হ্যাপি-মাইন: ব্লকচেইন বিকেন্দ্রীকরণের জন্য একটি মাইনিং রিওয়ার্ড ফাংশন ডিজাইন

সূচিপত্র

1 ভূমিকা

ব্লকচেইন মাইনিং রিওয়ার্ড দ্বৈত উদ্দেশ্য পূরণ করে: ব্লকচেইন সুরক্ষিত করার জন্য খনিকারদের খরচ ভর্তুকি দেওয়া এবং নতুন কয়েন তৈরি করা। বিটকয়েন এবং ইথেরিয়ামের মতো বিদ্যমান ক্রিপ্টোকারেন্সিগুলি স্ট্যাটিক রিওয়ার্ড মডেল ব্যবহার করে যা অসম খনিকার খরচের কারণে কেন্দ্রীকরণের প্রতি দুর্বলতা প্রদর্শন করেছে। হ্যাপি-মাইন ফ্রেমওয়ার্ক একটি গতিশীল রিওয়ার্ড ফাংশন উপস্থাপন করে যা সিস্টেম হ্যাশরেটের সাথে খাপ খায়, নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্য বজায় রাখার পাশাপাশি বিকেন্দ্রীকরণকে উৎসাহিত করে।

2 পটভূমি এবং সম্পর্কিত কাজ

2.1 স্ট্যাটিক রিওয়ার্ড মডেল

বর্তমান ব্লকচেইন সিস্টেমগুলি দুটি প্রাথমিক স্ট্যাটিক রিওয়ার্ড মডেল বাস্তবায়ন করে:

• স্থির প্রতি-ব্লক রিওয়ার্ড: ইথেরিয়ামের প্রতি ব্লকে ধ্রুব ৫ ETH
• অর্ধকরণ মডেল: বিটকয়েনের প্রতি ২১০,০০০ ব্লক (~৪ বছর) পর রিওয়ার্ড হ্রাস

এই মডেলগুলি গেম-থিওরেটিকভাবে বিশ্লেষণ করা হয়েছে, যা স্বতন্ত্র ভারসাম্যের অস্তিত্ব দেখায় কিন্তু কেন্দ্রীকরণের প্রতি দুর্বলতা প্রদর্শন করে।

2.2 মাইনিং কেন্দ্রীকরণ সমস্যা

মাইনিং অপারেশনে অসম খরচ কেন্দ্রীকরণের চাপ সৃষ্টি করে। [১১,১৫] দ্বারা করা গবেষণাগুলি নথিভুক্ত করে যে কীভাবে কম খরচের বিদ্যুৎ বা বিশেষায়িত হার্ডওয়্যার অ্যাক্সেস আছে এমন খনিকাররা অসম সুবিধা অর্জন করে, যার ফলে হ্যাশ রেট ঘনীভবন ঘটে।

3 হ্যাপি-মাইন ডিজাইন

3.1 গাণিতিক সূত্রায়ন

হ্যাপি-মাইন রিওয়ার্ড ফাংশন ব্লক রিওয়ার্ডকে মোট সিস্টেম হ্যাশরেটের সাথে যুক্ত করে:

$R(H) = \frac{\alpha}{H^\beta}$ যেখানে:

• $R(H)$: মোট হ্যাশরেট $H$-এর ফাংশন হিসাবে ব্লক রিওয়ার্ড
• $\alpha$: স্কেলিং প্যারামিটার
• $\beta$: ক্ষয় সূচক (০ < $\beta$ < ১)

স্বতন্ত্র খনিকার রিওয়ার্ড: $r_i = R(H) \cdot \frac{h_i}{H}$ যেখানে $h_i$ হল খনিকার i-এর হ্যাশরেট।

3.2 প্রযুক্তিগত বাস্তবায়ন

বাস্তবায়নের জন্য নেটওয়ার্ক হ্যাশরেটের চলমান গড়ের উপর ভিত্তি করে রিওয়ার্ডের গতিশীল সমন্বয় প্রয়োজন, দ্রুত হ্যাশরেট ওঠানামার মাধ্যমে গেমিং প্রতিরোধের প্রক্রিয়া সহ।

4 ভারসাম্য বিশ্লেষণ

4.1 অস্তিত্ব এবং স্বতন্ত্রতা

বিষম খনিকার খরচ মডেলের অধীনে, হ্যাপি-মাইন নিশ্চিত করে:

• যেকোন বৈধ প্যারামিটার সেটের জন্য ভারসাম্যের অস্তিত্ব
• অংশগ্রহণকারী খনিকারদের স্বতন্ত্র সেট
• ভারসাম্যে স্বতন্ত্র মোট সিস্টেম হ্যাশরেট

4.2 বিকেন্দ্রীকরণ মেট্রিক্স

হ্যাপি-মাইন একাধিক মেট্রিক্স জুড়ে স্ট্যাটিক মডেলের তুলনায় উচ্চতর বিকেন্দ্রীকরণ প্রদর্শন করে:

• সক্রিয় মাইনিং অংশগ্রহণকারীর সংখ্যা ২৫-৪০% বৃদ্ধি পেয়েছে
• জিনি সহগ ০.১৫-০.২৫ হ্রাস
• হারফিন্ডাহল-হিরশম্যান ইনডেক্স (HHI) ১৫০০ থ্রেশহোল্ডের নিচে

5 নিরাপত্তা বিশ্লেষণ

5.1 ষড়যন্ত্র প্রতিরোধ

হ্যাপি-মাইন [৯] এ প্রতিষ্ঠিত আনুপাতিক রিওয়ার্ড কাঠামোর মাধ্যমে ষড়যন্ত্র আক্রমণের বিরুদ্ধে সুরক্ষা বজায় রাখে। উল্লেখযোগ্য খরচ সমন্বয় ছাড়া ষড়যন্ত্রকারী খনিকাররা অসম রিওয়ার্ড অর্জন করতে পারে না।

5.2 সাইবিল আক্রমণ সুরক্ষা

ফ্রেমওয়ার্কটি সাধারণীকৃত আনুপাতিক রিওয়ার্ড ফাংশন থেকে সাইবিল প্রতিরোধ উত্তরাধিকার সূত্রে পায়। $\frac{h_i}{H}$ আনুপাতিকতার কারণে একাধিক পরিচয়ে হ্যাশরেট বিভক্ত করলে রিওয়ার্ড বৃদ্ধি পায় না।

6 পরীক্ষামূলক ফলাফল

হ্যাপি-মাইন ($\beta=0.5$) বনাম বিটকয়েন-স্টাইল স্ট্যাটিক রিওয়ার্ডের তুলনামূলক সিমুলেশন:

চিত্র ১: হ্যাশরেট বন্টনের তুলনা দেখায় যে হ্যাপি-মাইন খনিকার আকার জুড়ে সমতল বন্টন বজায় রাখে, যখন স্ট্যাটিক মডেলগুলি শীর্ষ খনিকাদের মধ্যে হ্যাশরেট কেন্দ্রীভূত করে।

7 বাস্তবায়ন এবং কোড উদাহরণ

হ্যাপি-মাইন রিওয়ার্ড গণনার জন্য সিউডোকোড:

function calculateBlockReward(totalHashrate, alpha, beta) {
    // বর্তমান মোট হ্যাশরেটের উপর ভিত্তি করে রিওয়ার্ড গণনা করুন
    reward = alpha / (totalHashrate ** beta);
    return reward;
}

function distributeReward(minerHashrate, totalHashrate, blockReward) {
    // আনুপাতিক বন্টন
    minerReward = blockReward * (minerHashrate / totalHashrate);
    return minerReward;
}

// উদাহরণ ব্যবহার
const ALPHA = 1000;  // স্কেলিং প্যারামিটার
const BETA = 0.5;    // ক্ষয় সূচক

let networkHashrate = getCurrentTotalHashrate();
let blockReward = calculateBlockReward(networkHashrate, ALPHA, BETA);
let minerReward = distributeReward(myHashrate, networkHashrate, blockReward);

8 ভবিষ্যত প্রয়োগ এবং দিকনির্দেশ

হ্যাপি-মাইন নীতিগুলি ক্রিপ্টোকারেন্সি মাইনিংয়ের বাইরেও প্রসারিত হতে পারে:

• DeFi প্রোটোকল: লিকুইডিটি মাইনিংয়ে গতিশীল রিওয়ার্ড বন্টন
• DAO গভর্নেন্স: কেন্দ্রীকরণ-প্রতিরোধী ভোটিং ক্ষমতা বরাদ্দ
• এজ কম্পিউটিং: বিতরণকৃত কম্পিউটিং নেটওয়ার্কে সম্পদ বরাদ্দ
• ক্রস-চেইন অ্যাপ্লিকেশন: ন্যায্য সম্পদ বন্টন প্রয়োজন এমন ইন্টারঅপারেবিলিটি প্রোটোকল

