কোয়ান্টাম-নিরাপদ ব্লকচেইন ডিজাইন ফি এবং নেটওয়ার্কের অতিরিক্ত বোঝা কমাতে পারে

স্বাক্ষর নির্মূলকরণ: ৯৬-বাইট অন-চেইন ফুটপ্রিন্ট

বছর ধরে ক্রিপ্টোগ্রাফি সম্প্রদায় কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং ব্লকচেইন প্রযুক্তির মধ্যে আসন্ন সংঘর্ষের বিষয়ে সতর্ক করে আসছে। এই হুমকির পেছনের গণিত সরল: ECDSA-এর মতো পাবলিক-কি অ্যালগরিদম, যা বিটকয়েন লেনদেন থেকে স্মার্ট কন্ট্র্যাক্ট পর্যন্ত সবকিছুই সুরক্ষিত করে, কোয়ান্টাম হার্ডওয়্যার পরিপক্ক হওয়ার পর আর পর্যাপ্ত নিরাপত্তা দেবে না।

তবুও প্রস্তাবিত প্রতিকার প্রায়শই রোগের মতোই বিপজ্জনক মনে হয়েছে। পোস্ট-কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফিক স্কিমগুলো নিয়মিতভাবে অতিরিক্ত আকারের স্বাক্ষর এবং বিশাল জিরো-নলেজ (ZK) প্রুফ তৈরি করে—একটি ডেটা বিস্ফোরণ যা পিয়ার-টু-পিয়ার নেটওয়ার্ক জ্যাম করতে পারে, মাইনারদের ওপর চাপ বাড়াতে পারে এবং লেনদেন ফি বাড়িয়ে দিতে পারে।

তবে একটি নতুন স্থাপত্যগত ধারণা কোয়ান্টাম নিরাপত্তা এবং নেটওয়ার্ক স্কেলেবিলিটির মধ্যে এই শূন্য-সম সমঝোতা ভেঙে ফেলার প্রতিশ্রুতি দেয়। ক্রিপ্টোগ্রাফি গবেষক ড্রাগোস ইলি এবং ইম্পেরিয়াল কলেজ লন্ডনের একটি দলের যৌথ প্রচেষ্টায় উদ্ভাবিত কম্প্যাক্ট শিল্ডেড ক্লায়েন্ট-সাইড ভ্যালিডেஷன் (CSV) প্রমাণ করে যে পোস্ট-কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফিতে রূপান্তর করার জন্য অতিরিক্ত গ্যাস ফি বা ধীরগতির নেটওয়ার্ক পারফরম্যান্স মেনে নিতে হবে না।

বাস্তবে, মালিকানা প্রমাণের পদ্ধতি পুনর্বিবেচনা করে এবং যাচাইকরণ কাজ সরাসরি ব্যবহারকারীদের ডিভাইসে স্থানান্তর করার মাধ্যমে, এই প্রোটোকল আজকের লিগ্যাসি ব্লকচেইনগুলোর তুলনায়ও অনেক হালকা অন-চেইন ফুটপ্রিন্ট অর্জন করে।

কোয়ান্টাম স্কেলেবিলিটি সমস্যার মূল ভিত্তিতে রয়েছে একটি ঐতিহ্যবাহী নকশা পছন্দ: প্রতিটি ফুল নোড যাচাই করার জন্য একটি পাবলিক লেজার-এ ভারী ডিজিটাল স্বাক্ষর সংরক্ষণ করা। কম্প্যাক্ট শিল্ডেড CSV সম্পূর্ণরূপে অন-চেইন স্বাক্ষর পরিত্যাগ করে, সেগুলোকে 'ডিগ্রিয়ার' নামে একটি নতুন ক্রিপ্টোগ্রাফিক কাঠামো দিয়ে প্রতিস্থাপন করে।

