माइनिंग और प्रूफ ऑफ स्टेक

ब्लॉकचेन एक साझा रिकॉर्ड है, जिसे हज़ारों स्वतंत्र कंप्यूटर मिलकर रखते हैं। इनमें से कोई भी मुखिया नहीं है, फिर भी सबको इस पर सहमत होना होता है कि कौन-से ट्रांजैक्शन हुए और किस क्रम में। जिन नियमों के सहारे वे इस सहमति तक पहुँचते हैं, उन्हें कंसेंसस मैकेनिज़्म (सहमति तंत्र) कहा जाता है। सबसे ज़्यादा इस्तेमाल होने वाले दो मैकेनिज़्म हैं प्रूफ ऑफ वर्क (PoW), जो माइनिंग पर टिका है, और प्रूफ ऑफ स्टेक (PoS), जिसमें ब्लॉक वे वैलिडेटर बनाते हैं जो अपने कॉइन लॉक करते हैं।

ब्लॉकचेन को कंसेंसस की ज़रूरत क्यों है

मान लीजिए कि कोई भी जब चाहे ब्लॉक जोड़ सकता हो। तब दो लोग इतिहास के दो अलग-अलग, आपस में टकराते संस्करण प्रकाशित कर सकते थे, या कोई एक ही कॉइन दो बार ख़र्च करने की कोशिश कर सकता था। कंसेंसस मैकेनिज़्म इस समस्या को दो तरह से हल करता है: ब्लॉक प्रस्तावित करना महँगा बनाकर, और सबको एक साफ़ नियम देकर कि कौन-सी चेन सही मानी जाएगी। यही लागत धोखाधड़ी को घाटे का सौदा बनाती है: इतिहास दोबारा लिखने के लिए हमलावर को भारी संसाधन झोंकने पड़ेंगे।

प्रूफ ऑफ वर्क: माइनिंग

प्रूफ ऑफ वर्क की शुरुआत बिटकॉइन ने की थी, और बिटकॉइन आज भी इसी पर चलता है।

माइनिंग कैसे काम करती है

माइनर पेंडिंग ट्रांजैक्शनों को इकट्ठा करके एक संभावित ब्लॉक तैयार करते हैं। इसे चेन में जोड़ने के लिए उन्हें एक ऐसी संख्या ढूँढनी होती है, जिसे ब्लॉक के डेटा के साथ मिलाकर हैश फ़ंक्शन से गुज़ारने पर नतीजा एक तय टारगेट से कम आए। इसका कोई शॉर्टकट नहीं है: ऐसी संख्या ढूँढने का एक ही तरीका है, अनगिनत अंदाज़े आज़माते जाना। इसके लिए ख़ास तौर पर बने उपकरण यह काम प्रति सेकंड अरबों बार करते हैं।

जो माइनर सबसे पहले सही जवाब ढूँढता है, वह ब्लॉक को नेटवर्क में भेज देता है। जवाब ढूँढना भले ही कठिन हो, दूसरे नोड उसकी जाँच पल भर में कर लेते हैं। जीतने वाले माइनर को ब्लॉक रिवॉर्ड मिलता है, जिसमें नए बने कॉइन और ट्रांजैक्शन फीस शामिल होती है।

डिफ़िकल्टी

अगर ज़्यादा माइनर जुड़ जाएँ, तो ब्लॉक और तेज़ी से मिलने लगेंगे। इसे रोकने के लिए नेटवर्क पहेली की डिफ़िकल्टी (कठिनाई) को एडजस्ट करता है। बिटकॉइन पर ऐसा लगभग हर 2,016 ब्लॉक पर होता है, जिससे औसत ब्लॉक टाइम 10 मिनट के आसपास बना रहता है।

PoW की खूबियाँ और आलोचनाएँ

• खूबियाँ: लंबा ट्रैक रिकॉर्ड, सरल और अच्छी तरह परखा हुआ सुरक्षा मॉडल, और ऐसी सुरक्षा जो असली दुनिया के संसाधनों पर टिकी है, जिनकी नकल करना मुश्किल है।
• आलोचनाएँ: बिजली की भारी खपत, और माइनिंग का उन्हीं जगहों पर सिमट जाना जहाँ हार्डवेयर और बिजली सबसे सस्ते हों। इसके अलावा, बड़े माइनिंग पूल बहुत से प्रतिभागियों की कंप्यूटिंग पावर को एक जगह इकट्ठा कर लेते हैं।

प्रूफ ऑफ स्टेक: वैलिडेटर

प्रूफ ऑफ स्टेक में सुरक्षा कंप्यूटिंग पावर से नहीं, बल्कि आर्थिक हिस्सेदारी से आती है। मशीनें ख़रीदने और बिजली का बिल भरने के बजाय प्रतिभागी नेटवर्क के अपने कॉइन स्टेक के रूप में लॉक करते हैं।

