TL؛DR
بلاک چین فی سیکنڈ صرف محدود ٹرانزیکشنز کی تعداد کو ہینڈل کر سکتی ہے۔ مثلاً، Bitcoin نیٹ ورک فی سیکنڈ سات ٹرانزیکشنز پر عمل کر سکتا ہے۔ اگر بلاک چین ٹیکنالوجی خود کو عالمی طور پر منوانا چاہتی ہے، تو اس کو مزید ڈیٹا کو ہینڈل کرنا ہو گا، اور تیز رفتار کے ساتھ ایسا کرنا ہو گا، تاکہ زیادہ سے زیادہ لوگ کچھ اس انداز سے اس نیٹ ورک کا استعمال کر سکیں، کہ نہ اس کی رفتار بہت کم ہو، نہ ہی یہ استعمال میں مہنگا ہو۔ تاہم، بہت سے غیر مرکزی نیٹ ورکس کے بنیادی ڈیزائن کا مطلب یہ ہے کہ توسیع میں اضافہ غیر مرکزیت اور سکیورٹی کو کمزور کر دیتا ہے۔ اس کو بلاک چین Trilemma کہا جاتا ہے۔ اس مسئلے کو حل کرنے کی کوشش کرنے والے ڈویلپرز مختلف معاہداتی میکانزمز اور توسیع کے حل کے ساتھ تجربہ کر رہے ہیں، جیسا کہ شارڈنگ، سائیڈ چینز، اور اسٹیٹ چینلز۔
تعارف
بنیادی اعتبار سے، بلاک چین تقسیم شدہ ڈیجیٹل ڈیٹا بیس ہے۔ ڈیٹا کے بلاکس کو تاریخ وارانہ ترتیب میں منظم کیا جاتا ہے۔ بلاکس کو کرپٹو گرافک ثبوت سے لنک اور محفوظ کیا جاتا ہے۔ مختلف انڈسٹریز پر اس ٹیکنالوجی کا نفاذ ابھی سے ہی ہمارے کام کرنے اور زندگی گزارنے کے طریقہ کار کو تبدیل کر رہا ہے۔
خیال یہ ہے کہ غیر مرکزی اور محفوظ بلاک چینز ایسی دنیا کی بنیاد رکھتی ہیں جہاں ہمیں نیٹ ورکس اور مارکیٹ کے کام کرنے کے لیے فریقین ثالث پر انحصار نہیں کرنا پڑتا۔ تاہم، عموماً ماہرین اس بات سے متفق ہوتے ہیں کہ اگر اس ٹیکنالوجی کو وسیع طور پر مقبول ہونا ہے تو ایک ایسا اہم مسئلہ ہے جس کو حل کرنے کی ضرورت ہے۔ اس مسئلے کو "بلاک چین Trilemma کہا جاتا ہے۔
اس اصطلاح کو Ethereum کے مشترکہ بانی Vitalik Buterin نے متعارف کروایا۔ اس کو سمجھنے کے لیے، آپ کو تین عناصر کو جاننے کی ضرورت ہو گی جو کہ بلاک چین میں درکار ہوتے ہیں: غیر مرکزیت، سکیورٹی، اور توسیع۔ بلاک چین Trilemma سے مراد یہ خیال ہے کہ بلاک چینز کے لیے ایک ہی وقت میں تینوں خصوصیات کے بہتر لیولز حاصل کرنا مشکل ہوتا ہے۔ ایک میں اضافہ عموماً دوسرے کی کمزوری کا باعث بنتا ہے۔
یہ آرٹیکل اس trilemma میں شامل تینوں عناصر کا جائزہ لے گا اور ہر ایک کی تفصیل میں وضاحت کرے گا۔ ہر کسی پر تفصیلاً بات کرنا، اور ان کے اکٹھا کام کرنے کے طریقہ کار پر گفتگو کرنا، اس حوالے سے بہتر وضاحت کرے گا کہ بلاک چین trilemma کیسے اور کیونکر وجود رکھتا ہے۔ یہ آرٹیکل ایسے کچھ سالوشنز کو ظاہر کرے گا جن کی ڈویلپرز نے تجویز دی تھی۔
