PoWस्रोत-आधारित उत्तर
Bitcoin का Proof of Work कैसे काम करता है?
माइनर बिजली क्यों खर्च करते हैं, दूसरे उनके काम की जाँच कैसे करते हैं और केवल कंप्यूटिंग शक्ति से Bitcoin के नियम क्यों नहीं बदले जा सकते।
Proof of Work नेटवर्क को वैध लेनदेन का क्रम तय करने में मदद करता है। माइनर नए ब्लॉक, यानी लेनदेन के समूह, के लिए उपयुक्त गणना-परिणाम खोजने की होड़ करते हैं। खोज में बिजली और समय लगता है, लेकिन परिणाम जाँचना आसान है। इसलिए इतिहास बदलने के लिए काम दोबारा करना और इस बीच आगे बढ़ती चेन को पकड़ना पड़ता है।
माइनिंग खोज करती है, उपयोगी समीकरण नहीं सुलझाती
ऐसी लॉटरी सोचिए जिसमें हर कोशिश थोड़ी ऊर्जा खर्च करती है। माइनर ब्लॉक हेडर, यानी ब्लॉक के बारे में संक्षिप्त जानकारी, पर दो बार SHA-256 लागू करके hash निकालता है: एक संख्यात्मक पहचान-चिह्न। परिणाम का भरोसेमंद पूर्वानुमान नहीं लगाया जा सकता। इसलिए वह हेडर में सहायक संख्या Nonce और अन्य डेटा बदलकर फिर कोशिश करता है। Hash तय लक्ष्य से छोटा या बराबर होना चाहिए। दूसरे उसी गणना को दोहराकर परिणाम जाँचते हैं।
कठिनाई लगभग स्थिर गति बनाए रखती है
माइनिंग शक्ति बढ़ने पर कुछ समय तक ब्लॉक जल्दी मिल सकते हैं। इसलिए हर 2,016 ब्लॉक के बाद पिछले अंतराल की अवधि के अनुसार लक्ष्य बदलता है। नेटवर्क का लक्ष्य औसतन लगभग दस मिनट में एक ब्लॉक है, कोई पक्की समय-सारणी नहीं। किसी ब्लॉक में बहुत कम या बहुत अधिक समय लग सकता है। छोटा लक्ष्य कम परिणाम स्वीकार करता है, इसलिए कठिनाई बढ़ती है।
काम वैध इतिहास को क्रम देता है, नोड वैधता जाँचते हैं
कभी-कभी हाल के ब्लॉक की प्रतिस्पर्धी शाखाएँ बनती हैं। Bitcoin के नियमों की स्वतंत्र जाँच करने वाला प्रोग्राम Full Node वैध शाखाओं में सबसे अधिक संचित कार्य वाली शाखा चुनता है। केवल ब्लॉक गिनना पर्याप्त नहीं है। वह अमान्य शाखा को बहुत बड़ी कंप्यूटिंग शक्ति होने पर भी नकार देता है: इससे माइनर को अतिरिक्त सिक्के बनाने या आवश्यक हस्ताक्षर के बिना किसी और का बिटकॉइन खर्च करने का अधिकार नहीं मिलता।
हैश ऐसा लॉटरी टिकट है जिसका कोई ज्ञात छोटा रास्ता नहीं
80-बाइट का हेडर पिछले ब्लॉक, लेनदेन के मर्कल रूट, समय, लक्ष्य और Nonce से जुड़ा होता है। दोहरा SHA-256 हर उम्मीदवार को अप्रत्याशित 256-बिट संख्या में बदलता है। माइनर Nonce, coinbase का extra Nonce या लेनदेन का क्रम बदलकर फिर प्रयास करता है; व्यावहारिक रणनीति बहुत बड़ी संख्या में प्रयास करना है।
लक्ष्य और कठिनाई एक ही बाधा बताते हैं
ब्लॉक इस जाँच में तब सफल होता है जब उसके हेडर हैश का संख्यात्मक मान मौजूदा लक्ष्य से कम या उसके बराबर हो। कम लक्ष्य का अर्थ है कम स्वीकार्य हैश और अधिक अपेक्षित गणना-कार्य। कठिनाई इस बाधा को Bitcoin में अनुमत सबसे आसान लक्ष्य के सापेक्ष व्यक्त करती है, जबकि Hashrate प्रति सेकंड किए जाने वाले प्रयासों का अनुमान बताता है।
कठिनाई का समायोजन जारी करने की गति को मशीनों की संख्या से अलग करता है
