दुनिया दिन-ब-दिन डिजिटल होती जा रही है और हमारे जीवन के अधिक से अधिक पहलू अधिक से अधिक अमूर्त हो गए हैं। भौतिक नकदी से लेकर कैशलेस सिस्टम और अब क्रिप्टोकरेंसी तक मुद्रा को नहीं छोड़ा गया है। 2009 में बिटकॉइन के पहले ब्लॉक की शुरुआत के बाद से इसे अपनाने में बहुत तेजी से वृद्धि हुई है और अधिक अपनाने के साथ नेटवर्क में अधिक स्थिरता और विश्वास आता है जो केवल इसे अपनाने में वृद्धि करेगा।

सबसे पहले, बिटकॉइन क्या है और बिटकॉइन कैसे काम करता है?

बिटकॉइन एक विकेन्द्रीकृत पियर टू पियर नेटवर्क डिजिटल मुद्रा है जिसे 2008 में सातोशी नाकामोटो नामक छद्म गुमनाम इकाई द्वारा बनाया गया था। बिटकॉइन नेटवर्क कंप्यूटरों से बना एक नेटवर्क है, जिसे नोड्स भी कहा जाता है जो एक-दूसरे से जुड़े होते हैं और पूरे नेटवर्क में लेनदेन को प्रचारित करने और लेनदेन को मान्य करने में मदद करते हैं। यह नेटवर्क डिजिटल मुद्रा बिटकॉइन (BTC) का उपयोग करता है। ये लेनदेन एक विकेन्द्रीकृत सार्वजनिक बहीखाता पर संग्रहीत होते हैं जो ब्लॉकचेन तकनीक का उपयोग करता है।
बिटकॉइन ब्लॉकचेन उन ब्लॉकों से बना है जो प्रत्येक पूर्ववर्ती ब्लॉक से जुड़े हुए हैं, पहले ब्लॉक को छोड़कर जिसे जेनेसिस ब्लॉक भी कहा जाता है जो किसी भी पूर्ववर्ती ब्लॉक से जुड़ा नहीं है। ब्लॉक कई लेन-देन से बने होते हैं जिन्हें खनन प्रक्रिया करने से पहले खनिकों द्वारा सत्यापित और सावधानीपूर्वक ब्लॉक में जोड़ा जाता है। लेनदेन मूल रूप से बिटकॉइन वॉलेट के बीच मूल्य का हस्तांतरण है। खनिक नेटवर्क पर प्रमुख कार्य करने के लिए जिम्मेदार होते हैं जो नए ब्लॉकों की पुष्टि करते हैं या उन्हें "माइन" करते हैं और उन्हें ब्लॉकचेन में जोड़ते हैं।
बिटकॉइन के बारे में जानने के लिए ऑनलाइन कई संसाधन उपलब्ध हैं। ये संसाधन बिटकॉइन की कार्यप्रणाली के बारे में अधिक जानकारी देते हैं।
बिटकॉइन के बारे में महान चीजों के बावजूद, स्केलेबिलिटी हमेशा एक प्रमुख मुद्दा रही है। बिटकॉइन ब्लॉक 1 एमबी के आकार तक सीमित हैं, लगभग हर 10 मिनट में एक ब्लॉक खनन किया जाता है। इस लेख के लिखे जाने तक बिटकॉइन ब्लॉकचेन का वर्तमान आकार लगभग 580 जीबी हो गया है, जो पिछले वर्ष की तुलना में लगभग 18% अधिक है। ब्लॉकचेन में शामिल होने और नेटवर्क को सत्यापित करने के लिए पूर्ण नोड्स के लिए, उन्हें संपूर्ण ब्लॉकचेन को डाउनलोड करना होगा और सभी पुराने ब्लॉकों और नए जोड़े गए ब्लॉकों पर सत्यापन करना शुरू करना होगा। इस आकार के दिन-ब-दिन बढ़ते रहने की गारंटी है और किसी बिंदु पर, यह बहुत बड़ा हो सकता है, इतना कि यह संसाधन की कमी के कारण कुछ सामान्य उपयोगकर्ताओं को नेटवर्क में शामिल होने से रोकता है।
ब्लॉकचेन के आकार के अलावा, नोड्स नेटवर्क की वर्तमान स्थिति को भी सत्यापित और संग्रहीत करते हैं। यह स्थिति वर्तमान अनस्पेंट ट्रांजैक्शन आउटपुट सेट (UTXO) है जो पूरे ब्लॉकचेन के आकार में अपेक्षाकृत बहुत छोटी है, हालाँकि, इस स्थिति के भी तेजी से बढ़ने की गारंटी है क्योंकि अधिक से अधिक उपयोगकर्ता नेटवर्क पर अधिक लेनदेन करते हैं। यह सेट नेटवर्क में सभी अव्ययित लेनदेन आउटपुट का सेट है।

