इंटरनेट कंप्यूटर पर बिटकॉइन स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स सक्षम करना: आर्किटेक्चर और मूल्यांकन

विषय सूची

1. परिचय

बिटकॉइन, हालांकि बाजार पूंजीकरण में प्रमुख है, अपनी प्रतिबंधित स्क्रिप्टिंग भाषा के कारण सीमित प्रोग्रामेबिलिटी से ग्रस्त है। यह पेपर इंटरनेट कंप्यूटर (आईसी) ब्लॉकचेन का लाभ उठाकर बिटकॉइन के लिए ट्यूरिंग-पूर्ण स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स को सक्षम करने की चुनौती को संबोधित करता है। प्रस्तावित आर्किटेक्चर पारंपरिक, कमजोर ब्रिजिंग तंत्रों को दरकिनार करता है, जिसका उद्देश्य बिटकॉइन के मूल्य तक सुरक्षित, कुशल और प्रत्यक्ष प्रोग्रामेटिक पहुंच प्रदान करना है।

मूल प्रेरणा मौजूदा समाधानों की अक्षमता से उत्पन्न होती है—चाहे वे बिटकॉइन पर बने हों या ब्रिज का उपयोग करते हों—सुरक्षा, दक्षता और प्रत्यक्ष पढ़ने/लिखने की क्षमताओं को एक साथ प्राप्त करने में। ब्रिज-संबंधित हैक, जिसके परिणामस्वरूप सैकड़ों करोड़ से अधिक का नुकसान हुआ है, विश्वास-न्यूनतम दृष्टिकोण की महत्वपूर्ण आवश्यकता को रेखांकित करते हैं।

2. आर्किटेक्चर अवलोकन

यह आर्किटेक्चर आईसी-आधारित स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स (कैनिस्टर्स) को बिटकॉइन नेटवर्क के साथ मूल रूप से इंटरैक्ट करने में सक्षम बनाता है। आईसी नोड मशीनें सीधे बिटकॉइन ब्लॉक प्राप्त करती हैं और उन्हें आईसीपी प्रोटोकॉल स्टैक के माध्यम से एक समर्पित बिटकॉइन कैनिस्टर तक पहुंचाती हैं। यह कैनिस्टर आईसी पर अन्य कैनिस्टर्स के लिए बिटकॉइन के ब्लॉकचेन स्टेट का एक सत्यापन योग्य और विश्वसनीय स्रोत के रूप में कार्य करता है।

2.1. प्रत्यक्ष एकीकरण बनाम ब्रिज

पारंपरिक क्रॉस-चेन ब्रिज केंद्रीकृत या विकेंद्रीकृत संरक्षक या प्रमाणक के रूप में कार्य करते हैं। वे एक नई विश्वास धारणा और एकल विफलता बिंदु प्रस्तुत करते हैं। डीएफआईएनआईटीआई दृष्टिकोण इस कार्य को आंतरिक बनाता है: आईसी प्रोटोकॉल स्वयं बिटकॉइन डेटा को मान्य करने और अंतिम रूप देने के लिए जिम्मेदार है। यह विश्वसनीय घटकों को कम करने के व्यापक ब्लॉकचेन आदर्श के साथ संरेखित होता है, एक सिद्धांत जिसे विकेंद्रीकृत प्रणालियों की सुरक्षा पर आधारभूत कार्य में जोर दिया गया है।

2.2. बिटकॉइन कैनिस्टर और स्टेट प्रबंधन

आईसी पर एक सिस्टम कैनिस्टर, बिटकॉइन कैनिस्टर, बिटकॉइन ब्लॉकचेन के एक मान्य सबसेट को बनाए रखता है। अन्य कैनिस्टर्स बिटकॉइन स्टेट (जैसे, लेनदेन पुष्टिकरण, यूटीएक्सओ सेट) पढ़ने के लिए इस कैनिस्टर से क्वेरी कर सकते हैं। लिखने के लिए, बिटकॉइन रखने वाला एक कैनिस्टर सुरक्षा के लिए थ्रेशोल्ड सिग्नेचर स्कीम का उपयोग करते हुए, आईसी नोड मशीनों को बिटकॉइन नेटवर्क पर उसकी ओर से लेनदेन पर हस्ताक्षर करने और प्रसारित करने का निर्देश दे सकता है।

