সূচিপত্র
1. ভূমিকা ও সারসংক্ষেপ
বিকেন্দ্রীকৃত ব্লকচেইন ব্যবস্থায় আস্থা ও সমন্বয় সক্ষমকারী মৌলিক প্রযুক্তি হলো ঐক্যমত প্রক্রিয়া। প্রুফ-অফ-ওয়ার্ক (PoW) এবং প্রুফ-অফ-স্টেক (PoS) ক্রিপ্টোকারেন্সি ব্লকচেইনে আধিপত্য বিস্তার করলেও, তাদের উচ্চ শক্তি খরচ বা মূলধন কেন্দ্রীকরণ "অ-কয়েন" উদ্যোগ ও শিল্প প্রয়োগের জন্য কম উপযুক্ত করে তোলে। এই গবেষণাপত্রটি Con_DC_PBFT উপস্থাপন করে, যা বিশেষভাবে এমন অ-কয়েন পরিস্থিতির জন্য নকশাকৃত একটি অভিনব ঐক্যমত প্রক্রিয়া। এটি PoC+PoW-এর মতো বিদ্যমান হাইব্রিড প্রক্রিয়াগুলোর ত্রুটি—যেমন নিম্ন দক্ষতা, সন্দেহজনক নির্ভরযোগ্যতা/নিরাপত্তা এবং উচ্চ গণনাগত ওভারহেড—মোকাবেলা করে একটি উদ্ভাবনী দ্বৈত-শৃঙ্খলা স্থাপত্য প্রস্তাবের মাধ্যমে, যা সিস্টেম মেটাডেটা (যেমন অবদান মূল্য) কে মূল ব্যবসায়িক তথ্য থেকে পৃথক করে।
2. মূল পদ্ধতি: Con_DC_PBFT প্রক্রিয়া
প্রস্তাবিত প্রক্রিয়ার উদ্ভাবন তার গঠনগত ও পদ্ধতিগত নকশায় নিহিত।
2.1 দ্বৈত-শৃঙ্খলা স্থাপত্য
সিস্টেমটি দুটি স্বতন্ত্র কিন্তু আন্তঃসংযুক্ত শৃঙ্খলা ব্যবহার করে:
- সিস্টেম শৃঙ্খলা (উপশৃঙ্খলা): সিস্টেম-স্তরের তথ্য, প্রাথমিকভাবে নোডের অবদান মূল্য, পরিচালনা করে এবং তার উপর ঐক্যমত প্রতিষ্ঠা করে। এই শৃঙ্খলা নোডের সুনাম, শাসন এবং মূল শৃঙ্খলার সমন্বয়ের জন্য দায়ী।
- ব্যবসায়িক শৃঙ্খলা (মূল শৃঙ্খলা): প্রাথমিক লেনদেন বা ব্যবসায়িক যুক্তির তথ্য পরিচালনা করে। এর ঐক্যমত প্রক্রিয়া সরলীকৃত, কারণ এটি নোড নির্বাচন ও সমন্বয় যুক্তি সিস্টেম শৃঙ্খলার উপর অর্পণ করে।
2.2 আধা-স্বাধীন ঐক্যমত প্রক্রিয়া
ঐক্যমত "আধা-স্বাধীন"। ব্যবসায়িক শৃঙ্খলা তার নিজস্ব ঐক্যমত পরিচালনা করে (সম্ভবত লেনদেন ক্রমবিন্যাসের জন্য PBFT-এর একটি রূপ), কিন্তু এর গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার—নির্দিষ্টভাবে, নেতা বা অ্যাকাউন্টিং নোড নির্বাচন—অভ্যন্তরীণভাবে নির্ধারিত হয় না। বরং, সিস্টেম শৃঙ্খলা, একটি নোডের অবদান মূল্য এবং একটি এলোমেলো নির্বাচন অ্যালগরিদমের ভিত্তিতে, প্রতিটি রাউন্ডের জন্য ব্যবসায়িক শৃঙ্খলার অ্যাকাউন্টিং নোড নির্ধারণ করে। সিস্টেম শৃঙ্খলা ব্যবসায়িক শৃঙ্খলা ঐক্যমতের বার্তা প্রবাহও তত্ত্বাবধান করে, সততা ও অগ্রগতি নিশ্চিত করে।
