உழைப்புச் சான்று (PoW)

Ethereum நெட்வொர்க் உழைப்புச் சான்று (Proof-of-work - PoW) உள்ளடங்கிய ஒரு கருத்தொற்றுமை வழிமுறையைப் பயன்படுத்தித் தொடங்கியது. இது Ethereum பிளாக்செயினில் பதிவுசெய்யப்பட்ட அனைத்து தகவல்களின் நிலை குறித்தும் Ethereum நெட்வொர்க்கின் நோடுகள் (nodes) ஒப்புக்கொள்ள அனுமதித்ததுடன், சில வகையான பொருளாதாரத் தாக்குதல்களையும் தடுத்தது. இருப்பினும், Ethereum 2022-ல் உழைப்புச் சான்றை நிறுத்திவிட்டு, அதற்குப் பதிலாக பங்குச் சான்றை (proof-of-stake) பயன்படுத்தத் தொடங்கியது.

முன்நிபந்தனைகள்

இந்தப் பக்கத்தை நன்கு புரிந்துகொள்ள, முதலில் பரிவர்த்தனைகள், பிளாக்குகள் மற்றும் கருத்தொற்றுமை வழிமுறைகள் பற்றிப் படிக்குமாறு பரிந்துரைக்கிறோம்.

உழைப்புச் சான்று (PoW) என்றால் என்ன?

உழைப்புச் சான்றைப் பயன்படுத்தும் Nakamoto கருத்தொற்றுமை (Nakamoto consensus) என்பது, கணக்கு நிலுவைகள் மற்றும் பரிவர்த்தனைகளின் வரிசை போன்ற விஷயங்களில் பரவலாக்கப்பட்ட Ethereum நெட்வொர்க் கருத்தொற்றுமைக்கு வர (அதாவது, அனைத்து நோடுகளும் ஒப்புக்கொள்ள) ஒரு காலத்தில் அனுமதித்த வழிமுறையாகும். இது பயனர்கள் தங்கள் நாணயங்களை "இரட்டைச் செலவு (double spending)" செய்வதைத் தடுத்ததுடன், Ethereum செயினைத் தாக்குவது அல்லது கையாளுவது மிகவும் கடினம் என்பதையும் உறுதிசெய்தது. இந்தப் பாதுகாப்புப் பண்புகள் இப்போது Gasper எனப்படும் கருத்தொற்றுமை வழிமுறையைப் பயன்படுத்திப் பங்குச் சான்றிலிருந்து (proof-of-stake) கிடைக்கின்றன.

உழைப்புச் சான்று மற்றும் மைனிங்

உழைப்புச் சான்று என்பது உழைப்புச் சான்று பிளாக்செயின்களில் மைனர்கள் (miners) செய்யும் வேலைக்கான சிரமத்தையும் விதிகளையும் அமைக்கும் அடிப்படை அல்காரிதம் ஆகும். மைனிங் (Mining) என்பதே அந்த "வேலை" ஆகும். இது செயினில் செல்லுபடியாகும் பிளாக்குகளைச் சேர்க்கும் செயலாகும். பிளாக்செயினின் சரியான ஃபோர்க்கை (fork) நெட்வொர்க் பின்பற்ற செயினின் நீளம் உதவுவதால் இது முக்கியமானது. எவ்வளவு அதிகமாக "வேலை" செய்யப்படுகிறதோ, அவ்வளவு நீளமாகச் செயின் இருக்கும், மேலும் பிளாக் எண் அதிகமாக இருக்கும்போது, தற்போதைய நிலையைப் பற்றி நெட்வொர்க் மிகவும் உறுதியாக இருக்க முடியும்.

மைனிங் பற்றி மேலும் அறிய

Ethereum-இன் உழைப்புச் சான்று எவ்வாறு வேலை செய்தது?

Ethereum பரிவர்த்தனைகள் பிளாக்குகளாகச் செயலாக்கப்படுகின்றன. இப்போது கைவிடப்பட்ட உழைப்புச் சான்று Ethereum-ல், ஒவ்வொரு பிளாக்கும் இவற்றைக் கொண்டிருந்தது:

• பிளாக் சிரமம் (block difficulty) – எடுத்துக்காட்டாக: 3,324,092,183,262,715
• mixHash – எடுத்துக்காட்டாக: 0x44bca881b07a6a09f83b130798072441705d9a665c5ac8bdf2f39a3cdf3bee29
• நான்ஸ் (nonce) – எடுத்துக்காட்டாக: 0xd3ee432b4fb3d26b

இந்த பிளாக் தரவு உழைப்புச் சான்றுடன் நேரடியாகத் தொடர்புடையதாக இருந்தது.

