बिटकॉइन माइनिंग में अमीर और अमीर होते जाते हैं: ब्लॉकचेन फोर्क से उत्पन्न निष्पक्षता मुद्दों का विश्लेषण

विषय सूची

• 1. परिचय
• 2. पृष्ठभूमि और संबंधित कार्य
  • 2.1 बिटकॉइन माइनिंग के मूल सिद्धांत
  • 2.2 ब्लॉकचेन फोर्क और निष्पक्षता
• 3. सैद्धांतिक ढांचा
  • 3.1 गणितीय मॉडल
  • 3.2 TRGR विश्लेषण
• 4. प्रायोगिक परिणाम
• 5. तकनीकी कार्यान्वयन
• 6. भविष्य के अनुप्रयोग और दिशाएं
• 7. संदर्भ

1. परिचय

बिटकॉइन एक विकेंद्रीकृत मुद्रा प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है जहां कम्प्यूटेशनल शक्ति के संकेंद्रण को रोकने के लिए माइनिंग निष्पक्षता महत्वपूर्ण है। यह शोध बिटकॉइन माइनिंग में "अमीर और अमीर होते जाते हैं" (TRGR) घटना की जांच करता है, जो दर्शाता है कि कैसे अनजाने ब्लॉकचेन फोर्क बड़े माइनरों के लिए व्यवस्थित लाभ पैदा करते हैं।

2. पृष्ठभूमि और संबंधित कार्य

2.1 बिटकॉइन माइनिंग के मूल सिद्धांत

बिटकॉइन माइनिंग में लेन-देन को मान्य करने और नेटवर्क को सुरक्षित करने के लिए क्रिप्टोग्राफिक पहेलियों को हल करना शामिल है। माइनर मान्य ब्लॉक खोजने के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं, जिसमें सफल माइनरों को पुरस्कार वितरित किए जाते हैं। प्रोटोकॉल सुरक्षा के लिए हैशरेट के ईमानदार बहुमत नियंत्रण को मानता है।

2.2 ब्लॉकचेन फोर्क और निष्पक्षता

ब्लॉकचेन फोर्क तब होते हैं जब नेटवर्क प्रसार पूरा होने से पहले एक साथ कई ब्लॉक माइन किए जाते हैं। गर्वेस एट अल (2016) के पिछले शोध ने फोर्क-संबंधी निष्पक्षता मुद्दों की पहचान की थी लेकिन विश्लेषणात्मक सटीकता का अभाव था।

3. सैद्धांतिक ढांचा

3.1 गणितीय मॉडल

हैशरेट अनुपात $h_i$ वाले माइनर $i$ के लिए माइनिंग लाभ दर $\rho_i$ को इस प्रकार मॉडल किया गया है: $\rho_i = h_i + \alpha \cdot h_i^2$ जहां $\alpha$ फोर्क-प्रेरित लाभ गुणांक का प्रतिनिधित्व करता है। यह बड़े माइनरों के लिए द्विघात लाभ को प्रदर्शित करता है।

3.2 TRGR विश्लेषण

निश्चित ब्लॉक प्रसार विलंब के तहत, हम साबित करते हैं कि माइनिंग लाभ हैशरेट अनुपात के साथ सुपर-रैखिक रूप से बढ़ता है: $E[R_i] \propto h_i \cdot (1 + \beta \cdot h_i)$ जहां $\beta$ नेटवर्क विलंब मापदंडों पर निर्भर करता है।

4. प्रायोगिक परिणाम

सिमुलेशन परिणाम दर्शाते हैं कि सामान्य नेटवर्क स्थितियों में 30% हैशरेट वाले माइनर 38% वास्तविक पुरस्कार प्राप्त करते हैं। यह विसंगति नेटवर्क विलंब और ब्लॉक आकार बढ़ने के साथ बढ़ती है।

5. तकनीकी कार्यान्वयन

फोर्क सिमुलेशन के लिए पायथन स्यूडोकोड:

def simulate_mining_round(miners, network_delay):
    blocks = []
    for miner in miners:
        if random() < miner.hashrate:
            block = mine_block(miner)
            blocks.append((block, miner.id))
    
    # Resolve forks based on propagation
    winning_block = resolve_forks(blocks, network_delay)
    return winning_block

6. भविष्य के अनुप्रयोग और दिशाएं

भविष्य के शोध दिशाओं में फोर्क-प्रतिरोधी सहमति तंत्र, अनुकूली ब्लॉक आकार एल्गोरिदम और विलंब-जागरूक माइनिंग प्रोटोकॉल विकसित करना शामिल है। अनुप्रयोग अन्य प्रूफ-ऑफ-वर्क क्रिप्टोकरेंसी तक विस्तारित होते हैं जो समान विकेंद्रीकरण चुनौतियों का सामना कर रहे हैं।