तो यूट्रीक्सो क्या है?

Utreexo ने एक हैश आधारित डायनेमिक संचायक पेश किया है जो वर्तमान स्थिति के आकार को महत्वपूर्ण रूप से कम करने की अनुमति देता है। यह नोड्स को सिस्टम की संपूर्ण स्थिति को जाने बिना लेनदेन के इनपुट को पूरी तरह से सत्यापित करने की अनुमति देता है। यह फंड के मालिक को यह सबूत देकर पूरा करता है कि फंड वास्तव में मौजूद है, और जब वे फंड खर्च करने वाले होते हैं तो वे इस फंड को प्रस्तुत करते हैं।
यूट्रीक्सो ने एक नए प्रकार का नोड पेश किया है जिसे कॉम्पैक्ट स्टेट नोड कहा जाता है। ये नोड्स केवल राज्य का एक संचायक प्रतिनिधित्व संग्रहीत करते हैं। इन नोड्स को लेनदेन सत्यापित करने के लिए, उन्हें एक समावेशन प्रमाण की आवश्यकता होती है। यह प्रमाण व्यय लेनदेन द्वारा प्रदान किया जाता है जब वे कुछ इनपुट खर्च करने वाले होते हैं।

यूट्रीक्सो बिटकॉइन नेटवर्क को कैसे सुधारता है?

