لائٹ کلائنٹس

فل نوڈ چلانا Ethereum کے ساتھ تعامل کرنے کا سب سے زیادہ ٹرسٹ لیس، نجی، غیر مرکزی اور سنسرشپ کے خلاف مزاحمت کرنے والا طریقہ ہے۔ فل نوڈ کے ساتھ آپ بلاک چین کی اپنی کاپی رکھتے ہیں جس سے آپ فوری طور پر استفسار کر سکتے ہیں اور آپ کو ایتھیریم کے پیئر ٹو پیئر نیٹ ورک تک براہ راست رسائی حاصل ہوتی ہے۔ تاہم، فل نوڈ چلانے کے لیے میموری، اسٹوریج اور CPU کی ایک قابل ذکر مقدار درکار ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ ہر کسی کے لیے اپنا نوڈ چلانا ممکن نہیں ہے۔ ایتھیریم روڈ میپ پر اس کے کئی حل موجود ہیں، بشمول اسٹیٹ لیسنیس (statelessness)، لیکن ان کے نفاذ میں ابھی کئی سال باقی ہیں۔ قریبی مدت میں اس کا جواب یہ ہے کہ فل نوڈ چلانے کے کچھ فوائد کی قربانی دے کر کارکردگی میں بڑی بہتری لائی جائے جو نوڈز کو ہارڈویئر کی بہت کم ضروریات کے ساتھ چلنے کی اجازت دیتی ہے۔ جو نوڈز یہ سمجھوتہ کرتے ہیں انہیں لائٹ نوڈز کہا جاتا ہے۔

لائٹ کلائنٹ کیا ہے

لائٹ نوڈ ایک ایسا نوڈ ہے جو لائٹ کلائنٹ سافٹ ویئر چلا رہا ہوتا ہے۔ بلاک چین ڈیٹا کی مقامی کاپیاں رکھنے اور تمام تبدیلیوں کی آزادانہ طور پر تصدیق کرنے کے بجائے، وہ کسی پرووائیڈر سے ضروری ڈیٹا کی درخواست کرتے ہیں۔ یہ پرووائیڈر کسی فل نوڈ سے براہ راست کنکشن یا کسی مرکزی RPC سرور کے ذریعے ہو سکتا ہے۔ اس کے بعد لائٹ نوڈ کے ذریعے ڈیٹا کی تصدیق کی جاتی ہے، جس سے یہ چین کے ہیڈ (head) کے ساتھ اپ ٹو ڈیٹ رہتا ہے۔ لائٹ نوڈ صرف بلاک ہیڈرز پر کارروائی کرتا ہے، اور صرف کبھی کبھار اصل بلاک کے مندرجات ڈاؤن لوڈ کرتا ہے۔ نوڈز اپنے چلائے جانے والے لائٹ اور فل کلائنٹ سافٹ ویئر کے امتزاج کی بنیاد پر اپنے ہلکے پن (lightness) میں مختلف ہو سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، سب سے ہلکی کنفیگریشن ایک لائٹ ایگزیکیوشن کلائنٹ اور ایک لائٹ کنسینسس کلائنٹ چلانا ہوگی۔ اس بات کا بھی امکان ہے کہ بہت سے نوڈز فل ایگزیکیوشن کلائنٹس کے ساتھ لائٹ کنسینسس کلائنٹس چلانے کا انتخاب کریں گے، یا اس کے برعکس۔

