Layer 1 ब्लॉकचेन
प्रस्तावना
एखादे ब्लॉकचेन नेटवर्क हाताळू शकते त्यापेक्षा जास्त वापरकर्ते ते वापरू लागले की अडचणी सुरू होतात. ब्लॉकस्पेसची मोठी मागणी तात्पुरती असू शकते, किंवा वापरकर्त्यांची ती ब्लॉकचेन वापरण्याची तीव्र इच्छा टिकेल तोवर राहू शकते. मागणी जास्त असताना आपले व्यवहार लवकर पूर्ण व्हावेत म्हणून वापरकर्ते एकमेकांविरुद्ध बोली लावतात, शुल्क वाढते, आणि कमी भांडवल असलेल्यांना ते परवडेनासे होते.
Ethereum आणि इतर ब्लॉकचेन ब्लॉकचेन ट्रायलेमा या समस्येत का अडकतात, वरच्या अडचणींचे मूळ त्यात कसे आहे, आणि सर्व वापरकर्त्यांच्या गरजा भागवण्याच्या Ethereum-च्या योजनांवर त्याचा काय परिणाम होतो, हे या धड्यात पाहूया. ट्रायलेमाबाबत वेगवेगळ्या ब्लॉकचेनने कोणत्या तडजोडी केल्या आणि Academy एक्सप्लोररसाठी त्यांचा काय अर्थ आहे, तेही पाहू.
ब्लॉकचेन ट्रायलेमा
ट्रायलेमा या शब्दावरूनच सुचते त्याप्रमाणे, ब्लॉकचेनचे तीन गुण एकमेकांशी स्पर्धा करतात आणि तिन्ही एकाच वेळी उत्तम करता येत नाहीत.
हे तीन गुण म्हणजे: सुरक्षा, स्केलेबिलिटी आणि विकेंद्रीकरण.
जागतिक पातळीवरच्या चलनव्यवस्थेचा तटस्थ पाया म्हणून ब्लॉकचेनला काम करायचे असेल, तर तिन्ही बाबतींत ती उत्तम असायला हवी. चलनव्यवस्था फसवणुकीपासून सुरक्षित हवी, विकेंद्रीकरणामुळे सेन्सॉरशिप करणाऱ्यांच्या हल्ल्यांपासून बचावलेली हवी, आणि जागतिक समाजातील 8 बिलियनहून अधिक माणसांच्या गरजा भागवण्याइतकी स्केलेबल हवी.
ज्ञान तपासणी 1
ब्लॉकचेन ट्रायलेमा कशांमधले नाते सांगतो?
-
[ ] ethereum, bitcoin आणि altcoins
-
[ ] सुरक्षा, सेन्सॉरशिप आणि फसवणूक
-
[ ] विकेंद्रीकरण, स्केलेबिलिटी आणि सुरक्षा
-
[ ] सुरक्षा, वेग आणि कमी शुल्क
सुरक्षा आणि एकमत
सार्वजनिक ब्लॉकचेनसाठी सुरक्षा ही सर्वात पायाभूत गरज आहे. नेटवर्कमधल्या (उदाहरणार्थ ब्लॉकचेन नेटवर्क) संगणकांना एकत्र काम करायचे असेल, तर नेमके कोणते व्यवहार खरोखर झाले यावर त्यांचे एकमत व्हावे लागते; या सहमतीलाच एकमत म्हणतात. हल्लेखोर या सत्यावरचे नेटवर्कचे एकमत बिघडवू शकत नसतील, तर ती ब्लॉकचेन सुरक्षित असते. एकमताच्या अल्गोरिदमची रचनाच हे हल्ले परतवण्यासाठी केलेली असते.
प्रूफ ऑफ वर्क वापरणाऱ्या Bitcoin-सारख्या साखळ्या ब्लॉक तयार करण्याची प्रक्रिया अतिशय स्पर्धात्मक करून हे एकमत सांभाळतात; प्रत्येक ब्लॉक प्रोड्युसर एक गणिती कोडे सोडवण्याची शर्यत लावतो. जो पहिला सोडवतो त्याला पुढचा ब्लॉक तयार करण्याचा हक्क मिळतो आणि त्यासोबत येणारे ब्लॉक बक्षीस मिळते. साखळीचा अलीकडचा इतिहास पुन्हा लिहायचा असेल तर संगणकीय ताकद आणि ऊर्जेत प्रचंड गुंतवणूक करावी लागेल, त्यामुळे हल्लेखोराचा खर्च मिळकतीपेक्षा जास्तच होईल.
