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

1. ভূমিকা ও সারসংক্ষেপ

এই গবেষণাপত্রটি Con_DC_PBFT উপস্থাপন করে, যা "অ-কয়েন" ব্লকচেইন ব্যবস্থার জন্য নকশাকৃত একটি অভিনব ঐক্যমত্য প্রক্রিয়া। এটি PoC+PoW (প্রুফ অফ কন্ট্রিবিউশন + প্রুফ অফ ওয়ার্ক)-এর মতো বিদ্যমান প্রক্রিয়াগুলির গুরুত্বপূর্ণ ত্রুটিগুলি, বিশেষত কম দক্ষতা, উচ্চ সম্পদ ব্যবহার এবং নিরাপত্তা দুর্বলতা মোকাবিলা করে। মূল উদ্ভাবন হল একটি দ্বৈত-শৃঙ্খলা স্থাপত্য যা সিস্টেম ডেটা (যেমন, অবদান মূল্য) প্রধান ব্যবসায়িক ডেটা থেকে পৃথক করে, সমান্তরাল এবং পাইপলাইন প্রক্রিয়াকরণ সক্ষম করে যা কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে।

2. মূল ধারণা ও পটভূমি

ঐক্যমত্য প্রক্রিয়াগুলি হল ব্লকচেইন প্রযুক্তির ভিত্তি, যা অবিশ্বস্ত নোডগুলির মধ্যে বিতরণকৃত খাতার অবস্থা সম্পর্কে সম্মতি নিশ্চিত করে।

3. Con_DC_PBFT প্রক্রিয়া

প্রস্তাবিত প্রক্রিয়াটি স্থাপত্যিক পৃথকীকরণ এবং সমন্বিত ঐক্যমত্যের মাধ্যমে একটি প্যারাডাইম শিফট প্রবর্তন করে।

4. প্রযুক্তিগত বিবরণ ও গাণিতিক মডেল

লিডার নির্বাচনের মূল একটি যাচাইযোগ্য র্যান্ডম ফাংশনের উপর নির্ভর করে। ব্যবসায়িক চেইনের জন্য লিডার হিসাবে নোড $i$ নির্বাচিত হওয়ার সম্ভাবনা $P_i$ হল যোগ্য নোড $N$ এর মধ্যে তার স্বাভাবিকীকৃত অবদান মূল্য $C_i$ এবং সর্বশেষ সিস্টেম চেইন ব্লক থেকে একটি র্যান্ডম সিড $R$ এর একটি ফাংশন।

$P_i = \frac{f(C_i, R)}{\sum_{j \in N} f(C_j, R)}$

যেখানে $f(C_i, R)$ হল একটি VRF যা $C_i$ এবং $R$ এর সাথে অনন্যভাবে যুক্ত একটি সিউডো-র্যান্ডম আউটপুট তৈরি করে। এটি নিশ্চিত করে যে নির্বাচনটি ন্যায্য (অবদান দ্বারা ওজনযুক্ত), অপ্রত্যাশিত ($R$ এর কারণে), এবং সমস্ত নোড দ্বারা যাচাইযোগ্য। ব্যবসায়িক চেইনে একটি ব্লক $B$ এর জন্য ঐক্যমত্য প্রক্রিয়া একটি পরিবর্তিত তিন-পর্বের PBFT প্রোটোকল (প্রি-প্রিপেয়ার, প্রিপেয়ার, কমিট) অনুসরণ করে, যেখানে "প্রি-প্রিপেয়ার" বার্তাটি কেবলমাত্র সিস্টেম চেইন থেকে নির্ধারিত লিডার দ্বারা বৈধভাবে জারি করা যেতে পারে।

5. পরীক্ষামূলক ফলাফল ও কার্যকারিতা

গবেষণাপত্রটি Con_DC_PBFT-এর সাথে PoC+PoW-এর তুলনায় একটি ব্যাপক সিমুলেশন পরিচালনা করে। বিভিন্ন অবস্থার অধীনে মূল মেট্রিকগুলি বিশ্লেষণ করা হয়েছিল:

• নোড সংখ্যা ও CPU ব্যবহার: Con_DC_PBFT মাঝারি নোড সংখ্যার (১০-১০০) জন্য প্রায়-রৈখিক স্কেলেবিলিটি দেখিয়েছে, যেখানে CPU ব্যবহার PoC+PoW-এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম ছিল, যা PoW ধাঁধার কারণে সূচকীয় বৃদ্ধি প্রদর্শন করেছিল।
• ব্লক ট্রান্সমিশন হার ও বিলম্ব: দ্বৈত-শৃঙ্খলা পাইপলাইনিং Con_DC_PBFT-কে নেটওয়ার্ক থ্রুপুট বৃদ্ধির সাথে কম এন্ড-টু-এন্ড ঐক্যমত্য বিলম্ব বজায় রাখতে দিয়েছে। অনুক্রমিক PoW সমাধানের কারণে PoC+PoW বিলম্ব তীব্রভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে।
• একক-বিন্দু ব্যর্থতার হার: এলোমেলো লিডার নির্বাচন এবং শৃঙ্খলাগুলির পৃথকীকরণ আরও নির্ধারক PoC+PoW-এর তুলনায় একটি একক দূষিত বা ব্যর্থ লিডারের প্রতি সিস্টেমের দুর্বলতা হ্রাস করেছে।