لائٹ کلائنٹس کیسے کام کرتے ہیں؟

جب ایتھیریم نے پروف آف اسٹیک (proof-of-stake) پر مبنی کنسینسس میکانزم کا استعمال شروع کیا، تو خاص طور پر لائٹ کلائنٹس کو سپورٹ کرنے کے لیے نیا انفراسٹرکچر متعارف کرایا گیا۔ اس کے کام کرنے کا طریقہ یہ ہے کہ ہر 1.1 دن بعد 512 ویلیڈیٹرز کے ایک ذیلی سیٹ کو تصادفی طور پر منتخب کیا جاتا ہے تاکہ وہ ایک سنک کمیٹی (sync committee) کے طور پر کام کریں۔ سنک کمیٹی حالیہ بلاکس کے ہیڈر پر دستخط کرتی ہے۔ ہر بلاک ہیڈر میں سنک کمیٹی میں شامل ویلیڈیٹرز کے مجموعی دستخط اور ایک "بٹ فیلڈ (bitfield)" ہوتا ہے جو ظاہر کرتا ہے کہ کن ویلیڈیٹرز نے دستخط کیے اور کن نے نہیں۔ ہر ہیڈر میں ان ویلیڈیٹرز کی فہرست بھی شامل ہوتی ہے جن سے اگلے بلاک پر دستخط کرنے میں حصہ لینے کی توقع ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ ایک لائٹ کلائنٹ تیزی سے دیکھ سکتا ہے کہ سنک کمیٹی نے موصول ہونے والے ڈیٹا کی منظوری دے دی ہے، اور وہ یہ بھی چیک کر سکتے ہیں کہ آیا سنک کمیٹی اصلی ہے، اس کا موازنہ اس کمیٹی سے کر کے جس کی انہیں پچھلے بلاک میں توقع کرنے کو کہا گیا تھا۔ اس طرح، لائٹ کلائنٹ اصل بلاک کو ڈاؤن لوڈ کیے بغیر، صرف ہیڈر جس میں خلاصہ معلومات ہوتی ہیں، کے ذریعے تازہ ترین ایتھیریم بلاک کے بارے میں اپنے علم کو اپ ڈیٹ رکھ سکتا ہے۔

ایگزیکیوشن لیئر پر لائٹ ایگزیکیوشن کلائنٹ کے لیے کوئی ایک تصریح (specification) نہیں ہے۔ لائٹ ایگزیکیوشن کلائنٹ کا دائرہ کار فل ایگزیکیوشن کلائنٹ کے "لائٹ موڈ" سے مختلف ہو سکتا ہے جس میں فل نوڈ کی تمام EVM اور نیٹ ورکنگ فعالیت ہوتی ہے لیکن یہ متعلقہ ڈیٹا ڈاؤن لوڈ کیے بغیر صرف بلاک ہیڈرز کی تصدیق کرتا ہے، یا یہ ایک زیادہ مختصر کلائنٹ ہو سکتا ہے جو ایتھیریم کے ساتھ تعامل کرنے کے لیے RPC پرووائیڈر کو درخواستیں بھیجنے پر بہت زیادہ انحصار کرتا ہے۔

لائٹ کلائنٹس کیوں اہم ہیں؟

لائٹ کلائنٹس اس لیے اہم ہیں کیونکہ وہ صارفین کو آنے والے ڈیٹا کی تصدیق کرنے کی اجازت دیتے ہیں بجائے اس کے کہ وہ آنکھیں بند کر کے اس بات پر بھروسہ کریں کہ ان کا ڈیٹا پرووائیڈر درست اور ایماندار ہے، جبکہ وہ فل نوڈ کے کمپیوٹیشنل وسائل کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ استعمال کرتے ہیں۔ لائٹ کلائنٹس کو موصول ہونے والے ڈیٹا کو ان بلاک ہیڈرز کے خلاف چیک کیا جا سکتا ہے جن کے بارے میں وہ جانتے ہیں کہ ان پر 512 ایتھیریم ویلیڈیٹرز کے بے ترتیب سیٹ کے کم از کم 2/3 نے دستخط کیے ہیں۔ یہ اس بات کا بہت مضبوط ثبوت ہے کہ ڈیٹا درست ہے۔

لائٹ کلائنٹ صرف تھوڑی سی کمپیوٹنگ پاور، میموری اور اسٹوریج کا استعمال کرتا ہے لہذا اسے موبائل فون پر چلایا جا سکتا ہے، کسی ایپ میں ایمبیڈ کیا جا سکتا ہے یا براؤزر کے حصے کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لائٹ کلائنٹس ایتھیریم تک کم سے کم اعتماد والی (trust-minimized) رسائی کو اتنا ہی ہموار بنانے کا ایک طریقہ ہیں جتنا کہ کسی تھرڈ پارٹی پرووائیڈر پر بھروسہ کرنا۔

