પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]#
Distributed ledger systems ના ઉપયોગમાં લેવાના ફાયદાઓ સમજાવો.
જવાબ:
ટેબલ: Distributed Ledger Systems ના ફાયદાઓ
ફાયદો | વર્ણન |
---|---|
પારદર્શિતા | બધા સહભાગીઓ transaction history જોઈ શકે છે |
સુરક્ષા | Cryptographic સુરક્ષા છેડછાડ સામે |
વિકેન્દ્રીકરણ | એક જ નિયંત્રણ અથવા નિષ્ફળતાનું બિંદુ નથી |
અપરિવર્તનીયતા | એકવાર confirm થયા પછી records બદલી શકાતા નથી |
મેમરી ટ્રીક: “T-S-D-I” (Transparent, Secure, Decentralized, Immutable)
પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]#
વ્યાખ્યાયિત કરો: 1) Blockchain 2) Distributed systems
જવાબ:
ટેબલ: મુખ્ય વ્યાખ્યાઓ
શબ્દ | વ્યાખ્યા |
---|---|
Blockchain | Transaction data ધરાવતા blocks ની chain, cryptographic hashes દ્વારા જોડાયેલ |
Distributed Systems | સ્વતંત્ર computers નું network એક single system તરીકે કામ કરતું |
મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ:
- Blockchain: Hash pointers, consensus mechanisms, અને merkle trees વાપરે છે
- Distributed Systems: Fault tolerance, scalability, અને resource sharing
મેમરી ટ્રીક: Blockchain માટે “Chain-Hash-Consensus”, Distributed માટે “Network-Independent-Together”
પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]#
Blockchain network વડે CAP theorem વર્ણવો.
જવાબ:
ટેબલ: CAP Theorem ના ઘટકો
ગુણધર્મ | વર્ણન | Blockchain સંદર્ભ |
---|---|---|
Consistency | બધા nodes એ જ data જુએ છે | બધા nodes પાસે સમાન ledger |
Availability | System કાર્યરત રહે છે | Network accessible રહે છે |
Partition Tolerance | Network failures છતાં કામ કરે છે | Node disconnections દર્મિયાન ચાલુ રહે છે |
આકૃતિ:
graph TD
A[CAP Theorem] --> B[Consistency]
A --> C[Availability]
A --> D[Partition Tolerance]
B --> E[Bitcoin C+P ને પ્રાધાન્ય આપે છે]
C --> F[કેટલાક systems A+P પસંદ કરે છે]
D --> G[Blockchain માટે જરૂરી]
મુખ્ય મુદ્દાઓ:
- Trade-off: 3 માંથી માત્ર 2 properties એક સાથે મેળવી શકાય
- Blockchain Choice: મોટાભાગના blockchains Consistency + Partition Tolerance પસંદ કરે છે
- ઉદાહરણ: Bitcoin અસ્થાયી રૂપે unavailable બની શકે પણ consistency જાળવે છે
મેમરી ટ્રીક: “CAP-2-out-of-3” (3 માંથી કોઈ પણ 2 Properties પસંદ કરો)
પ્રશ્ન 1(ક) OR [7 ગુણ]#
Blockchain network ની ઉપયોગિતાઓ યાદી બનાવો અને સમજાવો.
જવાબ:
ટેબલ: Blockchain Applications
Application | વર્ણન | ઉદાહરણ |
---|---|---|
Cryptocurrency | Digital money transactions | Bitcoin, Ethereum |
Supply Chain | ઉત્પાદનો ને origin થી track કરવું | Walmart food tracing |
Healthcare | સુરક્ષિત patient records | Medical data sharing |
Voting | પારદર્શી elections | Estonia e-voting |
Real Estate | Property ownership records | Land registries |
મુખ્ય ફાયદાઓ:
- પારદર્શિતા: બધા transactions સહભાગીઓને દૃશ્યમાન
- સુરક્ષા: છેતરપિંડી સામે cryptographic સુરક્ષા
- કાર્યક્ષમતા: મધ્યસ્થીઓ અને ખર્ચમાં ઘટાડો
મેમરી ટ્રીક: “C-S-H-V-R” (Crypto, Supply, Health, Vote, Real estate)
પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]#
Permissionless blockchain ની વ્યાખ્યા કરો અને સમજાવો.