वैलिडेशन कैसे काम करता है

जो प्रतिभागी कॉइन स्टेक करते हैं, वे वैलिडेटर बन जाते हैं। प्रोटोकॉल नए ब्लॉक प्रस्तावित करने के लिए वैलिडेटरों को चुनता है, और बाकी वैलिडेटर उन ब्लॉकों की जाँच करके उन पर वोट देते हैं; एथेरियम पर इन वोटों को अटेस्टेशन कहा जाता है। चुनाव रैंडम होता है, लेकिन जिसका स्टेक जितना बड़ा, उसके चुने जाने की संभावना उतनी ज़्यादा। नियमों का पालन करने वाले वैलिडेटरों को प्रोटोकॉल से और फीस से रिवॉर्ड मिलते हैं।

स्लैशिंग

प्रूफ ऑफ स्टेक की सुरक्षा का मूल मंत्र है कि ग़लत व्यवहार की सज़ा मिलती है। अगर कोई वैलिडेटर धोखा देने की कोशिश करे, जैसे दो आपस में टकराते ब्लॉकों पर हस्ताक्षर कर दे, तो प्रोटोकॉल उसके स्टेक का एक हिस्सा नष्ट कर सकता है। इसे स्लैशिंग कहते हैं। जो वैलिडेटर बस ऑफ़लाइन रहते हैं, वे भी थोड़ी रकम गँवा सकते हैं। इसलिए हमले के लिए हमलावर को सभी स्टेक किए गए कॉइनों का बहुत बड़ा हिस्सा जुटाना होगा, और साथ ही उन्हें गँवाने का जोखिम भी उठाना होगा।

मुख्य उदाहरण: एथेरियम

एथेरियम 2015 में प्रूफ ऑफ वर्क के साथ लॉन्च हुआ था। सितंबर 2022 में The Merge नाम के अपग्रेड के ज़रिए यह प्रूफ ऑफ स्टेक पर आ गया। ख़ुद अपना वैलिडेटर चलाने के लिए प्रतिभागी को 32 ETH स्टेक करने होते हैं। जिनके पास इससे कम है, या जो सर्वर नहीं चलाना चाहते, वे अक्सर स्टेकिंग सर्विस या पूल का इस्तेमाल करते हैं। इसमें किसी तीसरे पक्ष पर भरोसा करना पड़ता है, और इसके अपने अलग जोखिम होते हैं।

PoS की खूबियाँ और आलोचनाएँ

• खूबियाँ: कहीं कम ऊर्जा खपत, ख़ास हार्डवेयर की ज़रूरत नहीं, और ऐसी सज़ाएँ जो सीधे हमलावरों के फंड पर चोट करती हैं।
• आलोचनाएँ: जिनके पास ज़्यादा कॉइन हैं, उनका प्रभाव भी ज़्यादा है; बड़े स्टेकिंग प्रोवाइडर नियंत्रण अपने हाथ में केंद्रित कर सकते हैं; और यह डिज़ाइन प्रूफ ऑफ वर्क की तुलना में ज़्यादा जटिल है और कम समय से परखा गया है।

दोनों की तुलना

• क्या ख़र्च होता है: PoW में बिजली और हार्डवेयर, PoS में लॉक किए गए कॉइन
• ब्लॉक कौन बनाता है: PoW में माइनर, PoS में वैलिडेटर
• सज़ा: PoW में हारने वाले माइनर की बर्बाद हुई ऊर्जा, PoS में स्टेक की स्लैशिंग
• मुख्य उदाहरण: PoW के लिए बिटकॉइन, PoS के लिए एथेरियम

रिवॉर्ड के बारे में एक बात

माइनिंग और स्टेकिंग, दोनों में रिवॉर्ड मिलते हैं, लेकिन किसी में भी मुनाफ़े की गारंटी नहीं है। माइनिंग की आमदनी हार्डवेयर, बिजली की लागत और प्रतिस्पर्धा पर निर्भर करती है। स्टेकिंग रिवॉर्ड नेटवर्क की स्थिति के साथ बदलते रहते हैं, और स्टेक किए गए कॉइन की कीमत गिर सकती है या वे स्लैश हो सकते हैं। किसी तीसरे पक्ष के ज़रिए स्टेकिंग करने का मतलब यह भी है कि आप अपने फंड के लिए उस सर्विस पर भरोसा कर रहे हैं।

मुख्य बातें

• कंसेंसस मैकेनिज़्म स्वतंत्र कंप्यूटरों को एक साझा इतिहास पर सहमत होने देते हैं।
• प्रूफ ऑफ वर्क कंप्यूटिंग पावर से चेन को सुरक्षित रखता है; बिटकॉइन इसी का इस्तेमाल करता है।
• प्रूफ ऑफ स्टेक लॉक किए गए कॉइनों और सज़ाओं से चेन को सुरक्षित रखता है; एथेरियम 2022 में The Merge के बाद से इसका इस्तेमाल कर रहा है।
• ऊर्जा, विकेंद्रीकरण और जटिलता के मामले में दोनों तरीकों के अपने-अपने फ़ायदे-नुकसान हैं।