2.3 নিরাপত্তা উন্নয়ন
নিরাপত্তা দুটি মূল বৈশিষ্ট্যের মাধ্যমে শক্তিশালী করা হয়েছে:
- বাইজেন্টাইন যোগাযোগ প্রক্রিয়া: আন্তঃশৃঙ্খলা ও অন্তঃশৃঙ্খলা যোগাযোগ প্রোটোকলগুলো বাইজেন্টাইন ফল্ট-টলারেন্ট হওয়ার জন্য নকশা করা হয়েছে, যা দূষিত বা ত্রুটিপূর্ণ নোডের একটি নির্দিষ্ট অনুপাত সহ্য করতে পারে।
- এলোমেলো নোড নির্বাচন অ্যালগরিদম: ব্যবসায়িক শৃঙ্খলা যাচাইকারীদের নির্বাচন অনুমানযোগ্য না করে এবং সুরক্ষিত সিস্টেম শৃঙ্খলায় সংরক্ষিত অস্পষ্ট অবদান মূল্যের উপর নির্ভরশীল করে, লক্ষ্যযুক্ত আক্রমণের (যেমন একটি পরিচিত ভবিষ্যৎ নেতাকে ঘুষ দেওয়া) আক্রমণের পৃষ্ঠভাগ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।
3. প্রযুক্তিগত বিবরণ ও গাণিতিক সূত্রায়ন
একটি মূল প্রযুক্তিগত উপাদান হলো অবদান মূল্য ($CV$) এর ভিত্তিতে ব্যবসায়িক শৃঙ্খলা অ্যাকাউন্টিং নোড নির্বাচনের অ্যালগরিদম। রাউন্ড $r$ এ নোড $i$ নির্বাচিত হওয়ার সম্ভাবনা $P_i$ কে তার স্বাভাবিকীকৃত অবদান এবং একটি এলোমেলোতা ফ্যাক্টরের একটি ফাংশন হিসাবে মডেল করা যেতে পারে:
$$P_i^{(r)} = \frac{f(CV_i^{(r-1)})}{\sum_{j=1}^{N} f(CV_j^{(r-1)})} \cdot (1 - \alpha) + \frac{\alpha}{N}$$
যেখানে:
- $CV_i^{(r-1)}$ হলো পূর্ববর্তী রাউন্ডে নোড $i$ এর অবদান মূল্য।
- $f(\cdot)$ একটি অ-রৈখিক ফাংশন (যেমন, সফটম্যাক্স) যা বন্টন স্বাভাবিক করে এবং সম্ভাব্যভাবে বিকৃত করে।
- $N$ হলো যোগ্য নোডের মোট সংখ্যা।
- $\alpha$ একটি ছোট ড্যাম্পিং ফ্যাক্টর (যেমন, ০.০৫) যা এলোমেলোতার একটি ভিত্তিস্তর প্রবর্তন করে, সক্রিয়তা নিশ্চিত করে এবং অবদান মূল্য স্থির হয়ে গেলে সম্পূর্ণ অনুমানযোগ্যতা বা স্থবিরতা প্রতিরোধ করে।
4. পরীক্ষামূলক ফলাফল ও কর্মদক্ষতা বিশ্লেষণ
গবেষণাপত্রটি Con_DC_PBFT কে বেসলাইন PoC+PoW প্রক্রিয়ার বিপরীতে তুলনা করে একটি ব্যাপক পরীক্ষামূলক বিশ্লেষণ উপস্থাপন করে। বিভিন্ন অবস্থার অধীনে মূল কর্মদক্ষতা মেট্রিক মূল্যায়ন করা হয়েছিল:
মূল কর্মদক্ষতা উন্নতি
- সম্পদ দক্ষতা: Con_DC_PBFT PoC+PoW এর তুলনায় মেমরি ও স্টোরেজ সম্পদ ব্যবহারে >৫০% সাশ্রয় প্রদর্শন করেছে। এটি প্রাথমিকভাবে জটিল PoW গণনা অফলোড করা এবং সিস্টেম শৃঙ্খলায় হালকা ওজনের অবদান প্রমাণ সংরক্ষণের কারণে।
