ब्लॉकचेन टेक्नोलॉजी क्या है और कैसे काम करती है?

ब्लॉकचेन का इतिहास (History of Blockchain)

शुरुआत:

• 1991 में Stuart Haber और W. Scott Stornetta ने सबसे पहले ब्लॉकचेन जैसी तकनीक की नींव रखी थी।
• उन्होंने ऐसे डिजिटल डॉक्युमेंट्स को सुरक्षित करने की तकनीक विकसित की थी जिनमें छेड़छाड़ न की जा सके।

मुख्य पहचान:

• 2008 में Satoshi Nakamoto (एक अज्ञात व्यक्ति/समूह) ने Bitcoin के साथ ब्लॉकचेन को लोकप्रिय बनाया।
• बिटकॉइन एक Peer-to-Peer Electronic Cash System था जो बिना किसी बैंक या मध्यस्थ के मूल्य के लेन-देन को संभव बनाता था।
  

ब्लॉकचेन की मुख्य विशेषताएं (Key Features of Blockchain)

1. Decentralization (विकेंद्रीकरण)

• किसी एक Central Authority का नियंत्रण नहीं होता।
• हर Node के पास डेटा की कॉपी होती है।
• एक हिस्से के फेल होने पर भी नेटवर्क चलता रहता है।

2. Transparency (पारदर्शिता)

• सभी लेन-देन नेटवर्क के अधिकृत यूज़र्स के लिए दृश्यमान होते हैं।
• पहचान Pseudonymous होती है यानी डिजिटल एड्रेस से जुड़ी होती है।
  3. Immutability (अपरिवर्तनीयता)

• एक बार रिकॉर्ड हो गया डेटा बदला नहीं जा सकता।
• हर ब्लॉक पिछले ब्लॉक से क्रिप्टोग्राफिक रूप से जुड़ा होता है।
• किसी बदलाव की कोशिश नेटवर्क द्वारा तुरंत रिजेक्ट हो जाती है।

4. Security (सुरक्षा)

• Cryptography और Consensus Mechanism का उपयोग होता है।
• नेटवर्क के सभी नोड्स किसी बदलाव पर सहमति देते हैं।
• इससे डेटा से छेड़छाड़ करना लगभग असंभव होता है।

5. Efficiency (दक्षता)

• मध्यस्थों (जैसे बैंक, थर्ड पार्टी) की आवश्यकता घट जाती है।
• ट्रांजैक्शन तेज और सस्ते हो सकते हैं।
• प्रक्रियाओं में ऑटोमेशन और भरोसा बढ़ता है।

ब्लॉकचेन टेक्नोलॉजी कैसे काम करती है? (How Does Blockchain Technology Work?)

अब जब हम ब्लॉकचेन की मूल बातें और विशेषताओं को समझ गए हैं, तो आइए गहराई से देखें कि ब्लॉकचेन टेक्नोलॉजी कैसे काम करती है।

Transaction (लेन-देन) कैसे होता है?

ब्लॉकचेन पर कोई भी गतिविधि एक लेन-देन के रूप में शुरू होती है। यह एक क्रिप्टोकरेंसी भेजना, किसी अनुबंध को निष्पादित करना, या किसी आपूर्ति श्रृंखला में किसी उत्पाद की स्थिति को अपडेट करना हो सकता है।

• एक नए लेन-देन का अनुरोध (Request): 

जब कोई उपयोगकर्ता एक नया लेन-देन शुरू करना चाहता है (जैसे, व्यक्ति A व्यक्ति B को कुछ क्रिप्टोकरेंसी भेजना चाहता है), तो एक अनुरोध उत्पन्न होता है।

• लेन-देन का नेटवर्क पर प्रसारण (Broadcast): 

यह अनुरोध डिजिटल रूप से हस्ताक्षरित होता है (उपयोगकर्ता की निजी कुंजी का उपयोग करके) और फिर ब्लॉकचेन नेटवर्क पर सभी प्रतिभागियों (नोड्स) को प्रसारित किया जाता है।

Block (ब्लॉक) क्या होता है?

