वितरित प्रणालियों और सहमति तंत्र का परिचय: बाइजेंटाइन जनरलों से लेकर बिटकॉइन और इथेरियम के विकल्पों तक
क्या आपने कभी सोचा है कि दूर-दूर बिखरे हुए लोग एक साथ मिलकर यह फैसला लें कि 'यह जंग लड़नी है या नहीं', और बीच में कुछ गद्दार भी घुसे हुए हों जो झूठी खबरें फैला रहे हों? अगर यह फैसला गलत हो गया, तो पूरी फौज तबाह हो जाएगी!
यह प्रसिद्ध बाइजेंटाइन जनरल्स प्रॉब्लम (Byzantine Generals Problem) है। 1982 में तीन कंप्यूटर वैज्ञानिकों ने यह उदाहरण दिया था, जो डिस्ट्रिब्यूटेड सिस्टम्स की सबसे बड़ी चुनौती को दर्शाता है: नोड्स के बीच पूर्ण विश्वास न होने पर कैसे सहमति बनाएं? भारत जैसे देश में, जहां क्रिप्टो एडॉप्शन तेजी से बढ़ रहा है, यह समस्या ब्लॉकचेन की दुनिया में और भी प्रासंगिक हो जाती है, जैसे कि हमारी विविधता भरी अर्थव्यवस्था में सभी को एक ही पृष्ठ पर लाना।
कल्पना कीजिए:
- कई जनरल एक शहर को घेर रखे हैं।
- उन्हें एकमत होकर हमला करने या पीछे हटने का निर्णय लेना है।
- संदेशवाहकों के माध्यम से ही बातचीत संभव है।
- संदेश खो सकते हैं, चोरी हो सकते हैं, या गद्दारों द्वारा बदल दिए जा सकते हैं।
- कुछ जनरल खुद गद्दार हैं, जो जानबूझकर गलत आदेश भेजते हैं।
अगर गद्दार ज्यादा हों या संचार अव्यवस्थित हो, तो एकजुट कार्रवाई असंभव हो जाती है।
वास्तविकता में, ब्लॉकचेन एक विशाल 'डिस्ट्रिब्यूटेड आर्मी' की तरह है—दुनिया भर में बिखरी हजारों कंप्यूटर, जो एक-दूसरे को नहीं जानते, फिर भी एक ही लेजर को बनाए रखते हैं। अगर लेजर बिगड़ गया, तो धन गायब हो जाएगा। भारत में, जहां डिजिटल पेमेंट्स जैसे UPI ने क्रांति ला दी है, ब्लॉकचेन ऐसी विश्वसनीयता की कुंजी है।
इसलिए, कंसेंसस मैकेनिज्म इस 'बाइजेंटाइन जनरल्स डिलेमा' को सुलझाने की चाबी है। यह ईमानदार नोड्स को, भले ही कुछ बदमाश हस्तक्षेप करें, 'अभी किसका किस पर कितना बकाया है' पर सहमत होने में मदद करता है।
पहले CAP थ्योरम समझें: डिस्ट्रिब्यूटेड सिस्टम्स में तीनों एक साथ नहीं हो सकते
कंसेंसस पर चर्चा करने से पहले, CAP थ्योरम (2000 में एरिक ब्रेवर द्वारा प्रस्तावित, बाद में सिद्ध) को समझना जरूरी है।
CAP तीन शब्दों के पहले अक्षर हैं:
- Consistency (संगति): सभी नोड्स को एक ही नवीनतम डेटा दिखना चाहिए।
- Availability (उपलब्धता): हर अनुरोध पर हमेशा प्रतिक्रिया मिलनी चाहिए (भले ही पुरानी डेटा हो)।
- Partition Tolerance (विभाजन सहनशीलता): नेटवर्क टूटने या विभाजित होने पर भी सिस्टम चलता रहे।
कठोर सत्य: वास्तविक दुनिया में, नेटवर्क विभाजन (P) अपरिहार्य हैं (इंटरनेट कटौती, देरी, पैकेट लॉस सबके साथ होता है)।
इसलिए, डिस्ट्रिब्यूटेड सिस्टम्स को C और A में से एक चुनना पड़ता है:
