ভাষা নির্বাচন করুন

ব্লকচেইনের জন্য একটি দ্বৈত-শৃঙ্খলা-ভিত্তিক ঐকমত্য প্রক্রিয়া: Con_DC_PBFT

অ-কয়েন ব্লকচেইন সিস্টেমের জন্য একটি অভিনব দ্বৈত-শৃঙ্খলা ঐকমত্য প্রক্রিয়া (Con_DC_PBFT) বিশ্লেষণ, যা PoC+PoW-এর তুলনায় দক্ষতা ও নিরাপত্তা উন্নত করে।
computingpowercoin.com | PDF Size: 2.7 MB
রেটিং: 4.5/5
আপনার রেটিং
আপনি ইতিমধ্যে এই ডকুমেন্ট রেট করেছেন
PDF ডকুমেন্ট কভার - ব্লকচেইনের জন্য একটি দ্বৈত-শৃঙ্খলা-ভিত্তিক ঐকমত্য প্রক্রিয়া: Con_DC_PBFT

সূচিপত্র

1. ভূমিকা

বিকেন্দ্রীভূত ব্লকচেইন সিস্টেমে আস্থা ও সমন্বয় সক্ষমকারী মৌলিক প্রযুক্তি হলো ঐকমত্য প্রক্রিয়া। যদিও প্রুফ-অফ-ওয়ার্ক (PoW) এবং প্রুফ-অফ-স্টেক (PoS) ক্রিপ্টোকারেন্সি ব্লকচেইনে আধিপত্য বিস্তার করে, তাদের উচ্চ শক্তি খরচ বা মূলধন কেন্দ্রীকরণ এগুলিকে সাপ্লাই চেইন ট্র্যাকিং, ডিজিটাল পরিচয় এবং আইওটি ডেটা অখণ্ডতার মতো এন্টারপ্রাইজ ও "অ-কয়েন" প্রয়োগের জন্য কম উপযুক্ত করে তোলে। এই গবেষণাপত্রটি প্রুফ-অফ-কন্ট্রিবিউশন প্লাস প্রুফ-অফ-ওয়ার্ক (PoC+PoW)-এর মতো বিদ্যমান হাইব্রিড প্রক্রিয়ার সীমাবদ্ধতা মোকাবেলা করে Con_DC_PBFT নামক একটি অভিনব, দক্ষ ও নিরাপদ দ্বৈত-শৃঙ্খলা ঐকমত্য প্রক্রিয়া প্রস্তাব করে।

2. সম্পর্কিত কাজ ও সমস্যা বিবৃতি

অনুমতিপ্রাপ্ত বা অ-কয়েন ব্লকচেইনের জন্য বিদ্যমান ঐকমত্য প্রক্রিয়াগুলি প্রায়শই স্কেলেবিলিটি, নিরাপত্তা এবং বিকেন্দ্রীকরণের মধ্যে একটি ত্রিমুখী দ্বন্দ্বের সম্মুখীন হয়। PoC+PoW প্রক্রিয়া, যেসব সিস্টেমে নোড অবদান (যেমন, ডেটা সরবরাহ, কম্পিউট সংস্থান) আর্থিক স্টেকের চেয়ে মূল্যবান, সেগুলির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, বেশ কয়েকটি গুরুতর ত্রুটিতে ভুগছে:

এটি এমন একটি প্রক্রিয়ার স্পষ্ট প্রয়োজন তৈরি করে যা সিস্টেম ব্যবস্থাপনাকে লেনদেন প্রক্রিয়াকরণ থেকে বিচ্ছিন্ন করে নিরাপত্তা বৃদ্ধি করে।

3. Con_DC_PBFT প্রক্রিয়া

Con_DC_PBFT একটি প্যারাডাইম শিফট উপস্থাপন করে একটি দ্বৈত-শৃঙ্খলা স্থাপত্য ব্যবহার করে উদ্বেগ পৃথকীকরণ এবং সমান্তরাল প্রক্রিয়াকরণ সক্ষম করে।

3.1 দ্বৈত-শৃঙ্খলা স্থাপত্য

সিস্টেমটি দুটি স্বতন্ত্র কিন্তু পরস্পর সংযুক্ত শৃঙ্খলার উপর নির্মিত:

শৃঙ্খলাগুলি "আধা-স্বাধীন"। সিস্টেম চেইন ব্যবসায়িক ডেটা প্রক্রিয়া করে না, কিন্তু এটি ব্যবসায়িক চেইনের ঐকমত্য প্রবাহ তত্ত্বাবধান ও সমন্বয় করে।

3.2 আধা-স্বাধীন ঐকমত্য প্রক্রিয়া

ঐকমত্য প্রবাহ একটি সমন্বিত পাইপলাইন:

  1. সিস্টেম চেইন ঐকমত্য: নোডগুলি একটি ব্যবহারিক বাইজেন্টাইন ফল্ট টলারেন্স (PBFT)-এর মতো প্রোটোকল ব্যবহার করে নোড অবদান মানের একটি আপডেট, ক্রিপ্টোগ্রাফিকভাবে সুরক্ষিত তালিকায় সম্মত হয়।
  2. তত্ত্বাবধান ও নোড মনোনয়ন: সিস্টেম চেইন, সম্মত CV-গুলি এবং একটি এলোমেলো নির্বাচন অ্যালগরিদম ব্যবহার করে, ব্যবসায়িক চেইনের পরবর্তী রাউন্ডের ঐকমত্যের জন্য নেতা (বা কমিটি) মনোনীত করে। এই তত্ত্বাবধান বার্তা প্রবাহ গুরুত্বপূর্ণ।
  3. ব্যবসায়িক চেইন ঐকমত্য: ধাপ ২ থেকে মনোনীত নোডগুলি একটি স্ট্রিমলাইনড ঐকমত্য প্রোটোকল (যেমন, একটি লাইটওয়েট BFT ভেরিয়েন্ট) কার্যকর করে নতুন ব্যবসায়িক লেনদেন যাচাই করে এবং ব্যবসায়িক চেইনে সংযুক্ত করে।

এই পৃথকীকরণ দুটি ঐকমত্য প্রক্রিয়াকে সমান্তরালভাবে বা একটি দৃঢ়ভাবে যুক্ত পাইপলাইনে ঘটতে দেয়, সামগ্রিক বিলম্ব ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।

3.3 নোড নির্বাচন ও নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্য

নিরাপত্তা দুটি মূল নকশার মাধ্যমে উন্নত করা হয়েছে:

4. প্রযুক্তিগত বিবরণ ও গাণিতিক মডেল

একটি রাউন্ডে নোড $i$-এর ব্যবসায়িক চেইন নেতা হিসেবে নির্বাচিত হওয়ার সম্ভাবনা তার অবদান মান $CV_i$ এবং সিস্টেম চেইন থেকে একটি এলোমেলো বীজ $R$-এর একটি ফাংশন।

নির্বাচন সম্ভাবনা: $P_i = \frac{f(CV_i)}{\sum_{j=1}^{N} f(CV_j)}$

যেখানে $f(CV_i)$ একটি ওজন ফাংশন (যেমন, $CV_i^\alpha$, যেখানে $\alpha$ ন্যায্যতা বনাম অবদান স্বীকৃতি নিয়ন্ত্রণ করে)। প্রকৃত নির্বাচন এই সম্ভাবনা বন্টন এলোমেলো বীজ $R$-এর সাথে মিলিতভাবে ব্যবহার করে অপ্রত্যাশিততা নিশ্চিত করে: $Leader = \text{VRF}(R, P_1, P_2, ..., P_N)$.

সিস্টেম চেইন ঐকমত্য: এটি একটি স্টেট মেশিন রেপ্লিকেশন প্রোটোকল হিসেবে কাজ করে যা বাইজেন্টাইন ফল্ট সহ্য করতে পারে। $N$ নোডের জন্য, এটি $f$ ত্রুটিপূর্ণ নোড সহ্য করতে পারে যেখানে $N \ge 3f + 1$। প্রোটোকলটিতে তিনটি পর্যায় জড়িত: প্রি-প্রিপেয়ার, প্রিপেয়ার এবং কমিট, যা নিশ্চিত করে যে সমস্ত সৎ নোড আপডেট করা CV-গুলি ধারণকারী সিস্টেম চেইন ব্লকের একই ক্রমে সম্মত হয়।