7. संदर्भ

1. नाकामोटो, एस. (2008). बिटकॉइन: ए पीयर-टू-पीयर इलेक्ट्रॉनिक कैश सिस्टम.
2. गर्वेस, ए., एट अल. (2016). ऑन द सिक्योरिटी एंड परफॉर्मेंस ऑफ प्रूफ ऑफ वर्क ब्लॉकचेन्स.
3. सपीरशटीन, ए., एट अल. (2016). ऑप्टिमल सेल्फिश माइनिंग स्ट्रैटेजीज इन बिटकॉइन.
4. संकर, एल. एस., एट अल. (2017). टुवर्ड्स ए थ्योरी ऑफ ब्लॉकचेन फोर्किंग.

मूल विश्लेषण

यह शोध बिटकॉइन के माइनिंग पुरस्कार वितरण में संरचनात्मक पूर्वाग्रहों का सम्मोहक सबूत प्रदान करता है, जो दर्शाता है कि कैसे "अमीर और अमीर होते जाते हैं" घटना बाहरी बाजार बलों के बजाय मौलिक प्रोटोकॉल विशेषताओं से उत्पन्न होती है। सकुराई और शूडो द्वारा स्थापित गणितीय ढांचा ब्लॉकचेन सुरक्षा पर गर्वेस एट अल के पिछले कार्य पर आधारित है लेकिन फोर्क रिज़ॉल्यूशन गतिशीलता को मॉडल करने में महत्वपूर्ण नवाचार पेश करता है। जिस तरह CycleGAN (झू एट अल., 2017) ने साइकल कंसिस्टेंसी को औपचारिक रूप देकर इमेज-टू-इमेज ट्रांसलेशन में क्रांति ला दी, उसी तरह यह कार्य ब्लॉकचेन नेटवर्क में फोर्क कंसिस्टेंसी को औपचारिक रूप देता है।

आदर्श स्थितियों में हैशरेट अनुपात और माइनिंग लाभ दर ($\rho_i \propto h_i$) के बीच रैखिक संबंध अंतर्निहित केंद्रीकरण दबावों को प्रकट करता है जो बिटकॉइन के विकेंद्रीकृत आदर्शों का खंडन करते हैं। यह खोज बिटकॉइन कोर डेवलपमेंट टीम द्वारा प्रूफ-ऑफ-वर्क सहमति की दीर्घकालिक स्थिरता के बारे में उठाई गई चिंताओं के अनुरूप है। ब्लॉकचेन.कॉम जैसे ब्लॉकचेन एक्सप्लोरर के अनुभवजन्य डेटा के विरुद्ध मान्य शोध पद्धति, पिछले विश्लेषणात्मक दृष्टिकोणों पर एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करती है जो >100% अनुमान त्रुटियों से ग्रस्त थे।

तकनीकी परिप्रेक्ष्य से, समय अंतराल-आधारित "राउंड" पद्धति पिछले फोर्क विश्लेषण में महत्वपूर्ण सीमाओं को संबोधित करती है। यह दृष्टिकोण वितरित सिस्टम साहित्य में राउंड-आधारित विश्लेषण, विशेष रूप से आंशिक सिंक्रोनी मॉडल में सहमति पर ड्वोर्क, लिंच और स्टॉकमेयर के कार्य के साथ वैचारिक समानताएं साझा करता है। परिवर्तनशील प्रसार विलंब के तहत मजबूती विश्लेषण नेटवर्क पैरामीटर अनुकूलन के लिए व्यावहारिक अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, संभावित रूप से बिटकॉइन और समान क्रिप्टोकरेंसी में प्रोटोकॉल सुधारों को सूचित करता है।

निहितार्थ शैक्षणिक रुचि से परे वास्तविक दुनिया की माइनिंग पूल गतिशीलता और नियामक विचारों तक फैले हुए हैं। जैसा कि आईएमएफ की 2021 वैश्विक वित्तीय स्थिरता रिपोर्ट में उल्लेख किया गया है, माइनिंग एकाग्रता क्रिप्टोकरेंसी पारिस्थितिकी तंत्र के लिए व्यवस्थित जोखिम पैदा करती है। यह शोध इन चिंताओं के लिए गणितीय आधार प्रदान करता है और विकेंद्रीकरण को बढ़ाने के लिए प्रोटोकॉल संशोधनों की दिशाएं सुझाता है, जो एथेरियम के प्रूफ-ऑफ-स्टेक में चल रहे संक्रमण के समान है।