જવાબ:
વ્યાખ્યા: એક blockchain જ્યાં કોઈપણ વ્યક્તિ કેન્દ્રીય સત્તાધિકારીની પરવાનગી વગર ભાગ લઈ શકે છે.
ટેબલ: Permissionless Blockchain ની લાક્ષણિકતાઓ
લાક્ષણિકતા | વર્ણન |
---|---|
ખુલ્લી પહોંચ | કોઈપણ join કરી અને ભાગ લઈ શકે છે |
જાહેર ચકાસણી | બધા transactions જાહેરમાં verifiable છે |
વિકેન્દ્રીકૃત | કોઈ કેન્દ્રીય નિયંત્રણ સત્તા નથી |
મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ:
- Consensus: Proof-of-work અથવા proof-of-stake વાપરે છે
- ઉદાહરણો: Bitcoin, Ethereum mainnet
મેમરી ટ્રીક: “Open-Public-Decentralized” (OPD)
પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]#
Blockchain ના data structure ની આકૃતિ દોરો અને સંક્ષિપ્તમાં સમજૂતી આપો.
જવાબ:
આકૃતિ: Blockchain Data Structure
મુખ્ય ઘટકો:
- Previous Hash: Blocks ને એકસાથે જોડે છે અને chain બનાવે છે
- Merkle Root: Block માં બધા transactions નો સારાંશ
- Timestamp: Block ક્યારે બનાવ્યો તે સમય
- Nonce: Proof-of-work માટે એકવાર વાપરાતો આંકડો
મેમરી ટ્રીક: “P-M-T-N” (Previous, Merkle, Time, Nonce)
પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]#
Blockchain ના core components ની સમજૂતી યોગ્ય આકૃતિ સાથે આપો.
જવાબ:
ટેબલ: Blockchain ના મુખ્ય ઘટકો
ઘટક | કાર્ય | હેતુ |
---|---|---|
Blocks | Data containers | Transaction માહિતી સ્ટોર કરવા |
Hash Functions | Digital fingerprints બનાવવા | Data integrity સુનિશ્ચિત કરવા |
Merkle Trees | Transaction summaries | કાર્યક્ષમ verification |
Consensus Mechanism | Agreement protocol | નવા blocks validate કરવા |
Digital Signatures | Identity verification | Transactions authenticate કરવા |
આકૃતિ: Merkle Tree Structure
graph TD
A[Root Hash] --> B[Hash AB]
A --> C[Hash CD]
B --> D[Hash A]
B --> E[Hash B]
C --> F[Hash C]
C --> G[Hash D]
D --> H[Transaction A]
E --> I[Transaction B]
F --> J[Transaction C]
G --> K[Transaction D]
મુખ્ય મુદ્દાઓ:
- અપરિવર્તનીયતા: Hash functions છેડછાડ શોધી શકાય એવું બનાવે છે
- કાર્યક્ષમતા: Merkle trees ઝડપી verification માટે પરવાનગી આપે છે
- વિકેન્દ્રીકરણ: Consensus mechanisms કેન્દ્રીય સત્તાને દૂર કરે છે
મેમરી ટ્રીક: “B-H-M-C-D” (Blocks, Hash, Merkle, Consensus, Digital)
પ્રશ્ન 2(અ) OR [3 ગુણ]#
Permissioned blockchain ની વ્યાખ્યા કરો અને સમજાવો.