• लेन-देन का समूह जो एक ब्लॉक में एकत्रित होता है: नेटवर्क पर प्रसारित होने वाले मान्य लेन-देन को एक पूल (जिसे मेमपूल भी कहा जाता है) में इकट्ठा किया जाता है। नेटवर्क के विशेष नोड्स, जिन्हें माइनर्स (Proof-of-Work में) या वैलिडेटर्स (Proof-of-Stake में) कहा जाता है, इन लेन-देनों को उठाते हैं और उन्हें एक नए “ब्लॉक” में समूहित करते हैं।
• प्रत्येक ब्लॉक में क्या जानकारी होती है:
  • डेटा (Data): इसमें लेन-देन का विवरण होता है जो उस ब्लॉक में शामिल होता है (जैसे भेजने वाला, प्राप्तकर्ता, राशि, आदि)।
  • हैश (Hash): यह उस ब्लॉक की एक यूनिक क्रिप्टोग्राफिक पहचान होती है, जो ब्लॉक के सभी डेटा के आधार पर उत्पन्न होती है। यदि ब्लॉक के डेटा में थोड़ा सा भी बदलाव होता है, तो हैश पूरी तरह से बदल जाएगा।
  • पिछले ब्लॉक का हैश (Previous Block’s Hash): यह सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है जो ब्लॉकों को एक साथ जोड़ता है। प्रत्येक ब्लॉक में अपने से ठीक पहले वाले ब्लॉक का हैश होता है, जिससे एक श्रृंखला या “चेन” बनती है। यही कारण है कि इसे ब्लॉकचेन कहा जाता है।

Cryptography (क्रिप्टोग्राफी) की भूमिका

क्रिप्टोग्राफी ब्लॉकचेन की सुरक्षा और अखंडता की रीढ़ है।

• Hashing (हैशिंग):

 ब्लॉकचेन SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit) जैसे क्रिप्टोग्राफिक हैश एल्गोरिदम का उपयोग करता है। हैशिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जो किसी भी आकार के इनपुट डेटा (जैसे लेन-देन का विवरण) को एक निश्चित आकार के यूनिक आउटपुट (हैश या “फिंगरप्रिंट”) में बदल देती है। यह एक-तरफ़ा प्रक्रिया है, जिसका अर्थ है कि हैश से मूल डेटा को वापस प्राप्त करना लगभग असंभव है। हैश यह सुनिश्चित करते हैं कि ब्लॉक सुरक्षित हैं और श्रृंखला में एक-दूसरे से जुड़े हुए हैं। यदि कोई किसी ब्लॉक की सामग्री को बदलने की कोशिश करता है, तो उस ब्लॉक का हैश बदल जाएगा, जिससे वह श्रृंखला के बाकी हिस्सों से असंगत हो जाएगा।

• Digital Signatures (डिजिटल हस्ताक्षर): 

लेन-देन की प्रामाणिकता और अखंडता सुनिश्चित करने के लिए डिजिटल हस्ताक्षर का उपयोग किया जाता है। जब कोई उपयोगकर्ता लेन-देन शुरू करता है, तो वह अपनी निजी कुंजी (Private Key) का उपयोग करके उस पर डिजिटल रूप से हस्ताक्षर करता है। इस हस्ताक्षर को नेटवर्क पर कोई भी उपयोगकर्ता उस उपयोगकर्ता की सार्वजनिक कुंजी (Public Key) का उपयोग करके सत्यापित कर सकता है। यह साबित करता है कि लेन-देन वास्तव में उसी उपयोगकर्ता द्वारा शुरू किया गया था और पारगमन के दौरान इसमें कोई बदलाव नहीं किया गया है।