غیر مرکزیت کیا ہے؟
Bitcoin اور اسی قسم کے بلاک چین نیٹ ورکس، بطور ڈیزائن ہی غیر مرکزی ہوتے ہیں۔ مکمل ڈھانچہ کچھ ایسا ہے کہ کوئی ایک شخص یا تنظیم سربراہ نہیں ہوتے۔ اس کی بجائے، یہ غیر مرکزی ہے۔ نیٹ ورک کی یہ سطح شرکت کرنے کے خواہش مند ہر فرد کے لیے دستیاب ہے۔ نتیجتاً، اختیار کسی ایک ادارے کے سپرد کرنے کی بجائے مکمل طور پر تقسیم کر دیا جاتا ہے۔ ہر کسی کو ایک ہی ڈیٹا تک رسائی حاصل ہوتی ہے۔ اگر کوئی شخص ریکارڈ کو اپنی مرضی کے مطابق تبدیل کرتے ہوئے سسٹم میں دھوکہ دہی کرتا ہے، تو باقی رہ جانے والے شرکت کنندگان غلط ڈیٹا کو مسترد کر دیں گے۔
یہ کافی حد تک تکنیکی ہو سکتا ہے، پھر بھی Bitcoin نیٹ ورک کو بطور مثال لیتے ہیں۔ کسی فریق ثالث کو اختیار حاصل نہیں ہوتا۔ اس کا موازنہ مالیاتی سسٹم میں بینکس کے ساتھ کریں۔ بینکس ٹرانزیکٹ کرنے والے افراد کے مابین اعتماد قائم کرتے ہیں، اور اس امر کو یقینی بناتے ہیں کہ تمام ریکارڈز درست طور پر موجود رہیں۔ تاہم، Bitcoin بلاک چین، نیٹ ورک پر ہر کسی کے ساتھ ڈیٹا شیئر کرتا ہے، تاکہ ڈیجیٹل ڈیٹا بیس میں شامل کیے جانے سے پہلے، اس کی پڑتال اور تصدیق کر لی جائے۔ نتیجہ ایک ایسا سسٹم ہوتا ہے جو کہ فریقین ثالث کی ضرورت کے بغیر موجود ہو سکتا ہے۔
غیر مرکزیت Web3 کے امکان کی پیشکش کرتی ہے۔ اس وقت ہمارے پاس Web2 موجود ہے — آج کا انٹرنیٹ۔ اس میں متعدد سائٹس اور کمپنیوں کی زیر اختیار ایپس شامل ہوتی ہیں، لیکن یہ صارفین کی جانب سے تخلیق کردہ مواد پیش کرتا ہے۔ اگلا مرحلہ Web3 ہے۔ ایک انٹرنیٹ جہاں غیر مرکزی بلاک چین ٹیکنالوجی لوگوں کو اپنا ڈیٹا اور آن لائن زندگیاں کنٹرول کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
تاہم، ایک بات قابل غور ہے، کہ یہ تقسیم شدہ سسٹم کیسے کام کرتا ہے — جس میں کسی بھی ڈیٹا کی توثیق پر متفق ہونے کے لیے شرکت کنندگان کی وسیع تعداد کی ضرورت ہوتی ہے — ٹرانزیکشن کے اوقات معلومات کو شیئر اور عمل کرنے کے طریقہ کار کے باعث تبدیل ہو سکتے ہیں۔ اور اس طرح، بلاک چینز میں توسیع کرنے کی ضرورت ہو گی، جس کا مطلب تیز رفتاری سے مزید ڈیٹا کو ہینڈل کرنے کی صلاحیت ہے۔ توسیع پر بات چیت کرتے ہوئے ہم اس پہلو پر دوبارہ گفتگو کریں گے۔