বাস্তবে, ব্লকচেইনে রেকর্ডকৃত একটি একক-ইনপুট লেনদেন তিনটি সংক্ষিপ্ত ৩২-বাইট হ্যাশের সমন্বয়ে গঠিত, যার মোট আকার মাত্র ৯৬ বাইট: ডাবল-স্পেন্ডিং প্রতিরোধের জন্য একটি নালিফায়ার, একটি লেনদেন কমিটমেন্ট, এবং ডিগ্রিফার নিজেই।

"ডিগ্রিফার হল কয়েনের নালিফায়ার, মালিকের গোপন কী এবং কয়েন ব্যয়কারী লেনদেনের উপর একটি হ্যাশ মাত্র," ইলি ব্যাখ্যা করলেন। "এই ছোট্ট হ্যাশটি অন-চেইনে যোগ করার মাধ্যমে প্রেরক এখন এর বিরুদ্ধে একটি অফ-চেইন জিরো-নলেজ প্রুফ তৈরি করতে পারে।"

ফ্রন্ট-রানার এবং গ্রিফিং আক্রমণ নিরসনে

কারণ সংযুক্ত ZK প্রমাণ তৈরি করতে মালিকের গোপন কী ব্যক্তিগত ইনপুট হিসেবে প্রয়োজন, তাই দুষ্টু রিলয়ার এবং ফ্রন্ট-রানকারীরা গাণিতিকভাবে আটকে পড়ে। "একজন আক্রমণকারী লেনদেন ফ্রন্ট-রান করতে পারে, কিন্তু সে বৈধ ZK প্রমাণ তৈরি করতে পারবে না, তাই নিশ্চিতভাবেই সে এর থেকে কোনো সুবিধা নিতে পারবে না," উল্লেখ করেন ইলি।

এছাড়াও, যদি কোনো আক্রমণকারী ব্যয়কে আটকে রাখতে একটি বিরোধপূর্ণ লেনদেন সম্প্রচার করে, বৈধ মালিক সহজেই সেই প্রচেষ্টা উন্মোচন করতে পারে। "ব্যবহারকারী ZK-প্রুফ দেখাতে পারে যে ফ্রন্ট-রানিং লেনদেন একটি অবৈধ গ্রিফিং প্রচেষ্টা, কারণ তার প্রকৃত গোপন কী-এর হ্যাশ নালিফায়ার এবং আক্রমণকারীর লেনদেনের সাথে মিলিয়ে আক্রমণকারী যে ডিসগ্রিফার পোস্ট করেছে তা তৈরি হয় না," ইলি জোর দিয়ে বলেন।

অতএব, সারা বিশ্বজুড়ে প্রতিটি নোডকে সমস্ত লেনদেনের ইতিহাস চিরতরে ডাউনলোড, সম্পাদন ও সংরক্ষণ করতে বাধ্য করার পরিবর্তে, কম্প্যাক্ট শিল্ডেড CSV লেনদেনে অংশগ্রহণকারী নির্দিষ্ট ব্যবহারকারীদের প্রমাণ ডেটা সংরক্ষণ ও যাচাই করার দায়িত্ব দেয়।

শেষ-ব্যবহারকারীর দৃষ্টিকোণ থেকে, Compact Shielded CSV-এ একটি ওয়ালেট পরিচালনা করা হালকা ওজনের Bitcoin SPV ক্লায়েন্ট ব্যবহার করার মতোই অনুভূত হয়। "এটি কেবলমাত্র অন্তত একটি সৎ নোডের সাথে সংযোগের প্রয়োজন," বলেছেন ইলিয়ে। একটি ইনকামিং পেমেন্ট নিশ্চিত করতে, ওয়ালেটটি প্রুফের পাবলিক প্যারামিটারগুলো অন-চেইন ডেটার সাথে মিলিয়ে দেখে এবং ZK প্রুফটি লোকালভাবে যাচাই করে। "উদাহরণস্বরূপ, একটি STARK ZK প্রুফের জন্য, এমনকি ফোনেও, [verification] এটি ১০০ মিলিসেকেন্ডেরও কম সময় নেয়," তিনি যোগ করেন।