- ঐক্যমত বিলম্ব: সামগ্রিক ঐক্যমত সময় বিলম্বে ৩০% এর বেশি উন্নতি দেখা গেছে। এই লাভ দ্বৈত-শৃঙ্খলা কাঠামো দ্বারা সক্ষম সমান্তরালীকরণ ও পাইপলাইনিং থেকে উদ্ভূত, যেখানে সিস্টেম-শৃঙ্খলা সমন্বয় এবং ব্যবসায়িক-শৃঙ্খলা লেনদেন প্রক্রিয়াকরণ ওভারল্যাপ করতে পারে।
প্যারামিটার সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণ: পরীক্ষাগুলো নিম্নলিখিতগুলোর প্রভাব বিশ্লেষণ করেছে:
- ব্লক নির্বাচন সম্ভাবনা: নেতা নির্বাচনের ন্যায্যতা ও গতি।
- একক-বিন্দু ব্যর্থতার হার: Con_DC_PBFT তার এলোমেলো, অবদান-ভিত্তিক নেতা নির্বাচন এবং BFT যোগাযোগের কারণে উচ্চ স্থিতিস্থাপকতা দেখিয়েছে।
- নোডের সংখ্যা ও ব্লক প্রেরণের হার: স্কেলেবিলিটি উন্নত হয়েছিল, নিষ্কপট PBFT-এর দ্বিঘাত বার্তা জটিলতার তুলনায় নোড সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে বিলম্ব আরও মসৃণভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে, কারণ ব্যবসায়িক শৃঙ্খলার ঐক্যমত গ্রুপের আকার অপ্টিমাইজ করা যেতে পারে।
- CPU ব্যবহার: উল্লেখযোগ্যভাবে কম এবং আরও স্থিতিশীল CPU ব্যবহার, অপচয়মূলক গণনাগত কাজ হ্রাস নিশ্চিত করে।
5. বিশ্লেষণাত্মক কাঠামো: একটি নন-কোড কেস স্টাডি
পরিস্থিতি: প্রস্তুতকারক, পরিবাহক, কাস্টমস এবং ব্যাংক জড়িত একটি আন্তঃসীমান্ত সরবরাহ শৃঙ্খলের জন্য একটি কনসোর্টিয়াম ব্লকচেইন।
ঐতিহ্যগত পদ্ধতির সমস্যা: একটি একক-শৃঙ্খলা BFT ঐক্যমত (যেমন, হাইপারলেজার ফ্যাব্রিকের অর্ডারার) ব্যবহার করা লেনদেনগত তথ্য (যেমন, "চালান X বন্দর ছেড়েছে") এবং সিস্টেম শাসন তথ্য (যেমন, "কাস্টমস সংস্থা A-এর সুনাম স্কোর আপডেট করা হয়েছে") মিশ্রিত করে। এটি যানজট সৃষ্টি করতে পারে, এবং নেতা নির্বাচন নেটওয়ার্কে বাস্তব-বিশ্বের অবদান প্রতিফলিত নাও করতে পারে।
Con_DC_PBFT প্রয়োগ:
- সিস্টেম শৃঙ্খলা: অবদান মূল্য ট্র্যাক করে এবং তার উপর ঐক্যমত প্রতিষ্ঠা করে। একটি পরিবহন কোম্পানি যা ধারাবাহিকভাবে সময়োপযোগী IoT তথ্য প্রদান করে, সে একটি উচ্চ CV অর্জন করে। একটি ব্যাংক যা দ্রুত পেমেন্ট নিষ্পত্তি করে সেও CV অর্জন করে। এখানে ঐক্যমত প্রতিষ্ঠিত হয় শাসন নোডের একটি ছোট সেটের মধ্যে।
