प्लाज्मा कैश ब्लॉकचेन राज्य डेटा संरचनाएं

हैलो, प्रिय Habrausers! यह आलेख वेब 3.0, विकेंद्रीकरण के साथ इंटरनेट के बारे में है। वेब 3.0 आधुनिक इंटरनेट के आधार के रूप में विकेंद्रीकरण की अवधारणा का परिचय देता है, कई कंप्यूटर सिस्टम और नेटवर्क को उनकी जरूरतों के लिए सुरक्षा और विकेंद्रीकरण गुणों की आवश्यकता होती है। विकेन्द्रीकरण समाधान को वितरित रजिस्ट्री प्रौद्योगिकी या ब्लॉकचेन कहा जाता है।



ब्लॉकचेन एक वितरित रजिस्ट्री है। इसे एक विशाल डेटाबेस के रूप में माना जा सकता है जो हमेशा के लिए रहता है और इतिहास में नहीं बदलता है, ब्लॉकचैन का उपयोग विकेंद्रीकृत वेब अनुप्रयोगों या सेवाओं के लिए एक आधार के रूप में किया जाता है।

संक्षेप में, ब्लॉकचैन केवल एक डेटाबेस नहीं है, यह नेटवर्क प्रतिभागियों के बीच विश्वास बढ़ाने का अवसर है, जो नेटवर्क पर व्यावसायिक तर्क को निष्पादित करने की क्षमता रखता है।

बीजान्टिन सर्वसम्मति नेटवर्क विश्वसनीयता को बढ़ाती है जो स्थिरता की समस्या को हल करती है
DLT जो स्केलेबिलिटी लाता है, वह मौजूदा व्यवसाय नेटवर्क को बदल रहा है।

ब्लॉकचेन नए बहुत महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है:

1. महंगी गलतियों की रोकथाम।
2. पारदर्शी लेन-देन।
3. वास्तविक वस्तुओं के लिए डिजिटलीकरण।
4. स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट।
5. भुगतान की गति और सुरक्षा।

स्पष्ट पीओई एक परियोजना है जिसका लक्ष्य क्रिप्टोग्राफिक प्रोटोकॉल का अध्ययन करना और मौजूदा डीएलटी और ब्लॉकचेन समाधानों में सुधार करना है।

अधिकांश सार्वजनिक वितरित रजिस्ट्री सिस्टम में स्केलेबिलिटी गुण नहीं हैं - उनका थ्रूपुट कम है। उदाहरण के लिए, Ethereum केवल ~ 20 tx / s प्रोसेस करता है।
स्केलेबिलिटी संपत्ति को बढ़ाने और विकेंद्रीकरण को न खोने के लिए कई समाधान बनाए गए थे (जैसा कि आप जानते हैं, 3 में से केवल 2 को ही जाना जा सकता है: स्केलेबिलिटी, सुरक्षा, विकेंद्रीकरण)।

सबसे प्रभावी में से एक एक समाधान है जिसका उपयोग साइडचाइन्स का उपयोग करके किया जाता है।

प्लाज्मा अवधारणा

अवधारणा यह है कि रूट चेन चाइल्ड चेन से कम संख्या में काम करता है, जिससे रूट चेन सभी मध्यवर्ती राज्यों को संचय करने के लिए सबसे सुरक्षित और अंतिम परत के रूप में कार्य करता है। प्रत्येक बाल श्रृंखला अपने स्वयं के सर्वसम्मति एल्गोरिथ्म के साथ अपने स्वयं के ब्लॉकचेन के रूप में कार्य करती है, लेकिन कुछ महत्वपूर्ण चेतावनी हैं।

