प्रूफ-ऑफ-स्टेक

प्रूफ-ऑफ-स्टेक (PoS) प्रोटोकॉल ब्लॉकचेन के लिए सर्वसम्मति (कंप्यूटर विज्ञान) का एक वर्ग है जो संबंधित क्रिप्टोकरेंसी में उनकी होल्डिंग्स की मात्रा के अनुपात में सत्यापनकर्ताओं का चयन करके काम करता है। ऐसा कार्य के प्रमाण|कार्य का प्रमाण (POW) योजनाओं की कम्प्यूटेशनल लागत से बचने के लिए किया जाता है। क्रिप्टोकरेंसी के लिए PoS का पहला कामकाजी उपयोग 2012 में Peercoin था, हालाँकि सतह पर यह योजना अभी भी POW जैसी थी।

विवरण
ब्लॉकचेन लेनदेन को मान्यता देने के लिए, इसे ब्लॉकचेन से जोड़ा जाना चाहिए। हिस्सेदारी ब्लॉकचेन के प्रमाण में संलग्न संस्थाओं को मिंटर्स या नाम दिया गया है Validator (कार्य ब्लॉकचेन के प्रमाण में यह कार्य बिटकॉइन माइनिंग द्वारा किया जाता है); अधिकांश प्रोटोकॉल में, सत्यापनकर्ताओं को ऐसा करने के लिए इनाम मिलता है। ब्लॉकचेन को सुरक्षित बनाए रखने के लिए, इसमें किसी दुर्भावनापूर्ण उपयोगकर्ता या समूह को अधिकांश सत्यापन पर कब्ज़ा करने से रोकने के लिए एक तंत्र होना चाहिए। पीओएस इसे पूरा करने के लिए यह आवश्यक करता है कि सत्यापनकर्ताओं के पास कुछ मात्रा में ब्लॉकचेन टोकन हों, जिससे संभावित हमलावरों को हमला करने के लिए ब्लॉकचेन पर टोकन का एक बड़ा हिस्सा प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। काम का प्रमाण (पीओडब्ल्यू), एक अन्य आम तौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला आम सहमति तंत्र, लेनदेन को सत्यापित करने के लिए कम्प्यूटेशनल कौशल के सत्यापन का उपयोग करता है, जिसके लिए संभावित हमलावर को सत्यापनकर्ता नेटवर्क की कम्प्यूटेशनल शक्ति का एक बड़ा हिस्सा प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। यह भारी मात्रा में ऊर्जा की खपत को प्रोत्साहित करता है। PoS अधिक ऊर्जा कुशल है. प्रारंभिक PoS कार्यान्वयन कई नए हमलों से त्रस्त थे, जिन्होंने PoS प्रोटोकॉल की अनूठी कमजोरियों का फायदा उठाया। अंततः दो प्रमुख डिज़ाइन उभरे: तथाकथित #बीएफटी-आधारित पीओएस|बीजान्टिन फॉल्ट टॉलरेंस-आधारित और #चेन-आधारित पीओएस|चेन-आधारित दृष्टिकोण। बशीर ने तीन और #वेरिएंट की पहचान की:
 * समिति-आधारित PoS (a.k.a. #नामांकित PoS (NPoS), NPoS);
 * #हिस्सेदारी का प्रत्यायोजित प्रमाण (DPoS) (DPoS);
 * #हिस्सेदारी का तरल प्रमाण (एलपीओएस)।

हमले
पीओएस योजनाओं की अतिरिक्त कमजोरियां सीधे तौर पर उनके लाभ से संबंधित हैं, ब्लॉकचेन का निर्माण करते समय अपेक्षाकृत कम मात्रा में गणना करनी पड़ती है।