- ব্যবসায়িক শৃঙ্খলা: সমস্ত সরবরাহ শৃঙ্খলা ঘটনা রেকর্ড করে (তৈরি করুন, পাঠান, পরিদর্শন করুন, প্রদান করুন)।
- একীকরণ: ব্যবসায়িক শৃঙ্খলায় ঘটনাগুলোর প্রতিটি নতুন ব্লকের জন্য, সিস্টেম শৃঙ্খলা CV-ভিত্তিক এলোমেলো অ্যালগরিদম ব্যবহার করে নির্বাচন করে কোন নোডটি (যেমন, উচ্চ-CV পরিবহন কোম্পানি বা নির্ভরযোগ্য ব্যাংক) সেই ব্লকের জন্য "প্রস্তাবকারী" বা "যাচাইকারী" হবে। এটি ব্লক উৎপাদনের কর্তৃত্বকে প্রমাণিত নেটওয়ার্ক অবদানের সাথে যুক্ত করে, কেবল স্টেক বা এলোমেলো সুযোগের সাথে নয়।
6. মূল অন্তর্দৃষ্টি ও বিশেষজ্ঞ বিশ্লেষণ
মূল অন্তর্দৃষ্টি: Con_DC_PBFT শুধু আরেকটি ঐক্যমত টুইক নয়; এটি অনুমতিপ্রাপ্ত ব্লকচেইনের জন্য একটি ব্যবহারিক স্থাপত্য পুনর্গঠন। এর প্রতিভা এই স্বীকৃতিতে নিহিত যে উদ্যোগিক পরিবেশে "ঐক্যমত" একটি বহুস্তরীয় সমস্যা—যার জন্য দক্ষ লেনদেন ক্রমবিন্যাস এবং শক্তিশালী, প্রণোদনা-সংযুক্ত অংশগ্রহণকারী শাসন উভয়ই প্রয়োজন। এগুলিকে বিশেষায়িত শৃঙ্খলায় বিচ্ছিন্ন করে, এটি একক নকশার মূল অদক্ষতাগুলো আক্রমণ করে।
যুক্তিগত প্রবাহ: যুক্তিটি আকর্ষণীয়: ১) PoW/PoS অ-কয়েন ব্যবহারের জন্য অনুপযুক্ত (অপচয়মূলক/অন্যায্য)। ২) বিদ্যমান BFT রূপগুলি অন্তর্নিহিতভাবে অংশগ্রহণকারীর গুণমান পরিচালনা করে না। ৩) অতএব, "কে সিদ্ধান্ত নেয়" (শাসন/অবদান) কে "কী সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়" (ব্যবসায়িক যুক্তি) থেকে পৃথক করুন। সিস্টেম শৃঙ্খলা একটি গতিশীল, ঐক্যমত-সমর্থিত সুনাম ইঞ্জিনে পরিণত হয় যা ব্যবসায়িক শৃঙ্খলার কার্যকরী ঐক্যমত চালায়। এটি স্মরণ করিয়ে দেয় কীভাবে টেন্ডারমিন্ট যাচাইকারী সেট পরিবর্তনকে ব্লক সৃষ্টি থেকে পৃথক করে, কিন্তু Con_DC_PBFT এটিকে একটি সম্পূর্ণ দ্বৈত-শৃঙ্খলা মডেলে সাধারণীকরণ ও প্রাতিষ্ঠানিক রূপ দেয় একটি সমৃদ্ধ অবদান মেট্রিক সহ।
শক্তি ও ত্রুটি: শক্তি: প্রতিবেদনকৃত >৫০% সম্পদ সাশ্রয় এবং >৩০% বিলম্ব উন্নতি উদ্যোগিক গ্রহণের জন্য যথেষ্ট, যেখানে TCO এবং কর্মদক্ষতা রাজা। অবদান মূল্যের ব্যবহার সাধারণ "স্টেক" এর বাইরে গিয়ে আরও সূক্ষ্ম সাইবিল প্রতিরোধ এবং প্রণোদনা নকশার দিকে অগ্রসর হয়, যা ভিটালিক বুটেরিন এর মতো গবেষকরা প্রুফ-অফ-ইউজফুলনেস নিয়ে আলোচনায় সমর্থন করেন। দ্বৈত-শৃঙ্খলা