3. तकनीकी विवरण और गणितीय ढांचा

एक प्राथमिक तकनीकी चुनौती बिटकॉइन की संभाव्य अंतिमता को आईसी की निर्धारक अंतिमता के साथ समेटना है। आईसी एक सर्वसम्मति तंत्र का उपयोग करता है जो तेज अंतिमता प्रदान करता है। बिटकॉइन को एकीकृत करने के लिए चेन पुनर्गठन को संभालने के लिए एक मॉडल की आवश्यकता होती है।

सिस्टम संभवतः एक पुष्टिकरण गहराई पैरामीटर $k$ का उपयोग करता है। एक बिटकॉइन लेनदेन को आईसी के उद्देश्यों के लिए "अंतिम" माना जाता है एक बार जब वह $k$ ब्लॉक्स के नीचे दब जाता है। $k$ ब्लॉक्स से अधिक गहरे पुनर्गठन की संभावना नगण्य है और $k$ के साथ घातीय रूप से घटती है। सुरक्षा को इस प्रकार औपचारिक रूप दिया जा सकता है: $P_{\text{reorg}}(k) \approx \text{exp}(-\lambda k)$ जहां $\lambda$ ईमानदार माइनिंग शक्ति से संबंधित एक पैरामीटर है। आईसी कैनिस्टर स्टेट अपडेट इस संभाव्य गारंटी पर निर्भर हैं, जिससे एक संकर अंतिमता मॉडल बनता है।

थ्रेशोल्ड ईसीडीएसए हस्ताक्षरों का उपयोग आईसी नोड मशीनों के एक विकेंद्रीकृत सेट को कैनिस्टर्स की ओर से बिटकॉइन निजी कुंजियों का प्रबंधन करने की अनुमति देने के लिए किया जाता है। हस्ताक्षर शक्ति वितरित की जाती है, जिसके लिए एक लेनदेन पर हस्ताक्षर करने के लिए सहयोग करने के लिए नोड्स के एक थ्रेशोल्ड की आवश्यकता होती है, जिससे एकल समझौता बिंदु रोके जाते हैं।

4. प्रायोगिक परिणाम और प्रदर्शन

पेपर आईसी मेननेट पर चल रहे सिस्टम के मूल्यांकन परिणाम प्रस्तुत करता है।

चार्ट विवरण: एक काल्पनिक प्रदर्शन चार्ट दो रेखाएं दिखाएगा: 1) बिटकॉइन लेनदेन प्रसारण से आईसी कैनिस्टर स्टेट अपडेट तक की विलंबता, $k$ बिटकॉइन पुष्टिकरण के बाद स्थिर हो जाती है। 2) आईसी पर प्रति स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट ऑपरेशन की लागत, लेयर 2 समाधानों के माध्यम से सीधे बिटकॉइन पर जटिल तर्क निष्पादित करने की तुलना में कई गुना कम रहती है।

परिणाम प्रदर्शित करते हैं कि जटिल विकेंद्रीकृत अनुप्रयोग (डीफाई प्रोटोकॉल, बिटकॉइन खजाने का प्रबंधन करने वाले विकेंद्रीकृत स्वायत्त संगठन) आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो जाते हैं, क्योंकि ऑन-बिटकॉइन निष्पादन या कुछ ब्रिज-आधारित समाधानों की उच्च लागत और धीमी गति से बचा जाता है।

5. तुलनात्मक विश्लेषण और संबंधित कार्य

पेपर स्वयं को कई श्रेणियों के विरुद्ध स्थापित करता है:

• बिटकॉइन लेयर 2 (जैसे, लाइटनिंग, आरजीबी): तेज/सस्ते भुगतान प्रदान करते हैं लेकिन सीमित स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट जटिलता और अक्सर सक्रिय भागीदारी की आवश्यकता होती है।
• साइडचेन (जैसे, रूटस्टॉक, स्टैक्स): अपने स्वयं के सुरक्षा मॉडल और सर्वसम्मति प्रस्तुत करते हैं, अक्सर फेडरेशन या मर्ज्ड माइनिंग पर निर्भर करते हैं, जिससे अलग-अलग विश्वास धारणाएं बनती हैं।
• ब्रिज-आधारित रैपिंग (जैसे, एथेरियम पर डब्ल्यूबीटीसी): विश्वसनीय संरक्षक या जटिल मल्टी-सिग फेडरेशन की आवश्यकता होती है, जो जोखिम को केंद्रीकृत करते हैं और अक्सर हमले के लक्ष्य रहे हैं।
• अन्य प्रत्यक्ष एकीकरण: पेपर ब्रिज के बिना प्रत्यक्ष पढ़ने/लिखने का तंत्र प्रदान करने में श्रेष्ठता का दावा करता है, उन दृष्टिकोणों के विपरीत जो केवल एक-तरफा पेग की अनुमति दे सकते हैं या प्रत्यक्ष लिखने की क्षमता का अभाव हो सकता है।

6. विश्लेषण ढांचा: मूल अंतर्दृष्टि और आलोचना

7. भविष्य के अनुप्रयोग और विकास दिशाएं

अल्पकालिक अनुप्रयोग:

• विकेंद्रीकृत बिटकॉइन-समर्थित स्थिर मुद्राएं: मूल, एल्गोरिथमिक रूप से विनियमित स्थिर मुद्राएं जो आईसी कैनिस्टर्स में रखे गए बिटकॉइन द्वारा समर्थित हैं, बिना किसी केंद्रीय जारीकर्ता के।
• ऑन-चेन खजाना प्रबंधन: डीएओ प्रोग्रामेटिक रूप से बिटकॉइन खजाने का प्रबंधन कर सकते हैं, मल्टी-सिग नियमों, स्वचालित निवेशों, या बीटीसी में भुगतान किए गए अनुदानों के साथ।
• बिटकॉइन-मूल डीफाई: उधार प्रोटोकॉल जहां बिटकॉइन प्राथमिक संपार्श्विक है, और उधार/उधार दरें ऑन-चेन तर्क द्वारा निर्धारित की जाती हैं।

भविष्य की तकनीकी दिशाएं:

• लाइट क्लाइंट दक्षता: बैंडविड्थ और स्टोरेज ओवरहेड को कम करने के लिए फ्लाईक्लाइंट जैसे सुपर-लाइट प्रूफ का उपयोग करने के लिए आईसी नोड्स के भीतर बिटकॉइन क्लाइंट को अनुकूलित करना।
• मल्टी-चेन एकीकरण: आर्किटेक्चर टेम्पलेट को अन्य चेन को मजबूत सुरक्षा मॉडल (जैसे, मर्ज के बाद एथेरियम) के साथ एकीकृत करने के लिए विस्तारित करना, आईसी को क्रॉस-चेन गणना के लिए एक सुरक्षित "हब" के रूप में स्थापित करना।
• गोपनीयता के लिए जीरो-नॉलेज प्रूफ: जेडके-स्नार्क्स को एकीकृत करना ताकि बिटकॉइन स्टेट के साथ निजी इंटरैक्शन की अनुमति मिल सके (जैसे, किसी विशिष्ट यूटीएक्सओ को प्रकट किए बिना उसके स्वामित्व को साबित करना)।
• समय-बंद कॉन्ट्रैक्ट इंटरैक्शन: आईसी कैनिस्टर्स से `सीएलटीवी` और `सीएसवी` जैसे बिटकॉइन के मूल स्क्रिप्ट ओपकोड का लाभ उठाकर परिष्कृत क्रॉस-चेन समयबद्ध समझौते बनाना।

8. संदर्भ

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