बिटकॉइन स्केलेबिलिटी और ब्लॉक प्रचार समस्या

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स्केलेबिलिटी की कमी को ब्लॉकचेन तकनीक के व्यापक रूप से अपनाने के रास्ते में सबसे बड़ी बाधा के रूप में जाना जाता है। सभी मौजूदा ब्लॉकचेन परियोजनाएं उन समाधानों की तलाश करती हैं जो उनके नेटवर्क के प्रदर्शन को बेहतर बना सकें। कई उभरती परियोजनाओं का दावा है कि उनके पास एक जादू की गोली है जो समस्या को हल कर सकती है। हालांकि, ऐसे दावे हमेशा मान्य नहीं होते हैं। दुर्भाग्य से, कई पर्यवेक्षकों और निवेशकों को इस समस्या के मूल और मूल का एहसास नहीं है। गहरी जांच और काफी तकनीकी पृष्ठभूमि के बिना, छिपे हुए अड़चनों और व्यापार-बंदों को निर्धारित करना मुश्किल है। इस पोस्ट में, हम एक प्रसिद्ध अड़चन पर चर्चा करने जा रहे हैं जो बिटकॉइन को स्केलिंग से बचाता है.

विकेन्द्रीकृत सहकर्मी से सहकर्मी नेटवर्क बिटकॉइन के आविष्कार के कुछ समय बाद, शोधकर्ताओं को दिलचस्पी हुई कि बिटकॉइन की स्केलिंग की सीमा निर्धारित की जाए। जल्द ही कोर मुद्दे को निर्धारित किया गया और ब्लॉक प्रचार समय या ब्लॉक प्रचार देरी के संदर्भ में वर्णित किया गया.

नेटवर्क में अधिकांश नोड्स तक पहुँचने के लिए नए ब्लॉक के लिए आवश्यक औसत समय है। बिटकॉइन जैसे बड़े विकेंद्रीकृत नेटवर्क में, जब भी नया ब्लॉक उत्पन्न होता है, तो इसे गॉसिप प्रोटोकॉल के अनुसार प्रसारित किया जाता है। यदि कुछ नोड में नया वैध ब्लॉक है, तो यह उसके नए कब्जे के बारे में उससे जुड़े नोड को सूचित करता है। फिर नोड इस ब्लॉक को उन नोड्स में स्थानांतरित करता है जो इसे ऐसा करने के लिए कहते हैं। ब्लॉक नेटवर्क में प्रत्येक पूर्ण नोड तक पहुंचने से पहले, यह सात मध्यस्थ नोड्स से गुजरता है। यह महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक ईमानदार नोड इसे अन्य साथियों से रिले करने से पहले ब्लॉक को सत्यापित करता है। जाहिर है, पूरी बात में थोड़ा वक्त लगता है। प्रत्येक नया ब्लॉक नेटवर्क को हिलाता है और पूरी शक्ति से काम करने के बीच नोड्स और ईथरनेट कनेक्शन बनाता है.

एक तर्क हो सकता है कि नेटवर्क के लॉन्च के बाद से, गॉसिप प्रोटोकॉल में कई सुधार हुए हैं। उदाहरण के लिए, बिटकॉइन सुधार प्रस्ताव बीआईपी 0152 ने ब्लॉक बॉडी में लेनदेन की पूरी सूची के बजाय केवल लघु लेनदेन आईडी को स्थानांतरित करने का विकल्प पेश किया। हालाँकि, यदि नोड के पास उस मेमरी में लेन-देन नहीं है, तो उसे अपने साथियों से इसे एक अलग संदेश में स्थानांतरित करने के लिए कहना होगा। यदि ब्लॉक में बड़ी संख्या में ऐसे लेनदेन हैं, तो बीआईपी 0152 से सुधार गायब हो जाता है.