- CP (संगति + विभाजन सहनशीलता): नेटवर्क विभाजन पर, प्रतिक्रिया न देकर भी डेटा की पूर्ण संगति सुनिश्चित करें। जैसे पारंपरिक बैंकिंग सिस्टम्स या ZooKeeper।
- AP (उपलब्धता + विभाजन सहनशीलता): नेटवर्क समस्या पर भी सेवा जारी रखें, भले डेटा अस्थायी रूप से असंगत हो (अंततः सिंक होगा)। जैसे Cassandra, DynamoDB, या कई ई-कॉमर्स प्लेटफॉर्म्स।
ब्लॉकचेन AP का चरम रूप है—विभाजन सहन करना जरूरी (वैश्विक नेटवर्क धीमा होता है), उपलब्धता बनाए रखनी है। लेकिन यह सुरक्षा (संगति) पर भी जोर देता है, इसलिए विविध कंसेंसस मैकेनिज्म्स से 'वक्र रास्ता' अपनाता है। भारत के जैसे उभरते बाजारों में, जहां कनेक्टिविटी चुनौतीपूर्ण है, यह और महत्वपूर्ण है।
मुख्य कंसेंसस मैकेनिज्म्स की तुलना: PoW, PoS, PBFT
अब मुख्य विषय पर आते हैं, क्रिप्टो जगत के सबसे लोकप्रिय कंसेंसस मैकेनिज्म्स को खंगालते हैं।
PoW (Proof of Work)—वर्क प्रूफ, बिटकॉइन का 'बड़ा भाई'
सबसे पुराना और 'क्रूर' तरीका।
सिद्धांत बेहद सरल लेकिन कठोर:
- ब्लॉक बनाना है? पहले मेहनत करो! एक जटिल गणितीय पहेली सुलझाओ (नॉन्स ढूंढो ताकि ब्लॉक का हैश कई शून्यों से शुरू हो)।
- जो पहले सुलझाए, वही ब्लॉक चेन में जोड़ सके और ब्लॉक रिवॉर्ड + फीस कमा सके।
- अन्य नोड्स हैश सत्यापित कर मान लें।
फायदे:
- सुरक्षा चरम पर! 51% अटैक के लिए पूरे नेटवर्क की ज्यादातर कम्प्यूटिंग पावर चाहिए, लागत आकाश छूती है।
- पूर्ण विकेंद्रीकरण: बिजली और माइनिंग रिग हो तो कोई भी जुड़ सकता है, बिना अनुमति।
- सिबिल अटैक प्रतिरोध: नकली पहचान बनानी है? पहले बिजली और पैसा जलाओ।
नुकसान:
- बिजली की भारी खपत! बिटकॉइन सालाना कई छोटे देशों जितनी बिजली खाता है।
- ब्लॉक धीमे (बिटकॉइन 10 मिनट में एक), TPS कम।
- कम्प्यूटिंग पावर बड़े माइनिंग फार्म्स के पास केंद्रित, आम आदमी मुश्किल से खेल पाता।
PoS (Proof of Stake)—स्टेक प्रूफ, इथेरियम का 'नया प्यार'
2022 सितंबर में इथेरियम का 'द मर्ज' के बाद PoW से PoS पर स्विच।
सिद्धांत सीधा:
- ब्लॉक बनाना है? अपनी कॉइन्स को स्टेक (मॉर्टगेज) के रूप में लॉक करो।
- सिस्टम स्टेक की मात्रा (और कुछ रैंडम/समय कारकों) से लॉटरी खींचे, विजेता ब्लॉक बनाए।
- सफल ब्लॉक पर रिवॉर्ड, बुराई (जैसे दो विरोधी ब्लॉक्स साइन) पर स्टेक जब्त (स्लैशिंग)।
- ऊर्जा खपत में 99.95% गिरावट! पर्यावरण प्रेमी खुश।
- तेज गति, ऊंचा TPS।
- छोटा ब्लॉक समय, तेज कन्फर्मेशन।
- 'धनवान अधिक धनी' खतरा: ज्यादा कॉइन्स वाले ज्यादा चांस, केंद्रीकरण संभव।
- आर्थिक अटैक सस्ता (बिजली न जलाकर कॉइन्स खरीदो)।
- प्रारंभिक सुरक्षा चिंताएं (हालांकि वर्षों से स्थिर)।
PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance)—व्यावहारिक बाइजेंटाइन फॉल्ट टॉलरेंस