જવાબ:
વ્યાખ્યા: એક blockchain જ્યાં ભાગ લેવા માટે શાસન સત્તાધિકારીની સ્પષ્ટ પરવાનગીની જરૂર હોય છે.
ટેબલ: Permissioned Blockchain ની લાક્ષણિકતાઓ
લાક્ષણિકતા | વર્ણન |
---|---|
પ્રતિબંધિત પહોંચ | માત્ર અધિકૃત users ભાગ લઈ શકે છે |
ખાનગી Network | નિયંત્રિત membership |
કેન્દ્રીકૃત નિયંત્રણ | શાસન સંસ્થા permissions વ્યવસ્થાપિત કરે છે |
મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ:
- ગોપનીયતા: સંવેદનશીલ data માટે વધારેલી ગુપ્તતા
- પ્રદર્શન: ઓછા validators ને કારણે ઝડપી transactions
- ઉદાહરણો: Hyperledger Fabric, R3 Corda
મેમરી ટ્રીક: “Restricted-Private-Centralized” (RPC)
પ્રશ્ન 2(બ) OR [4 ગુણ]#
Wallet ના પ્રકાર blockchain ના સંદર્ભમાં સમજાવો. તેમજ ચોક્કસ જરૂરિયાત માટે Wallet પસંદ કરતી વખતે ધ્યાનમાં લેવાના પરિબળોની ચર્ચા કરો.
જવાબ:
ટેબલ: Blockchain Wallets ના પ્રકારો
Wallet પ્રકાર | વર્ણન | સુરક્ષા સ્તર |
---|---|---|
Hot Wallets | Internet સાથે જોડાયેલ | મધ્યમ |
Cold Wallets | Offline storage | ઊંચું |
Hardware Wallets | ભૌતિક devices | ખૂબ ઊંચું |
Paper Wallets | છાપેલી keys | ઊંચું (જો સુરક્ષિત રીતે સંગ્રહિત) |
પસંદગીના પરિબળો:
- સુરક્ષા જરૂરિયાતો: ઊંચું મૂલ્ય બહેતર સુરક્ષાની જરૂર પાડે છે
- ઉપયોગની આવર્તન: નિયમિત ઉપયોગ hot wallets ને તરફેણ કરે છે
- તકનીકી કુશળતા: શરૂઆતીઓ માટે સરળ wallets
મેમરી ટ્રીક: “H-C-H-P” (Hot, Cold, Hardware, Paper)
પ્રશ્ન 2(ક) OR [7 ગુણ]#
Sidechain ને યોગ્ય આકૃતિ સાથે વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
વ્યાખ્યા: એક અલગ blockchain જે two-way peg વાપરીને parent blockchain સાથે જોડાયેલ છે.
આકૃતિ: Sidechain Architecture
graph LR
A[Main Chain] <--> B[Two-Way Peg]
B <--> C[Sidechain]
A --> D[Bitcoin/Ethereum]
C --> E[વિશિષ્ટ કાર્યો]
E --> F[Smart Contracts]
E --> G[Privacy Features]
E --> H[ઝડપી Transactions]
ટેબલ: Sidechain ના ફાયદાઓ
ફાયદો | વર્ણન |
---|---|
માપનીયતા | Main chain પરનો લોડ ઘટાડે છે |
પ્રયોગશીલતા | નવી features સુરક્ષિત રીતે test કરે છે |
વિશિષ્ટ કાર્યો | કસ્ટમ applications |
Interoperability | વિવિધ blockchains ને જોડે છે |
મુખ્ય પદ્ધતિઓ:
- Two-Way Peg: Chains વચ્ચે asset transfer માટે પરવાનગી આપે છે
- SPV Proofs: Simplified payment verification
- Federated Control: બહુવિધ parties transfers નું વ્યવસ્થાપન કરે છે
મેમરી ટ્રીક: “S-E-S-I” (Scalability, Experimentation, Specialized, Interoperability)
પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]#
Blockchain network માં transaction ના સંદર્ભમાં “Confirmation” અને “Finality” ને વ્યાખ્યાયિત કરો.