নকশা অন্তর্নিহিত মডুলারিটিও প্রদান করে, যা ব্যবসায়িক শৃঙ্খলা ঐক্যমতকে পরিবর্তন করতে দেয় যদি একটি ভাল অ্যালগরিদম আবির্ভূত হয়। ত্রুটি: গবেষণাপত্রের Achilles' heel হলো "অবদান মূল্য" এর অস্পষ্টতা। এটি কীভাবে গণনা, যাচাই এবং বিকৃতি-প্রমাণ রাখা হয়? একটি কঠোর, আক্রমণ-প্রতিরোধী CV গণনা প্রক্রিয়া ছাড়া—যা নিজেই একটি কঠিন সমস্যা—সম্পূর্ণ নিরাপত্তা মডেল ভেঙে পড়ে। সিস্টেম শৃঙ্খলাও একটি গুরুত্বপূর্ণ কেন্দ্রীকরণ ও আক্রমণের বিন্দু হয়ে ওঠে; এটি আপস করলে সম্পূর্ণ নেটওয়ার্ক আপস হয়। তদুপরি, দুটি শৃঙ্খলা এবং তাদের সিঙ্ক্রোনাইজেশন পরিচালনার যুক্ত জটিলতা ছোট কনসোর্টিয়ামগুলোর জন্য সরলতার সুবিধাগুলো বাতিল করতে পারে।
কার্যকরী অন্তর্দৃষ্টি: এটি মূল্যায়নকারী উদ্যোগগুলোর জন্য:
- প্রথমে পাইলট: একটি অ-গুরুত্বপূর্ণ, পরিমাপযোগ্য পাইলটে দ্বৈত-শৃঙ্খলা স্থাপত্য বাস্তবায়ন করুন। আপনার ব্যবসার সাথে প্রাসঙ্গিক একটি স্পষ্ট, উদ্দেশ্যমূলক এবং স্বয়ংক্রিয়যোগ্য অবদান মূল্য সূত্র সংজ্ঞায়িত করার উপর ফোকাস করুন (যেমন, তথ্যের গুণমান স্কোর, লেনদেনের পরিমাণ, আপটাইম)।
- সিস্টেম শৃঙ্খলার নিরাপত্তা নিরীক্ষা: সিস্টেম শৃঙ্খলাকে আপনার মুকুটের মণি হিসেবে বিবেচনা করুন। এর ঐক্যমত এবং CV আপডেট যুক্তির আনুষ্ঠানিক যাচাইকরণে বিনিয়োগ করুন। এর প্রাথমিক বুটস্ট্র্যাপিংয়ের জন্য হাইব্রিড ট্রাস্ট মডেল বিবেচনা করুন।
- সরল BFT-এর বিপরীতে বেঞ্চমার্ক: Con_DC_PBFT-এর কর্মদক্ষতা ও জটিলতা শুধুমাত্র PoC+PoW-এর বিপরীতে নয়, বরং মানক BFT প্রোটোকলগুলোর (যেমন LibraBFT/DiemBFT) সাথেও তুলনা করুন। ৩০% লাভ দুটি শৃঙ্খলার কার্যকরী ওভারহেডকে ন্যায্যতা দিতে হবে।
7. ভবিষ্যতের প্রয়োগ ও গবেষণার দিকনির্দেশ
Con_DC_PBFT স্থাপত্য বেশ কয়েকটি সম্ভাবনাময় পথ উন্মুক্ত করে:
- মেটাভার্স ও ডিজিটাল টুইন: জটিল ভার্চুয়াল বিশ্ব বা শিল্প ডিজিটাল টুইনে, সিস্টেম শৃঙ্খলা অবতার/সম্পদের সুনাম ও অধিকার (অবদান মূল্য) পরিচালনা করতে পারে, যখন ব্যবসায়িক শৃঙ্খলা বিশ্ব-অভ্যন্তরীণ লেনদেন ও অবস্থা পরিবর্তন পরিচালনা করে, স্কেলযোগ্য ও ন্যায্য অর্থনীতি সক্ষম করে।