ज्ञान तपासणी 2
क्रिप्टोकरन्सीसाठी ब्लॉकचेन एकमत म्हणजे:
-
[ ] ऑनचेन काय घडले यावर नोड सहमत होण्याची प्रक्रिया
-
[ ] फसवणूक रोखण्यासाठी त्या साखळीच्या संपूर्ण परिसंस्थेला महत्त्वाचे
-
[ ] आर्थिक प्रोत्साहनांतून सुरक्षित केलेले
-
[ ] वरील सर्व
सुरक्षा आणि हल्ले
ब्लॉकचेन एकमतावरचा एक संभाव्य हल्ला म्हणजे 51% हल्ला; नेटवर्कच्या एकमत-ताकदीपैकी बहुसंख्य ताकद ताब्यात असलेला हल्लेखोर अलीकडचे व्यवहार उलटवून तेच कॉइन दोनदा खर्च करू शकतो, किंवा नवे व्यवहार अडवू शकतो. पण त्याला खोट्या स्वाक्षऱ्या करता येत नाहीत आणि दुसऱ्या कोणाचेही पैसे खर्च करता येत नाहीत. बहुसंख्य म्हणजे प्रूफ ऑफ वर्कमध्ये 51% संगणकीय ताकद आणि प्रूफ ऑफ स्टेकमध्ये 51% स्टेक, म्हणजेच प्रचंड मोठी भांडवली गुंतवणूक. शिवाय प्रूफ ऑफ स्टेकमध्ये दोन परस्परविरोधी ब्लॉकवर सही करण्यासारखी सिद्ध होणारी लबाडी केली की तो स्टेक नष्ट होतो (याला स्लॅशिंग म्हणतात); हल्लेखोराचे नुकसान मिळकतीपेक्षा जास्तच होईल.
प्रूफ ऑफ स्टेक एकमतात ब्लॉक प्रोड्युसर स्पर्धेतून निवडला जात नाही, तर यादृच्छिकपणे नेमला जातो. प्रूफ ऑफ वर्कप्रमाणेच, कोणत्याही एका घटकाला नवा ब्लॉक तयार करण्याचा हक्क वारंवार “जिंकता” येणार नाही याची खात्री एकमताचा अल्गोरिदम करतो.
ज्ञान तपासणी 3
51% हल्ल्याचे अंतिम उद्दिष्ट काय असते?
-
[ ] मायनिंगचे काम विस्कळीत करणे
-
[ ] कॉइन दोनदा खर्च करणे किंवा व्यवहार अडवणे
-
[ ] नवी क्रिप्टोकरन्सी तयार करणे
-
[ ] उरलेल्या 49% ना संपवणे
स्केलेबिलिटी - थ्रूपुट
स्केलेबिलिटी म्हणजे ब्लॉकचेनची अनेक व्यवहार झपाट्याने हाताळण्याची क्षमता. ती दोन गोष्टींवर ठरते: थ्रूपुट आणि अंतिमत्व.
व्यवहार थ्रूपुट: ब्लॉकचेन एका वेळी किती व्यवहार हाताळू शकते. हे सहसा प्रति सेकंद व्यवहार (TPS) या मापात मोजतात.
बस थांब्यावर खूप माणसे थांबली आहेत आणि दर मिनिटाला आणखी येत आहेत अशी कल्पना करा. सर्वांना प्रवास करायचा आहे, पण एका बसमधून ठराविकच माणसे जाऊ शकतात. थांबा लवकर रिकामा करायचा असेल तर मोठ्या बस वापराव्या लागतील (जास्त माणसे) किंवा बस जास्त वेळा सोडाव्या लागतील (कमी वेळ). प्रत्येक ब्लॉकसाठी उपलब्ध असलेल्या थोड्याशा ब्लॉकस्पेसमध्ये अनेक व्यवहार बसवतानाही असेच होते. थेट डेटासह हे चित्र https://txstreet.com/v/eth-btc इथे पाहता येईल.
ज्ञान तपासणी 4
ब्लॉकचेन व्यवहारांच्या बस-थांब्याच्या उदाहरणाबद्दल काय खरे आहे?
