Layer 2 ब्लॉकचेन

परिचय

हर ब्लॉकचेन चाहती है कि वह ज़्यादा से ज़्यादा विकेंद्रीकृत, सुरक्षित और स्केलेबल हो। तीनों को एक साथ अच्छे से संभालने वाली ब्लॉकचेन बनाना आज तक हल न हुई चुनौती रही है। इस चुनौती का एक नाम भी है: ब्लॉकचेन ट्रिलेमा।

Bitcoin और Ethereum, दोनों काफ़ी विकेंद्रीकृत और सुरक्षित हैं, पर स्केल नहीं होते। नेटवर्क व्यस्त होते ही ऊँचे लेन-देन शुल्क और लंबी कतारें यही दिखाती हैं। इनसे बचने के लिए एक्सप्लोरर कई ऐसी तकनीकें इस्तेमाल कर सकते हैं जो लागत बहुत घटाती हैं और रफ़्तार बढ़ाती हैं। इन्हें मिलाकर Layer 2 (L2) स्केलिंग समाधान कहते हैं।

Lightning Network Bitcoin का सबसे जाना-माना स्केलिंग समाधान है, जो पक्षों के बीच भुगतान बढ़ाने के लिए पेमेंट चैनल नाम की तकनीक पर टिका है। Ethereum कई L2 समाधानों से लेन-देन संभालकर ट्रिलेमा को हल्का करता है, जिसमें 2024 में मेननेट पर जुड़ा सस्ता, अस्थायी ब्लॉब भंडारण मदद करता है (यह पहले सोची गई “शार्डिंग” का हल्का रूप है)।

पेमेंट चैनल

Bitcoin ब्लॉकचेन पर Lightning Network दोतरफ़ा पेमेंट चैनल पर टिका है, जिससे कई पक्ष मुख्य चेन पर लेन-देन किए बिना BTC का आदान-प्रदान कर सकते हैं।

इस बनावट में दो उपयोगकर्ता आपस में एक पेमेंट चैनल खोलते हैं। हर चैनल सख्ती से दो पक्षों का होता है, पर भुगतान जुड़े हुए चैनलों के जाल से होकर दूर के लोगों तक पहुँच सकता है। चैनल खुलने और बंद होने के बीच पक्ष आपस में पैसा इधर-उधर कर सकते हैं। हर भागीदार की माइक्रो-बहीखाता प्रविष्टि तभी अपडेट होती है जब दोनों उपयोगकर्ता लेन-देन पर हस्ताक्षर करें, और इसके लिए आम तौर पर दोनों के नोड चालू होने चाहिए। कोई भी पक्ष माइक्रो-बहीखाते का सबसे नया रूप ब्लॉकचेन पर भेजकर चैनल कभी भी बंद कर सकता है।

पेमेंट चैनल पर उन्नत स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट काम नहीं होते, सिर्फ़ बुनियादी पीयर-टू-पीयर लेन-देन होते हैं।

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Bitcoin Lightning Network से लेन-देन करने के लिए ऑनलाइन होना ज़रूरी है।

• [ ] सही

• [ ] गलत

Ethereum के स्केलिंग समाधान

Ethereum के डेवलपर लगभग तब से Ethereum के अपने स्केलिंग समाधानों पर काम कर रहे हैं, जब से यह नेटवर्क चालू है।

Ethereum समुदाय के ज़्यादातर लोग मानते हैं कि “Ethereum स्केलिंग समाधान” कहलाने के लिए किसी परियोजना को Ethereum की स्केलेबिलिटी की कमी दूर करनी होगी, वह भी सुरक्षा या विकेंद्रीकरण की कुर्बानी दिए बिना। उपयोगकर्ताओं की असली ज़रूरत है Ethereum मेननेट से तेज़ लेन-देन और सस्ती गैस। मुकाबले में टिकने के लिए कुछ समाधान ट्रिलेमा पर दूसरों से ज़्यादा समझौते करने को तैयार रहते हैं।

Ethereum की पहचान उसकी स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट क्षमता है, इसलिए ज़रूरी है कि उसके स्केलिंग समाधान भी यह क्षमता साथ लाएँ। तेज़ और सस्ते लेन-देन का क्या फ़ायदा, अगर Layer 2 से लोग अपने पसंदीदा dApps तक न पहुँच सकें।

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Ethereum के स्केलिंग समाधान:

