💻 computer science

RegGuard: Legitimacy and Fairness Enforcement for Optimistic Rollups

RegGuard एक एकीकृत ढांचा है जो नियामक वित्तीय अनुप्रयोगों के लिए ऑप्टिमिस्टिक रोलअप्स को उन्नत करने हेतु सिमेंटिक सत्यापन, क्रॉस-लेयर स्टेट कंसिस्टेंसी चेक और क्रिप्टोग्राफिक रूप से सत्यापन योग्य फेयर ऑर्डरिंग को एकीकृत करता है ताकि उच्च थ्रूपुट बनाए रखते हुए वैधता और निष्पक्षता के अंतराल को संबोधित किया जा सके।

मूल लेखक: Zhenhang Shang, Yingzhe Yu, Kani Chen

प्रकाशित 2026-04-07

📖 6 मिनट में पढ़ें🧠 गहराई से पढ़ें

CC BY 4.0

मूल लेखक: Zhenhang Shang, Yingzhe Yu, Kani Chen

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

डिजिटल धन के लिए एक व्यस्त, हाई-स्पीड हाईवे की कल्पना करें जिसे ऑप्टिमिस्टिक रोलअप (Optimistic Rollup) कहा जाता है। यह हाईवे अविश्वसनीय रूप से तेज़ और सस्ता है, जिससे प्रति सेकंड हजारों लेनदेन हो सकते हैं। हालाँकि, अभी यह ऐसा है जैसे एक ऐसा हाईवे जहाँ कोई ट्रैफिक पुलिस नहीं है, कोई गति सीमा नहीं है, और यह जाँचने के लिए कोई नहीं है कि कारें अवैध सामान लेकर तो नहीं आ रही हैं। कोई भी गाड़ी चला सकता है, और ट्रैफिक लाइट को नियंत्रित करने वाला व्यक्ति (जिसे "सीक्वेंसर" कहा जाता है) जल्दी पैसा कमाने के लिए कारों को पुनर्व्यवस्थित कर सकता है, या ऐसी कार को जाने दे सकता है जिसे नहीं जाना चाहिए था।

यह बैंकों और विनियमित वित्तीय ऐप्स के लिए एक समस्या है। वे ऐसे हाईवे का उपयोग नहीं कर सकते जहाँ अवैध सामान ले जाने वाली कार निकल जाए, या जहाँ ट्रैफिक लाइट में हेरफेर की गई हो।

यहाँ RegGuard आता है। RegGuard को इस हाईवे पर बने एक सुपर-स्मार्ट, स्वचालित टोल बूथ और ट्रैफिक कंट्रोल सेंटर के रूप में समझें। यह ट्रैफिक को बहुत अधिक धीमा नहीं करता है, लेकिन यह सुनिश्चित करता है कि केवल "सही" कारें ही गुजरें, "सही" क्रम में गुजरें, और सड़क की स्थिति वास्तविकता से मेल खाती हो।

RegGuard कैसे काम करता है, इसे तीन सरल भागों में विभाजित किया गया है:

1. "नियम पुस्तिका" निरीक्षक (सेमेंटिक वैलिडेटर - Semantic Validator)

समस्या: वर्तमान में, हाईवे केवल यह जाँचता है कि आपकी कार के पास वैध लाइसेंस प्लेट (डिजिटल सिग्नेचर) है या नहीं। यह यह नहीं जाँचता कि कौन गाड़ी चला रहा है या वे क्या कर रहे हैं। एक कार कानूनी रूप से पंजीकृत हो सकती है लेकिन अवैध सामान ले जा सकती है (जैसे कि एक टोकनाइज्ड रियल एस्टेट फंड जिसे उस व्यक्ति को बेचा जा रहा है जिसे इसे खरीदने की अनुमति नहीं है)।

RegGuard का समाधान:
एक क्लब के बाउंसर की कल्पना करें जो न केवल आपकी आईडी चेक करता है, बल्कि यह भी देखता है कि आपके पास निमंत्रण सूची है या नहीं और आपने अब तक कितना खर्च किया है।

RegGuard नियमों को लिखने के लिए RegSpec नामक एक विशेष भाषा का उपयोग करता है (जैसे, "केवल देश X के निवेशक," "कोई भी फंड का 10% से अधिक हिस्सा नहीं खरीद सकता")।
हाईवे में प्रवेश करने से पहले, यह "बाउंसर" आपके नियमों को पढ़ता है। यदि आप कोई नियम तोड़ने की कोशिश कर रहे हैं, तो आपको तुरंत रोक दिया जाता है।
उपमा: यह एक बैंक टेलर की तरह है जो न केवल आपके हस्ताक्षर, बल्कि आपकी आईडी, आपके खाते का बैलेंस और आपकी जोखिम सीमाओं की भी जाँच करता है, इससे पहले कि वह नकद थमाए।