உழைப்புச் சான்றில் உள்ள வேலை

உழைப்புச் சான்று நெறிமுறையான Ethash, ஒரு பிளாக்கிற்கான நான்ஸைக் (nonce) கண்டறிய மைனர்கள் தீவிரமான சோதனை மற்றும் பிழை (trial and error) பந்தயத்தில் ஈடுபட வேண்டியிருந்தது. செல்லுபடியாகும் நான்ஸைக் கொண்ட பிளாக்குகள் மட்டுமே செயினில் சேர்க்கப்பட முடியும்.

ஒரு பிளாக்கை உருவாக்கப் போட்டியிடும்போது, ஒரு மைனர் முழுச் செயினையும் பதிவிறக்கம் செய்து இயக்குவதன் மூலம் மட்டுமே பெறக்கூடிய ஒரு தரவுத்தொகுப்பை (dataset) மீண்டும் மீண்டும் ஒரு கணிதச் சார்பின் (mathematical function) மூலம் செலுத்துவார். பிளாக் சிரமத்தால் கட்டளையிடப்படும் இலக்குக்குக் கீழே ஒரு mixHash-ஐ உருவாக்க இந்தத் தரவுத்தொகுப்பு பயன்படுத்தப்பட்டது. இதைச் செய்வதற்கான சிறந்த வழி சோதனை மற்றும் பிழை (trial and error) முறையாகும்.

சிரமமானது ஹேஷிற்கான (hash) இலக்கைத் தீர்மானித்தது. இலக்கு எவ்வளவு குறைவாக இருக்கிறதோ, செல்லுபடியாகும் ஹேஷ்களின் தொகுப்பு அவ்வளவு சிறியதாக இருக்கும். உருவாக்கப்பட்டவுடன், மற்ற மைனர்கள் மற்றும் கிளையண்டுகள் இதைச் சரிபார்ப்பது நம்பமுடியாத அளவிற்கு எளிதாக இருந்தது. ஒரு பரிவர்த்தனை மாறினாலும், ஹேஷ் முற்றிலும் மாறுபட்டதாக இருக்கும், இது மோசடியைக் குறிக்கும்.

ஹேஷிங் மோசடியை எளிதாகக் கண்டறியச் செய்கிறது. ஆனால் ஒரு செயல்முறையாக உழைப்புச் சான்று செயினைத் தாக்குவதைத் தடுக்கும் ஒரு பெரிய காரணியாகவும் இருந்தது.

உழைப்புச் சான்று மற்றும் பாதுகாப்பு

முக்கிய Ethereum செயினில் இந்த வேலையைச் செய்ய மைனர்கள் ஊக்குவிக்கப்பட்டனர். மைனர்களின் ஒரு சிறிய குழு தங்கள் சொந்தச் செயினைத் தொடங்கச் சிறிய ஊக்கமே இருந்தது—இது அமைப்பைப் பலவீனப்படுத்துகிறது. பிளாக்செயின்கள் உண்மையின் ஆதாரமாக (source of truth) ஒற்றை நிலையைக் கொண்டிருப்பதையே நம்பியுள்ளன.

உழைப்புச் சான்றின் நோக்கம் செயினை நீட்டிப்பதாகும். மிக நீளமான செயின் செல்லுபடியாகும் ஒன்றாக மிகவும் நம்பத்தகுந்ததாக இருந்தது, ஏனெனில் அதை உருவாக்க அதிகக் கணக்கீட்டு வேலைகள் செய்யப்பட்டிருந்தன. Ethereum-இன் PoW அமைப்பிற்குள், பரிவர்த்தனைகளை அழிக்கும், போலியானவற்றை உருவாக்கும் அல்லது இரண்டாவது செயினைப் பராமரிக்கும் புதிய பிளாக்குகளை உருவாக்குவது கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றதாக இருந்தது. ஏனென்றால், ஒரு தீங்கிழைக்கும் மைனர் மற்ற அனைவரையும் விட எப்போதும் பிளாக் நான்ஸை வேகமாகத் தீர்க்க வேண்டியிருக்கும்.