اس کے علاوہ، بنیادی بلاک چینز کے محفوظ ہونے پر ہی غیر مرکزی مقصد برقرار رہتا ہے۔ اگر بلاک چین میں سکیورٹی کی کمی ہو، تو کوئی بدنیت شخص اختیار حاصل کر سکتا ہے اور ڈیٹا کو اپنی مرضی کے مطابق ڈھال سکتا ہے۔ یہ trilemma کے دوسرے حصے کی طرف لے جاتا ہے: سکیورٹی۔
بلاک چین سکیورٹی کیا ہے؟
یہ معنی نہیں رکھتا کہ بلاک چین میں سکیورٹی کم ہونے پر وہ کتنی غیر مرکزی ہوتی ہے۔ ایک بہتر بلاک چین نیٹ ورک کو مشکوک اداروں کے حملوں کے خلاف مزاحمت کرنی چاہیئے۔ مرکزی سسٹمز اس حقیقت سے اپنی سکیورٹی کا تعین کرتے ہیں کہ سسٹم بند ہو گیا ہے۔ کوئی بھی بااختیار شخص اس بات کی ضمانت دے سکتا ہے کہ ڈیٹا مداخلت سے پاک ہے۔ لیکن یہ ایک ایسے غیر مرکزی سسٹم میں کیسے حاصل کیا جا سکتا ہے جہاں ہر کوئی شامل ہو سکتا ہے؟
یہ ایک پیچیدہ موضوع ہے، لیکن ہم غیر مرکزی بلاک چین سکیورٹی کی مثال کے طور پر Bitcoin پر واپس جا سکتے ہیں۔ Bitcoin بلاک چین، کرپٹو گرافی اور نیٹ ورک کے معاہداتی میکانزم کا ایک مجموعہ استعمال کرتی ہے، جسے پروف آف ورک (PoW) کہا جاتا ہے۔ کرپٹو گرافی کے اعتبار سے، ہر بلاک کا ایک ڈیجیٹل دستخط (یا ہیش) ہوتا ہے۔ ڈیٹا کا ہر بلاک اس طرح سے مربوط کیا جاتا ہے جس میں مداخلت نہیں کی جا سکتی کیوںکہ کسی بھی قسم کی تبدیلیاں بلاک ہیش کو بدل دیں گی۔ ڈیٹا کو تبدیل کرنے کی کسی بھی قسم کی کوشش کو بقایا نیٹ ورک کی جانب سے فوری طور پر شناخت کر لیا جائے گا۔
PoW کا معاہداتی میکانزم پزل کا ایک اور حصہ ہے۔ یہ کرپٹو کرنسی کے لیجر کو محفوظ بنانے میں مدد دیتا ہے۔ پروف آف ورک کو سمجھنا از خود ایک مکمل آرٹیکل ہے، لیکن ہمارے مقاصد کے لیے، نوٹ کریں کہ نیٹ ورک کے ممبرز صرف نئی ٹرانزیکشنز کی توثیق کر سکتے ہیں اور مائننگ کے نام سے پہچانے جانے والی سرگرمی کے ذریعے ان کو لیجر میں شامل کر سکتے ہیں۔ اس میں ریاضی کا پزل حل کرنے والی شماریاتی توانائی کا استعمال شامل ہے۔ اس عمل کے ایک حصے کے لیے، ان کمپیوٹرز کو متعدد ہیشنگ فنکشنز سر انجام دینے کی ضرورت پڑتی ہے۔ یہ توسیع کے مسئلے میں معاونت کرتا ہے، کیوںکہ PoW میکانزم محفوظ اور نسبتاً کم رفتار ہوتا ہے۔
یہ بھی نوٹ کریں کہ نیٹ ورک میں جتنے زیادہ شرکت کنندگان (نوڈز) ہوں گے، وہ اتنا ہی محفوظ ہو گا۔ فریقین کی تعداد جتنی زیادہ ہو گی، برے ایکٹر کے لیے سسٹم کو کنٹرول کرنا اتنا ہی مشکل ہو گا۔ اس کا تعلق 51% حملے سے ہے۔ ایک جائزے کے طور پر: اگر واحد ادارہ ( یا بدنیت افراد کا گروپ) کل نیٹ ورک کے ہیشنگ ریٹ کے 50% سے زائد کو کنٹرول کرتے ہیں، تو وہ خود کو فائدہ پہنچانے کے لیے معاہدوں کو منسوخ کر سکتے ہیں اور چین کے ڈیٹا کو تبدیل کر سکتے ہیں، جیسا کہ دوہرے اخراجات کے ٹوکنز۔