- नोड्स की संख्या निश्चित, सभी एक-दूसरे को जानते (परमिशन चेन)।
- प्रस्तावक ब्लॉक सुझाए।
- नोड्स कई राउंड वोटिंग से संवाद करें।
- 2/3 से ज्यादा सहमति पर ब्लॉक कन्फर्म।
- 1/3 तक दुर्भावनापूर्ण नोड्स सहन कर सकता।
- तेज कन्फर्मेशन! सेकंड्स में फाइनलिटी, PoW/PoS की तरह इंतजार न।
- कम ऊर्जा।
- मजबूत बाइजेंटाइन प्रतिरोध (1/3 गद्दार सहन)।
- नोड्स ज्यादा न हो सकें (संचार भार)।
- अनुमति जरूरी, उच्च केंद्रीकरण, पब्लिक चेन के लिए अनुपयुक्त।
- बिटकॉइन PoW चुनता है, अंतिम सुरक्षा और अपरिवर्तनीय कमी के लिए।
- इथेरियम PoS अपनाता है, व्यावहारिकता, स्केलेबिलिटी और इकोसिस्टम विकास के लिए।
- बिनेंस एक्सचेंज रजिस्ट्रेशन (ट्रेडिंग वॉल्यूम चैंपियन, सबसे ज्यादा वैरायटी, न्यूबी बोनांजा);
- OKX एक्सचेंज रजिस्ट्रेशन (कॉन्ट्रैक्ट्स का जादू, कम फीस);
- Gate.io एक्सचेंज रजिस्ट्रेशन (नए कॉइन्स का शिकारी, कॉपी ट्रेडिंग + एक्सक्लूसिव एयरड्रॉप)।
फायदे:
नुकसान:
कंसोर्टियम या एंटरप्राइज चेन्स में आम (जैसे Hyperledger Fabric के शुरुआती वर्शन)।
सिद्धांत 'मीटिंग वोटिंग' जैसा:
फायदे:
नुकसान:
PoW बनाम PoS तुलना तालिका (2026 दृष्टिकोण)
| पैरामीटर | PoW (बिटकॉइन) | PoS (इथेरियम) |
|---|---|---|
| मुख्य संसाधन | कम्प्यूटिंग पावर (बिजली+हार्डवेयर) | स्टेक की गई कॉइन्स की मात्रा |
| ऊर्जा खपत | बहुत अधिक (छोटे देश जितनी) | बहुत कम (99%+ कमी) |
| ब्लॉक समय | 10 मिनट (BTC) | लगभग 12 सेकंड |
| सुरक्षा | चरम (51% अटैक लागत विशाल) | मजबूत (लेकिन आर्थिक अटैक सस्ता) |
| विकेंद्रीकरण स्तर | उच्च (हालांकि माइनिंग फार्म्स केंद्रित) | मध्यम (बड़े होल्डर्स/स्टेकिंग पूल्स का जोखिम) |
| फाइनलिटी | प्रोबेबिलिस्टिक (लंबी चेन जितनी स्थिर) | डिटर्मिनिस्टिक (मिनटों में अपरिवर्तनीय) |
| पर्यावरण अनुकूल | खराब | उत्कृष्ट |
| स्केलेबिलिटी | सामान्य (Layer2 जैसे लाइटनिंग नेटवर्क पर निर्भर) | बेहतर (शार्डिंग आदि अपग्रेड्स) |
| प्रमुख खिलाड़ी | माइनर्स | वैलिडेटर्स (बड़े होल्डर्स+स्टेकिंग पूल्स) |
बिटकॉइन PoW पर क्यों अड़ा है? इथेरियम PoS पर क्यों कूदा?
बिटकॉइन PoS क्यों नहीं अपनाता?
यह खुद को 'डिजिटल गोल्ड' मानता है।
गोल्ड की मुख्य कीमत कमी + अपरिवर्तनीयता में है।
PoW सोने की खदान जैसा: जितना कठिन, उतना मूल्यवान; जितने ज्यादा खोदने वाले, उतनी सुरक्षा।
PoS पर स्विच मतलब 'पैसे से ज्यादा सोना छापना', जो 'हार्ड करेंसी' विश्वास को नष्ट कर देगा।
सातोशी का 2008 व्हाइटपेपर PoW को कोर डिफेंस बनाता है—वास्तविक बिजली लागत से चेन की रक्षा।
2026 में भी, बिटकॉइन कम्युनिटी दृढ़: PoS पर जाना=आत्महत्या।
इथेरियम क्यों बदला?