- DePIN (বিকেন্দ্রীকৃত শারীরিক অবকাঠামো নেটওয়ার্ক): ব্যান্ডউইথ, স্টোরেজ বা কম্পিউট সরবরাহকারী IoT ডিভাইসের নেটওয়ার্কের জন্য, অবদান মূল্য সরাসরি যাচাইযোগ্য সম্পদ সরবরাহের সাথে যুক্ত হতে পারে (হিলিয়াম এর অনুরূপ কিন্তু আরও শক্তিশালী ঐক্যমত স্তর সহ)। দ্বৈত-শৃঙ্খলা মডেল পরিষ্কারভাবে অবস্থান/শারীরিক কাজের প্রমাণকে পরিষেবা লেনদেন লগিং থেকে পৃথক করে।
- নিয়ন্ত্রক সম্মতি ও নিরীক্ষণ: সিস্টেম শৃঙ্খলাকে সম্মতি-সম্পর্কিত তথ্যের (KYC অবস্থা, নিয়ন্ত্রক স্কোর) জন্য একটি অপরিবর্তনীয় নিরীক্ষা ট্রেইল হিসাবে নকশা করা যেতে পারে, যা তারপর মূল আর্থিক লেনদেন শৃঙ্খলায় অংশগ্রহণের স্তর নিয়ন্ত্রণ করে, কর্ডা এর নোটারি ক্লাস্টারের মতো প্রকল্পগুলিতে অন্বেষণ করা একটি ধারণা।
- বিভিন্ন প্রতিপক্ষ মডেলের অধীনে সমন্বিত দ্বৈত-শৃঙ্খলা মডেলের আনুষ্ঠানিক নিরাপত্তা প্রমাণ।
- মানক, ডোমেন-নির্দিষ্ট অবদান মূল্য কাঠামোর উন্নয়ন (যেমন, স্বাস্থ্যসেবা তথ্য ভাগাভাগি, একাডেমিক ক্রেডিট সিস্টেমের জন্য)।
- সিস্টেম ও ব্যবসায়িক শৃঙ্খলার মধ্যে ক্রস-চেইন যোগাযোগ প্রোটোকল অন্বেষণ যা দক্ষ এবং যাচাইযোগ্য উভয়ই, সম্ভাব্যভাবে zk-SNARKs এর মতো হালকা ওজনের ক্রিপ্টোগ্রাফিক প্রমাণ ব্যবহার করে।
- লেয়ার-২ সমাধানের সাথে একীকরণ; ব্যবসায়িক শৃঙ্খলা নিজেই একটি রোলআপ বা স্টেট চ্যানেল সিস্টেম হতে পারে, সিস্টেম শৃঙ্খলা তার বিকেন্দ্রীকৃত সিকোয়েন্সার বা বিরোধ নিষ্পত্তি স্তর হিসেবে কাজ করে।
8. তথ্যসূত্র
- Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
- Castro, M., & Liskov, B. (1999). Practical Byzantine Fault Tolerance. OSDI.
- Buterin, V. (2017). Proof of Stake FAQ. [Online] Vitalik.ca
- Buchman, E. (2016). Tendermint: Byzantine Fault Tolerance in the Age of Blockchains. University of Guelph Thesis.
- Helium. (2022). The People's Network. [Online] Helium.com
- Hyperledger Foundation. (2023). Hyperledger Fabric. [Online] hyperledger.org
- Zhu, J., Park, T., Isola, P., & Efros, A.A. (2017). Unpaired Image-to-Image Translation using Cycle-Consistent Adversarial Networks. ICCV. (একটি অভিনব, গঠনগতভাবে স্বতন্ত্র কাঠামো প্রবর্তনকারী একটি মৌলিক গবেষণাপত্রের উদাহরণ হিসেবে উদ্ধৃত—দ্বৈত-শৃঙ্খলা উদ্ভাবনের অনুরূপ)।