જવાબ:
ટેબલ: Transaction States
શબ્દ | વ્યાખ્યા |
---|---|
Confirmation | Transaction block ની ઉપર બનાવાયેલા blocks ની સંખ્યા |
Finality | જ્યાં transaction અપરિવર્તનીય બને છે તે બિંદુ |
મુખ્ય મુદ્દાઓ:
- Confirmation Count: વધુ confirmations = વધુ સુરક્ષા
- Bitcoin Standard: ઊંચા મૂલ્યના transactions માટે 6 confirmations
- Finality પ્રકારો: Probabilistic (Bitcoin) vs Absolute (કેટલાક PoS systems)
મેમરી ટ્રીક: Confirmation માટે “Count-Blocks-Security”, Finality માટે “Irreversible-Point”
પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]#
Proof of Work અને Proof of Stake નો તફાવત આપો.
જવાબ:
ટેબલ: PoW vs PoS સરખામણી
પાસું | Proof of Work (PoW) | Proof of Stake (PoS) |
---|---|---|
સંસાધન | Computational power | Stake ownership |
Energy Use | ઊંચું | નીચું |
સુરક્ષા | Hash rate dependent | Stake dependent |
Rewards | Mining rewards | Staking rewards |
ઉદાહરણો | Bitcoin, Ethereum (જૂનું) | Ethereum 2.0, Cardano |
મુખ્ય તફાવતો:
- પદ્ધતિ: PoW mining વાપરે, PoS validators વાપરે
- પર્યાવરણીય અસર: PoS વધુ પર્યાવરણ-મિત્ર છે
- પ્રવેશ અવરોધો: PoS પ્રારંભિક stake જરૂરે, PoW hardware જરૂરે
મેમરી ટ્રીક: “Work-vs-Stake” (Computational Work vs Financial Stake)
પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]#
Blockchain network ના સંદર્ભમાં 51% attack સમજાવો.
જવાબ:
વ્યાખ્યા: એક attack જ્યાં એક જ entity network ના mining power અથવા stake ના 50% થી વધુ પર નિયંત્રણ રાખે છે.
આકૃતિ: 51% Attack Scenario
graph TD
A[Network Hash Rate] --> B[Honest Miners 49%]
A --> C[Attacker 51%]
C --> D[લાંબી Chain બનાવી શકે છે]
D --> E[Double Spending]
D --> F[Transaction Reversal]
D --> G[Block Withholding]
ટેબલ: Attack ની ક્ષમતાઓ અને મર્યાદાઓ
કરી શકે છે | કરી શકતું નથી |
---|---|
પોતાના coins double spend કરવું | બીજાના coins ચોરી કરવું |
તાજેતરના transactions reverse કરવું | કંઈ પણ માંથી coins બનાવવું |
ચોક્કસ transactions block કરવું | Consensus rules બદલવા |
Blockchain fork કરવું | Private keys ને access કરવા |
રોકથામના પગલાં:
- વૈવિધ્યસભર Mining: બહુવિધ mining pools ને પ્રોત્સાહન આપવું
- Checkpoint Systems: સમયાંતરે finality markers
- આર્થિક પ્રોત્સાહનો: Attacks ને અલાભકારક બનાવવા
અસર:
- Network વિક્ષેપ: અસ્થાયી સેવા વિક્ષેપ
- આર્થિક નુકસાન: ઘટેલો વિશ્વાસ અને મૂલ્ય
- પુનઃપ્રાપ્તિ: Attack સમાપ્ત થયા પછી network સામાન્યત: સ્વસ્થ થાય છે
મેમરી ટ્રીક: “Majority-Control-Attack” (51% = Majority Control = Attack Power)
પ્રશ્ન 3(અ) OR [3 ગુણ]#
“Hard fork” અને “Soft fork” ની વ્યાખ્યા આપો.