इथेरियम कभी 'डिजिटल गोल्ड' नहीं, बल्कि 'वर्ल्ड कंप्यूटर' है।
यह DeFi, NFT, DAO, गेम्स चलाना चाहता है—जिनके लिए हाई TPS, कम फीस जरूरी।
PoW धीमा और महंगा, डेवलपर्स शिकायत करते रहे।
विटालिक और टीम ने हिसाब लगाया: PoS ऊर्जा लगभग शून्य कर देगा, और शार्डिंग के लिए रास्ता साफ करेगा।
2022 मर्ज के बाद, TPS बढ़ा, गैस फीस गिरी, डेवलपर इकोसिस्टम जीवंत।
Lido जैसे स्टेकिंग पूल्स के केंद्रीकरण विवाद के बावजूद, ट्रांजिशन सफल।
संक्षेप में:
अंत में एक सवाल
अब अगर आप एक ट्रांसफर देखें—बिटकॉइन का या इथेरियम का—किस पर ज्यादा भरोसा करेंगे?
'इतनी बिजली जलाई, नकली नहीं हो सकता' वाले PoW पर, या 'अरबों डॉलर स्टेक, बेईमानी नहीं करेगा' वाले PoS पर?
दोनों के अपने गुण, लेकिन दोनों ने बाइजेंटाइन जनरल्स की समस्या हल की।
डिस्ट्रिब्यूटेड दुनिया में, कोई परफेक्ट सॉल्यूशन नहीं, सिर्फ आपके लिए बेस्ट वाला।
इन्हें समझ लिया, तो आप एंट्री लेवल पर पहुंच गए!
ग्लोबल टॉप 3 क्रिप्टो एक्सचेंज की सिफारिश:
बड़ा और पूरा चुनें बिनेंस, प्रोफेशनल प्ले के लिए OKX, अल्टकॉइन्स के लिए Gate! जल्दी रजिस्टर करें और लाइफटाइम फीस डिस्काउंट पाएं~
延伸阅读
ब्लॉकचेन क्यों दावा करता है कि यह «कभी बदला नहीं जा सकता»? — इसके मजबूत गणितीय नींव का रहस्य खोलें
ब्लॉकचेन की अटल गणितीय सुरक्षा तंत्र
एथेरियम गैस, ट्रांजेक्शन का जीवन चक्र, ब्लॉक की पुष्टि: क्यों पैसे ट्रांसफर करने में खर्च होता है और दिल भी दुखता है?
इथेरियम नेटवर्क में गैस शुल्क और लेन-देन की विस्तृत समीक्षा
इथेरियम की बुनियादी बातें और अकाउंट मॉडल: यह 'विश्व कंप्यूटर' कैसे बन सकता है?
इथेरियम के खाते: वैश्विक कंप्यूटर का केंद्रबिंदु
बिटकॉइन के संपूर्ण संचालन तंत्र की व्याख्या: एक लेनदेन से ब्लॉकचेन में दर्ज होने तक की पूरी प्रक्रिया
बिटकॉइन का कार्य तंत्र: चेन पर ट्रांसफर का पूरा विश्लेषण
वितरित प्रणालियों और सहमति तंत्र का परिचय: बाइजेंटाइन जनरलों से लेकर बिटकॉइन और इथेरियम के विकल्पों तक
सहमति के सिस्टम: बाइजेंटाइन काल से बिटकॉइन और इथेरियम की दुनिया तक का सफर
ब्लॉकचेन आखिरकार क्या बला है? ये आर्टिकल पढ़ लो तो दोस्तों से शान से डंका बजाओगे!
ब्लॉकचेन: एक ऐसा विश्वास पत्र जो हर कोई स्वयं लिख सकता है
बिटकॉइन व्हाइटपेपर के मुख्य विचार (मूल पाठ जरूर पढ़ें) — सातोशी नाकामोटो ने वास्तव में कौन सी समस्याओं को हल करने का इरादा किया था?
बिटकॉइन का सफेद पत्र: नाकामोटो सातोशी की मुख्य विधि