• [ ] नेटवर्क स्केल करने को पेमेंट चैनल इस्तेमाल करते हैं

• [ ] स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट नहीं चला सकते

• [ ] ट्रिलेमा की बाकी खूबियाँ घटाए बिना स्केलेबिलिटी बढ़ाएँ

• [ ] लेन-देन तेज़ करते हैं पर गैस महँगी कर देते हैं

Layer 1 और Layer 2 को जोड़ना

जैसा ब्लॉकचेन की बुनियादी बातें में देखा, ब्लॉकचेन ऐसे डेटाबेस हैं जिन्हें बहीखाते कहते हैं, और जो लेन-देन की क्रिप्टोग्राफी से सुरक्षित, समयवार सूची रखते हैं। L1 ब्लॉकचेन और L2 स्केलिंग समाधान, दोनों अपने आप में ब्लॉकचेन हैं, जिनके पास पतों और डेटा के अपने डेटाबेस हैं।

अलग-अलग ब्लॉकचेन डेटाबेस के बीच जानकारी भेजने के लिए ब्रिज नाम का ढाँचा इस्तेमाल होता है। मान लीजिए Ethereum मेननेट (या कोई और L1 ब्लॉकचेन) एक द्वीप है, और दूसरी ब्लॉकचेन या आपका पसंदीदा स्केलिंग समाधान दूसरा द्वीप। क्रिप्टो ब्रिज इन दोनों डिजिटल द्वीपों को जोड़ने वाला राजमार्ग है।

तकनीक बहुत पेचीदा है, पर उपयोगकर्ता के लिए यह काम बस मंज़िल चुनने जितना आसान है।

साइडचेन

साइडचेन एक अलग ब्लॉकचेन है, जो Ethereum से स्वतंत्र चलती है, पर एक ब्रिज से Ethereum मेननेट से जुड़ी रहती है। टोकन ले जाने के लिए उन्हें मेननेट के ब्रिज कॉन्ट्रैक्ट में लॉक किया जाता है, और साइडचेन पर उतने ही टोकन मिंट होते हैं। ध्यान रहे: इससे आपके पैसे को Ethereum की सुरक्षा नहीं मिलती, क्योंकि ब्रिज और साइडचेन, दोनों साइडचेन के अपने वैलिडेटर पर टिके हैं। इनमें से कोई भी टूटे (जैसे 2022 में $625M का Ronin ब्रिज हैक), तो लॉक किया पैसा चोरी हो सकता है।

साइडचेन पर भी ब्लॉकचेन ट्रिलेमा लागू होती है। कम गैस शुल्क और तेज़ लेन-देन एक छोटे पर ताकतवर वैलिडेटर समूह से आते हैं, यानी स्केलेबिलिटी के बदले कुछ विकेंद्रीकरण और सुरक्षा दी जाती है।

Polygon PoS जैसी साइडचेन नियमित रूप से Ethereum पर स्नैपशॉट (“चेकपॉइंट”) भेजती हैं। इनसे इतिहास को एक तरह की अंतिमता मिलती है और ब्रिज से निकलते समय बैलेंस साबित होता है, पर इससे साइडचेन का पैसा मेननेट जितना सुरक्षित नहीं हो जाता।

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साइडचेन:

• [ ] ब्रिज किए टोकन मेननेट के कॉन्ट्रैक्ट में लॉक करती हैं

• [ ] मेननेट से सस्ता गैस शुल्क देती हैं

• [ ] मेननेट से ज़्यादा केंद्रीकरण का जोखिम रखती हैं

• [ ] ऊपर के सभी

रोलअप

रोलअप तकनीक इस्तेमाल करने वाले Layer 2 प्रोटोकॉल Ethereum मेननेट की सुरक्षा के ज़्यादा करीब रहते हैं।

साइडचेन की तरह रोलअप भी लेन-देन Ethereum मेननेट से हटकर चलाते हैं। फिर इन लेन-देन को एक बैच में “रोल अप” किया जाता है, और बैच का डेटा सस्ते, अस्थायी पैकेट में Ethereum पर भेजा जाता है, जिन्हें ब्लॉब कहते हैं। ये मार्च 2024 के Dencun अपग्रेड में आए, और आम L2 शुल्क घटकर कुछ सेंट या उससे कम रह जाने की सबसे बड़ी वजह यही हैं।

मेननेट की ओर से लेन-देन संभालने लायक सुरक्षित साबित होने के लिए रोलअप को “पक्का सबूत” देना पड़ता है कि हर भेजे गए बैच के लेन-देन सुरक्षित और वैध हैं। यह सबूत रोलअप के साथ जाता है, और Ethereum मेननेट का ब्रिज कॉन्ट्रैक्ट उसे जाँचता है।