2. "मौसम की जाँच" (स्टेट प्री-सिंक्रोनाइज़ेशन - State Pre-synchronization)

समस्या: कभी-कभी, हाईवे (लेयर 2) सोचता है कि रास्ता साफ है, लेकिन मुख्य सड़क (लेयर 1) पर एक बड़ा गड्ढा है या पुल टूट गया है। यदि हाईवे ड्राइवर यह मान लेता है कि पुल वहीं है जबकि वास्तव में वह गायब है, तो यात्रा को सेटल करने की कोशिश करते समय कार दुर्घटनाग्रस्त हो जाएगी। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि हाईवे "स्टेल" (पुराने) डेटा का उपयोग कर रहा है।

RegGuard का समाधान:
एक डिलीवरी ड्राइवर की कल्पना करें जो निकलने से पहले एक लाइव वेदर ऐप (मौसम ऐप) चेक करता है।

RegGuard मुख्य सड़क की स्थितियों का एक लाइव, हाई-स्पीड मिरर (प्रतिबिंब) रखता है।
कारों के एक बैच के निकलने से पहले, RegGuard जाँचता है: "क्या इस कार को ऐसे पुल को पार करने की आवश्यकता है जो हमारे आखिरी बार देखने के बाद से बदल गया हो?"
यदि मिरर दिखाता है कि कोई बदलाव हुआ है जिसके कारण दुर्घटना हो सकती है, तो RegGuard कहता है, "रुको, अपडेट का इंतज़ार करो," या "यह यात्रा रद्द की जाती है।"
उपमा: यह एक पायलट की तरह है जो उड़ान भरने से ठीक पहले रनवे की स्थिति की अंतिम बार जाँच करता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि उसके पास जो डेटा है वह ज़मीन पर मौजूद वास्तविकता से मेल खाता है।

3. "अंधा सॉर्टर" (फेयर ऑर्डरिंग - Fair Ordering)

समस्या: ट्रैफिक लाइट को नियंत्रित करने वाला व्यक्ति (सीक्वेंसर) इंसान (या एक रोबोट जो इंसान की तरह व्यवहार कर रहा है) है। वे देख सकते हैं कि एक कार एक कीमती पैकेज ले जा रही है और तय कर सकते हैं कि उसे पहले जाने दें, या लाइन में आगे कट मार लें, ताकि वे मुनाफा कमा सकें। इसे MEV (मैक्सिमल एक्सट्रैक्टेबल वैल्यू) कहा जाता है, और यह बाकी सभी के लिए अनुचित है।

RegGuard का समाधान:
एक लॉटरी की कल्पना करें जहाँ क्रम तय होने से पहले हर कोई अपना टिकट एक लॉक किए गए, अपारदर्शी बॉक्स में डाल देता है।

उपयोगकर्ता अपने लेनदेन एक एन्क्रिप्टेड बॉक्स में भेजते हैं। ट्रैफिक कंट्रोलर यह देख सकता है कि बॉक्स कब आया, लेकिन वह यह नहीं देख सकता कि उसके अंदर क्या है।
कंट्रोलर बॉक्स को सख्ती से आगमन के समय के आधार पर लाइन में लगाता है।
केवल बाद में, जब क्रम लॉक हो जाता है और पत्थर की लकीर बन जाता है, तब भरोसेमंद लोगों का एक समूह मिलकर बॉक्स खोलता है और सामग्री को प्रकट करता है।
उपमा: यह एक ब्लाइंड ऑक्शन (अंध नीलामी) की तरह है। नीलामीकर्ता हथौड़ा गिरने (ऑर्डर तय होने) से पहले बोलियों को नहीं देख सकता, इसलिए वे किसी मित्र का पक्ष लेने के लिए बिक्री को गलत तरीके से नियंत्रित नहीं कर सकते।

क्या यह चीज़ों को धीमा कर देता है?