लंबी दूरी के हमले
शामिल कंप्यूटिंग शक्ति की कम मात्रा हमलों के एक वर्ग की अनुमति देती है जो मुख्य ब्लॉकचेन के एक गैर-नगण्य हिस्से को अपहृत संस्करण के साथ बदल देती है। इन हमलों को साहित्य में अलग-अलग नामों से बुलाया जाता है, लंबी दूरी, वैकल्पिक इतिहास, वैकल्पिक इतिहास, इतिहास संशोधन, और आवश्यक गणनाओं की भारी मात्रा के कारण पीओडब्ल्यू योजनाओं में अव्यवहार्य हैं। ब्लॉकचेन के शुरुआती चरण पुनर्लेखन के लिए अधिक लचीले होते हैं, क्योंकि उनमें हितधारकों का बहुत छोटा समूह शामिल होने की संभावना होती है, जिससे मिलीभगत सरल हो जाती है। यदि प्रति-ब्लॉक और प्रति-लेन-देन पुरस्कार की पेशकश की जाती है, तो दुर्भावनापूर्ण समूह, उदाहरण के लिए, पूरे इतिहास को फिर से कर सकता है और इन पुरस्कारों को एकत्र कर सकता है।

क्लासिक शॉर्ट-रेंज हमला (रिश्वत हमला) जो श्रृंखला के केवल एक छोटे से पूंछ वाले हिस्से को फिर से लिखता है, भी संभव है।

कुछ भी दांव पर नहीं
चूंकि सत्यापनकर्ताओं को प्रक्रिया पर बड़ी मात्रा में कंप्यूटिंग शक्ति (और इस प्रकार धन) खर्च करने की आवश्यकता नहीं होती है, वे कुछ भी दांव पर नहीं लगने वाले हमले के प्रति संवेदनशील होते हैं: एक सफल सत्यापन में भागीदारी से सत्यापनकर्ता की कमाई बढ़ जाती है, इसलिए एक अंतर्निहित है -सत्यापनकर्ताओं को उनके द्वारा सबमिट किए गए सभी चेन फोर्क्स को स्वीकार करने के लिए प्रोत्साहन, इस प्रकार सत्यापन शुल्क अर्जित करने की संभावना बढ़ जाती है। पीओएस योजनाएं इतिहास में किसी भी बिंदु से शुरू होने वाले ब्लॉकचेन विकल्पों (लागत रहित सिमुलेशन) के कम लागत वाले निर्माण को सक्षम बनाती हैं, इन फोर्क्स को उत्सुक सत्यापनकर्ताओं को सबमिट करने से सिस्टम की स्थिरता को खतरा होता है। यदि यह स्थिति बनी रहती है, तो यह दोहरे खर्च की अनुमति दे सकती है, जहां एक डिजिटल टोकन को एक से अधिक बार खर्च किया जा सकता है। परस्पर विरोधी श्रृंखलाओं को मान्य करने वाले सत्यापनकर्ताओं को दंडित करके इसे कम किया जा सकता है (अंतिमता (ब्लॉकचेन)) या पुरस्कारों की संरचना करके ताकि संघर्ष पैदा करने के लिए कोई आर्थिक प्रोत्साहन न हो। बीजान्टिन फॉल्ट टॉलरेंस आधारित पीओएस को आम तौर पर इस खतरे के खिलाफ मजबूत माना जाता है।

रिश्वतखोरी का हमला
रिश्वतखोरी का हमला, जहां हमलावर वित्तीय रूप से कुछ सत्यापनकर्ताओं को ब्लॉकचेन के अपने कांटे को मंजूरी देने के लिए प्रेरित करते हैं, को पीओएस में बढ़ाया जाता है, क्योंकि इतिहास के एक बड़े हिस्से को फिर से लिखने से एक बार अमीर हितधारकों की मिलीभगत हो सकती है जो अब आवश्यक दावा करने के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में हिस्सेदारी नहीं रखते हैं। कुछ समय पहले बहुमत, और वहां से वैकल्पिक ब्लॉकचेन विकसित करना, पीओएस योजना में ब्लॉक जोड़ने की कम कंप्यूटिंग लागत से संभव हुआ एक ऑपरेशन।

श्रृंखला-आधारित PoS
यह अनिवार्य रूप से पीओडब्ल्यू योजना का एक संशोधन है, जहां प्रतियोगिता कम से कम समय में समान पहेली को हल करने के लिए क्रूर बल लगाने पर आधारित नहीं है, बल्कि प्रतिभागी की हिस्सेदारी के आधार पर पहेली की कठिनाई को अलग-अलग करने पर आधारित है; पहेली हल हो जाती है यदि घड़ी की टिक-टिक पर (|| संयोजन है):
 * $$Hash(ProposedNewBlock || ClockTime) < target * StakeValue $$ उच्च-मूल्य वाले हितधारकों के लिए पहेली को हल करने के लिए आवश्यक छोटी मात्रा में गणना अत्यधिक हार्डवेयर से बचने में मदद करती है।