हर 2,016 ब्लॉक पर नोड पिछले दौर के टाइमस्टैम्प से लक्ष्य दोबारा गणना करते हैं; बदलाव की तय सीमाएँ होती हैं। माइनर बढ़ने से ब्लॉक अस्थायी रूप से तेज आते हैं, लेकिन अगला समायोजन कठिनाई बढ़ाता है। दस मिनट दीर्घकालिक लक्ष्य है, हर ब्लॉक की समय-सारिणी नहीं।
संचित काम प्रतिस्पर्धी वैध इतिहासों का निर्णय करता है
नोड थोड़े समय के लिए श्रृंखला के दो वैध सिरों को देख सकते हैं। वे सबसे अधिक संचित काम वाली वैध श्रृंखला का अनुसरण करते हैं, केवल अधिक ब्लॉक वाली का नहीं। पुराने इतिहास को फिर लिखने के लिए उसका काम दोहराकर लगातार बढ़ते नेटवर्क से आगे निकलना होता है, इसलिए अधिक गहरी पुष्टियों को पलटना क्रमशः महँगा होता जाता है।
बहुमत का हमला शक्तिशाली है, सर्वशक्तिमान नहीं
लगातार प्रभावी बहुमत वाला Hashrate हाल के ब्लॉकों को पुनर्गठित कर सकता है, लेनदेन रोक सकता है या हमलावर के अपने हाल के भुगतान को दो बार खर्च कर सकता है। वह दूसरे उपयोगकर्ता का हस्ताक्षर नहीं गढ़ सकता, मनमाने UTXO खर्च नहीं कर सकता, ब्लॉक की अनुमत निर्गम सब्सिडी नहीं बढ़ा सकता और सत्यापन करने वाले नोड को अवैध ब्लॉक स्वीकारने पर मजबूर नहीं कर सकता।
ऊर्जा सुरक्षा की कीमत और वास्तविक समझौता है
Proof of Work बिजली, हार्डवेयर और संचालन के समय को ऐसे संकेत में बदलता है जिसकी सिस्टम के बाहर भी लागत होती है। इससे इतिहास को फिर लिखना महँगा होता है, लेकिन ऊर्जा खपत और स्थानीय प्रभाव वास्तविक लागत हैं। सार्थक मूल्यांकन कुल खपत, ऊर्जा स्रोतों, बिजली ग्रिड पर प्रभाव और प्राप्त सुरक्षा को अलग करता है; पूरी खपत को दैनिक लेनदेन की संख्या से भाग देना उस व्यवस्था की गलत तस्वीर देता है जो पूरे लेखा इतिहास की लगातार रक्षा करती है।
Proof of Work यह साबित नहीं करता कि हर लेनदेन ईमानदार या कानूनी है। यह उम्मीदवार इतिहास पर किए गए गणना-कार्य का प्रमाण है; पूरा सत्यापन ही तय करता है कि वह इतिहास प्रोटोकॉल का पालन करता है या नहीं।
01क्या माइनिंग उपयोगी वैज्ञानिक समस्याएँ हल करती है?+
इसका सीधा उत्पाद किसी विशिष्ट ब्लॉक हेडर से जुड़ा आसानी से जाँचा जा सकने वाला प्रमाण है। काम को किसी अन्य कार्य के लिए स्वतंत्र रूप से दोबारा इस्तेमाल करने से यह जुड़ाव कमजोर हो सकता है या छोटे रास्ते पैदा हो सकते हैं।
02क्या अधिक Hashrate से अधिक bitcoin बनते हैं?+
कठिनाई समायोजनों के बीच केवल अस्थायी रूप से ब्लॉक तेज आ सकते हैं। कठिनाई की दोबारा गणना लंबे समय की जारी करने की गति को समय-सारिणी पर वापस लाती है।
03क्या सबसे लंबी श्रृंखला हमेशा सही होती है?+
नोड पहले हर ब्लॉक की वैधता माँगते हैं, फिर संचित काम की तुलना करते हैं। घोषित लंबाई चाहे जो हो, अवैध श्रृंखला अस्वीकार कर देते हैं।
04क्या 51% Hashrate सभी सिक्के चुरा सकता है?+
नहीं। वह क्रम और हाल के निपटान पर हमला कर सकता है, लेकिन जिन कुंजियों पर उसका नियंत्रण नहीं है उनके लिए वैध हस्ताक्षर नहीं बना सकता।