-
[ ] माणसे (व्यवहार) बसमध्ये (ब्लॉकमध्ये) एकत्र केली जातात
-
[ ] प्रत्येक बसमध्ये (ब्लॉकमध्ये) ठराविकच माणसे (व्यवहार) मावतात
-
[ ] जास्त माणसे (व्यवहार) न्यायला मोठ्या किंवा जास्त बस (ब्लॉक) लागतात
-
[ ] वरील सर्व
स्केलेबिलिटी - अंतिमत्व
ब्लॉकचेन स्केलेबिलिटीचा दुसरा भाग म्हणजे:
अंतिमत्व: एखादा व्यवहार बदलला किंवा उलटवला जाणार नाही याची खात्री कधी बाळगता येते?
Bitcoin-सारख्या प्रूफ ऑफ वर्क साखळ्यांमध्ये अंतिमत्व ब्लॉकमध्ये मोजतात: तुमच्या व्यवहारानंतर साखळीत जितके जास्त ब्लॉक जोडले जातील, तितकी तो उलटणार नाही याची खात्री वाढते. लक्षात ठेवा, सुरक्षित एकमत अल्गोरिदममुळे जुने ब्लॉक बदलणे खूप महाग होते, आणि जितके मागचे ब्लॉक बदलायचे तितका खर्च वाढतो. Bitcoin-वर साधारण दर 10 मिनिटांनी नवा ब्लॉक तयार होतो, त्यामुळे काही पुष्ट्यांची वाट पाहायला जवळपास एक तास लागतो. Ethereum-चे प्रूफ ऑफ स्टेक वेगळ्या मार्गाने जाते: व्हॅलिडेटर ब्लॉक अंतिम करण्यासाठी मतदान करतात, आणि साधारण 13 मिनिटांनी (दोन इपॉक मतदानानंतर) व्यवहार अंतिम होतो.
विकेंद्रीकरण सत्ता वाटून टाकते
विकेंद्रीकरण हा ब्लॉकचेन ट्रायलेमाचा शेवटचा आधार: नियंत्रण आणि निर्णय घेण्याचा अधिकार एकाच घटकाकडून अनेकांच्या विखुरलेल्या नेटवर्ककडे हलवण्याची प्रक्रिया. ब्लॉकचेन परवानगीमुक्त आणि सेन्सॉरशिप-प्रतिरोधक होऊ शकतात ते विकेंद्रीकरणामुळेच; विकेंद्रित ब्लॉकचेन कोणीही वापरू शकतो आणि त्यांवर कोणीही सॉफ्टवेअर बनवू शकतो.
Facebook आणि Twitter-सारखे केंद्रित प्लॅटफॉर्म कोणाचेही खाते कधीही बंद करू शकतात. Twitch किंवा Tiktok-वरचे अनेक प्रभावी स्ट्रीमर कोणतेही कारण न देता प्लॅटफॉर्मवरून काढले गेले आहेत. खाते परत मिळाले तरी ती प्रक्रिया लांबलचक आणि त्रासदायक असते. विकेंद्रीकरणाशिवाय ब्लॉकचेन खतावणी म्हणजे बँकेच्या संगणकावरची एक आर्थिक स्प्रेडशीट; कोणाला खाते उघडू द्यायचे हे बँकवालेच ठरवतात. परवानगीमुक्त नेटवर्क म्हणजे अधिकार पुरेसे विकेंद्रित असणे; कोणत्याही व्यक्तीचा किंवा संस्थेचा प्रवेश काढून घेण्याचा मार्गच नसतो.
ज्ञान तपासणी 5
विकेंद्रीकरणाबद्दल यांपैकी कोणते विधान खरे नाही?
-
[ ] विकेंद्रीकरण ब्लॉकचेनला सेन्सॉरशिप-प्रतिरोधक बनवते
-
[ ] विकेंद्रीकरण ब्लॉकचेनला परवानगीमुक्त बनवते
-
[ ] विकेंद्रीकरण हुकूमशाही सत्तांना नियंत्रण टिकवायला मदत करते
-
[ ] परवानगीमुक्त व्यवस्था कोणीही, कुठेही वापरू शकतो
ते विकेंद्रित आहे का?