தொடர்ந்து தீங்கிழைக்கும் அதேசமயம் செல்லுபடியாகும் பிளாக்குகளை உருவாக்க, ஒரு தீங்கிழைக்கும் மைனர் மற்ற அனைவரையும் தோற்கடிக்க நெட்வொர்க் மைனிங் திறனில் 51%-க்கும் மேல் தேவைப்பட்டிருக்கும். அந்த அளவிலான "வேலைக்கு" நிறைய விலையுயர்ந்த கணக்கீட்டுத் திறன் தேவைப்படுகிறது, மேலும் செலவழிக்கப்பட்ட ஆற்றல் ஒரு தாக்குதலில் கிடைக்கும் லாபத்தை விட அதிகமாக இருந்திருக்கலாம்.

உழைப்புச் சான்று பொருளாதாரம்

அமைப்பிற்குள் புதிய நாணயத்தை வழங்குவதற்கும், வேலையைச் செய்ய மைனர்களை ஊக்குவிப்பதற்கும் உழைப்புச் சான்று பொறுப்பாக இருந்தது.

Constantinople மேம்படுத்தலுக்குப் பிறகு, ஒரு பிளாக்கை வெற்றிகரமாக உருவாக்கும் மைனர்களுக்குப் புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட இரண்டு ETH மற்றும் பரிவர்த்தனைக் கட்டணத்தின் ஒரு பகுதி வெகுமதியாக வழங்கப்பட்டது. ஓமர் (Ommer) பிளாக்குகளுக்கும் 1.75 ETH இழப்பீடு வழங்கப்பட்டது. ஓமர் பிளாக்குகள் என்பவை, மற்றொரு மைனர் நியமனப் பிளாக்கை (canonical block) உருவாக்கிய அதே நேரத்தில் ஒரு மைனரால் உருவாக்கப்பட்ட செல்லுபடியாகும் பிளாக்குகள் ஆகும், இது இறுதியில் எந்தச் செயின் முதலில் கட்டமைக்கப்பட்டது என்பதன் மூலம் தீர்மானிக்கப்பட்டது. ஓமர் பிளாக்குகள் பொதுவாக நெட்வொர்க் தாமதத்தின் (network latency) காரணமாக நிகழ்ந்தன.

இறுதிநிலை (Finality)

மாற்ற முடியாத ஒரு பிளாக்கின் பகுதியாக இருக்கும்போது, ஒரு பரிவர்த்தனை Ethereum-ல் "இறுதிநிலையை" அடைகிறது.

மைனர்கள் பரவலாக்கப்பட்ட முறையில் வேலை செய்ததால், இரண்டு செல்லுபடியாகும் பிளாக்குகள் ஒரே நேரத்தில் மைன் செய்யப்படலாம். இது ஒரு தற்காலிக ஃபோர்க்கை (fork) உருவாக்குகிறது. இறுதியில், அடுத்தடுத்த பிளாக்குகள் மைன் செய்யப்பட்டு அதனுடன் சேர்க்கப்பட்ட பிறகு, இந்தச் செயின்களில் ஒன்று ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட செயினாக மாறி, அதை நீளமாக்கியது.

விஷயங்களை மேலும் சிக்கலாக்க, தற்காலிக ஃபோர்க்கில் நிராகரிக்கப்பட்ட பரிவர்த்தனைகள் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட செயினில் சேர்க்கப்படாமல் இருந்திருக்கலாம். இதன் பொருள் அது திரும்பப் பெறப்படலாம் என்பதாகும். எனவே இறுதிநிலை என்பது ஒரு பரிவர்த்தனையை மாற்ற முடியாததாகக் கருதுவதற்கு முன் நீங்கள் காத்திருக்க வேண்டிய நேரத்தைக் குறிக்கிறது. முந்தைய உழைப்புச் சான்று Ethereum-இன் கீழ், ஒரு குறிப்பிட்ட பிளாக் N-இன் மேல் எவ்வளவு அதிகமான பிளாக்குகள் மைன் செய்யப்பட்டனவோ, அந்த அளவுக்கு N-இல் உள்ள பரிவர்த்தனைகள் வெற்றிகரமானவை மற்றும் திரும்பப் பெறப்படாது என்ற அதிக நம்பிக்கை இருந்தது. இப்போது, பங்குச் சான்றுடன், இறுதிப்படுத்தல் என்பது ஒரு பிளாக்கின் நிகழ்தகவுப் பண்பாக இல்லாமல், வெளிப்படையான பண்பாக உள்ளது.