ভবিষ্যত গবেষণার দিকনির্দেশগুলির মধ্যে রয়েছে অভিযোজিত $\beta$ প্যারামিটার, বহুমাত্রিক খরচ মডেল এবং প্রুফ-অফ-স্টেক হাইব্রিড সিস্টেমের সাথে একীকরণ।

9 মূল বিশ্লেষণ

হ্যাপি-মাইন ফ্রেমওয়ার্ক ব্লকচেইন প্রণোদনা ডিজাইনে একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি উপস্থাপন করে, যা প্রধান ক্রিপ্টোকারেন্সিগুলিকে বিপর্যস্ত করা মৌলিক কেন্দ্রীকরণ চাপগুলি মোকাবেলা করে। বিটকয়েন হোয়াইটপেপার এবং ইয়াল এবং সিরার [১৫] এর পরবর্তী কাজের মতো গেম-থিওরেটিক গবেষণায় বিশ্লেষণ করা ঐতিহ্যগত স্ট্যাটিক রিওয়ার্ড মডেলগুলি, স্কেলের অর্থনীতি এবং অসম খরচ কাঠামোর কারণে কেন্দ্রীকরণের দিকে প্রাকৃতিক প্রবণতা তৈরি করে। সিস্টেম হ্যাশরেটের সাথে রিওয়ার্ড যুক্ত করার উদ্ভাবন একটি স্ব-নিয়ন্ত্রক প্রক্রিয়া প্রবর্তন করে যা স্বতন্ত্র খনিকার প্রণোদনাগুলিকে নেটওয়ার্ক-ব্যাপী বিকেন্দ্রীকরণ লক্ষ্যগুলির সাথে সামঞ্জস্য করে।

এই পদ্ধতিটি অন্যান্য ডোমেইনে অভিযোজিত কন্ট্রোল সিস্টেমের সাথে ধারণাগত সাদৃশ্য ভাগ করে, যেমন আলফাগো এবং পরবর্তী এআই সিস্টেমে ব্যবহৃত রিইনফোর্সমেন্ট লার্নিং কৌশল, যেখানে গতিশীল সমন্বয় স্ট্যাটিক নীতিগুলিকে প্রতিস্থাপন করে। গাণিতিক সূত্রায়ন $R(H) = \frac{\alpha}{H^\beta}$ হ্যাশরেট ঘনীভবন রোধ করার জন্য প্রয়োজনীয় হ্রাসমান রিটার্নগুলিকে elegantly ক্যাপচার করে, অনেকটা নেটওয়ার্ক ইকোনমিক্সে কনজেশন প্রাইসিং মেকানিজমের মতো যেগুলি সম্পদ বরাদ্দ পরিচালনার জন্য অনুরূপ কার্যকরী ফর্ম ব্যবহার করে।

ইথেরিয়ামের প্রুফ-অফ-স্টেকে পরিকল্পিত রূপান্তর বা বিটকয়েনের পর্যায়ক্রমিক অর্ধকরণের মতো বিদ্যমান সমাধানগুলির তুলনায়, হ্যাপি-মাইন বিচ্ছিন্ন পরিবর্তনের পরিবর্তে অবিচ্ছিন্ন সমন্বয় অফার করে। এই মসৃণ অভিযোজন আধুনিক মেশিন লার্নিং ফ্রেমওয়ার্ক যেমন টেনসরফ্লো এবং পাইটর্চে ব্যবহৃত গ্রেডিয়েন্ট-ভিত্তিক অপ্টিমাইজেশন কৌশলগুলির অনুরূপ, যেখানে অবিচ্ছিন্ন প্যারামিটার আপডেটগুলি অসিলেশন প্রতিরোধ করে এবং স্থিতিশীল কনভারজেন্সকে উৎসাহিত করে—এই ক্ষেত্রে, বিকেন্দ্রীকৃত ভারসাম্যের দিকে।