• स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स रूट चेन में बनाए जाते हैं और रूट चेन में चाइल्ड चेन पर एक चेकपॉइंट के रूप में कार्य करते हैं।
• एक चाइल्ड चेन बनाई जाती है जो अपनी सहमति से अपनी ब्लॉकचेन के रूप में कार्य करती है। बाल प्रक्रियाओं की श्रृंखला में सभी राज्यों को धोखाधड़ी के सबूतों द्वारा संरक्षित किया जाता है, जो यह सुनिश्चित करते हैं कि राज्यों के बीच सभी संक्रमण वैध हैं और एक वापसी प्रोटोकॉल लागू करते हैं।
• डैप या चाइल्ड-चेन (एप्लिकेशन लॉजिक) के लिए विशिष्ट स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स को तब चाइल्ड चेन में तैनात किया जा सकता है।
• आवश्यक उपकरणों को रूट-चेन से चाइल्ड-चेन में स्थानांतरित किया जा सकता है।

मान्यताओं में ईमानदारी से काम करने के लिए आर्थिक प्रोत्साहन हैं, और रूट श्रृंखला के लिए टिप्पणियां भेजते हैं - लेन-देन के अंतिम निपटान की परत।

नतीजतन, चाइल्ड-चेन में काम करने वाले डैप उपयोगकर्ताओं को रूट-चेन के साथ बिल्कुल भी बातचीत नहीं करनी चाहिए। इसके अलावा, वे जब चाहें, बाल श्रृंखला को हैक करने के लिए अपने पैसे को मूल श्रृंखला में वापस ले सकते हैं। चाइल्ड-चेन से ये निकास उपयोगकर्ताओं को एक निश्चित राशि के स्वामित्व की पुष्टि करते हुए, मर्कल प्रूफ का उपयोग करके अपने फंड को सुरक्षित रूप से संग्रहीत करने की अनुमति देते हैं।

प्लाज्मा के मुख्य लाभ इसकी गणना से संबंधित गणनाओं को सुविधाजनक बनाने की क्षमता से संबंधित हैं जो वर्तमान में मुख्य श्रृंखला को अधिभारित करते हैं। इसके अलावा, एथेरियम ब्लॉकचेन अधिक व्यापक और अधिक समानांतर डेटासेट की प्रक्रिया कर सकता है। रूट श्रृंखला से लिया गया समय भी एथेरियम नोड्स में स्थानांतरित किया जाता है, जो कम प्रसंस्करण और भंडारण आवश्यकताओं को प्राप्त करता है।

प्लाज्मा कैश एक डिज़ाइन है जो नेटवर्क टोकन को अद्वितीय सीरियल नंबर देता है जो उन्हें अद्वितीय टोकन में बदल देता है। इसके लाभों में पुष्टिकरण की आवश्यकता की अनुपस्थिति, सभी प्रकार के टोकन के लिए सरल समर्थन (गैर-कवक टोकन सहित), और बाल श्रृंखला से बड़े पैमाने पर निकास के खिलाफ शमन शामिल हैं।

प्लाज्मा समस्या बाल श्रृंखला से "द्रव्यमान निकास" की अवधारणा से संबंधित है। इस परिदृश्य में, बेटी श्रृंखला से एक समन्वित एक साथ बाहर निकलने से संभवतः सभी फंडों को वापस लेने के लिए कंप्यूटिंग शक्ति की कमी हो सकती है। परिणामस्वरूप, उपयोगकर्ता पैसे खो सकते हैं।

प्लाज्मा कार्यान्वयन विकल्प

बेस प्लाज्मा में कार्यान्वयन के लिए कई विकल्प हैं।

मुख्य अंतर हैं:

• राज्य को संग्रहीत करने और प्रस्तुत करने की विधि के बारे में जानकारी संग्रहीत करना,
• प्रकार के टोकन (विभाज्य अविभाज्य),
• लेनदेन सुरक्षा
• आम सहमति एल्गोरिथ्म के प्रकार, आदि।

प्लाज्मा की मुख्य विविधताएँ:

• UTXO आधारित - प्रत्येक लेनदेन में इनपुट और आउटपुट होते हैं: एक लेनदेन का संचालन और खर्च किया जा सकता है, खर्च किए गए लेनदेन की सूची बाल-श्रृंखला की एक स्थिति है।
• खाता आधारित - बस प्रत्येक खाते-खाते और उसके संतुलन का प्रतिबिंब होता है, इस प्रकार का उपयोग इथेरेम में किया जाता है क्योंकि प्रत्येक खाता दो प्रकार का हो सकता है - एक उपयोगकर्ता खाता और एक स्मार्ट अनुबंध खाता। इस प्रकार के राज्य भंडारण का लाभ इसकी सादगी है, और ऋण यह है कि यह विकल्प स्केलेबल नहीं है (विशेष गैर-संपत्ति का उपयोग लेनदेन को दो बार निष्पादित होने से रोकने के लिए किया जाता है)।

इस लेख का उद्देश्य उन डेटा संरचनाओं की व्याख्या करना है जो प्लाज्मा कैश ब्लॉकचेन में उपयोग की जाती हैं।

यह समझने के लिए कि प्रतिबद्धता कैसे काम करती है, आपको मर्कल ट्री की अवधारणा को स्पष्ट करने की आवश्यकता है।

प्लाज़्मा में मर्कल के पेड़ अपना उपयोग करते हैं

मर्कल ट्री ब्लॉकचेन दुनिया में एक अत्यंत महत्वपूर्ण डेटा संरचना है। संक्षेप में, मर्कले के पेड़ हमें कुछ डेटा सेट को इस तरह से कैप्चर करने की क्षमता देते हैं जो डेटा को छुपाता है, लेकिन उपयोगकर्ताओं को यह साबित करने की अनुमति देता है कि कुछ जानकारी सेट में थी। उदाहरण के लिए, यदि मेरे पास दस संख्याएँ हैं, तो मैं इन संख्याओं के लिए प्रमाण बना सकता हूँ और फिर साबित कर सकता हूँ कि संख्याओं के इस समूह में एक विशेष संख्या थी। इन प्रमाणों में एक छोटा स्थिर आकार होता है, जो उन्हें एथेरियम को प्रकाशित करने के लिए सस्ता बनाता है।

आप इसका उपयोग लेनदेन के सेट के लिए कर सकते हैं। आप यह भी साबित कर सकते हैं कि लेनदेन के इस सेट में एक विशेष लेनदेन है। यह वही है जो ऑपरेटर करता है। प्रत्येक ब्लॉक में लेनदेन का एक सेट होता है जो मर्कल ट्री में बदल जाता है। इस पेड़ की जड़ प्रमाण है, जो प्लाज्मा के प्रत्येक ब्लॉक के साथ एथेरियम में प्रकाशित होता है।

उपयोगकर्ताओं को प्लाज्मा श्रृंखला से अपने धन को वापस लेने में सक्षम होना चाहिए। जब ​​उपयोगकर्ता प्लाज्मा श्रृंखला से बाहर निकलना चाहते हैं, तो वे एथोमम को "निकास" लेनदेन भेजते हैं।

प्लाज्मा कैश विशेष मर्कल ट्री का उपयोग करता है जो पूरे ब्लॉक को मान्य करने के लिए नहीं बल्कि केवल उन शाखाओं को मान्य करने के लिए संभव बनाता है जो उपयोगकर्ता के टोकन के अनुरूप हैं।

यही है, एक टोकन को स्थानांतरित करने के लिए, आपको इतिहास के माध्यम से जाने और केवल उन टोकन को स्कैन करने की आवश्यकता है जो एक निश्चित उपयोगकर्ता की आवश्यकता होती है, जब एक टोकन को स्थानांतरित करते हुए, उपयोगकर्ता बस पूरे इतिहास को किसी अन्य उपयोगकर्ता को भेजता है और वह पहले से ही पूरे इतिहास को प्रमाणित कर सकता है - और सबसे महत्वपूर्ण बात, इसे बहुत जल्दी से करें।

प्लाज्मा कैश डेटा की स्थिति और इतिहास के भंडारण के लिए संरचनाएं

फिर भी, केवल कुछ मर्कल वृक्षों का उपयोग करना आवश्यक है, क्योंकि ब्लॉक में लेन-देन को शामिल न करने का प्रमाण प्राप्त करना आवश्यक है और उदाहरण के लिए, ब्लॉक में लेनदेन को शामिल न करने का प्रमाण