5. পরীক্ষামূলক ফলাফল ও কর্মদক্ষতা বিশ্লেষণ

গবেষণাপত্রটি Con_DC_PBFT এবং বেসলাইন PoC+PoW প্রক্রিয়ার মধ্যে একটি ব্যাপক পরীক্ষামূলক তুলনা উপস্থাপন করে।

মূল মেট্রিক্স ও ফলাফল:

চার্ট ব্যাখ্যা (অন্তর্নিহিত): একটি বার চার্ট সম্ভবত "গড় ঐকমত্য বিলম্ব" এবং "CPU ব্যবহার"-এর জন্য Con_DC_PBFT বারগুলি PoC+PoW বারগুলির তুলনায় বিভিন্ন নোড সংখ্যায় (যেমন, ১০, ২০, ৫০ নোড) উল্লেখযোগ্যভাবে ছোট/নিম্ন দেখাবে। একটি লাইন চার্ট দেখাবে যে Con_DC_PBFT-এর থ্রুপুট (প্রতি সেকেন্ডে লেনদেন) ব্লক আকার বা নোড সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে একটি উচ্চ স্তর বজায় রাখে, যখন PoC+PoW-এর থ্রুপুট আগেই স্থিতিশীল হয় বা পড়ে যায়।

6. বিশ্লেষণ কাঠামো: একটি নন-কোড কেস স্টাডি

পরিস্থিতি: আন্তঃসীমান্ত ফার্মাসিউটিক্যাল সাপ্লাই চেইন ট্র্যাকিংয়ের জন্য একটি কনসোর্টিয়াম ব্লকচেইন।

প্রথাগত নকশার সমস্যা: একটি একক শৃঙ্খলা লেনদেন ইভেন্ট (যেমন, "শিপমেন্ট X সময় Z-এ গুদাম Y ত্যাগ করেছে") এবং ডেটা নির্ভুলতার ভিত্তিতে নোড খ্যাতি স্কোর উভয়ই রেকর্ড করে। প্রতিটি লেনদেন যাচাই করার জন্য খ্যাতি আপডেট সহ সম্পূর্ণ ইতিহাস পরীক্ষা করা প্রয়োজন, যা ধীরগতি সৃষ্টি করে। একটি দূষিত অভিনেতা তাদের খ্যাতি ক্ষয় অস্পষ্ট করতে লেনদেন স্প্যাম করতে পারে।

Con_DC_PBFT প্রয়োগ:

  1. সিস্টেম চেইন: একটি "নোড ট্রাস্ট স্কোর" (অবদান মান) পরিচালনা করে। প্রতি ঘণ্টায়, নোডগুলি গত সময়ের যাচাইকৃত ডেটা রিপোর্টিং নির্ভুলতার ভিত্তিতে স্কোর আপডেট করে এমন একটি নতুন ব্লকে ঐকমত্যে পৌঁছায়।
  2. ব্যবসায়িক চেইন: উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শিপমেন্ট ইভেন্টগুলি পরিচালনা করে। সিস্টেম চেইন, সর্বশেষ ট্রাস্ট স্কোর ব্যবহার করে, প্রতি মিনিটে এই ইভেন্টগুলি যাচাই করতে এবং একটি ব্লকে ব্যাচ করতে এলোমেলোভাবে একটি উচ্চ-ট্রাস্ট নোড কমিটি নির্বাচন করে।
  3. সুবিধা: শিপমেন্ট ট্র্যাকিং দ্রুত ও স্কেলেবল থাকে। সিস্টেম নিপূণভাবে পরিবর্তন করার প্রচেষ্টা আলাদা, ধীর, এবং আরও নিরাপদ সিস্টেম চেইন ঐকমত্যকে দূষিত করার প্রয়োজন, যা লেনদেন স্ট্রিম স্প্যাম করার চেয়ে অনেক বেশি কঠিন।

7. ভবিষ্যতের প্রয়োগ ও গবেষণার দিকনির্দেশ

Con_DC_PBFT স্থাপত্য অসংখ্য অ-কয়েন ডোমেনের জন্য প্রতিশ্রুতিশীল:

গবেষণার দিকনির্দেশ:

  1. আন্তঃ-শৃঙ্খলা যোগাযোগ আনুষ্ঠানিকীকরণ: ক্রস-চেইন তত্ত্বাবধান বার্তার জন্য শক্তিশালী ক্রিপ্টোগ্রাফিক প্রুফ বিকাশ করা।
  2. গতিশীল শৃঙ্খলা বিভাজন: এমন পরিস্থিতি অন্বেষণ করা যেখানে ব্যবসায়িক চেইন নিজেই বিভিন্ন লেনদেন প্রকারের জন্য উপ-শৃঙ্খলায় বিভক্ত হতে পারে, সবকটি একটি একক সিস্টেম চেইন দ্বারা তত্ত্বাবধানে।
  3. জিরো-নলেজ প্রুফের সাথে একীকরণ: ব্যবসায়িক চেইনে ZKP ব্যবহার করে সংবেদনশীল ডেটা প্রকাশ না করে লেনদেন যাচাই করা, যখন সিস্টেম চেইন প্রুফ যাচাইকরণ কীগুলি পরিচালনা করে।
  4. বাস্তব-বিশ্ব স্থাপনা ও স্ট্রেস টেস্টিং: সিমুলেশন থেকে বাস্তব নেটওয়ার্ক অবস্থা এবং প্রতিপক্ষ মডেল সহ টেস্টনেটে স্থানান্তর।

8. তথ্যসূত্র

  1. Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
  2. Castro, M., & Liskov, B. (1999). Practical Byzantine Fault Tolerance. OSDI.
  3. Zhu, L., et al. (2022). Survey on Blockchain Consensus Mechanisms for IoT Applications. IEEE Internet of Things Journal.
  4. Buterin, V. (2014). Ethereum White Paper.
  5. Gartner. (2023). Hype Cycle for Blockchain and Web3.
  6. Hyperledger Foundation. (2023). Architecture Overview.

9. বিশ্লেষকের দৃষ্টিভঙ্গি: মূল অন্তর্দৃষ্টি, যৌক্তিক প্রবাহ, শক্তি ও দুর্বলতা, কার্যকরী অন্তর্দৃষ্টি

মূল অন্তর্দৃষ্টি: Con_DC_PBFT কেবল একটি ক্রমবর্ধমান টুইক নয়; এটি একটি মৌলিক স্থাপত্য বাজি যে এন্টারপ্রাইজ ব্লকচেইনের ভবিষ্যত পৃথকীকরণের মাধ্যমে বিশেষীকরণে নিহিত। গবেষণাপত্রটি সঠিকভাবে চিহ্নিত করে যে সিস্টেম গভর্নেন্সকে ব্যবসায়িক যুক্তির সাথে বান্ডিল করা অ-কয়েন সিস্টেমে অদক্ষতা এবং দুর্বলতার একটি প্রাথমিক উৎস। তাদের অন্তর্দৃষ্টি প্রথাগত সিস্টেম স্থাপত্যের প্রবণতাগুলিকে প্রতিফলিত করে (যেমন, মাইক্রোসার্ভিস) এবং এটি ঐকমত্য স্তরে উজ্জ্বলভাবে প্রয়োগ করে। এটি প্রায়শই উদ্ধৃত কিন্তু সরলীকৃত "শার্ডিং" সমাধানের চেয়ে একটি আরও পরিশীলিত পদ্ধতি, কারণ এটি স্বীকার করে যে সমস্ত ডেটা সমান নয়—কিছু (গভর্নেন্স) উচ্চ নিরাপত্তা এবং ধীর ঐকমত্যের প্রয়োজন, অন্য (লেনদেন) গতির দাবি করে।

যৌক্তিক প্রবাহ: যুক্তিটি আকর্ষণীয়। PoC+PoW-এর অপরিহার্য ব্যথার বিন্দু দিয়ে শুরু করুন (অপচয়, ধীরগতি, ভঙ্গুরতা)। একটি পরিষ্কার স্লেট স্থাপত্য প্রস্তাব করুন যা উদ্বেগগুলিকে অস্ত্রোপচারের মাধ্যমে পৃথক করে। সিস্টেম চেইনের জন্য একটি নিরাপদ ভিত্তি হিসেবে সুপরিচিত PBFT ব্যবহার করুন। শৃঙ্খলাগুলিকে পুনরায় যুক্ত না করেই সিস্টেমের সুসংগততা বজায় রাখতে চতুর "তত্ত্বাবধান" লিঙ্ক উপস্থাপন করুন। সর্বশেষে, এমন মেট্রিক্স দিয়ে বৈধতা দিন যা এন্টারপ্রাইজ গ্রহণকারীদের জন্য সঠিক সুরে আঘাত করে: সম্পদ সঞ্চয় এবং লেটেন্সি হ্রাস। সমস্যা থেকে সমাধান থেকে প্রমাণ পর্যন্ত যুক্তি বায়ুরোধী।