آئیے ایک سادہ سی مثال لیتے ہیں۔ تصور کریں کہ آپ اپنے اکاؤنٹ کا بیلنس چیک کرنا چاہتے ہیں۔ ایسا کرنے کے لیے آپ کو ایتھیریم نوڈ سے درخواست کرنی ہوگی۔ وہ نوڈ آپ کے بیلنس کے لیے ایتھیریم اسٹیٹ کی اپنی مقامی کاپی چیک کرے گا اور اسے آپ کو واپس کر دے گا۔ اگر آپ کو کسی نوڈ تک براہ راست رسائی حاصل نہیں ہے، تو ایسے مرکزی آپریٹرز موجود ہیں جو یہ ڈیٹا بطور سروس فراہم کرتے ہیں۔ آپ انہیں درخواست بھیج سکتے ہیں، وہ اپنا نوڈ چیک کرتے ہیں، اور نتیجہ آپ کو واپس بھیج دیتے ہیں۔ اس کے ساتھ مسئلہ یہ ہے کہ پھر آپ کو پرووائیڈر پر بھروسہ کرنا پڑتا ہے کہ وہ آپ کو درست معلومات دے رہا ہے۔ اگر آپ خود اس کی تصدیق نہیں کر سکتے تو آپ کبھی بھی حقیقت میں یہ نہیں جان سکتے کہ معلومات درست ہیں۔

ایک لائٹ کلائنٹ اس مسئلے کو حل کرتا ہے۔ آپ اب بھی کسی بیرونی پرووائیڈر سے ڈیٹا کی درخواست کرتے ہیں، لیکن جب آپ کو ڈیٹا واپس ملتا ہے تو یہ ایک ثبوت کے ساتھ آتا ہے جسے آپ کا لائٹ نوڈ بلاک ہیڈر میں موصول ہونے والی معلومات کے خلاف چیک کر سکتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ کوئی بھروسہ مند آپریٹر کے بجائے ایتھیریم آپ کے ڈیٹا کی درستگی کی تصدیق کر رہا ہے۔

لائٹ کلائنٹس کن اختراعات کو ممکن بناتے ہیں؟

لائٹ کلائنٹس کا بنیادی فائدہ زیادہ لوگوں کو نہ ہونے کے برابر ہارڈویئر کی ضروریات اور تھرڈ پارٹیز پر کم سے کم انحصار کے ساتھ آزادانہ طور پر ایتھیریم تک رسائی کے قابل بنانا ہے۔ یہ صارفین کے لیے اچھا ہے کیونکہ وہ اپنے ڈیٹا کی تصدیق کر سکتے ہیں اور یہ نیٹ ورک کے لیے اچھا ہے کیونکہ اس سے چین کی تصدیق کرنے والے نوڈز کی تعداد اور تنوع میں اضافہ ہوتا ہے۔

بہت کم اسٹوریج، میموری اور پروسیسنگ پاور والے آلات پر ایتھیریم نوڈز چلانے کی صلاحیت لائٹ کلائنٹس کے ذریعے کھولی گئی اختراع کے بڑے شعبوں میں سے ایک ہے۔ جبکہ آج ایتھیریم نوڈز کو بہت زیادہ کمپیوٹنگ وسائل کی ضرورت ہوتی ہے، لائٹ کلائنٹس کو براؤزرز میں ایمبیڈ کیا جا سکتا ہے، موبائل فونز اور شاید اس سے بھی چھوٹے آلات جیسے اسمارٹ واچز پر چلایا جا سکتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ ایمبیڈڈ کلائنٹس والے ایتھیریم والیٹس موبائل فون پر چل سکتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ موبائل والیٹس بہت زیادہ غیر مرکزی ہو سکتے ہیں کیونکہ انہیں اپنے ڈیٹا کے لیے مرکزی ڈیٹا پرووائیڈرز پر بھروسہ نہیں کرنا پڑے گا۔

اس کی ایک توسیع انٹرنیٹ آف تھنگز (IoT) آلات کو فعال کرنا ہے۔ ایک لائٹ کلائنٹ کا استعمال کسی ٹوکن بیلنس یا NFT کی ملکیت کو تیزی سے ثابت کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے، جس میں سنک کمیٹیوں کی طرف سے فراہم کردہ تمام سیکیورٹی گارنٹیز شامل ہوں، جو IoT نیٹ ورک پر کسی کارروائی کو متحرک کرتی ہیں۔ ایک ایسی سائیکل کرائے پر دینے والی سروس (opens in a new tab) کا تصور کریں جو ایمبیڈڈ لائٹ کلائنٹ والی ایپ کا استعمال کرتے ہوئے تیزی سے تصدیق کرتی ہے کہ آپ کے پاس رینٹل سروس کا NFT ہے اور اگر ایسا ہے، تو آپ کے سواری کرنے کے لیے ایک سائیکل کو ان لاک کر دیتی ہے!