जैसा कि ऊपर देखा गया है कि यूट्रीक्सो एक गतिशील संचायक के रूप में बिटकॉइन नेटवर्क की स्थिति का प्रतिनिधित्व करने की अनुमति देता है, ये संचायक आकार में केवल कुछ किलोबाइट हैं, बिटकॉइन की वर्तमान स्थिति के विपरीत, जो 5 जीबी से अधिक बड़ा है।
यह समझने के लिए कि यूट्रीक्सो कैसे काम करता है, हमें पहले यह समझना होगा कि क्रिप्टोग्राफ़िक संचायक क्या है और यह कैसे काम करता है। एक क्रिप्टोग्राफ़िक संचायक, हमें सेट के सभी सदस्यों को संग्रहीत या प्रकट किए बिना एक सेट को क्वेरी करने की अनुमति देता है। यह संचायक निर्माण दृष्टिकोण बिटकॉइन यूएक्सटीओ सेट के लिए बहुत अच्छा काम करता है क्योंकि प्रत्येक लेनदेन के लिए, हम यह पूछना चाहेंगे कि क्या खर्च किए जा रहे टीएक्सओ वास्तव में यूटीएक्सओ सेट के सदस्य हैं, और यदि नहीं, तो लेनदेन को अस्वीकार कर दें।
नेटवर्क में शामिल होने पर नियमित नोड्स को संपूर्ण ब्लॉकचेन इतिहास डाउनलोड करना होगा जो 580GB से अधिक है और लेनदेन को सत्यापित करना होगा और UTXO सेट की अपनी प्रति बनानी होगी। फिर उन्हें नोड पर आने वाले सभी राज्य परिवर्तनों को सत्यापित करना होगा। ये सभी प्रक्रियाएं संसाधन गहन संचालन हैं, जिससे नेटवर्क में प्रतिभागियों की संख्या सीमित हो जाती है जो स्केलेबिलिटी को सीमित कर देती है।
यह प्रारंभिक सिंक्रनाइज़ेशन प्रक्रिया, जिसे प्रारंभिक ब्लॉक डाउनलोड (आईबीडी) के रूप में भी जाना जाता है, इंटरनेट कनेक्शन और हार्डवेयर संसाधनों के आधार पर बहुत लंबा समय ले सकता है। इस आईबीडी ऑपरेशन की गति को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों में से एक उपयोग की जाने वाली स्टोरेज डिस्क का प्रकार और I/O ऑपरेशन की गति है, विशेष रूप से, तेजी से रैंडम एक्सेस रीड करने की क्षमता। यही कारण है कि सॉलिड स्टेट ड्राइव का उपयोग करने वाले कंप्यूटर, जिसमें आमतौर पर बेहतर रैंडम एक्सेस रीड टाइम होता है, हार्ड डिस्क ड्राइव वाले कंप्यूटर की तुलना में लेनदेन को सत्यापित करने के लिए 30 गुना कम समय का उपयोग कर सकते हैं।
यूट्रीक्सो के साथ, उपयोग की जाने वाली डिस्क के प्रकार में इतना बड़ा अंतर नहीं आएगा, क्योंकि हम एसएसडी कंप्यूटर और एचडीडी कंप्यूटर के बीच केवल थोड़ा सा प्रदर्शन अंतर देखेंगे
यूट्रीक्सो ने बिना किसी विश्वसनीय सेटअप या प्रबंधक आवश्यकताओं के हैश-आधारित डायनेमिक संचायक पेश किया है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, संचायक एक सेट का कॉम्पैक्ट प्रतिनिधित्व हैं, जिसमें तत्वों को जोड़ा और सिद्ध किया जा सकता है। एक यूट्रीक्सो संचायक उत्तम मर्कल पेड़ों के जंगल का उपयोग करता है जो संचायक से तत्वों को कुशलतापूर्वक हटाने की अनुमति देता है, जिससे विलोपन होने पर जंगल में पत्तियों की कुल संख्या कम हो जाती है।
संचायक और जोड़े जाने वाले तत्व से परे किसी भी डेटा के बिना परिवर्धन की गणना की जा सकती है, और हटाए जाने वाले डेटा के समावेशन प्रमाण के साथ विलोपन की गणना की जा सकती है।
संचायक का डिज़ाइन उत्तम बाइनरी हैश पेड़ों का जंगल है। संग्रहित किए जाने वाले संचायक के प्रतिनिधित्व में शामिल हैं: संग्रहीत तत्वों की संख्या, और जंगल में प्रत्येक पेड़ की जड़।
परफेक्ट बाइनरी ट्री की तार्किक संरचना इस लेख के दायरे से परे है क्योंकि यह सिर्फ एक परिचयात्मक लेख था। हालाँकि, पूरा यूट्रीक्सो पेपर यहां पाया जा सकता है।

निष्कर्ष

Utreexo हैश आधारित संचायक का उद्देश्य बिटकॉइन स्थिति के आकार को केवल कुछ किलोबाइट तक कम करना है, जिससे किसी भी डिवाइस को बिटकॉइन नेटवर्क में शामिल होने और महंगे और शीर्ष शेल्फ हार्डवेयर की आवश्यकता के बिना लेनदेन को सत्यापित करने की अनुमति मिल सके। इससे बिटकॉइन नेटवर्क की स्केलेबिलिटी काफी बढ़ जाएगी क्योंकि संचायक का आकार बहुत धीमी गति से बढ़ता है (ऑनलॉगन) अंतरिक्ष जटिलता।