आप सोच सकते हैं कि इन सभी जाँचों को जोड़ने से एक रेस कार कछुए में बदल जाएगी। आश्चर्यजनक रूप से, नहीं।

शोधकर्ताओं ने एक प्रोटोटाइप बनाया और उसका परीक्षण किया।

गति: यह अभी भी मूल गति का लगभग 85% संभाल सकता है। यह एक ऐसी रेस कार की तरह है जिसे एक त्वरित सुरक्षा जाँच के लिए रुकना पड़ता है लेकिन फिर भी वह रिकॉर्ड समय में दौड़ पूरी करती है।
सुरक्षा: यह उन 90% से अधिक दुर्घटनाओं (सेटलमेंट विफलताओं) को रोकता है जो बिना गार्ड वाले हाईवे पर होतीं।
निष्पक्षता: यह ट्रैफिक कंट्रोलर के लिए धोखाधड़ी करना लगभग असंभव बना देता है।

निष्कर्ष

RegGuard उस पहेली का गायब हिस्सा है जो ब्लॉकचेन तकनीक को वास्तविक दुनिया के बैंकों और सरकारों द्वारा उपयोग करने की अनुमति देता है। यह साबित करता है कि आपको गति और सुरक्षा के बीच किसी एक को चुनने की आवश्यकता नहीं है। आप एक तेज़, स्केलेबल हाईवे रख सकते हैं जो पूरी तरह से विनियमित, निष्पक्ष और सुरक्षित भी है।

यह एक "वाइल्ड वेस्ट" डिजिटल हाईवे को एक विनियमित, हाई-स्पीड ट्रांजिट सिस्टम में बदल देता है जहाँ नियमों को स्वचालित रूप से लागू किया जाता है, सड़क की स्थिति की वास्तविक समय में जाँच की जाती है, और कोई भी लाइन काट नहीं सकता।

यहाँ शोध पत्र "RegGuard: Legitimacy and Fairness Enforcement for Optimistic Rollups" का विस्तृत तकनीकी सारांश दिया गया है।

1. समस्या का विवरण (Problem Statement)

ऑप्टिमिस्टिक रोलअप्स (ORUs) उच्च-थ्रूपुट वाले स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट निष्पादन की सुविधा प्रदान करते हैं, लेकिन वर्तमान में उनमें विनियमित वित्तीय अनुप्रयोगों (जैसे, टोकनाइज्ड एसेट्स, रियल-वर्ल्ड एसेट्स) के लिए आवश्यक सुरक्षा उपायों का अभाव है। यह शोध पत्र तीन महत्वपूर्ण अंतरालों की पहचान करता है जो संस्थागत अपनाने (institutional adoption) में बाधा डालते हैं:

सिमेंटिक लेजिटिमसी गैप (Semantic Legitimacy Gap): वर्तमान ORUs केवल सिंटैक्टिक वैधता (हस्ताक्षर, गैस सीमा) को सत्यापित करते हैं। वे व्यावसायिक तर्क या नियामक बाधाओं (जैसे, KYC/AML जाँच, निवेशक एकाग्रता सीमा) को लागू करने में विफल रहते हैं, जिससे सिंटैक्टिक रूप से वैध लेकिन व्यावसायिक रूप से अवैध लेनदेन निष्पादित हो जाते हैं।
क्रॉस-लेयर स्टेट डाइवर्जेंस (Cross-Layer State Divergence): ORUs अक्सर पुराने (stale) लेयर-1 (L1) स्टेट धारणाओं (जैसे, ऑरेकल कीमतें, ब्रिज बैलेंस) के आधार पर लेनदेन निष्पादित करते हैं। सेटलमेंट के समय अनुमानित L1 स्टेट और वास्तविक स्टेट के बीच विसंगतियां सेटलमेंट विफलताओं का कारण बनती हैं।
ऑर्डरिंग इलीजिटिमसी (MEV - Ordering Illegitimacy): सिक्वेंसर मैक्सिमल एक्सट्रैक्टेबल वैल्यू (MEV) निकालने के लिए लेनदेन को पुनर्व्यवस्थित कर सकते हैं, जो समान पहुंच और निष्पादन क्रम के संबंध में निष्पक्षता के सिद्धांतों और नियामक मानकों का उल्लंघन करता है।

2. कार्यप्रणाली: RegGuard फ्रेमवर्क (Methodology: The RegGuard Framework)

RegGuard एक एकीकृत फ्रेमवर्क है जो ऑप्टिमिस्टिक रोलअप सीक्वेंसिंग पाइपलाइन में तीन समन्वित सत्यापन परतों (validation layers) को एकीकृत करता है। यह लेनदेन निष्पादन और बैचिंग से पहले कार्य करता है।