চার্ট বর্ণনা (পাঠ্য থেকে অনুমিত): একটি বার চার্ট "মেমরি/স্টোরেজ ব্যবহার" দেখাবে যেখানে Con_DC_PBFT PoC+PoW বারের ৫০% এর কম। একটি লাইন চার্ট "ঐক্যমত্য বিলম্ব বনাম নোড সংখ্যা" প্লট করবে, যেখানে Con_DC_PBFT লাইন ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পাবে এবং PoC+PoW লাইন খাড়াভাবে বৃদ্ধি পাবে, যা স্কেলে Con_DC_PBFT-এর জন্য >৩০% সুবিধা প্রদর্শন করবে।

6. বিশ্লেষণ কাঠামো ও উদাহরণ কেস

দৃশ্যকল্প: একটি সরবরাহ শৃঙ্খলা কনসোর্টিয়াম ব্লকচেইন

একাধিক কোম্পানি (প্রস্তুতকারক, শিপার, খুচরা বিক্রেতা) পণ্য ট্র্যাক করার জন্য একটি কনসোর্টিয়াম গঠন করে। ব্যবসায়িক চেইন অপরিবর্তনীয় লেনদেন রেকর্ড করে (যেমন, "আইটেম X A থেকে B তে পাঠানো হয়েছে")। সিস্টেম চেইন নোড অবদান মূল্য পরিচালনা করে, যা ডেটা গুণমান, আপটাইম এবং কমপ্লায়েন্স অডিটের ভিত্তিতে গণনা করা হয়।

Con_DC_PBFT কার্যকর অবস্থায়:

1. একটি নতুন শিপমেন্ট লেনদেন প্রস্তাবিত হয়।
2. সিস্টেম চেইন, তার সর্বশেষ র্যান্ডম সিড এবং নোডগুলির অবদান স্কোর ব্যবহার করে, পরবর্তী ব্যবসায়িক চেইন ব্লকের জন্য খুচরা বিক্রেতা C কে লিডার হিসাবে নির্বাচন করে।
3. খুচরা বিক্রেতা C এই এবং অন্যান্য লেনদেন ধারণকারী একটি ব্লকের জন্য PBFT প্রক্রিয়া শুরু করে। অন্যান্য নোডগুলি সিস্টেম চেইন অবস্থার বিরুদ্ধে VRF প্রমাণ পরীক্ষা করে লিডারের বৈধতা যাচাই করে।
4. একবার ব্লক কমিট হয়ে গেলে, সিস্টেম চেইন সমান্তরালভাবে অবদান মূল্য আপডেট করে (যেমন, খুচরা বিক্রেতা C কে সৎ নেতৃত্বের জন্য পুরস্কৃত করে), পরবর্তী রাউন্ডের জন্য প্রস্তুত করে।

7. ভবিষ্যতের প্রয়োগ ও গবেষণার দিকনির্দেশ

Con_DC_PBFT স্থাপত্য নিম্নলিখিত ক্ষেত্রে প্রতিশ্রুতিশীল:

• এন্টারপ্রাইজ মেটাভার্স অবকাঠামো: ডিজিটাল সম্পদের উৎপত্তি এবং ব্যবহারকারীর পরিচয়/অবদান প্ল্যাটফর্ম জুড়ে পরিচালনা করা, যেমন প্রাথমিক মেটাভার্স গবেষণায় কল্পনা করা হয়েছে।
• IoT ডেটা মার্কেটপ্লেস: ডিভাইস ডেটা স্ট্রিম (ব্যবসায়িক চেইন) ডিভাইস সুনাম এবং ডেটা গুণমান স্কোর (সিস্টেম চেইন) থেকে পৃথক করা।
• বিকেন্দ্রীভূত স্বায়ত্তশাসিত সংস্থা (DAO): প্রস্তাবনা/ভোট কার্যকর করা সদস্য সুনাম এবং পুরস্কার বিতরণ থেকে পৃথক করা।

• ক্রস-চেইন যোগাযোগ নিরাপত্তা: দুটি শৃঙ্খলার মধ্যে "তত্ত্বাবধান" ইন্টারফেসের আনুষ্ঠানিক যাচাইকরণ।
• গতিশীল অবদান মেট্রিক্স: অবদান মূল্য গণনার জন্য আরও শক্তিশালী, আক্রমণ-প্রতিরোধী সূত্র উন্নয়ন।
• লেয়ার-২ সমাধানের সাথে একীকরণ: কীভাবে সিস্টেম চেইন ব্যবসায়িক চেইনে স্টেট চ্যানেল বা রোলআপ সমন্বয় করতে পারে তা অন্বেষণ করা।

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, Y., et al. (2022). Blockchain Consensus Mechanisms: A Survey. ACM Computing Surveys.
4. Michele, B., et al. (2021). The Convergence of AI and Blockchain in the Metaverse. IEEE Access.
5. Hyperledger Foundation. (2023). Hyperledger Architecture, Volume 1. https://www.hyperledger.org.
6. IEEE Blockchain Initiative. (2023). Standards for Blockchain in Non-Financial Applications. https://blockchain.ieee.org.

9. বিশ্লেষকের দৃষ্টিভঙ্গি