જવાબ:
ટેબલ: Fork પ્રકારો
Fork પ્રકાર | વ્યાખ્યા | સુસંગતતા |
---|---|---|
Hard Fork | Non-backward compatible protocol change | સુસંગત નથી |
Soft Fork | Backward compatible protocol change | સુસંગત છે |
મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ:
- Hard Fork: નવી blockchain branch બનાવે છે, બધા nodes ને upgrade જરૂરી
- Soft Fork: Rules ને tight કરે છે, જૂના nodes હજી પણ operate કરી શકે છે
ઉદાહરણો:
- Hard Fork: Bitcoin Cash નો Bitcoin માંથી વિભાજન
- Soft Fork: Bitcoin માં SegWit activation
મેમરી ટ્રીક: “Hard-Breaks-Compatibility” vs “Soft-Keeps-Compatibility”
પ્રશ્ન 3(બ) OR [4 ગુણ]#
વિવિધ પ્રકારના consensus mechanisms ની યાદી બનાવો અને કોઈ પણ એકને વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
ટેબલ: Consensus Mechanisms
પદ્ધતિ | વર્ણન | Energy Use |
---|---|---|
Proof of Work | Computational puzzle solving | ઊંચું |
Proof of Stake | Stake-based validation | નીચું |
Delegated PoS | મત આપેલા પ્રતિનિધિઓ validate કરે છે | ખૂબ નીચું |
Proof of Authority | પૂર્વ-મંજૂર validators | ન્યૂનતમ |
વિગતવાર સમજૂતી - Proof of Stake (PoS):
પ્રક્રિયા:
- Validator Selection: Stake amount અને randomization આધારે
- Block Creation: પસંદ કરાયેલ validator નવો block propose કરે છે
- Validation: બીજા validators block verify કરે છે અને attest કરે છે
- Rewards: Validators fees અને નવા tokens મેળવે છે
ફાયદાઓ: ઓછું energy consumption, ઘટેલું centralization risk નુકસાનો: “Nothing at stake” problem, પ્રારંભિક વિતરણ સમસ્યાઓ
મેમરી ટ્રીક: “Stake-Select-Validate-Reward” (PoS Process)
પ્રશ્ન 3(ક) OR [7 ગુણ]#
Blockchain network ના સંદર્ભમાં sybil attack સમજાવો.
જવાબ:
વ્યાખ્યા: એક attack જ્યાં એક જ શત્રુ network માં અપ્રમાણસર પ્રભાવ મેળવવા માટે બહુવિધ નકલી identities બનાવે છે.
આકૃતિ: Sybil Attack Structure
graph TD
A[Attacker] --> B[Fake Identity 1]
A --> C[Fake Identity 2]
A --> D[Fake Identity 3]
A --> E[Fake Identity N]
B --> F[Network Influence]
C --> F
D --> F
E --> F
F --> G[Consensus Manipulation]
ટેબલ: Attack પદ્ધતિઓ અને બચાવો
Attack પદ્ધતિ | વર્ણન | બચાવ |
---|---|---|
Identity Flooding | ઘણી નકલી nodes બનાવવી | Proof of Work/Stake |
Routing Manipulation | Network paths નિયંત્રિત કરવા | Reputation systems |
Consensus Disruption | Voting પ્રભાવિત કરવું | Resource requirements |
Blockchain પર અસર:
- Network Partitioning: Honest nodes ને અલગ પાડવા
- Double Spending: છેતરપિંડીવાળા transactions ને સહાય કરવી
- Consensus Failure: Network agreement અટકાવવું
રોકથામ પદ્ધતિઓ:
- Resource Requirements: PoW/PoS attacks ને મોંઘા બનાવે છે
- Identity Verification: KYC/AML પ્રક્રિયાઓ
- Network Monitoring: શંકાસ્પદ વર્તન patterns શોધવા
- Reputation Systems: સમય સાથે node behavior track કરવું
વાસ્તવિક ઉદાહરણો:
- P2P Networks: BitTorrent, Gnutella vulnerabilities
- Social Networks: Fake account creation
- Blockchain: Permissionless networks માટે સંભવિત ખતરો
મેમરી ટ્રીક: “Single-Multiple-Influence” (Single Attacker, Multiple Identities, Network Influence)
પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]#
“Merkle Tree” અને “Hyperledger” ને વ્યાખ્યાયિત કરો.