শক্তি ও দুর্বলতা:
শক্তি: দ্বৈত-শৃঙ্খলা মডেলটি মার্জিত এবং বাস্তব-বিশ্বের প্রয়োজনীয়তা মোকাবেলা করে। ৫০% সম্পদ সঞ্চয় খরচ-সচেতন এন্টারপ্রাইজগুলির জন্য একটি কিলার ফিচার। নিরাপত্তা যুক্তি, স্বচ্ছ PoW/PoC থেকে একটি অস্পষ্ট, CV-ওয়েটেড এলোমেলো নির্বাচনে স্থানান্তর, তাৎপর্যপূর্ণ। এটি সরাসরি "ঘুষ আক্রমণ" বা পরিচিত নেতাদের উপর লক্ষ্যবস্তু DDoS প্রশমিত করে।
দুর্বলতা: গবেষণাপত্রের Achilles' heel হল জটিলতা। একটি দ্বিতীয় শৃঙ্খলা প্রবর্তন করা সিঙ্ক এবং সুরক্ষিত করা প্রয়োজন এমন অবস্থা দ্বিগুণ করে। "আধা-স্বাধীন" সমন্বয় প্রক্রিয়া একটি নতুন সম্ভাব্য আক্রমণের পৃষ্ঠ—যদি তত্ত্বাবধান বার্তা দূষিত হয়? কর্মদক্ষতা লাভ, যদিও চিত্তাকর্ষক, একটি নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে দেখানো হয়েছে। বিষম নোড এবং অবিশ্বস্ত নেটওয়ার্ক সহ বাস্তব-বিশ্ব স্থাপনাগুলিতে এই সুবিধাগুলি ক্ষয় হতে পারে। তদুপরি, Hyperledger Architecture-তে উল্লিখিত হিসাবে, ঐকমত্যের স্তর যোগ করা ডিবাগিং জটিল করতে পারে এবং সিস্টেম অপারেটরদের জন্য "যুক্তি বোঝা" বাড়াতে পারে।

কার্যকরী অন্তর্দৃষ্টি: ব্লকচেইন মূল্যায়নকারী CTO-দের জন্য: এই স্থাপত্য যেকোনো অনুমতিপ্রাপ্ত সিস্টেমের জন্য একটি শীর্ষ প্রতিযোগী যেখানে গভর্নেন্স নিয়ম (কে সিদ্ধান্ত নেয়, এবং কোন গুণের ভিত্তিতে) লেনদেনগুলির মতোই গুরুত্বপূর্ণ। আন্তঃ-শৃঙ্খলা যোগাযোগ স্ট্রেস-টেস্ট করার জন্য একটি নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে একটি প্রুফ-অফ-কনসেপ্ট অগ্রাধিকার দিন। গবেষকদের জন্য: সবচেয়ে জরুরি কাজ হল সমন্বয় প্রোটোকলের আনুষ্ঠানিক যাচাইকরণ। ডেভেলপারদের জন্য: তত্ত্বাবধান স্তরটি দৃঢ়ভাবে বাস্তবায়নের জন্য অনুপ্রেরণার জন্য Cosmos SDK-এর ইন্টার-ব্লকচেইন কমিউনিকেশন (IBC)-এর মতো ফ্রেমওয়ার্কগুলি দেখুন। এটিকে একটি প্লাগ-অ্যান্ড-প্লে সমাধান হিসেবে বিবেচনা করবেন না; এটিকে একটি ব্লুপ্রিন্ট হিসেবে বিবেচনা করুন যার নতুন গুরুতর ব্যর্থতা প্রবর্তন না করেই এর সম্পূর্ণ সম্ভাবনা উপলব্ধি করার জন্য সতর্ক, বিশেষজ্ঞ প্রকৌশলের প্রয়োজন।