ब्लॉकचेन कैसे काम करती है?

पिछले कुछ वर्षों में “blockchain” शब्द से बचना मुश्किल हो गया है। 10 साल पहले केवल tech-savvies ही यह जानने में रुचि रखते थे कि यह क्या है, लेकिन अब यह शब्द हर जगह फैल गया है, फिर भी हममें से अधिकांश के पास इस तकनीक के बारे में सिर्फ़ एक धुंधला-सा अंदाज़ा है। आइए जानें कि blockchain क्या है और यह कैसे काम करता है। 

Blockchain क्या है?

आइए पहले यह परिभाषित करके शुरू करें कि यह क्या नहीं है, क्योंकि blockchain और crypto दुनिया में कदम रखने वाले अधिकांश लोग यही गलती करते हैं। 

Blockchain कोई programming language, cryptographic codification, या Python अथवा किसी अन्य language का framework नहीं है। और सबसे महत्वपूर्ण बात, यह crypto के समान भी नहीं है, हालाँकि ये terms आपस में काफ़ी संबंधित हैं। 

Blockchain एक बिल्कुल नई technology है। यह time-stamped series of immutable data का एक विशेष प्रकार का database है, जिसे एक single centralized entity के बजाय computers के network द्वारा managed किया जाता है। सारी जानकारी cryptographically encrypted होती है। Blockchain को इस तरह programmed किया गया है कि इसे hack करना असंभव हो। 

Blockchain को अक्सर distributed ledger technology के रूप में समझाया जाता है, जहाँ ledger का मतलब transactions के records के संग्रह से होता है। उदाहरण के लिए, operations को रिकॉर्ड करने वाला computer एक ledger हो सकता है। सभी ledgers का पूरा suite एक network में एकीकृत होता है और transactions रिकॉर्ड करता है, जिसे व्यावहारिक रूप से किसी भी चीज़ को track करने के लिए programmed किया जा सकता है। हर transaction, पहले वाले से शुरू होकर, blockchain पर हमेशा के लिए रिकॉर्ड हो जाती है। 

Blockchain पर किसी भी data को central authority नियंत्रित नहीं कर सकती, और network पर सभी operations network के सभी participants को दिखाई देते हैं, ठीक वैसे ही जैसे एक online spreadsheet जिसे कई लोग एक साथ edit कर रहे हों। लेकिन blockchain में, हम हज़ारों computers की बात कर रहे हैं। 

यह निश्चित रूप से कहना मुश्किल है कि blockchain किसने बनाया, लेकिन इस technology का पहला वर्णन 1991 में प्रकाशित Stuart Haber और W. Scott Stornetta की पुस्तक “Journal of Cryptography” में पाया जा सकता है। उन्होंने इस technology को digital documents को timestamp करने और उनकी authenticity सत्यापित करने के एक तरीके के रूप में देखा।

Block क्या है और यह Data कैसे Store करता है?

पारंपरिक databases के विपरीत, जहाँ data columns, tables, या files में store होता है, blockchain पर सारी information linked-together sequences या batches में organized होती है जिन्हें blocks कहा जाता है। ये सब मिलकर एक chain बनाते हैं — blocks की एक निरंतर line। प्रत्येक block मूल रूप से ledger का एक page होता है, जिसमें transactions की एक निश्चित मात्रा recorded होती है। 

Blocks की chain किसी central computer की नहीं होती, बल्कि blockchain nodes द्वारा managed की जाती है — जो peer-to-peer network में जुड़े computers होते हैं। 

हर block के तीन मुख्य components होते हैं: 

• Data — यह अलग-अलग हो सकती है, इस पर निर्भर करता है कि specific blockchain किस काम के लिए इस्तेमाल हो रही है। इसमें transactions (data, amount, receiver, और sender), products (supply chains में), या, उदाहरण के लिए, medical records का विवरण शामिल हो सकता है। 
• Hash — एक cryptographic function है जो सभी input data को एक fixed-length string of numbers में बदल देता है। दूसरे शब्दों में, यह एक unique digital signature है जो block और उसकी content की पहचान करता है। 
• पिछले block का hash — यही हिस्सा blockchain बनाता है; क्योंकि हर अगला block अपने से पहले वाले block का hash शामिल करता है, network बहुत सुरक्षित हो जाता है। 

Blockchain कैसे काम करता है?