જવાબ:
ટેબલ: મુખ્ય વ્યાખ્યાઓ
શબ્દ | વ્યાખ્યા |
---|---|
Merkle Tree | Hashes નો binary tree જે બધા transactions ને કાર્યક્ષમ રીતે સારાંશિત કરે છે |
Hyperledger | Linux Foundation દ્વારા hosted open-source blockchain platform |
મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ:
- Merkle Tree: સંપૂર્ણ blockchain download કર્યા વગર કાર્યક્ષમ verification સક્ષમ કરે છે
- Hyperledger: Enterprise-focused, modular architecture, બહુવિધ frameworks
મેમરી ટ્રીક: Merkle માટે “Tree-Hash-Efficient”, Hyperledger માટે “Enterprise-Modular-Linux”
પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]#
Classic Byzantine generals problem ને વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
પરિસ્થિતિ: બહુવિધ generals એ શહેર પર હુમલાનું સંકલન કરવું જોઈએ, પરંતુ કેટલાક દગાબાજ હોઈ શકે છે.
ટેબલ: Problem ના ઘટકો
ઘટક | વર્ણન |
---|---|
Generals | Network nodes/સહભાગીઓ |
Messages | Transactions/communications |
Traitors | દુર્ભાવનાપૂર્ણ/ખરાબ nodes |
Consensus | કાર્ય પર સમજૂતી |
સોલ્યુશન જરૂરિયાતો:
- Agreement: બધા પ્રામાણિક generals એ જ કાર્યનો નિર્ણય લે
- Validity: જો બધા પ્રામાણિક generals હુમલો કરવા માગે તો તેઓએ હુમલો કરવો જોઈએ
- Termination: મર્યાદિત સમયમાં નિર્ણય લેવાયો હોવો જોઈએ
Blockchain સુસંગતતા: દુર્ભાવનાપૂર્ણ nodes છતાં network agreement સુનિશ્ચિત કરે છે
મેમરી ટ્રીક: “Generals-Messages-Traitors-Consensus” (GMTC)
પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]#
Merkle tree creation ની પ્રક્રિયા યોગ્ય ઉદાહરણ અને આકૃતિ સાથે સમજાવો.
જવાબ:
પ્રક્રિયાના પગલાં:
- દરેક transaction ને વ્યક્તિગત રીતે hash કરો
- Hashes ને જોડો અને pairs ને hash કરો
- એક જ root hash બાકી રહેવા સુધી ચાલુ રાખો
ઉદાહરણ: 4 Transactions
ટેબલ: Merkle Tree ના ફાયદાઓ
ફાયદો | વર્ણન |
---|---|
કાર્યક્ષમતા | સંપૂર્ણ data વગર transactions verify કરો |
સુરક્ષા | કોઈપણ બદલાવ root hash ને અસર કરે છે |
માપનીયતા | Log(n) verification complexity |
Verification પ્રક્રિયા:
- Tx A verify કરવા માટે: Hash(B), Hash(CD), અને Root Hash જરૂરી
- Path verification: Hash(A) + Hash(B) = Hash(AB)
- Hash(AB) + Hash(CD) = Root Hash
Applications:
- Bitcoin: Block headers માં Merkle root છે
- SPV Clients: Light wallets Merkle proofs વાપરે છે
- Git: Version control system સમાન structure વાપરે છે
મેમરી ટ્રીક: “Hash-Pair-Repeat-Root” (Merkle Tree Creation Process)
પ્રશ્ન 4(અ) OR [3 ગુણ]#
Hyperledger projects ના વિવિધ પ્રકારની યાદી બનાવો.