• विरल पेड़
• पेट्रीसिया ट्राइ

नब्ज स्पार्स मर्कल ट्री और पेट्रीसिया ट्राइ के अपने कार्यान्वयन को पूरा किया

एक विरल मर्कल वृक्ष एक मानक मर्कल वृक्ष के समान है, सिवाय इसके कि इसमें मौजूद डेटा को अनुक्रमित किया जाता है और प्रत्येक डेटा बिंदु को एक शीट पर रखा जाता है जो उस डेटा बिंदु के सूचकांक से मेल खाता है

मान लीजिए कि हमारे पास चार पत्तियों वाला एक मर्कल ट्री है। हम इस पेड़ को प्रदर्शन के लिए कुछ अक्षरों (ए, डी) से भरेंगे। अक्षर A वर्णमाला का पहला अक्षर है, इसलिए हमें इसे पहली शीट पर रखना होगा। इसी तरह, हम चौथी शीट पर डी डाल सकते हैं।

तो दूसरी और तीसरी पत्तियों में क्या होता है? हम बस उन्हें खाली छोड़ देते हैं। अधिक सटीक रूप से, एक विशेष मूल्य (उदाहरण के लिए, शून्य) को अक्षर रखने के बजाय रखा गया है।

पेड़ अंततः इस तरह दिखता है:



समावेश का प्रमाण एक नियमित मर्कल वृक्ष की तरह काम करता है। यदि हम यह साबित करना चाहते हैं कि सी इस मर्कल वृक्ष का हिस्सा नहीं है तो क्या होगा? यह आसान है! हम जानते हैं कि यदि C किसी पेड़ का हिस्सा होता, तो वह तीसरी शीट पर होता। यदि सी पेड़ का हिस्सा नहीं है, तो तीसरा पत्ता शून्य होना चाहिए।

सभी की जरूरत है कि मर्कल को शामिल करने का मानक प्रमाण है, यह दर्शाता है कि तीसरी शीट शून्य है।

एक विरल मर्कल ट्री का सबसे अच्छा हिस्सा यह है कि वे वास्तव में मर्कल ट्री के अंदर की-वैल्यू स्टोर का प्रतिनिधित्व करते हैं!

यहाँ पीओई प्रोटोकॉल कोड का एक हिस्सा है जो स्पार्स मर्कल ट्री बिल्ड को लागू करता है।

class SparseTree { //... buildTree() { if (Object.keys(this.leaves).length > 0) { this.levels = [] this.levels.unshift(this.leaves) for (let level = 0; level < this.depth; level++) { let currentLevel = this.levels[0] let nextLevel = {} Object.keys(currentLevel).forEach((leafKey) => { let leafHash = currentLevel[leafKey] let isEvenLeaf = this.isEvenLeaf(leafKey) let parentLeafKey = leafKey.slice(0, -1) let neighborLeafKey = parentLeafKey + (isEvenLeaf ? '1' : '0') let neighborLeafHash = currentLevel[neighborLeafKey] if (!neighborLeafHash) { neighborLeafHash = this.defaultHashes[level] } if (!nextLevel[parentLeafKey]) { let parentLeafHash = isEvenLeaf ? ethUtil.sha3(Buffer.concat([leafHash, neighborLeafHash])) : ethUtil.sha3(Buffer.concat([neighborLeafHash, leafHash])) if (level == this.depth - 1) { nextLevel['merkleRoot'] = parentLeafHash } else { nextLevel[parentLeafKey] = parentLeafHash } } }) this.levels.unshift(nextLevel) } } } } 

यह कोड बहुत तुच्छ है। हमारे पास समावेश / गैर-समावेशन के प्रमाण के साथ एक कुंजी-मूल्य स्टोर है।

