, BasicToken {
mapping (address => mapping (address => uint256)) internal allowed;
/**
* @dev Transfer tokens from one address to another
* @param _from address The address which you want to send tokens from
* @param _to address The address which you want to transfer to
* @param _value uint256 the amount of tokens to be transferred
**/
function transferFrom(address _from, address _to, uint256 _value) public returns (bool) {
require(_to != address(0));
require(_value <= balances[_from]);
require(_value <= allowed[_from][msg.sender]);
balances[_from] = balances[_from].sub(_value);
balances[_to] = balances[_to].add(_value);
allowed[_from][msg.sender] = allowed[_from][msg.sender].sub(_value);
emit Transfer(_from, _to, _value);
return true;
}
/**
* @dev Approve the passed address to spend the specified amount of tokens on behalf of msg.sender.
*
* Beware that changing an allowance with this method brings the risk that someone may use both the old
* and the new allowance by unfortunate transaction ordering. One possible solution to mitigate this
* race condition is to first reduce the spender's allowance to 0 and set the desired value afterwards:
* https://github.com/ethereum/EIPs/issues/20#issuecomment-263524729
* @param _spender The address which will spend the funds.
* @param _value The amount of tokens to be spent.
**/
function approve(address _spender, uint256 _value) public returns (bool) {
allowed[msg.sender][_spender] = _value;
emit Approval(msg.sender, _spender, _value);
return true;
}
/**
* @dev Function to check the amount of tokens that an owner allowed to a spender.
* @param _owner address The address which owns the funds.
* @param _spender address The address which will spend the funds.
* @return A uint256 specifying the amount of tokens still available for the spender.
**/
function allowance(address _owner, address _spender) public view returns (uint256) {
return allowed[_owner][_spender];
}
/**
* @dev Increase the amount of tokens that an owner allowed to a spender.
*
* approve should be called when allowed[_spender] == 0. To increment
* allowed value is better to use this function to avoid 2 calls (and wait until
* the first transaction is mined)
* From MonolithDAO Token.sol
* @param _spender The address which will spend the funds.
* @param _addedValue The amount of tokens to increase the allowance by.
**/
function increaseApproval(address _spender, uint _addedValue) public returns (bool) {
allowed[msg.sender][_spender] = allowed[msg.sender][_spender].add(_addedValue);
emit Approval(msg.sender, _spender, allowed[msg.sender][_spender]);
return true;
}
/**
* @dev Decrease the amount of tokens that an owner allowed to a spender.
*
* approve should be called when allowed[_spender] == 0. To decrement
* allowed value is better to use this function to avoid 2 calls (and wait until
* the first transaction is mined)
* From MonolithDAO Token.sol
* @param _spender The address which will spend the funds.
* @param _subtractedValue The amount of tokens to decrease the allowance by.
**/
function decreaseApproval(address _spender, uint _subtractedValue) public returns (bool) {
uint oldValue = allowed[msg.sender][_spender];
if (_subtractedValue > oldValue) {
allowed[msg.sender][_spender] = 0;
} else {
allowed[msg.sender][_spender] = oldValue.sub(_subtractedValue);
}
emit Approval(msg.sender, _spender, allowed[msg.sender][_spender]);
return true;
}
}
/**
* @title Configurable
* @dev Configurable varriables of the contract
**/
contract Configurable {
uint256 public constant cap = 1000000000*10**18;
uint256 public constant basePrice = 100*10**18; // tokens per 1 ether
uint256 public tokensSold = 0;
uint256 public constant tokenReserve = 500000000*10**18;
uint256 public remainingTokens = 0;
}
/**
* @title CrowdsaleToken 
* @dev Contract to preform crowd sale with token
**/
contract CrowdsaleToken is StandardToken, Configurable, Ownable {
/**
* @dev enum of current crowd sale state
**/
enum Stages {
none,
icoStart, 
icoEnd
}
Stages currentStage;
/**
* @dev constructor of CrowdsaleToken
**/
constructor() public {
currentStage = Stages.none;
balances[owner] = balances[owner].add(tokenReserve);
totalSupply_ = totalSupply_.add(tokenReserve);
remainingTokens = cap;
emit Transfer(address(this), owner, tokenReserve);
}
/**
* @dev fallback function to send ether to for Crowd sale
**/
function () public payable {
require(currentStage == Stages.icoStart);
require(msg.value > 0);
require(remainingTokens > 0);
uint256 weiAmount = msg.value; // Calculate tokens to sell
uint256 tokens = weiAmount.mul(basePrice).div(1 ether);
uint256 returnWei = 0;
if(tokensSold.add(tokens) > cap){
uint256 newTokens = cap.sub(tokensSold);
uint256 newWei = newTokens.div(basePrice).mul(1 ether);
returnWei = weiAmount.sub(newWei);
weiAmount = newWei;
tokens = newTokens;
}
tokensSold = tokensSold.add(tokens); // Increment raised amount
remainingTokens = cap.sub(tokensSold);
if(returnWei > 0){
msg.sender.transfer(returnWei);
emit Transfer(address(this), msg.sender, returnWei);
}
balances[msg.sender] = balances[msg.sender].add(tokens);
emit Transfer(address(this), msg.sender, tokens);
totalSupply_ = totalSupply_.add(tokens);
owner.transfer(weiAmount);// Send money to owner
}
/**
* @dev startIco starts the public ICO
**/
function startIco() public onlyOwner {
require(currentStage != Stages.icoEnd);
currentStage = Stages.icoStart;
}
/**
* @dev endIco closes down the ICO 
**/
function endIco() internal {
currentStage = Stages.icoEnd;
// Transfer any remaining tokens
if(remainingTokens > 0)
balances[owner] = balances[owner].add(remainingTokens);
// transfer any remaining ETH balance in the contract to the owner
owner.transfer(address(this).balance); 
}
/**
* @dev finalizeIco closes down the ICO and sets needed varriables
**/
function finalizeIco() public onlyOwner {
require(currentStage != Stages.icoEnd);
endIco();
}
}
/**
* @title LavevelToken 
* @dev Contract to create the Lavevel Token
**/
contract AlexToken is CrowdsaleToken {
string public constant name = "AlexToken";
string public constant symbol = "ALT";
uint32 public constant decimals = 18;
}