ایتھیریم رول اپس (rollups) کو بھی لائٹ کلائنٹس سے فائدہ ہوگا۔ رول اپس کے لیے ایک بڑا مسئلہ ان برجز (bridges) کو نشانہ بنانے والے ہیکس رہے ہیں جو فنڈز کو ایتھیریم مین نیٹ سے رول اپ میں منتقل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ ایک کمزوری وہ اوریکلز (oracles) ہیں جنہیں رول اپس یہ پتہ لگانے کے لیے استعمال کرتے ہیں کہ صارف نے برج میں ڈپازٹ کیا ہے۔ اگر کوئی اوریکل غلط ڈیٹا فراہم کرتا ہے، تو وہ رول اپ کو یہ سوچنے پر مجبور کر سکتے ہیں کہ برج میں کوئی ڈپازٹ ہوا ہے اور غلط طریقے سے فنڈز جاری کروا سکتے ہیں۔ رول اپ میں ایمبیڈڈ ایک لائٹ کلائنٹ کو کرپٹ اوریکلز سے بچانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے کیونکہ برج میں ڈپازٹ ایک ثبوت کے ساتھ آ سکتا ہے جس کی تصدیق کوئی بھی ٹوکن جاری کرنے سے پہلے رول اپ کے ذریعے کی جا سکتی ہے۔ یہی تصور دیگر انٹرچین برجز پر بھی لاگو کیا جا سکتا ہے۔

لائٹ کلائنٹس کو ایتھیریم والیٹس کو اپ گریڈ کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کسی RPC پرووائیڈر کی طرف سے فراہم کردہ ڈیٹا پر بھروسہ کرنے کے بجائے، آپ کا والیٹ ایمبیڈڈ لائٹ کلائنٹ کا استعمال کرتے ہوئے آپ کو پیش کیے جانے والے ڈیٹا کی براہ راست تصدیق کر سکتا ہے۔ اس سے آپ کے والیٹ کی سیکیورٹی میں اضافہ ہوگا۔ اگر آپ کا RPC پرووائیڈر بے ایمان تھا اور اس نے آپ کو غلط ڈیٹا فراہم کیا، تو ایمبیڈڈ لائٹ کلائنٹ آپ کو بتا سکتا ہے!

لائٹ کلائنٹ کی ڈیولپمنٹ کی موجودہ صورتحال کیا ہے؟

کئی لائٹ کلائنٹس ڈیولپمنٹ کے مراحل میں ہیں، جن میں ایگزیکیوشن، کنسینسس اور مشترکہ ایگزیکیوشن/کنسینسس لائٹ کلائنٹس شامل ہیں۔ یہ وہ لائٹ کلائنٹ امپلیمینٹیشنز ہیں جن کے بارے میں ہم اس صفحہ کو لکھنے کے وقت جانتے ہیں:

Lodestar (opens in a new tab): TypeScript میں کنسینسس لائٹ کلائنٹ
Helios (opens in a new tab): Rust میں مشترکہ ایگزیکیوشن اور کنسینسس لائٹ کلائنٹ
Geth (opens in a new tab): Go میں ایگزیکیوشن کلائنٹ کے لیے لائٹ موڈ (ڈیولپمنٹ میں)
Nimbus (opens in a new tab): Nim میں کنسینسس لائٹ کلائنٹ

ہمارے علم کے مطابق ان میں سے کسی کو بھی ابھی تک پروڈکشن کے لیے تیار (production-ready) نہیں سمجھا جاتا۔

لائٹ کلائنٹس کے ایتھیریم ڈیٹا تک رسائی کے طریقوں کو بہتر بنانے کے لیے بھی بہت کام کیا جا رہا ہے۔ فی الحال، لائٹ کلائنٹس کلائنٹ/سرور ماڈل کا استعمال کرتے ہوئے فل نوڈز سے RPC درخواستوں پر انحصار کرتے ہیں، لیکن مستقبل میں ڈیٹا کی درخواست ایک زیادہ غیر مرکزی طریقے سے ایک مخصوص نیٹ ورک جیسے کہ Portal Network (opens in a new tab) کا استعمال کرتے ہوئے کی جا سکتی ہے جو پیئر ٹو پیئر گاسپ پروٹوکول (gossip protocol) کا استعمال کرتے ہوئے لائٹ کلائنٹس کو ڈیٹا فراہم کر سکتا ہے۔

دیگر روڈ میپ آئٹمز جیسے کہ Verkle trees اور اسٹیٹ لیسنیس بالآخر لائٹ کلائنٹس کی سیکیورٹی گارنٹیز کو فل کلائنٹس کے برابر لے آئیں گے۔