আউটগোয়িং পেমেন্ট প্রুফ তৈরি করতে সামান্য বেশি গণনামূলক ক্ষমতা লাগে, তবে প্রুভিং সার্কিট পরিপক্ক হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে এটি দ্রুততর হবে বলে ইলি আশা করেন। গুরুত্বপূর্ণভাবে, যেহেতু এই আর্কিটেকচারটি কনস্ট্যান্ট-সাইজ রিকুরসিভ প্রুফের ওপর নির্ভর করে, অতীতের লেনদেনের গভীরতা কখনই এজ ইউজারকে শাস্তি দেয় না। পোস্ট-কোয়ান্টাম প্রুফ অফ-চেইনে সংরক্ষণ নিয়ে উদ্বেগ দূর করতে ইলি উল্লেখ করেন:

"প্রুফগুলো সত্যিই স্বাক্ষরের তুলনায় বড় এবং তৈরি ও যাচাই করতে ধীর, কিন্তু এটা তখনই বোঝা হয়ে দাঁড়ায় যখন পুরো নেটওয়ার্ককে সেগুলো সংরক্ষণ ও যাচাই করতে হয়। যেহেতু এটি একটি ক্লায়েন্ট-সাইড ভ্যালিডেটশন প্রোটোকল, প্রতিটি ব্যবহারকারী শুধুমাত্র তাদের ব্যক্তিগতভাবে গুরুত্বপূর্ণ কয়েনগুলোই সংরক্ষণ, যাচাই এবং প্রমাণ করে, যা অত্যন্ত manageable।"

স্টোরেজ ফুটপ্রিন্টের গুরুত্ব বোঝাতে ইলি বলেন, "আপনার ফোনের একটি ছবি একটি প্রুফের তুলনায় ২০–৪০ গুণ বড়," এবং যোগ করেন যে পেমেন্ট পাঠানো "ছবি পাঠানোর তুলনায় কম ব্যান্ডউইথ এবং স্টোরেজ" ব্যবহার করে।

শূন্য স্টেট ফ্লোট

লেনদেনের ইতিহাস বাড়ার সাথে সাথে, প্রচলিত এজ ডিভাইসগুলো প্রায়ই স্টেট ব্লটে ভুগে। তবে কম্প্যাক্ট শিল্ডেড CSV-এর অধীনে, লাইট ক্লায়েন্টরা তাদের নিজস্ব অব্যয়িত কয়েনের জন্য স্থির-আকারের প্রুফ ছাড়া কোনো লেনদেনের ইতিহাসই সংরক্ষণ করে না। "অন্যান্য যেকোনো ক্ষেত্রে, যেমন কোনো নালিফায়ারের বিরোধপূর্ণ ব্যয় আছে কিনা তা যাচাই করতে, এটি কেবল ফুল বা আর্কাইভাল নোডগুলোকে কুয়েরি করে," ইলি উল্লেখ করেন, এবং যোগ করেন, "ইতিহাসের বৃদ্ধি প্রুফের আকার বা যাচাইয়ের সময়কে মোটেই প্রভাবিত করে না।"

প্রচলিত বিশ্বাস যে কোয়ান্টাম প্রতিরোধ উচ্চ নেটওয়ার্ক জট এবং ব্যয়বহুল ফি-এর কারণ, তার বিপরীতে ইলি যুক্তি দিয়েছেন যে কম্প্যাক্ট শিল্ডেড CSV আজকের নন-কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি কার্যকর:

"আশ্চর্যজনকভাবে, আমাদের স্কিমটি প্রচলিত চেইনগুলোর তুলনায়ও অনেক হালকা এবং দ্রুত, ভারী নয়। আমাদের লেনদেন ফি অনেক কম হবে এবং নেটওয়ার্ক জটলা অনেক কম হবে, শুধুমাত্র সম্পূর্ণ পোস্ট-কোয়ান্টাম অবস্থায় নয়, বর্তমান পরিস্থিতির তুলনায়ও।"