फ़िलहाल यह सबूत देने के दो तरीके हैं: ऑप्टिमिस्टिक रोलअप और ZK रोलअप। आइए इन्हें करीब से देखें।

ऑप्टिमिस्टिक रोलअप

Optimism, Base और Arbitrum जैसे L2 प्रोटोकॉल अपने स्केलिंग ढाँचे के लिए ऑप्टिमिस्टिक रोलअप इस्तेमाल करते हैं। नाम इसलिए पड़ा, क्योंकि रोलअप बैच की जानकारी तब तक वैध मानी जाती है जब तक उल्टा साबित न हो: एक आशावादी मान्यता ले ली जाती है।

इस तरीके के दुरुपयोग से बचाव के लिए, L2 से मेननेट पर पैसा वापस ले जाने की माँग पर आम तौर पर कई दिन की देरी रखी जाती है। इस दौरान ब्रिज वैलिडेटर धोखाधड़ी प्रमाण छापकर निकासी रद्द करा सकते हैं। यह तरीका बैंकिंग की क्लियरेंस प्रक्रिया जैसा है, पर विकेंद्रीकृत।

ध्यान दें: Across और Relay जैसी बाहरी ब्रिज सेवाएँ पैसा दिनों के बजाय कुछ मिनटों में पार करा देती हैं। ये तेज़ ब्रिज अपने ही फंड से आपको पैसा आगे दे देते हैं, इसलिए उनके स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट और फंड देने वालों का जोखिम आप उठाते हैं, यानी रोलअप के अपने ब्रिज से एक भरोसे की परत ज़्यादा।

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ऑप्टिमिस्टिक रोलअप में लेन-देन तब तक वैध माने जाते हैं जब तक उल्टा साबित न हो।

• [ ] सही

• [ ] गलत

ZK रोलअप

ZK रोलअप ऐसे रोलअप हैं जो ज़ीरो-नॉलेज तकनीक पर टिके हैं। ऑप्टिमिस्टिक रोलअप से उलट, ये बैच के लेन-देन की वैधता जाँचने के लिए धोखाधड़ी ढूँढ़ने वाले कुछ उपयोगकर्ताओं पर निर्भर नहीं रहते। इसके बजाय ये एक गणितीय सबूत भेजते हैं, जिसे वैधता प्रमाण कहते हैं, और जिससे Ethereum पूरा काम दोहराए बिना जाँच लेता है कि बैच सही है।

ZK रोलअप का सबसे बड़ा फ़ायदा निपटान समय है, जिसे लेन-देन की अंतिमता भी कहते हैं। कई दिन की चुनौती अवधि के बजाय, अगला वैधता प्रमाण भेजते ही उपयोगकर्ता आम तौर पर कुछ घंटों में मेननेट पर अपना पैसा पा लेते हैं। नाम के बावजूद यहाँ ज़ीरो-नॉलेज तकनीक निजता के लिए नहीं है: बड़े ZK रोलअप पर लेन-देन उतने ही सार्वजनिक हैं जितने Ethereum मेननेट पर।

ZKsync, Starknet और Linea जैसे कई बड़े प्रोटोकॉल ZK रोलअप तकनीक से अपने Ethereum स्केलिंग समाधान बना रहे हैं। विकास अभी शुरुआती दौर में है, पर आगे बहुत संभावनाएँ हैं।

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ऑप्टिमिस्टिक रोलअप की तुलना में ZK रोलअप:

• [ ] मेननेट पर लेन-देन को निजी रखते हैं

• [ ] वैधता प्रमाण से कई दिन की चुनौती अवधि टाल देते हैं

• [ ] चुनौती अवधि में धोखाधड़ी प्रमाण भेजने वालों पर टिके हैं

क्रॉस-चेन dApp अनुकूलता

ऑप्टिमिस्टिक रोलअप और ZK रोलअप की तुलना में ज़्यादातर लोगों का ध्यान निकासी के समय पर रहता है। पर निकासी की यह देरी बाहरी ब्रिज से हल हो जाती है, इसलिए स्केलिंग समाधान चुनते समय इसे बहुत बड़ा मुद्दा नहीं मानना चाहिए।

कई ऑप्टिमिस्टिक रोलअप “EVM समतुल्य” हैं, यानी L2 पर हर वह dApp चल सकता है जो Ethereum Virtual Machine (EVM) पर चलता है। इस समतुल्यता से मेननेट पर पहले तैनात कोई भी स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट वहाँ तैनात हो सकता है, और L2 के लोग अपने पसंदीदा dApps तक पहुँच पाते हैं।