प्रत्येक पुनरावृत्ति में, अंतिम पेड़ का एक विशिष्ट स्तर भरा होता है, जो पिछले एक के साथ शुरू होता है। वर्तमान शीट की किस कुंजी के आधार पर सम या विषम है, हम दो आसन्न शीट लेते हैं और वर्तमान स्तर के हैश पर विचार करते हैं। यदि हम अंत तक पहुँचते हैं तो हम एक एकल मर्कलेरूट लिखते हैं - एक सामान्य हैश।

आपको यह समझना चाहिए कि यह पेड़ पहले से ही खाली मूल्यों से भरा हुआ है! और अगर हम आईडीएस टोकन की एक बड़ी राशि संग्रहीत करते हैं। हमारे पास एक विशाल पेड़ का आकार है और इसे उत्पन्न करने में बहुत लंबा समय लगता है!

इस अडॉप्टिमाइजेशन के कई समाधान हैं, लेकिन ऑप्टी ने इस पेड़ को पेट्रीसिया ट्राइ में बदलने का फैसला किया।

पेट्रीसिया ट्राई रेडिक्स ट्राइ और मर्कल ट्राई का मिश्रण है।

Radix Trie डेटा कुंजी डेटा पथ को स्वयं संग्रहीत करेगी! यह आपको मेमोरी के लिए एक अनुकूलित डेटा संरचना बनाने की अनुमति देता है!

स्पष्ट कार्यान्वयन

 buildNode(childNodes, key = '', level = 0) { let node = {key} this.iterations++ if (childNodes.length == 1) { let nodeKey = level == 0 ? childNodes[0].key : childNodes[0].key.slice(level - 1) node.key = nodeKey let nodeHashes = Buffer.concat([Buffer.from(ethUtil.sha3(nodeKey)), childNodes[0].hash]) node.hash = ethUtil.sha3(nodeHashes) return node } let leftChilds = [] let rightChilds = [] childNodes.forEach((node) => { if (node.key[level] == '1') { rightChilds.push(node) } else { leftChilds.push(node) } }) if (leftChilds.length && rightChilds.length) { node.leftChild = this.buildNode(leftChilds, '0', level + 1) node.rightChild = this.buildNode(rightChilds, '1', level + 1) let nodeHashes = Buffer.concat([Buffer.from(ethUtil.sha3(node.key)), node.leftChild.hash, node.rightChild.hash]) node.hash = ethUtil.sha3(nodeHashes) } else if (leftChilds.length && !rightChilds.length) { node = this.buildNode(leftChilds, key + '0', level + 1) } else if (!leftChilds.length && rightChilds.length) { node = this.buildNode(rightChilds, key + '1', level + 1) } else if (!leftChilds.length && !rightChilds.length) { throw new Error('invalid tree') } return node } 

यही है, हम पुनरावर्ती से गुजरते हैं और अलग-अलग बाएं और दाएं बच्चे को जोड़ते हैं। उसी समय, कुंजी का निर्माण इस पेड़ में एक पथ की तरह है!

यह समाधान और भी अधिक तुच्छ है और काफी अनुकूलित होते हुए तेजी से काम करता है! वास्तव में, पेट्रीसिया के पेड़ को नए प्रकार के नोड्स - विस्तार नोड, शाखा नोड, आदि के रूप में अनुकूलित किया जा सकता है, जैसा कि एथेरियम प्रोटोकॉल में किया गया है, लेकिन यह कार्यान्वयन हमारी सभी स्थितियों को संतुष्ट करता है - हमें एक तेज और मेमोरी-अनुकूलित डेटा संरचना मिली।

इन डेटा संरचनाओं को लागू करने से, टेम्पी ने प्लाज्मा कैश को स्केल करना संभव बना दिया क्योंकि यह टोकन के इतिहास और पेड़ में टोकन को शामिल नहीं करने के समावेश की जांच करना संभव बनाता है! यह आपको ब्लॉक और प्लाज्मा चाइल्ड चेन के सत्यापन को बहुत तेज करने की अनुमति देता है।

उपयोगी लिंक:

1. श्वेत पत्र प्लाज्मा
2. गिट हब
3. मामलों और वास्तुकला विवरण का उपयोग करें
4. लाइटनिंग नेटवर्क पेपर