مختصراً، بلاک چین کی کامیابی کے لیے سکیورٹی ایک بنیادی تقاضا ہے، کیوںکہ اس کے بغیر، حملہ آور چین کو بے فائدہ بناتے ہوئے اس کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔
قابل اسکیل ہونے کی علامت کیا ہے؟
توسیع سے مراد ایک ایسی بلاک چین کے قیام کا ہدف ہے جو کہ فی سیکنڈ زیادہ سے زیادہ ٹرانزیکشنز کی معاونت کر سکتا ہے۔ اگر ٹیکنالوجی کا ہدف وسیع معاشرے اور ممکنہ طور پر لاکھوں صارفین کو سہولت فراہم کرنا ہو، تو توسیع کی ضرورت ہوتی ہے۔ لیکن اس موقعے پر بے تحاشہ بلاک چینز کو مشکلات کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔
اس کی وجہ یہ ہے کہ غیر مرکزیت اور سکیورٹی بلاک چین کے لیے اتنا اہم ہیں کہ سب سے پہلے ان پر توجہ دینے کی ضرورت ہوتی ہے۔ غیر مرکزیت، بلاک چین کی اقدار اور اہداف کے لیے اتنی ضروری ہے کہ یہ زیادہ تر مقبول بلاک چینز کا ایک اہم حصہ ہے۔ جیسا کہ ہم نے ذکر کیا، بلاک چین کے کامیاب اور قابل استعمال ہونے کے لیے سکیورٹی ایک اہم جزو ہے۔
تاہم، غیر مرکزیت اور سکیورٹی کو ترجیح دے کر، توسیع مشکل ہو جاتی ہے۔ کوئی بھی چین، ٹرانزیکشنز کی ایک محدود تعداد ہی کو ہینڈل کر سکتی ہے۔ ایک مرکزی ادائیگی کا سسٹم، جیسا کہ Visa، بیان کرتا ہے کہ یہ فی سیکنڈ 24,000 ٹرانزیکشنز کی معاونت کر سکتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ نیٹ ورک بند ہوتا ہے، اور عوامی نوڈز اور معاہدوں جیسے تصورات سے پاک ہوتا ہے۔ اس کا موازنہ چند مقبول ترین بلاک چینز کے ساتھ کریں۔
2022 میں Bloomberg کے مطابق: "ستمبر تک، Bitcoin فی سیکنڈ سات سے زائد ٹرانزیکشنز کو ہینڈل کرنے سے قاصر تھا اور Ethereum، جو کہ دوسرا مقبول ترین نیٹ ورک ہے، فی سیکنڈ 15 ٹرانزیکشنز تک محدود تھا — جوکہ روایتی ایکسچینجز کے مقابلے میں ایک طویل عرصہ ہے۔"
جیسا کہ ذکر کیا گیا ہے، ان مختلف شرکت کنندگان کی جانب سے معلومات پر عمل کرنے کے طریقہ کار کے باعث بلاک چین کی ٹرانزیکشن کی رفتار محدود ہوتی ہے، جو کہ غیر مرکزی نیٹ ورک، اور از خود PoW معاہدے کی نوعیت تخلیق کرتے ہیں۔ اگر معاشرے میں زیادہ سے زیادہ لوگ بلاک چین ٹیکنالوجی کا استعمال شروع کرتے ہیں، تو نیٹ ورکس ٹرانزیکشنز کی اس محدود تعداد کے باعث جام ہو جائیں گے جن کو وہ ہینڈل کر سکتے ہیں۔