જવાબ:
ટેબલ: Hyperledger Projects
Project | પ્રકાર | હેતુ |
---|---|---|
Fabric | Framework | Permissioned blockchain platform |
Sawtooth | Framework | Modular blockchain suite |
Iroha | Framework | Mobile/web માટે સરળ blockchain |
Burrow | Framework | Ethereum Virtual Machine |
Caliper | Tool | Blockchain performance benchmark |
Composer | Tool | Business network development |
શ્રેણીઓ:
- Frameworks: મુખ્ય blockchain platforms
- Tools: Development અને testing utilities
મેમરી ટ્રીક: “F-S-I-B-C-C” (Fabric, Sawtooth, Iroha, Burrow, Caliper, Composer)
પ્રશ્ન 4(બ) OR [4 ગુણ]#
Practical Byzantine Fault Tolerance algorithm વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
વ્યાખ્યા: Consensus algorithm જે 1/3 સુધી nodes ખરાબ અથવા દુર્ભાવનાપૂર્ણ હોય તો પણ યોગ્ય રીતે કામ કરે છે.
ટેબલ: PBFT Phases
Phase | વર્ણન | હેતુ |
---|---|---|
Pre-prepare | Primary request broadcast કરે છે | Consensus શરૂ કરવું |
Prepare | Nodes validate કરે છે અને broadcast કરે છે | Proposal verify કરવું |
Commit | Nodes નિર્ણય પર commit કરે છે | Agreement finalize કરવું |
Algorithm પગલાં:
- Client primary replica ને request મોકલે છે
- Primary pre-prepare message broadcast કરે છે
- Valid હોય તો backups prepare messages મોકલે છે
- 2f+1 prepares મળ્યા પછી commit મોકલે છે
- 2f+1 commits મળ્યા પછી execute કરે છે
મુખ્ય ગુણધર્મો:
- Safety: ક્યારેય અસંગત પરિણામો ઉત્પન્ન કરતું નથી
- Liveness: આખરે પરિણામો ઉત્પન્ન કરે છે
- Fault Tolerance: f < n/3 ખરાબ nodes સાથે કામ કરે છે
મેમરી ટ્રીક: “Pre-Prepare-Commit” (PBFT ના 3 Phases)
પ્રશ્ન 4(ક) OR [7 ગુણ]#
“Eventual consistency is evident in the context of bitcoin.” આપેલ વાક્યને પુરવાર કરો.
જવાબ:
વ્યાખ્યા: Eventual consistency નો અર્થ છે કે system સમય સાથે consistent બનશે, ભલે તે અસ્થાયી રૂપે inconsistent હોય.
