Merged Bitcoin: Proof of Work Blockchains with Multiple Hash Types
यह शोध पत्र "मर्ज्ड बिटकॉइन" (Merged Bitcoin) को प्रस्तुत करता है, जो एक प्रूफ़-ऑफ़-वर्क प्रोटोकॉल है जो कई हैश प्रकारों का उपयोग करके ब्लॉकचेन को सुरक्षित करता है, यह सिद्ध करते हुए कि इसका सुरक्षा क्षेत्र व्यक्तिगत 51% हमले की थ्रेशोल्ड के सरल प्रतिच्छेदन से अधिक है, जिससे हमले की लागत अधिकतम होती है, और तकनीकी या हार्डवेयर खतरों से होने वाले विषम हैशिंग लाभों को कम करने के लिए एक कठिनाई समायोजन तंत्र प्रदान करता है।
मूल पेपर CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें
बिटकॉइन नेटवर्क की कल्पना एक विशाल, वैश्विक डिजिटल लेजर (बहीखाते) के रूप में करें जहाँ लोग इस बात का हिसाब रखते हैं कि किसका क्या स्वामित्व है। इस लेजर को सुरक्षित रखने और किसी को भी फर्जी लेनदेन करने से रोकने के लिए, यह प्रणाली "प्रूफ ऑफ वर्क" नामक एक खेल पर निर्भर करती है। इस खेल में, कंप्यूटर एक कठिन गणितीय पहेली को हल करने की दौड़ में शामिल होते हैं। जो सबसे पहले इसे हल करता है, उसे लेजर में अगला पृष्ठ (ब्लॉक) जोड़ने का मौका मिलता है।
वर्तमान में, बिटकॉइन केवल एक विशिष्ट प्रकार की गणितीय पहेली (जिसे SHA-256 कहा जाता है) का उपयोग करता है। यह एक तिजोरी पर एक विशाल ताले जैसा है। यदि कोई चोर उस एक ताले को खोलने में सफल हो जाता है, तो वह सब कुछ चुरा सकता है। शोध पत्र तर्क देता है कि केवल एक ताले पर भरोसा करना जोखिम भरा है क्योंकि:
- केंद्रीकरण (Centralization): केवल कुछ ही विशेष कारखाने उन उपकरणों को बनाने के लिए जिम्मेदार हैं जो इस विशिष्ट ताले को खोलने के लिए आवश्यक हैं, इसलिए कुछ शक्तिशाली कंपनियाँ इसकी सुरक्षा को नियंत्रित करती हैं।
- बैकडोर (Backdoors): यदि उन कारखानों के पास एक गुप्त "मास्टर की" (हार्डवेयर बैकडोर) है, या यदि कोई नई तकनीक (जैसे क्वांटम कंप्यूटर) उस विशिष्ट ताले को खोलना आसान बना देती है, तो पूरी प्रणाली असुरक्षित हो जाती है।
समाधान: "मर्ज्ड बिटकॉइन" (Merged Bitcoin)
लेखक एक नया प्रोटोकॉल प्रस्तावित करते हैं जिसे "मर्ज्ड बिटकॉइन" कहा जाता है। एक ताले के बजाय, कल्पना करें कि तिजोरी में कई अलग-अलग ताले हैं जो विभिन्न आकारों और प्रकारों के हैं (विभिन्न हैश प्रकार)।
- यह कैसे काम करता है: चेन में एक ब्लॉक को इन विभिन्न पहेलियों में से किसी भी एक को हल करके सुरक्षित किया जा सकता है। आप एक SHA-256 सॉल्वर का उपयोग कर सकते हैं, या मेमोरी-भारी सॉल्वर (जैसे कि इथीरियमम द्वारा उपयोग किया जाने वाला) का, या किसी अन्य प्रकार का। जब तक ब्लॉक वैध है, उसे चेन में जोड़ा जा सकता है।
- लक्ष्य: सिस्टम को सुरक्षित बनाने के लिए, आपको सभी ताले तोड़ने की आवश्यकता नहीं है। आपको चेन के कुल "स्कोर" के बहुमत को नियंत्रित करने के लिए पर्याप्त ताले तोड़ने होंगे।
बड़ी खोज: आप एक साथ दो चीजें हासिल नहीं कर सकते
लेखकों ने एक आशावादी विचार के साथ शुरुआत की थी: क्या होगा यदि सिस्टम केवल तभी असुरक्षित हो जब हमलावर एक ही समय में हर एक प्रकार के ताले पर नियंत्रण रखता हो?