नामांकित पीओएस (एनपीओएस)
इसे समिति-आधारित के रूप में भी जाना जाता है, इस योजना में सत्यापन योग्य यादृच्छिक फ़ंक्शन का उपयोग करके सत्यापनकर्ताओं की एक समिति का चुनाव शामिल होता है जिसमें उच्च हिस्सेदारी के साथ चुने जाने की संभावनाएं होती हैं। इसके बाद सत्यापनकर्ता बेतरतीब ढंग से ब्लॉक तैयार करते हैं। NPoS का उपयोग Ouroboros और BABE द्वारा किया जाता है।

बीएफटी-आधारित पीओएस
बीएफटी पीओएस युग की रूपरेखा (श्रृंखला में एक ब्लॉक जोड़ना) इस प्रकार है: यह योजना तब तक काम करती है जब तक कि एक तिहाई से अधिक सत्यापनकर्ता बेईमान न हों। बीएफटी योजनाओं का उपयोग टेंडरमिंट और कैस्पर एफएफजी में किया जाता है।
 * 1) प्रस्तावित ब्लॉक वाले एक प्रस्तावक को अस्थायी पूल में जोड़कर यादृच्छिक रूप से चुना जाता है जिसका उपयोग केवल एक सहमति वाले ब्लॉक का चयन करने के लिए किया जाता है;
 * 2) अन्य प्रतिभागी, सत्यापनकर्ता, पूल प्राप्त करते हैं, सत्यापन करते हैं, और एक के लिए वोट करते हैं;
 * 3) बीएफटी सर्वसम्मति का उपयोग सबसे अधिक वोट वाले ब्लॉक को अंतिम रूप देने के लिए किया जाता है।

हिस्सेदारी का प्रत्यायोजित प्रमाण (डीपीओएस)
हिस्सेदारी का प्रमाण प्रत्यायोजित प्रणालियाँ दो-चरणीय प्रक्रिया का उपयोग करती हैं: पहला, हितधारक एक सत्यापन समिति का चुनाव करते हैं, यानी गवाह, अपने दांव के अनुपात में मतदान करके, फिर गवाह राउंड रोबिन में ट्यून लेते हैं नए ब्लॉक प्रस्तावित करने का फैशन, जिस पर गवाहों द्वारा मतदान किया जाता है, आमतौर पर बीएफटी-जैसे फैशन में। चूंकि कई अन्य PoS योजनाओं की तुलना में DPoS में कम सत्यापनकर्ता हैं, इसलिए आम सहमति तेजी से स्थापित की जा सकती है। इस योजना का उपयोग ईओएस, लिस्क, ट्रॉन सहित कई श्रृंखलाओं में किया जाता है।

हिस्सेदारी का तरल प्रमाण (एलपीओएस)
लिक्विड पीओएस में हिस्सेदारी वाला कोई भी व्यक्ति स्वयं को सत्यापनकर्ता घोषित कर सकता है, लेकिन छोटे धारकों के लिए कुछ लाभों (जैसे आवधिक भुगतान) के बदले में बड़े खिलाड़ियों को अपने मतदान अधिकार सौंपना समझदारी है। एक बाज़ार स्थापित किया गया है जहाँ सत्यापनकर्ता शुल्क, प्रतिष्ठा और अन्य कारकों पर प्रतिस्पर्धा करते हैं। टोकन धारक किसी भी समय अपना समर्थन किसी अन्य सत्यापनकर्ता पर स्विच करने के लिए स्वतंत्र हैं। Tezos में LPoS का उपयोग किया जाता है।

'दांव' परिभाषा
हिस्सेदारी की सटीक परिभाषा कार्यान्वयन से कार्यान्वयन तक भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, कुछ क्रिप्टोकरेंसी सिक्का युग की अवधारणा का उपयोग करते हैं, जो एक सत्यापनकर्ता की हिस्सेदारी को परिभाषित करने के लिए केवल टोकन की संख्या के बजाय, एक उपयोगकर्ता द्वारा उन्हें धारण करने की मात्रा के साथ टोकन की संख्या का उत्पाद है।