और द्विआधारी प्रतिनिधित्व जैसा कि नेटवर्क इसे देखता है

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स्मार्ट अनुबंधों के बारे में अधिक विवरण लेख में पाया जा सकता है: एथेरियम में स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट क्या हैं?.

निष्कर्ष

हमने उन तकनीकों को सूचीबद्ध किया है जिन पर आधुनिक ब्लॉकचेन बनाए गए हैं और वे एक-दूसरे से कैसे जुड़े हैं। आइए अब तैयार करें कि ब्लॉकचेन का उपयोग करके कौन सी समस्याएं हल की जा सकती हैं, और कौन से समाधान, सर्वोत्तम रूप से, अप्रभावी होंगे। इसलिए, ब्लॉकचेन का उपयोग करना आवश्यक नहीं है यदि:

लेन-देन एक विश्वसनीय वातावरण में किया जाता है;
बिचौलियों के एक आयोग की उपस्थिति से प्रतिभागियों का जीवन खराब नहीं होता है;
प्रतिभागियों के पास ऐसी संपत्ति नहीं है जिसे डिजिटल संपत्ति के रूप में दर्शाया जा सके;
डिजिटल परिसंपत्तियों में कोई वितरण नहीं है, अर्थात। मूल्य का स्वामित्व या आपूर्ति केवल एक भागीदार के पास है।

ब्लॉकचेन का भविष्य क्या है? अब हम केवल ब्लॉकचेन प्रौद्योगिकियों के विकास के संभावित तरीकों पर अनुमान लगा सकते हैं:

ब्लॉकचेन वही सामान्य डेटाबेस तकनीक बन जाएगी, उदाहरण के लिए, अपनी विशिष्ट समस्याओं को हल करने के लिए SQL या NoSQL;
ब्लॉकचेन एक व्यापक प्रोटोकॉल बन जाएगा, जैसे HTTP इंटरनेट के लिए है;
ब्लॉकचेन ग्रह पर एक नई वित्तीय और राजनीतिक व्यवस्था का आधार बनेगी!

अगले भाग में हम देखेंगे कि वर्तमान में कौन से ब्लॉकचेन मौजूद हैं और उनका उपयोग विभिन्न उद्योगों में क्यों किया जाता है।

यह सिर्फ शुरुआत है!

स्रोत: www.habr.com

हमें ब्लॉकचेन क्या बनाना चाहिए?