यदि यह सच होता, तो सुरक्षा अविश्वसनीय रूप से मजबूत होती। यह ऐसा होता जैसे कहना, "बैंक लूटने के लिए, आपको मुख्य दरवाजा, पिछला दरवाजा, खिड़की और चिमनी, सभी को एक साथ खोलना होगा।" ऐसी सफलता की संभावना नगण्य होती।
हालाँकि, शोध पत्र सिद्ध करता है कि यह असंभव है।
वे दिखाते हैं कि एक अनुमति रहित (permissionless) प्रणाली में (जहाँ कोई भी शामिल हो सकता है), एक हमलावर आसानी से ईमानदार होने का ढोंग कर सकता है। यदि सिस्टम को सभी ताले तोड़ने की आवश्यकता है, तो हमलावर उन ताले पर ईमानदार होने का नाटक कर सकता है जिन्हें वह नियंत्रित नहीं करता, जबकि चुपके से एक फर्जी चेन बना रहा होता है। इस कारण से, सुरक्षा सभी ताले के "AND" (और) के बराबर नहीं हो सकती।
लेकिन यहाँ अच्छी खबर है: भले ही आप उस पूर्ण "सब-कुछ-या-कुछ-नहीं" वाली सुरक्षा प्राप्त नहीं कर सकते, फिर भी मर्ज्ड बिटकॉइन हमलों को बहुत अधिक महंगा और करने में कठिन बनाता है।
यह बेहतर क्यों है (उपमाएँ)
1. "हार्डवेयर बैकडोर" कवच
कल्पना करें कि वर्तमान बिटकॉइन का ताला केवल तीन कारखानों द्वारा बनाया गया है। यदि कोई जासूसी एजेंसी उन तीन कारखानों को हैक कर लेती है, तो वे सभी के लिए नकली चाबियाँ बना सकती हैं।
मर्ज्ड बिटकॉइन के साथ, ताले कई अलग-अलग कारखानों द्वारा विभिन्न सामग्रियों का उपयोग करके बनाए जाते हैं। सिस्टम को तोड़ने के लिए, जासूसी एजेंसी को एक साथ कई अलग-अलग कारखानों को हैक करने की आवश्यकता होगी। शोध पत्र का तर्क है कि एक साथ उन सभी को हैक करने की संभावना तेजी से घटती है। यह एक ऐसे घर को चुराने की कोशिश करने जैसा है जहाँ मुख्य दरवाजा, पिछला दरवाजा और खिड़कियाँ सभी अलग-अलग और असंबंधित ताला बनाने वालों द्वारा बनाई गई हैं।
2. "क्वांटम कंप्यूटर" रक्षा
कल्पना करें कि एक नया सुपर-टूल (क्वांटम कंप्यूटर) आता है जो SHA-256 ताले को तुरंत खोल सकता है।
- पुराना बिटकॉइन: तिजोरी पूरी तरह खुली है।
- मर्ज्ड बिटकॉइन: हमलावर सामने के दरवाजे (SHA-256) को तुरंत खोल सकता है, लेकिन अन्य दरवाजे (अन्य हैश प्रकार) अभी भी सामान्य मानवीय प्रयास की मांग करते हैं। हमलावर को हर एक दरवाजे के लिए एक अलग सुपर-टूल की आवश्यकता होगी। यदि उनके पास केवल एक सुपर-टूल है, तो वे अंदर नहीं जा सकते।
3. हमले की "लागत"
शोध पत्र यह दिखाने के लिए कुछ गणितीय गणना करता है कि यदि कोई हमलावर मर्ज्ड बिटकॉइन को तोड़ना चाहता है, तो उसे विभिन्न प्रकार के माइनिंग हार्डवेयर पर पैसा खर्च करना होगा।