कार्यान्वयन
प्रूफ-ऑफ-स्टेक क्रिप्टोकरेंसी का पहला कार्यात्मक कार्यान्वयन पीरकॉइन था, जिसे 2012 में पेश किया गया था। अन्य क्रिप्टोकरेंसी, जैसे ब्लैककॉइन, अगला,  कार्डानो (क्रिप्टोक्यूरेंसी प्लेटफ़ॉर्म) , और  अल्गोरंड  ने इसका अनुसरण किया। हालाँकि, , PoS क्रिप्टोकरेंसी अभी भी प्रूफ-ऑफ-वर्क क्रिप्टोकरेंसी के रूप में व्यापक रूप से उपयोग नहीं की गई थी। सितंबर 2022 में, Ethereum, 2022 में दुनिया की दूसरी सबसे बड़ी क्रिप्टोकरेंसी, काम के प्रमाण से हिस्सेदारी के प्रमाण सर्वसम्मति तंत्र प्रणाली में बदल गई, कई प्रस्तावों के बाद और कुछ देरी.

सुरक्षा
आलोचकों ने तर्क दिया है कि कार्य मॉडल के प्रमाण की तुलना में हिस्सेदारी मॉडल का प्रमाण कम सुरक्षित है।

केंद्रीकरण
आलोचकों ने तर्क दिया है कि हिस्सेदारी के प्रमाण से क्रिप्टोक्यूरेंसी ब्लॉकचेन को काम के प्रमाण की तुलना में अधिक केंद्रीकृत होने की संभावना होगी क्योंकि सिस्टम उन उपयोगकर्ताओं का पक्ष लेता है जिनके पास बड़ी मात्रा में क्रिप्टोकरेंसी है, जिसके परिणामस्वरूप उन उपयोगकर्ताओं को बढ़ावा मिल सकता है जिनके पास बड़ी मात्रा में क्रिप्टोकरेंसी है। क्रिप्टो ब्लॉकचेन के प्रबंधन और दिशा पर प्रमुख प्रभाव।

ऊर्जा खपत
2021 में लंदन विश्वविद्यालय के एक अध्ययन में पाया गया कि सामान्य तौर पर प्रूफ-ऑफ-वर्क आधारित Bitcoin  की ऊर्जा खपत सबसे अधिक खपत वाले प्रूफ-ऑफ-स्टेक सिस्टम की तुलना में लगभग एक हजार गुना अधिक थी, जिसका अध्ययन सबसे अधिक के तहत भी किया गया था। अनुकूल परिस्थितियां और यह कि स्टेक सिस्टम के अधिकांश प्रमाण अधिकांश कॉन्फ़िगरेशन में कम ऊर्जा खपत का कारण बनते हैं. शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया कि अनुमति प्राप्त प्रणालियों के साथ हिस्सेदारी के प्रमाण के लिए ऊर्जा की खपत कम सत्यापनकर्ताओं का उपयोग करती है अनुमति-रहित प्रणालियों की तुलना में अधिक कुशल थे जो सत्यापनकर्ताओं का बिल्कुल भी उपयोग नहीं करते हैं।  वे बड़े पैमाने पर प्रूफ-ऑफ-स्टेक सिस्टम की ऊर्जा खपत का भी पता नहीं लगा सके, क्योंकि रिपोर्ट के समय ऐसी कोई प्रणाली मौजूद नहीं थी।

जनवरी 2022 में यूरोपीय प्रतिभूति और बाजार प्राधिकरण के उपाध्यक्ष एरिक थेडेन ने यूरोपीय संघ से कम ऊर्जा खपत के कारण हिस्सेदारी के प्रमाण मॉडल के पक्ष में कार्य मॉडल के प्रमाण पर प्रतिबंध लगाने का आह्वान किया। 15 सितंबर 2022 को, एथेरियम ने मर्ज नामक अपग्रेड प्रक्रिया में अपनी सहमति (कंप्यूटर विज्ञान) को प्रूफ-ऑफ-वर्क से प्रूफ-ऑफ-स्टेक में परिवर्तित कर दिया। इससे एथेरियम के ऊर्जा उपयोग में 99% की कटौती हुई है।

स्रोत


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