पण एखादी गोष्ट विकेंद्रित आहे की नाही, याचे उत्तर फक्त हो किंवा नाही असे नसते. नियंत्रण करणारे 10 घटक म्हणजे विकेंद्रित का? 1000 घटक? एक मिलियन? पुरेसे विकेंद्रित म्हणजे नेमके किती याची ठरलेली मर्यादा नाही, त्यामुळे विकेंद्रीकरणाकडे एक पट्टी म्हणून पाहणे योग्य ठरते. काळा आणि पांढरा असे दोनच पर्याय नसतात, मधल्या करड्या छटाही अनेक असतात.
म्हणून “केंद्रित की विकेंद्रित” असे न म्हणता “हे त्यापेक्षा कमी-अधिक विकेंद्रित आहे” असे म्हणता येते. राज्यसत्तेच्या पातळीवरची सेन्सॉरशिप परतवण्यासाठी तटस्थ चलनव्यवस्थेला उच्च दर्जाचे विकेंद्रीकरण लागते. नव्या ब्लॉकचेन अनेकदा स्केलेबिलिटीसाठी विकेंद्रीकरण सोडून देतात, पण त्यामुळे पूर्णपणे केंद्रित प्लॅटफॉर्मवर येतो तसाच समाज आणि सरकारांचा दबाव त्यांच्यावरही येऊ शकतो. केंद्रित सोशल मीडियावर दिसते तशीच सेन्सॉरशिप त्यांच्याकडूनही होऊ शकते.
ज्ञान तपासणी 6
वेगवेगळ्या ब्लॉकचेन वेगवेगळ्या प्रमाणात विकेंद्रीकरण वापरतात.
-
[ ] खरे
-
[ ] खोटे
काही उदाहरणे
प्रत्येक ब्लॉकचेनचा ट्रायलेमाकडे पाहण्याचा स्वतःचा मार्ग आहे, आणि प्रत्येकीने आपल्या उद्दिष्टांवर लक्ष ठेवून तडजोडी केल्या आहेत. Bitcoin आणि Ethereum स्केलेबिलिटीपेक्षा सुरक्षा आणि विकेंद्रीकरणाला प्राधान्य देतात, त्यामुळे Bitcoin-वर अंतिमत्वाचा वेळ मोठा आहे आणि Ethereum-वर ब्लॉकस्पेस मर्यादित आहे. स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट वापरण्याची मागणी, विशेषतः DeFi-साठी, अचानक वाढते तेव्हा Ethereum-वरचे शुल्क वाढते; 2021 मधल्या सर्वाधिक मागणीच्या काळात एका व्यवहाराला दहा-वीस डॉलरही लागत असत.
वाढत्या शुल्कामुळे BNB Chain-सारख्या पर्यायी Layer 1 साखळ्यांना संधी मिळाली. त्यांनी जास्त व्यवहार थ्रूपुट आणि स्वस्त शुल्कासाठी विकेंद्रीकरणापेक्षा स्केलेबिलिटीला प्राधान्य दिले. Solana-सारख्या तिसऱ्या पिढीच्या साखळ्या ट्रायलेमा सोडवण्यासाठी नवे मार्ग वापरतात, पण या मूलभूत मर्यादा सर्वच ब्लॉकचेनना लागू होतात. प्रत्येक साखळीची निवड तिच्या परिसंस्थेला आकार देते.
मग काय करता येईल?
Ethereum-ने उच्च सुरक्षा आणि विकेंद्रीकरणाला प्राधान्य दिले असेल, तर ज्या जागतिक आर्थिक नेटवर्कचे ते स्वप्न पाहते, त्यासाठी सर्व वापरकर्त्यांच्या गरजा भागवण्याइतके ते कसे वाढेल? Ethereum-च्या रोडमॅपने दोन उत्तरे तपासली: Layer 2 आणि ब्लॉकचेन शार्डिंग.
Layer 2 ब्लॉकचेन ट्रायलेमाच्या इतर दोन भागांशी तडजोड न करता Ethereum-ची स्केलेबिलिटी वाढवतात. ते मुख्य ब्लॉकचेनवर बसलेले एक अतिरिक्त थर असतात. सुरक्षेसाठी ते मुख्य साखळीवर अवलंबून राहतात, पण वापरकर्त्यांना कमी शुल्क आणि जलद व्यवहार देतात. आमच्या Layer 2 धड्यात त्यांविषयी अधिक तपशिलात पाहू.