- उपमा: यदि आप किसी शहर में बहुमत के वोट खरीदना चाहते हैं, और उस शहर में अलग-अलग नियमों वाले तीन अलग-अलग मतदान जिले हैं, तो आपको उन सभी में वोट खरीदने होंगे। यदि आपके पास केवल एक जिले के लिए पैसे हैं, तो आप जीत नहीं सकते। शोध पत्र सिद्ध करता है कि नियमों को सही ढंग से निर्धारित करके, मर्ज्ड बिटकॉइन पर हमला करने की लागत प्रत्येक व्यक्तिगत सिस्टम पर हमला करने की लागत का योग बन जाती है। यह किसी भी ब्लॉकचेन पर हमला करने का सबसे महंगा तरीका है।
"डिफिकल्टी" (कठिनाई) समायोजन
लेखक इसे संतुलित रखने के लिए एक नियम भी सुझाते हैं। यदि एक प्रकार का ताला खोलना बहुत आसान हो जाता है (शायद किसी नई तकनीक के कारण), तो माइनर्स उसकी ओर भागेंगे, और अन्य ताले अनदेखे रह जाएंगे।
इसे ठीक करने के लिए, सिस्टम स्वचालित रूप से कठिनाई को समायोजित करता है। यदि एक ताला बहुत अधिक बार खोला जा रहा है, तो सिस्टम उस ताले को कठिन बना देता है और दूसरों को आसान बना देता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सभी प्रकार के ताले उपयोग किए जाते रहें। यह सिस्टम को अनजाने में फिर से केवल "बिटकॉइन" बनने से रोकता है।
अन्य विचारों से तुलना
यह पत्र "मिनोटौर" (Minotaur) नामक एक अन्य विचार से इसकी तुलना करता है, जो विभिन्न सुरक्षा विधियों को मिलाता है। लेखक तर्क देते हैं कि मिनोटौर में एक घातक दोष है: यदि "स्टेक" (stake) वाला हिस्सा एक क्षण के लिए भी काम करना बंद कर देता है, तो पूरी चेन रुक सकती है या उसे नियंत्रित किया जा सकता है। मर्ज्ड बिटकॉइन में यह समस्या नहीं है; जब तक कोई भी ईमानदार माइनर काम कर रहा है, चेन बढ़ती रहती है।
सारांश
मर्ज्ड बिटकॉइन एक प्रस्ताव है जो बिटकॉइन नेटवर्क को अधिक मजबूत बनाने के लिए इसे एक साथ कई अलग-अलग प्रकार के सुरक्षा पहेलियों का उपयोग करने की अनुमति देता है।
- यह सिस्टम को अभेद्य नहीं बनाता (गणित सिद्ध करता है कि यह असंभव है)।
- यह इसे तोड़ने के लिए अविश्वसनीय रूप से महंगा बनाता है।
- यह विशिष्ट हार्डवेयर बैकडोर और नई तकनीकों (जैसे क्वांटम कंप्यूटर) से मिलने वाले अस्थायी लाभों से सुरक्षा प्रदान करता है।
- यह उन लोगों को जो अलग-अलग तकनीकों (जैसे बिटकॉइन प्रशंसक और इथीरियम प्रशंसक) पर भरोसा करते हैं, एक एकल, सुरक्षित लेजर का उपयोग करने की अनुमति देता जिसे कोई भी पक्ष अकेले समझौता न कर सके।
संक्षेप में, एक टोकरी में अपने सभी अंडे रखने (एक हैश प्रकार) के बजाय, मर्ज्ड बिटकॉइन आपके अंडों को कई टोकरियों में रखता है, जिससे चोर के लिए उन सभी को चुराना बहुत कठिन हो जाता है।
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