بلاک چین trilemma کیوں وجود رکھتا ہے
اوپر بتائے گئے مسئلے کا سب سے اہم اور بنیادی حل ان شرکت کنندگان کی تعداد کو کم کرنا ہے جو مزید توسیع اور رفتار کے بدلے میں نیٹ ورک ڈیٹا کی تصدیق کرتے ہیں اور اس میں کردار ادا کرتے ہیں۔ لیکن ایسا کرنے سے غیر مرکزیت کمزور ہو جاتی ہے جبکہ کنٹرول شرکت کنندگان کی کم تعداد کو فراہم کر دیا جاتا ہے۔ اور یہ سکیورٹی کے کمزور ہونے کا باعث بھی بن سکتا ہے کیوںکہ کم پلیئرز کے باعث حملوں کا امکان زیادہ ہوتا ہے۔
تو trilemma یہ ہوتا ہے: غیر مرکزیت کی مطلوبہ خصوصیات اور سکیورٹی کے درمیان رابطے کے باعث، بلاک چین کے کام کرنے کے طریقہ کار کا بنیادی ڈیزائن اس کی توسیع کو مشکل بنا دیتا ہے۔ ایک میں اضافہ کرنے سے، آپ دوسرے کو کمزور کر دیتے ہیں۔ غیر مرکزیت، سکیورٹی، یا دونوں کو نقصان پہنچائے بغیر آپ توسیع کو کیسے بڑھاتے ہیں؟
بلاک چین trilemma کو حل کرنا
Trilemma کا کوئی خاص حل نہیں ہے۔ لیکن اس مسئلے کے حل کی اہمیت کے پیش نظر، کمیونٹی میں دلچسپ نتائج کے ساتھ مختلف تعداد میں حکمت عملیاں موجود ہوتی ہیں۔ آیئے چند مقبول ترقیاتی کاموں کا جائزہ لیں، تاکہ آپ کو معلوم ہو سکے کہ اس وقت کیا چل رہا ہے:
1۔ شارڈنگ
یہ بلاک چینز (یا ڈیٹا بیسز کی دیگر اقسام) کو چھوٹے حصوں میں تقسیم کرنے کا ایک طریقہ کار ہے جو کہ ڈیٹا کے مخصوص درجات کی نظم کاری کرتا ہے۔ یہ سیٹ اپ واحد چین سے دباؤ کو کم کرتا ہے جو کہ نیٹ ورک پر تمام ٹرانزیکشنز اور تعاملات کو ڈیل کر رہی ہے۔ ہر علیحدہ کردہ بلاک چین کو شارڈ کہا جاتا ہے اور اس کا ایک مخصوص لیجر ہوتا ہے۔ پھر یہ شارڈز اپنی ٹرانزیکشن پر عمل کر سکتے ہیں، لیکن بیکن بلاک چین یا مرکزی چین شارڈز کے درمیان تعاملات کی نظم کاری کرتی ہے۔ یہ امر شارڈنگ کو سطح 1 کے نیٹ ورک کی توسیع کی اپ گریڈ بناتا ہے، کیوںکہ یہ بلاک چین کے مین نیٹ کے لیے ایک تبدیلی ہے۔
2۔ مختلف معاہداتی میکانزم
Bitcoin نیٹ ورک میں trilemma کی موجودگی کی ایک وجہ PoW کا سکیورٹی کو یقینی بنانے کے لیے کام کرنے کا طریقہ کار ہے۔ مائنرز، کرپٹو الگورتھمز، اور غیر مرکزی شماریاتی توانائی کی بہت زیادہ مقدار ایک محفوظ سسٹم کا باعث بنتی ہے، لیکن یہ کم رفتار ہوتا ہے۔ معاہدے کو محفوظ بنانے کا کوئی اور طریقہ کار تلاش کرنا trilemma کو حل کرنے کی ایک حکمت عملی ہے۔ یہ Ethereum کا PoW سے پروف آف اسٹیک (PoS) پر منتقل ہونے کی وجوہات میں سے ایک وجہ ہے۔