Mining और Consensus Mechanism (कंसेंसस मैकेनिज्म)

एक ब्लॉकचेन नेटवर्क को नए ब्लॉकों को जोड़ने और यह सुनिश्चित करने के लिए एक तरीके की आवश्यकता होती है कि सभी प्रतिभागी लेजर की वर्तमान स्थिति पर सहमत हों। यहीं पर कंसेंसस मैकेनिज्म आते हैं।

• Proof-of-Work (PoW):

• • • यह सबसे पुराना और सबसे प्रसिद्ध कंसेंसस मैकेनिज्म है, जिसका उपयोग बिटकॉइन और शुरुआती इथेरियम द्वारा किया जाता है।
    • यह कैसे काम करता है: PoW में, “माइनर्स” नामक विशेष नोड्स जटिल गणितीय समस्याओं को हल करने के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं। जो माइनर सबसे पहले समस्या को हल करता है, उसे अगले ब्लॉक को ब्लॉकचेन में जोड़ने का अधिकार मिलता है और बदले में उसे नई क्रिप्टोकरेंसी (जैसे बिटकॉइन) और लेन-देन शुल्क के रूप में पुरस्कार मिलता है। इस प्रक्रिया को “माइनिंग” कहा जाता है।
    • माइनर्स (Miners) की भूमिका: लेन-देन को मान्य करना, उन्हें एक ब्लॉक में इकट्ठा करना और उस ब्लॉक को ब्लॉकचेन में जोड़ना।
    • ऊर्जा खपत की चुनौती: PoW की एक बड़ी आलोचना इसकी उच्च ऊर्जा खपत है, क्योंकि गणितीय समस्याओं को हल करने के लिए भारी कम्प्यूटेशनल शक्ति की आवश्यकता होती है।

• Proof-of-Stake (PoS):

• • • यह PoW का एक अधिक ऊर्जा-कुशल विकल्प है।
    • यह कैसे काम करता है: PoS में, नए ब्लॉक बनाने का अधिकार माइनर्स की कम्प्यूटेशनल शक्ति के बजाय उनके द्वारा “स्टेक” (यानी, नेटवर्क में लॉक) की गई क्रिप्टोकरेंसी की मात्रा के आधार पर निर्धारित होता है। जिनके पास अधिक सिक्के होते हैं (और कभी-कभी अन्य कारक जैसे कि वे कितने समय से सिक्के धारण कर रहे हैं), उनके अगले ब्लॉक को मान्य करने और पुरस्कार अर्जित करने की संभावना अधिक होती है।
    • PoW की तुलना में इसके फायदे: PoS काफी कम ऊर्जा का उपयोग करता है और कुछ मामलों में अधिक विकेंद्रीकरण को बढ़ावा दे सकता है। इथेरियम ने हाल ही में PoW से PoS में संक्रमण किया है।

• अन्य कंसेंसस मैकेनिज्म:

• • PoW और PoS के अलावा, कई अन्य कंसेंसस मैकेनिज्म भी मौजूद हैं, जिनमें शामिल हैं:
    • Delegated Proof-of-Stake (DPoS): इसमें टोकन धारक कुछ प्रतिनिधियों (Delegates) को वोट देते हैं जो ब्लॉक उत्पादन और सत्यापन के लिए जिम्मेदार होते हैं। यह PoS की तुलना में तेज़ और अधिक कुशल हो सकता है।
    • Proof-of-Authority (PoA): इसमें, ब्लॉकों को मान्य करने का अधिकार उन नोड्स को दिया जाता है जिनकी पहचान सत्यापित होती है और जिन्हें नेटवर्क में विश्वसनीय माना जाता है। यह अक्सर निजी या कंसोर्टियम ब्लॉकचेन में उपयोग किया जाता है।
  • इनके अलावा Proof-of-Elapsed-Time (PoET), Proof-of-Burn (PoB), Proof-of-Capacity (PoC) जैसे और भी मैकेनिज्म हैं।