A. सिमेंटिक वैलिडेटर (RegSpec)

तंत्र (Mechanism): एक डैसिडेबल डोमेन-विशिष्ट भाषा (DSL) पेश करता है जिसे RegSpec कहा जाता है।
कार्य (Function): लेनदेन मापदंडों और L2 स्टेट पर औपचारिक प्रेडिकेट्स (formal predicates) के रूप में नियामक और व्यावसायिक नियमों को एनकोड करता है।
तर्क (Logic): एक लेनदेन तभी स्वीकार किया जाता है जब वह सभी लागू नियमों को पूरा करता है (जैसे, Whitelist[to] == 1 AND Balance + Amount <= Limit)।
गारंटी (Guarantee): तर्क को फर्स्ट-ऑर्डर लॉजिक के एक डैसिडेबल खंड (लीनियर अरिथमेटिक, बाउंडेड स्टेट एक्सेस) तक सीमित रखा गया है, जो यह सुनिश्चित करता है कि वैलिडेटर हमेशा प्रेडिक्टेबल कॉम्प्लेक्सिटी $O(|R_f| \cdot L)$ के साथ समाप्त हो।

B. स्टेट प्री-सिंक्रोनाइज़ेशन वैलिडेटर (State Pre-synchronization Validator)

तंत्र (Mechanism): ब्लॉक सब्सक्रिप्शन के माध्यम से सिंक्रोनाइज़ किया गया एक उच्च-फ्रेशनेस वाला L1 स्टेट कैश (L1 State Cache) बनाए रखता है।
कार्य (Function): बैचिंग से पहले, यह L1 स्टेट पर निर्भरताओं (जैसे, ऑरेकल कीमत पढ़ना) की पहचान करने के लिए एक सैंडबॉक्स में लेनदेन निष्पादित करता है। यह कैश किए गए L1 स्टेट ( $S^r_{L1}$ ) की तुलना वास्तविक पुष्ट L1 स्टेट ( $S^a_{L1}$ ) से करता है।
निर्णय तर्क (Decision Logic):
- स्वीकार करें (Accept): कोई महत्वपूर्ण विसंगति नहीं।
- विलंब करें (Delay): मध्यम विसंगति; कैश सिंक के बाद पुनर्मूल्यांकन करें।
- अस्वीकार करें (Reject): गंभीर विसंगति जिसकी संभावना सेटलमेंट विफलता का कारण बन सकती है।
गारंटी (Guarantee): सेटलमेंट विफलता की संभावना ( $P_{fail}$ ) को $\epsilon + \eta$ तक कम करता है, जहाँ $\epsilon$ कैश स्टेलनेस की संभावना है और $\eta$ डिटेक्शन एप्रोक्सिमेशन एरर है।

C. विरिफिएबल फेयर ऑर्डरिंग सर्विस (Verifiable Fair Ordering Service)

तंत्र (Mechanism): थ्रेशोल्ड एन्क्रिप्शन (Threshold Encryption) और बाइंडिंग कमिटमेंट्स (Binding Commitments) का उपयोग करता है।
वर्कफ़्लो (Workflow):
1. उपयोगकर्ता एक अस्थायी थ्रेशोल्ड पब्लिक की (public key) के साथ एन्क्रिप्टेड लेनदेन सबमिट करते हैं।
2. सिक्वेंसर कमेटी केवल आगमन मेटाडेटा (टाइमस्टैम्प) के आधार पर एन्क्रिप्टेड लेनदेन को सॉर्ट करती है।
3. एक बाइंडिंग कमिटमेंट (क्रम का हैश) ऑन-चेन प्रकाशित किया जाता है।
4. कमेटी प्लेनटेक्स्ट को प्रकट करने के लिए थ्रेशोल्ड डिक्रिप्शन करती है।
गारंटी (Guarantee): $(\alpha, \beta)$ -फेयर ऑर्डरिंग प्राप्त करता है। यदि लेनदेन A, B से $\alpha$ समय इकाई पहले आता है, तो B के A से पहले ऑर्डर होने की संभावना $\beta$ द्वारा सीमित है (मानक क्रिप्टोग्राफिक मान्यताओं के तहत नगण्य), जो MEV-संचालित पुनर्व्यवस्था को रोकता है।

3. मुख्य योगदान (Key Contributions)