शार्डिंगने ब्लॉकचेनचे अनेक समांतर साखळ्यांमध्ये विभाजन झाले असते, रस्त्याला आणखी मार्गिका जोडल्यासारखे. Ethereum-ने ती योजना बाजूला ठेवून सोपा मार्ग निवडला: Layer 2 साठी ब्लॉक डेटा स्वस्त करणे (2024 मध्ये आणले) आणि सुरक्षा किंवा विकेंद्रीकरण न गमावता क्षमता टप्प्याटप्प्याने वाढवणे.
ज्ञान तपासणी 7
Layer 2:
-
[ ] स्वतःची सुरक्षा स्वतःच पुरवतात
-
[ ] मुख्य ब्लॉकचेनची स्केलेबिलिटी वाढवतात
-
[ ] वापरकर्त्यांचे शुल्क वाढवतात
-
[ ] वापरकर्त्यांसाठी अंतिमत्वाचा वेळ वाढवतात
Ethereum-चे भविष्य
Ethereum नेटवर्क ट्रायलेमाच्या इतर बाजू न सोडता आपली स्केलेबिलिटी वाढवत आहे. प्रूफ ऑफ स्टेक एकमताकडे नेणाऱ्या The Merge-मुळे (2022) नेटवर्कचा ऊर्जावापर 99%-हून अधिक कमी झाला, आणि Layer 2 साठी स्वस्त ब्लॉक डेटा 2024 मध्ये आला. स्केलिंग हे सतत चालणारे काम आहे: प्रत्येक अपग्रेडमुळे Ethereum वापरायला जलद आणि स्वस्त होते, आणि सुरक्षा व विकेंद्रीकरण ही मुख्य तत्त्वे म्हणून टिकून राहतात. Ethereum Foundation-चे Ethereum रोडमॅप हे पान उत्तम आहे.
दरम्यान, Ethereum प्रोटोकॉलमध्येच बदल न करता वापरकर्त्यांची मागणी भागवण्यासाठी अनेक Layer 2 प्रोटोकॉल Ethereum-वर उभे राहत आहेत. हे Layer 2 प्रोटोकॉल विकेंद्रित सुरक्षेसाठी Layer 1 Ethereum-वर अवलंबून राहतात आणि स्वतः स्केलेबिलिटी देतात; Layer 2 मधली विविधताच विकेंद्रित परिसंस्था घडवते! Arbitrum, OP Mainnet आणि Base हे आघाडीचे रोलअप आहेत; Polygon PoS ही स्वतःची वेगळी सुरक्षा असलेली लोकप्रिय साइडचेन आहे.
ज्ञान तपासणी 8
Ethereum-च्या अपग्रेडमध्ये यांचा समावेश आहे:
-
[ ] स्केलेबिलिटी वाढवण्यासाठी Layer 2 आणि स्वस्त ब्लॉक डेटा वापरणे
-
[ ] विकेंद्रीकरण आणि सुरक्षा ही मुख्य तत्त्वे म्हणून टिकवणे
-
[ ] प्रूफ ऑफ स्टेक एकमताने ऊर्जावापर कमी करणे
-
[ ] वरील सर्व
एक्सप्लोररसाठी याचा अर्थ काय?
तंत्रज्ञान शिकण्यासाठी आणि तपासून पाहण्यासाठी वापरकर्त्यांना कमी शुल्क लागते, म्हणजे प्रवेशाचे अडथळे कमी राहतात आणि चुकांची किंमतही कमी असते. प्रवासाच्या सुरुवातीला तर हे आणखी महत्त्वाचे. Ethereum ब्लॉकचेन अजून आदर्श नाही, पण तिची मूल्ये पाहता जागतिक आर्थिक संगणकीय व्यवस्थेचे स्वप्न पूर्ण करण्यासाठी ती सर्वोत्तम उमेदवारांपैकी एक आहे. एक्सप्लोररना प्रचंड शुल्क न भरता Ethereum वापरायला आणि त्याच्याशी संवाद साधायला शिकता येते; Layer 2 वापरल्याने Ethereum-ची सुरक्षा आणि विकेंद्रीकरण या दोन्ही फायद्यांसह जास्त स्केलेबिलिटीही मिळते.
पुढच्या धड्यात Layer 2 उपाय आणि त्यांची सुरुवात कशी करायची हे समजावून सांगितले आहे. चला पुढे, एक्सप्लोरर!