Blocks की Chain (श्रृंखला) का निर्माण

ब्लॉकचेन का मुख्य विचार यही है कि ब्लॉक्स एक-दूसरे से एक श्रृंखला में जुड़े होते हैं, जिससे डेटा की अखंडता बनी रहती है।

1. कैसे नया ब्लॉक पिछले ब्लॉक से क्रिप्टोग्राफिक रूप से जुड़ता है: जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, प्रत्येक नए मान्य ब्लॉक में पिछले ब्लॉक का हैश होता है। यह पिछले ब्लॉक का हैश नए ब्लॉक के डेटा का हिस्सा बन जाता है, और फिर इस पूरे नए ब्लॉक का अपना हैश जेनरेट होता है। यह प्रक्रिया एक अटूट श्रृंखला बनाती है।
2. एक बार ब्लॉक जुड़ने के बाद उसे बदलना क्यों मुश्किल है (Immutability): यदि कोई किसी पुराने ब्लॉक में डेटा को बदलने की कोशिश करता है, तो उस ब्लॉक का हैश बदल जाएगा। चूंकि अगले ब्लॉक में इस (अब गलत) पिछले ब्लॉक का हैश संग्रहीत है, इसलिए अगला ब्लॉक भी अमान्य हो जाएगा, और इसी तरह पूरी श्रृंखला प्रभावित होगी। इस विसंगति को नेटवर्क के अधिकांश नोड्स द्वारा तुरंत पहचान लिया जाएगा, जो उस परिवर्तित श्रृंखला को अस्वीकार कर देंगे।
3. यदि कोई ब्लॉक के साथ छेड़छाड़ करने की कोशिश करता है तो क्या होता है: छेड़छाड़ करने वाले को न केवल उस विशिष्ट ब्लॉक के हैश को फिर से गणना करनी होगी, बल्कि उसके बाद के सभी ब्लॉकों के हैश को भी फिर से गणना करनी होगी, और यह सब नेटवर्क के बाकी हिस्सों की तुलना में तेजी से करना होगा जो मूल श्रृंखला पर काम कर रहे हैं। बड़े पब्लिक ब्लॉकचेन (जैसे बिटकॉइन) पर ऐसा करना कम्प्यूटेशनल रूप से लगभग असंभव है, क्योंकि इसके लिए अत्यधिक मात्रा में कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता होगी (जिसे 51% हमला कहा जाता है)।

Distributed Ledger (वितरित लेजर)

ब्लॉकचेन कोई केंद्रीय डेटाबेस नहीं है, बल्कि एक वितरित लेजर है जो नेटवर्क के सभी प्रतिभागियों के बीच साझा होता है।

• नेटवर्क के सभी नोड्स (Nodes) पर लेजर की कॉपी का सिंक्रनाइज़ (Synchronize) होना: जब एक नया ब्लॉक मान्य होता है और ब्लॉकचेन में जोड़ा जाता है, तो यह जानकारी नेटवर्क के सभी नोड्स में प्रसारित की जाती है। प्रत्येक नोड अपने लेजर की कॉपी को अपडेट करता है। यह सुनिश्चित करता है कि सभी के पास लेजर का नवीनतम और समान संस्करण हो।
• कैसे यह पारदर्शिता और सुरक्षा बढ़ाता है: चूंकि लेजर की कई प्रतियां कई स्थानों पर वितरित होती हैं, इसलिए किसी एक विफलता बिंदु का कोई खतरा नहीं होता है। यदि एक नोड ऑफ़लाइन हो जाता है या दूषित हो जाता है, तो अन्य नोड्स के पास अभी भी सही डेटा होगा। यह पारदर्शिता भी बढ़ाता है क्योंकि (अधिकृत) प्रतिभागी लेजर को देख सकते हैं और लेन-देन को सत्यापित कर सकते हैं।