चूंकि डेटा ट्रांसमिशन ब्लॉक रिले का सबसे अधिक समय लेने वाला हिस्सा है, इसलिए शोधकर्ताओं को यह निर्धारित करने में दिलचस्पी थी कि एक निश्चित आकार के डेटा पैकेट के लिए नेटवर्क में 50%, 90% या 95% नोड्स तक पहुंचने के लिए कितना समय आवश्यक है। यह पाया गया कि 20kB से बड़े ब्लॉकों के लिए, ब्लॉक प्रसार विलंब ब्लॉक आकार के लगभग आनुपातिक है.

2013 में प्रकाशित शोध के अनुसार, ब्लॉक में डेटा के प्रत्येक अतिरिक्त kB ने अतिरिक्त प्रसार की देरी के कारण 80ms अतिरिक्त किया। तब से, हर साल इस विषय पर कुछ शैक्षिक पत्र और सर्वेक्षण प्रकाशित किए गए हैं। वे उपरोक्त आंकड़ों को अद्यतन करते हैं और विभिन्न सुधार प्रस्तावों पर चर्चा करते हैं। इसके अलावा, साइट बिटकॉइन नेटवर्क की वर्तमान स्थिति और ब्लॉक प्रचार समय की निगरानी करती है। इसके अलावा, यह इस विषय पर ऐतिहासिक डेटा के साथ चार्ट प्रदान करता है.

बहुप्रचारित ब्लॉकचेन नेटवर्क के अधिकांश बिटकॉइन के समान डिज़ाइन है। परिणामस्वरूप, इन नेटवर्कों में ब्लॉक प्रचार समय समान नियमों का पालन करता है। दुर्भाग्य से, ब्लॉक प्रचार समय का ब्लॉकचेन सुरक्षा पर व्यापक प्रभाव पड़ता है। नेटवर्क में प्रचार का समय जितना लंबा होता है, उतनी बार पुराने ब्लॉक के शीर्ष पर खनन होता है। नतीजतन, मुख्य श्रृंखला की फोर्किंग अधिक बार होती है, और अनाथ ब्लॉकों का प्रतिशत बढ़ जाता है। लंबे समय तक प्रचार देरी से तथाकथित वेरिफायर्स दुविधा का कारण बनता है.

कुछ नोड्स पा सकते हैं कि ब्लॉक सत्यापन कदम को छोड़ना एक लाभदायक रणनीति हो सकती है। इस मामले में, वे गलत ब्लॉक के शीर्ष पर खनन के जोखिम का सामना करते हैं। हालांकि, यदि ब्लॉक सत्यापन समय महत्वपूर्ण है, तो यह रणनीति लाभदायक हो सकती है। शोधकर्ताओं ने पाया कि लंबे समय तक प्रसार देरी नोड के प्रतिरोध को 51% हमलों और स्वार्थी खनन के खिलाफ कम करता है.

उपरोक्त समस्या के समाधान के लिए, ब्लॉकचैन डेवलपर्स अक्सर ब्लॉक प्रसार समय को औसत ब्लॉक समय के 1% से कम रखने का प्रयास करते हैं।.

यह बिटकॉइन, एथेरम और अन्य प्रमुख ब्लॉकचेन नेटवर्क के लिए सच है जो प्रूफ-ऑफ-वर्क की आम सहमति पर आधारित हैं। इस कारण से, बिटकॉइन नेटवर्क में नोड्स के 50% तक प्रसार का समय अक्सर 6 सेकंड से नीचे होता है.

हालांकि तेज ब्लॉक रिले, बीआईपी 0152 में वर्णित एक की तरह, औसत ब्लॉक प्रचार समय को कम कर देता है, सबसे खराब स्थिति में यह मूल प्रोटोकॉल की तुलना में अधिक समय ले सकता है। यह महत्वपूर्ण है कि सबसे खराब स्थिति में भी, प्रचार में देरी उचित होनी चाहिए, ताकि खनिक अपने नोड्स को ज्यादातर समय सिंक्रनाइज़ रखेंगे, और हमेशा प्रस्तावित ब्लॉकों का सत्यापन करेंगे।.