உழைப்புச் சான்று ஆற்றல் பயன்பாடு

உழைப்புச் சான்றின் மீதான ஒரு முக்கிய விமர்சனம், நெட்வொர்க்கைப் பாதுகாப்பாக வைத்திருக்கத் தேவைப்படும் ஆற்றல் வெளியீட்டின் அளவாகும். பாதுகாப்பு மற்றும் பரவலாக்கத்தைப் பராமரிக்க, உழைப்புச் சான்றில் உள்ள Ethereum அதிக அளவு ஆற்றலைப் பயன்படுத்தியது. பங்குச் சான்றுக்கு மாறுவதற்குச் சற்று முன்பு, Ethereum மைனர்கள் கூட்டாக ஆண்டுக்கு சுமார் 70 TWh ஆற்றலைப் பயன்படுத்தினர் (இது செக் குடியரசின் பயன்பாட்டிற்குச் சமம் - 18-ஜூலை-2022 அன்று digiconomist (opens in a new tab) படி).

நன்மை தீமைகள்

பங்குச் சான்றுடன் ஒப்பீடு

உயர்மட்டத்தில், பங்குச் சான்று உழைப்புச் சான்றின் அதே இறுதி நோக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது: பரவலாக்கப்பட்ட நெட்வொர்க் பாதுகாப்பாகக் கருத்தொற்றுமையை அடைய உதவுவது. ஆனால் இது செயல்முறை மற்றும் பணியாளர்களில் சில வேறுபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது:

• பங்குச் சான்று கணக்கீட்டுத் திறனின் முக்கியத்துவத்தை ஸ்டேக் செய்யப்பட்ட ETH-க்கு மாற்றுகிறது.
• பங்குச் சான்று மைனர்களுக்குப் பதிலாக வேலிடேட்டர்களை (validators) மாற்றுகிறது. புதிய பிளாக்குகளை உருவாக்கும் திறனைச் செயல்படுத்த வேலிடேட்டர்கள் தங்கள் ETH-ஐ ஸ்டேக் செய்கிறார்கள்.
• வேலிடேட்டர்கள் பிளாக்குகளை உருவாக்கப் போட்டியிடுவதில்லை, அதற்குப் பதிலாக அவர்கள் ஒரு அல்காரிதம் மூலம் தோராயமாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறார்கள்.
• இறுதிநிலை தெளிவானது: சில சோதனைச் சாவடிகளில் (checkpoints), 2/3 வேலிடேட்டர்கள் பிளாக்கின் நிலையை ஒப்புக்கொண்டால் அது இறுதியானதாகக் கருதப்படுகிறது. வேலிடேட்டர்கள் தங்களின் முழு ஸ்டேக்கையும் இதில் பந்தயம் கட்ட வேண்டும், எனவே அவர்கள் எதிர்காலத்தில் கூட்டுச்சதி செய்ய முயன்றால், அவர்கள் தங்களின் முழு ஸ்டேக்கையும் இழப்பார்கள்.

பங்குச் சான்று பற்றி மேலும் அறிய

காணொளி மூலம் கற்பவரா நீங்கள்?

மேலும் படிக்க

• பெரும்பான்மைத் தாக்குதல் (Majority attack) (opens in a new tab)
• செட்டில்மென்ட் இறுதிநிலை குறித்து (On settlement finality) (opens in a new tab)

காணொளிகள்

• உழைப்புச் சான்று நெறிமுறைகளின் தொழில்நுட்ப விளக்கம் (opens in a new tab)

தொடர்புடைய தலைப்புகள்

• மைனிங்
• பங்குச் சான்று (Proof-of-stake)
• அதிகாரச் சான்று (Proof-of-authority)