औपचारिक मॉडल (Formal Model): लेनदेन की वैधता के लिए एक व्यापक मॉडल परिभाषित किया, जिसमें सिंटैक्टिक, सिमेंटिक और क्रॉस-लेयर आयाम शामिल हैं।
RegGuard फ्रेमवर्क:
- RegSpec: नियामक बाधाओं के लिए एक डैसिडेबल DSL।
- प्रोबेबिलिस्टिक कंसिस्टेंसी: सेटलमेंट विफलता को कम करने के लिए प्रमाणित बाउंड्स के साथ एक स्टेट प्री-सिंक वैलिडेटर।
- क्रिप्टोग्राफिक फेयरनेस: एक फेयर ऑर्डरिंग प्रोटोकॉल जो नगण्य उल्लंघन की संभावना के साथ $(\alpha, \beta)$ -फेयरनेस सुनिश्चित करता है।
कार्यान्वयन और मूल्यांकन (Implementation & Evaluation): एक ऑप्टिमिज़्म-आधारित रोलअप में एकीकृत 15,000-लाइन का रस्ट (Rust) प्रोटोटाइप बनाया गया, जो दर्शाता है कि मजबूत वैधता गारंटी उच्च थ्रूपुट के साथ संगत है।

4. प्रयोगात्मक परिणाम (Experimental Results)

विनियमित वित्तीय वर्कलोड (100–10,000 TPS) का अनुकरण करने वाले एक वितरित टेस्टबेड (AWS EC2) पर सिस्टम का मूल्यांकन किया गया।

सेटलमेंट विफलताएं (Settlement Failures): क्रॉस-लेयर स्टेट संघर्षों को जल्दी पहचानकर सेटलमेंट विफलताओं को >90% (8–15% बेसलाइन से घटकर 0.2–1.8%) कम किया गया।
निष्पक्षता (Fairness): ईमानदार बहुमत के साथ $\beta < 10^{-6}$ और 49% दुर्भावनापूर्ण सिक्वेंडर्स के साथ भी $\beta < 10^{-4}$ की फेयरनेस उल्लंघन संभावना प्राप्त की।
थ्रूपुट (Throughput): ~8,500 TPS (लगभग 85% बेसलाइन थ्रूपुट) बनाए रखा।
- लेटेंसी ओवरहेड (Latency Overhead): पाइपलाइन लेटेंसी 180–400 ms बढ़ गई (25% सिमेंटिक, 35% स्टेट सिंक, 40% ऑर्डरिंग)।
- संसाधन उपयोग (Resource Usage): CPU उपयोगिता 20–35% बढ़ी; मेमोरी ओवरहेड 300–800 MB।
स्केलेबिलिटी (Scalability): प्रति लेनदेन 20 जटिल नियमों के साथ भी सिमेंटिक वैलिडेटर ने 88% थ्रूपुट बनाए रखा।

5. महत्व और निष्कर्ष (Significance and Conclusion)

RegGuard ऑप्टिमिस्टिक रोलअप्स की स्केलेबिलिटी और संस्थागत वित्त की सख्त अनुपालन आवश्यकताओं के बीच के अंतर को पाटता है।

नवीनता (Novelty): यह पहला फ्रेमवर्क है जो बिना किसी एप्लिकेशन-लेवल स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट संशोधन के, एक एकीकृत रोलअप पाइपलाइन में सिमेंटिक वैधता, क्रॉस-लेयर निरंतरता और ऑर्डरिंग निष्पक्षता को एक साथ संबोधित करता है।
प्रभाव (Impact): यह सिद्ध करता है कि विनियमित वित्तीय अनुप्रयोग (जैसे, टोकनाइज्ड फंड्स, RWA) सुरक्षा या अनुपालन से समझौता किए बिना लेयर-2 स्केलेबिलिटी का लाभ उठा सकते हैं।
समझौते (Trade-offs): सिस्टम कठोर वैधता गारंटी के बदले में मध्यम लेटेंसी और थ्रूपुट ओवरहेड (लगभग 15% की कमी) स्वीकार करता है, जिसे संस्थागत उपयोग के मामलों के लिए स्वीकार्य माना गया है।

भावी कार्य (Future Work): लेखक RegSpec को टेम्पोरल लॉजिक के साथ विस्तारित करने, ऑर्डरिंग के लिए वैकल्पिक ट्रस्ट मॉडल (जैसे, प्रतिष्ठा प्रणाली) तलाशने और ज़ीरो-नॉलेज प्रूफ (Zero-Knowledge Proofs) के माध्यम से गोपनीयता-संरक्षण अनुपालन को एकीकृत करने का सुझाव देते हैं।