जब भी लोग ब्लॉकचेन की मापनीयता के बारे में बात करते हैं, तो वे सिस्टम के लेनदेन थ्रूपुट का उल्लेख करते हैं। हालांकि, लोग यह भूल गए कि लेनदेन में सुधार नेटवर्क की सुरक्षा से समझौता नहीं करना चाहिए या नेटवर्क में भाग लेने के इच्छुक नोड्स के लिए डेटा संग्रहण आवश्यकताओं को बढ़ाना चाहिए। ये संशोधन नेटवर्क में स्वतंत्र लेनदेन सत्यापनकर्ताओं की संख्या को कम कर सकते हैं, जिससे विकेंद्रीकरण कम हो जाएगा.

कहां है

बाइट्स बाइट्स में ब्लॉक आकार है;

Tsize ब्लॉक में लेनदेन रिकॉर्ड का औसत आकार है;

ब्लॉकचेन में लगातार ब्लॉक के बीच BIME औसत समय है.

जाहिर है, लेन-देन रिकॉर्ड आकार को कम करके या ब्लॉकों के बीच के अंतराल को कम करके, ब्लॉक थ्रूपुट को बढ़ाकर लेनदेन थ्रूपुट को बढ़ाया जा सकता है। लेन-देन रिकॉर्ड के आकार को कम करना बहुत कठिन है। इसके बजाय अन्य दो विकल्प आज़मा सकते हैं। हालांकि, इन कार्यों से ब्लॉक प्रसार पर खर्च होने वाले समय का प्रतिशत बढ़ जाएगा। इस प्रकार, नेटवर्क की सुरक्षा और विकेंद्रीकरण से समझौता हो सकता है.

एक नोटिस हो सकता है कि वर्णित बिटकॉइन प्रोटोकॉल में, नेटवर्क संसाधनों का अक्षम रूप से उपयोग किया जाता है। प्रत्येक नोड प्रक्रियाओं और एक नए ब्लॉक के बारे में महत्वपूर्ण डेटा को केवल थोड़े समय के लिए प्रसारित करता है। इसका नेटवर्क बैंडविड्थ वास्तव में महत्वपूर्ण है, लेकिन यह एक समय में केवल कुछ सेकंड के लिए पूर्ण रूप से उपयोग किया जाता है। बाकी समय, यह नोड केवल लंबित लेनदेन और सहायक डेटा को प्रसारित करता है। इस अवलोकन ने शोधकर्ताओं को अधिक कुशल प्रोटोकॉल डिजाइनों की तलाश करने के लिए प्रेरित किया है जो नाटकीय रूप से सुरक्षा और नेटवर्क के विकेन्द्रीकरण से समझौता किए बिना लेनदेन को बेहतर बना सकते हैं। हमारी अगली पोस्ट में, हम हालिया वर्षों में प्रस्तावित ब्लॉक प्रसार समस्या के समाधान के लिए दृष्टिकोणों पर चर्चा करेंगे.

विनोद मनोहरन एक प्रौद्योगिकी उद्यमी और के संस्थापक और सीईओ हैं जैक्स मल्टीवर्स होल्डिंग्स, एक होल्डिंग कंपनी जिसके पोर्टफोलियो में ऑनलाइन गेमिंग कंपनियां, पेमेंट गेटवे और ब्लॉकचेन टेक्नोलॉजी कंपनियां शामिल हैं। मनोहरन के संस्थापक भी हैं JAX.Network, यूक्रेन में एक तकनीकी स्टार्टअप, ब्लॉकचेन प्रौद्योगिकी और अधिक विशेष रूप से, कुख्यात ब्लॉकचेन स्केलेबिलिटी त्रिलम्मा को हल करने पर केंद्रित है।.

चित्रित किया गया चित्र: शटरस्टॉक / व्हाइटमोका