PoS بلاک چینز میں، ٹرانزیکشنز کی توثیق کرنے والے شرکت کنندگان کو اپنے ٹوکنز اسٹیک (لاک) کرنا ہوں گے۔ بہت زیادہ خصوصیت کی حامل مائننگ مشینز کی ضرورت نہیں۔ نیٹ ورک پر مزید توثیق کاروں کو شامل کرنے کا عمل نسبتاً آسان اور مزید قابلِ رسائی ہوتا ہے۔ PoS توسیع کو ذہن نشین کرتے ہوئے معاہداتی میکانزمز کی مختلف حکمت عملیوں میں سے ایک ہے۔
3۔ سطح 2 کے حل
شارڈنگ اور مختلف معاہداتی میکانزمز کو سطح 1 کا حل کہا جاتا ہے۔ وہ بنیادی نیٹ ورک کے اہم ڈیزائن کو تبدیل کرنا چاہتے ہیں۔ Trilemma کو حل کرنے کی کوشش کرنے والے دیگر ڈویلپرز اس حل پر کام کر رہے ہیں جس کو موجودہ نیٹ ورک کے ڈھانچے پر بنایا جاتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں، انہیں لگتا ہے کہ جواب دوسری سطح، یا سطح 2 میں موجود ہے۔ اس کی مثالوں میں سائیڈ چینز اور اسٹیٹ چینلز شامل ہیں۔
سائیڈ چین بنیادی طور پر مرکزی چین سے مربوط ایک علیحدہ بلاک چین ہے۔ اس کو اس انداز میں سیٹ اپ کیا جاتا ہے کہ اثاثے دونوں کے درمیان باآسانی حرکت کر سکیں۔ خاص طور پر، سائیڈ چین زیادہ رفتار اور توسیع کی اجازت دیتے ہوئے، مختلف اصولوں کے تحت کام کر سکتا ہے۔ اسی طرح، اسٹیٹ چینلز مرکزی چین سے ٹرانزیکشنز ختم کرنے اور سطح 1 پر دباؤ کم کرنے کے دیگر طریقہ کار ہیں۔ ایک اسٹیٹ چینل علیحدہ چین کے بجائے ایک اسمارٹ معاہدہ استعمال کرتا ہے، تاکہ صارفین کو بلاک چین پر اپنی ٹرانزیکشنز شائع کیے بغیر ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرنے کے لیے فعال کر سکے۔ بلاک چین صرف چینل کے آغاز اور اختتام کو ریکارڈ کرتا ہے۔
اختتامی خیالات
توسیع کا trilemma، دنیا کو تبدیل کرنے کے لیے بطور ٹیکنالوجی، بلاک چین کے ایک بھرپور کردار ادا کرنے کی راہ میں حال ہے۔ اگر بلاک چین نیٹ ورکس غیر مرکزیت اور سکیورٹی کو برقرار رکھنے کے لیے فی سیکنڈ ٹرانزیکشنز کی مختصر تعداد کو ہینڈل کر سکتے ہیں، تو عوام میں مقبولیت پانا مشکل ہو جائے گا۔ تاہم، ڈویلپرز کی جانب سے اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے موجودہ طور پر پیش کیے جانے والے حل تجویز دیتے ہیں کہ بلاک چین کی جانب سے ٹیکنالوجی کی ارتقاء کا عمل جاری رہے گا، اور ہو سکتا ہے کہ یہ نیٹ ورکس مستقبل میں مزید ڈیٹا کو ہینڈل کرنے کے قابل ہو جائیں۔