কাগজে প্রতিষ্ঠিত নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্যগুলি আনুপাতিক রিওয়ার্ড ফাংশনে মৌলিক কাজের উপর গড়ে উঠেছে, গতিশীল পরিবেশে সুরক্ষা গ্যারান্টি প্রসারিত করে। ব্লকচেইন সিকিউরিটি অ্যালায়েন্স এবং ক্রিপ্টোইকোনমিক দুর্বলতা অধ্যয়নরত একাডেমিক প্রতিষ্ঠানগুলির মতো সংস্থাগুলি দ্বারা নথিভুক্ত ব্লকচেইন নেটওয়ার্কে সাম্প্রতিক আক্রমণগুলি দেওয়া, এই অবদান বিশেষভাবে প্রাসঙ্গিক। ষড়যন্ত্র এবং সাইবিল প্রতিরোধ বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে যে কীভাবে সাবধানতার সাথে ডিজাইন করা প্রণোদনা প্রক্রিয়াগুলি খনিকার আচরণ সম্পর্কে বাহ্যিক অনুমানের উপর নির্ভর না করেই শক্তিশালী নিরাপত্তা প্রদান করতে পারে।

ভবিষ্যতের দিকে তাকিয়ে, হ্যাপি-মাইনের অন্তর্নিহিত নীতিগুলি ক্রিপ্টোকারেন্সির বাইরে বিস্তৃত বিতরণকৃত সিস্টেম ডিজাইনকে প্রভাবিত করতে পারে। MIT ডিজিটাল কারেন্সি ইনিশিয়েটিভ এবং স্ট্যানফোর্ড ব্লকচেইন রিসার্চ সেন্টারের মতো প্রতিষ্ঠান থেকে সাম্প্রতিক প্রকাশনাগুলিতে উল্লিখিত হিসাবে, সিস্টেম স্কেল করার সময় বিকেন্দ্রীকরণ বজায় রাখার চ্যালেঞ্জ অসংখ্য ওয়েব৩ অ্যাপ্লিকেশনকে প্রভাবিত করে। ফ্রেমওয়ার্কের গাণিতিক কঠোরতা এবং অভিজ্ঞতামূলক বৈধতা এটিকে বিকেন্দ্রীকৃত সিস্টেম প্রণোদনায় ভবিষ্যত কাজের জন্য একটি রেফারেন্স পয়েন্ট হিসাবে অবস্থান দেয়।

10 তথ্যসূত্র

1. নাকামোতো, এস. (২০০৮)। বিটকয়েন: এ পিয়ার-টু-পিয়ার ইলেকট্রনিক ক্যাশ সিস্টেম
2. ইয়াল, আই., এবং সিরার, ই. জি. (২০১৪)। মেজরিটি ইজ নট এনাফ: বিটকয়েন মাইনিং ইজ ভালনারেবল। ফাইন্যানশিয়াল ক্রিপ্টোগ্রাফি
3. কিয়ায়িয়াস, এ., et al. (২০১৬)। ওউরোবোরোস: এ প্রুভেবলি সিকিউর প্রুফ-অফ-স্টেক ব্লকচেইন প্রোটোকল। ক্রিপ্টো
4. কিফার, এল., et al. (২০১৮)। এ গেম-থিওরেটিক অ্যানালাইসিস অফ দ্য বিটকয়েন মাইনিং গেম। WEIS
5. বুটেরিন, ভি. (২০১৪)। ইথেরিয়াম: এ নেক্সট-জেনারেশন স্মার্ট কন্ট্রাক্ট অ্যান্ড ডিসেন্ট্রালাইজড অ্যাপ্লিকেশন প্ল্যাটফর্ম
6. জেনসার, এ. ই., et al. (২০১৮)। ডিসেন্ট্রালাইজেশন ইন বিটকয়েন অ্যান্ড ইথেরিয়াম নেটওয়ার্কস। FC
7. সম্পোলিনস্কি, ওয়াই., এবং জোহার, এ. (২০১৫)। সিকিউর হাই-রেট ট্রানজ্যাকশন প্রসেসিং ইন বিটকয়েন। ফাইন্যানশিয়াল ক্রিপ্টোগ্রাফি
8. বোনো, জে., et al. (২০১৫)। SoK: রিসার্চ পার্সপেক্টিভস অ্যান্ড চ্যালেঞ্জেস ফর বিটকয়েন অ্যান্ড ক্রিপ্টোকারেন্সিজ। IEEE S&P
9. পাস, আর., এবং শি, ই. (২০১৭)। ফ্রুটচেইন্স: এ ফেয়ার ব্লকচেইন। PODC
10. কার্লস্টেন, এম., et al. (২০১৬)। অন দি ইনস্ট্যাবিলিটি অফ বিটকয়েন উইদাউট দ্য ব্লক রিওয়ার্ড। ACM CCS