Polygon PoS जैसी साइडचेन भी EVM चलाती हैं, और ज़्यादातर आधुनिक ZK रोलअप (जैसे ZKsync, Linea और Scroll) भी EVM समतुल्य हैं या उसके बहुत करीब। नतीजा: आपके पसंदीदा Ethereum dApps लगभग पूरे L2 परिवेश में उपलब्ध हैं।

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EVM समतुल्य स्केलिंग समाधान मेननेट पर तैनात स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट आसानी से दोबारा इस्तेमाल कर सकते हैं।

• [ ] सही

• [ ] गलत

पाठ का सार

Bitcoin और Ethereum जैसी L1 ब्लॉकचेन अभी ब्लॉकचेन ट्रिलेमा से बंधी हैं। Bitcoin नेटवर्क पर पेमेंट चैनल, और Ethereum पर साइडचेन तथा रोलअप, इन नेटवर्क को स्केल करने और ट्रिलेमा को हल्का करने में मदद करते हैं।

ब्रिज L1 ब्लॉकचेन को साइडचेन और रोलअप से जोड़ते हैं, और ब्रिज कॉन्ट्रैक्ट कैसे काम करता है, इससे जुड़े हुए नेटवर्क की खूबियाँ तय होती हैं।

साइडचेन के पैसे को Ethereum की सुरक्षा नहीं मिलती: ब्रिज किए टोकन मेननेट के कॉन्ट्रैक्ट में लॉक रहते हैं, पर उनकी हिफ़ाज़त साइडचेन के अपने वैलिडेटर और ब्रिज कॉन्ट्रैक्ट पर टिकी है। इन चेन का वैलिडेटर समूह छोटा पर ताकतवर होता है, जिससे रफ़्तार बढ़ती है और गैस शुल्क घटता है, पर विकेंद्रीकरण और सुरक्षा की कीमत पर।

रोलअप भी साइडचेन की तरह अपने लेन-देन खुद जाँचते और चलाते हैं, पर उनका ब्रिज कॉन्ट्रैक्ट डेटा वैध मानने से पहले लेन-देन की वैधता का “पक्का सबूत” माँगता है। इसी से वे Ethereum के मूल्यों के अनुरूप सुरक्षा और विकेंद्रीकरण बनाए रखते हैं। यह सबूत देने के दो तरीके हैं: ऑप्टिमिस्टिक रोलअप और ZK रोलअप। ऑप्टिमिस्टिक रोलअप मेननेट पर निपटान से पहले कई दिन की देरी रखते हैं, जिसमें ब्रिज वैलिडेटर धोखाधड़ी पकड़कर बताते हैं। ZK रोलअप ज़ीरो-नॉलेज तकनीक से लेन-देन की वैधता का गणितीय भरोसा देते हैं।

आज ऑप्टिमिस्टिक और आधुनिक ZK रोलअप, दोनों Ethereum मेननेट के साथ स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट की अच्छी अनुकूलता देते हैं, इसलिए मेननेट के dApps आसानी से उन पर आ सकते हैं। कई लोग मानते हैं कि तेज़ अंतिमता और मज़बूत वैधता की गारंटी के कारण आगे ZK रोलअप ही मुख्य स्केलिंग समाधान बनेंगे।

Optimism या Base से अपना Layer 2 सफ़र शुरू करें 🙂

Optimism और Base, दोनों EVM समतुल्य ऑप्टिमिस्टिक रोलअप हैं और एक्सप्लोरर के लिए शुरुआत करने को बढ़िया L2 हैं। इन पर dApps चलाना L1 जैसा ही लगता है, बस सस्ता और तेज़, और दोनों गैस के लिए ETH इस्तेमाल करते हैं। आपकी अगली क्वेस्ट Optimism या Base पर सफ़र का पहला कदम है!

दोनों परिवेश Ethereum के मूल्यों से गहरे प्रभावित हैं। Optimism सार्वजनिक वस्तुओं को फंड देने के लिए जाना जाता है, जैसे Bankless Academy की मुफ़्त पढ़ाई।

Optimism और Base सिर्फ़ ऑप्टिमिस्टिक रोलअप वाले मंच नहीं हैं: ये दिखाते हैं कि ब्लॉकचेन असली समस्याएँ कैसे हल कर सकती है, और मिलकर लेन-देन तथा तालमेल के नए रास्ते कैसे खोल सकती है। और यही हम सबको आशावादी बनाता है। 🙂