Blockchain का functioning एक multi-step process है।

1. 1. दो parties एक unit of value को exchange करने का निर्णय लेती हैं, और उनमें से एक transaction शुरू करने के लिए data input करती है।  
2. 2. Transaction को technology द्वारा authenticated किया जाता है।  
3. 3. Blockchain पर एक नया block बनाया जाता है जिसमें कई transactions शामिल होती हैं, और उनमें संबंधित transaction भी होती है।
4. 4. यह block network के हर node को भेजा जाता है।
5. 5. Authorized nodes transaction को verify करते हैं और यदि वह सही होती है, तो उसे existing blockchain में जोड़ देते हैं। Nodes को या तो miners (Proof-of-Work networks में) या stakers (Proof-of-Stake blockchains में) कहा जा सकता है। 
6. 6. Update को पूरे network में वितरित करके transaction को finalised किया जाता है। 

Blockchain को कैसे सुरक्षित किया जाता है?

Blockchain networks में hash की प्रकृति इसे immutable बनाती है। Block A, block B की ओर points करता है, block B block C की ओर, और इसी तरह आगे। यह system पूरे chain को बदले बिना किसी एक block को counterfeit करना असंभव बना देता है। यदि आप block में कुछ भी बदलते हैं, तो वह block के hash को प्रभावित करेगा, और अगला block, जो पिछले वाले की ओर point करने वाला था, invalid हो जाएगा। 

लेकिन केवल hashing नेटवर्क को सही ढंग से सुरक्षित नहीं कर सकती। आधुनिक computers बहुत तेज़ हैं और प्रति सेकंड हज़ारों hashes calculate कर सकते हैं, इसलिए सैद्धांतिक रूप से कोई malefactor एक block के hash में छेड़छाड़ कर सकता है और फिर falsification को छिपाने के लिए अगले blocks के hashes calculate करके उन्हें बदल सकता है। 

Consensus Mechanisms 

ऐसी छेड़छाड़ को रोकने के लिए हर blockchain एक विशिष्ट validation process का उपयोग करता है, जिसे consensus mechanism कहा जाता है। इसका मतलब है कि network पर कुछ भी होने के लिए, उसके users को एक agreement या consensus पर पहुँचना होता है। 

सबसे आम consensus protocols Proof-of-Work और Proof-of-Stake हैं। दोनों में, nodes को यह देखना होता है कि नया block चुने गए approval mechanism की requirements पूरी करता है या नहीं, ताकि उसे chain में जोड़ा जा सके। यदि requisites valid हों, तो block chain का हिस्सा बन जाता है और nodes और blocks जोड़ते रहते हैं। यदि consensus संभव नहीं होता, तो नए blocks जोड़ने की प्रक्रिया तब तक रुक जाती है जब तक समस्या का कारण खोजकर हल नहीं कर लिया जाता। 

ऐसा हो सकता है कि अलग-अलग nodes अलग-अलग blocks को valid मानें, और इस स्थिति में सबसे लंबी chain को मुख्य blockchain माना जाएगा और छोटी वाली को discard कर दिया जाएगा। 

यह प्रक्रिया अधिक समय नहीं लेती क्योंकि सभी calculations computers द्वारा की जाती हैं। उदाहरण के लिए, Bitcoin blockchain पर proof calculate करने और block जोड़ने में लगभग 10 मिनट लगते हैं। Validation की frequency assets के साथ छेड़छाड़ करना और भी कठिन बना देती है। Bitcoin या Ethereum जैसे बड़े networks, जिनमें hundreds of thousands of blocks होते हैं, पर chain में manipulation करना लगभग असंभव है।  

बड़े blockchains को fake करने का एकमात्र तरीका यह है कि validation process में शामिल 51% से अधिक participants ledger को फिर से लिखने का निर्णय लें। ऐसी स्थिति में वे कोई भी data input और approve कर सकेंगे, और transaction के साथ जो चाहें कर सकेंगे, यहाँ तक कि एक ही tokens को दो बार खर्च कर सकते हैं या उन्हें chain से हटा सकते हैं। 

निष्कर्ष 

Blockchain technology लोगों को किसी भी प्रकार के data को रिकॉर्ड करने के लिए reliable systems बनाने की अनुमति देती है और उन operations से किसी भी तरह की authority को हटा देती है। Users data की authenticity सुनिश्चित करने के लिए केवल data और technology पर निर्भर रहते हैं। 

दुनिया भर में विभिन्न प्रकार के social institutions blockchain technology की शक्ति को समझने और इसे अपनाने लगे हैं। इसका मुख्य उपयोग financial institutions, governments, healthcare, और technology द्वारा personal information के secure transfer के लिए किया जाता है।