Bitcoin Implementation:
ટેબલ: Bitcoin Consistency Mechanisms
પદ્ધતિ | વર્ણન | હેતુ |
---|---|---|
Chain Reorganization | લાંબી chain સાથે ટૂંકી chain replace કરવી | Consensus જાળવવું |
Confirmation Delays | બહુવિધ blocks માટે રાહ જોવી | વિશ્વસનીયતા વધારવી |
Fork Resolution | સૌથી લાંબી chain જીતે છે | સંઘર્ષો ઉકેલવા |
Eventual Consistency દર્શાવતા દૃશ્યો:
- અસ્થાયી Forks: જ્યારે બે miners એકસાથે blocks શોધે છે
- Network Partitions: અલગ પડેલા nodes જુદા જુદા views હોઈ શકે છે
- Double Spending Attempts: વિવિધ blocks માં સંઘર્ષ કરતા transactions
Resolution પ્રક્રિયા:
- Mining ચાલુ રહે છે: Miners તેમની પસંદીદા chain પર build કરે છે
- Longest Chain Rule: Network સૌથી વધુ work વાળી chain અપનાવે છે
- Automatic Convergence: બધા nodes આખરે સહમત થાય છે
આકૃતિ: Fork Resolution
graph TD
A[Block N] --> B[Block N+1a]
A --> C[Block N+1b]
B --> D[Block N+2a]
C --> E[મૃત્યુ પામે - ટૂંકી Chain]
D --> F[Main Chain બને છે]
વાજબીપણાના મુદ્દાઓ:
- Probabilistic Finality: લાંબો confirmation time = વધારે વિશ્વસનીયતા
- તાત્કાલિક Consistency નથી: નવા transactions તરત final નથી
- Convergence Guarantee: Network આખરે એક જ chain પર સહમત થશે
- Time-based Resolution: સમય સાથે consistency સુધરે છે
વ્યવહારિક અસરો:
- Merchant Waiting: Payment accept કરતા પહેલાં confirmations માટે રાહ જોવી
- Exchange Policies: વિવિધ રકમો માટે વિવિધ confirmation requirements
- Risk Management: Transaction value આધારે speed vs security સંતુલિત કરવું
મેમરી ટ્રીક: “Time-Brings-Consistency” (Eventual Consistency = Time + Convergence)
પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]#
ERC 20 ના ફાયદાઓ સમજાવો.
જવાબ:
ટેબલ: ERC-20 Token ના ફાયદાઓ
ફાયદો | વર્ણન |
---|---|
માનકીકરણ | બધા tokens માટે સામાન્ય interface |
Interoperability | બધા Ethereum wallets/exchanges સાથે કામ કરે છે |
તરલતા | સરળ trading અને exchange |
મુખ્ય ફાયદાઓ:
- Developer Friendly: સરળ implementation standard
- Market Adoption: platforms પર વ્યાપક રીતે supported
- Smart Contract Integration: સરળ DeFi integration
મેમરી ટ્રીક: “Standard-Interoperable-Liquid” (SIL)
પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]#
Smart-contract ની working mechanism વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
ટેબલ: Smart Contract Workflow
પગલું | વર્ણન |
---|---|
Code Deployment | Contract blockchain પર upload કરવું |
Trigger Conditions | પૂર્વ-નિર્ધારિત conditions નું monitoring |
Automatic Execution | Conditions મળ્યે contract execute થાય છે |
State Update | Blockchain state modify થાય છે |
કાર્ય પ્રક્રિયા:
- Development: Solidity/Vyper માં contract લખવું
- Compilation: Bytecode માં convert કરવું
- Deployment: Blockchain network પર upload કરવું
- Execution: Transactions અથવા events દ્વારા trigger થવું
મેમરી ટ્રીક: “Deploy-Trigger-Execute-Update” (DTEU)
પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]#
Smart-contract શું છે? Smart-contract ની વિશેષતા અને ઉપયોગીતા વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
વ્યાખ્યા: Self-executing contracts જેના terms સીધા code માં લખેલા હોય છે, blockchain પર ચાલે છે.
ટેબલ: Smart Contract વિશેષતાઓ
વિશેષતા | વર્ણન | ફાયદો |
---|---|---|
સ્વાયત્ત | મધ્યસ્થીઓ વગર execute થાય છે | ખર્ચમાં ઘટાડો |
પારદર્શી | Code blockchain પર દૃશ્યમાન છે | વિશ્વાસ નિર્માણ |
અપરિવર્તનશીલ | Deploy થયા પછી બદલાઈ શકતું નથી | સુરક્ષા |
નિર્ધારિત | સમાન input સમાન output આપે છે | અનુમાનિતતા |
આકૃતિ: Smart Contract Architecture
graph TD
A[Smart Contract] --> B[Trigger Conditions]
B --> C[Automatic Execution]
C --> D[State Changes]
D --> E[Event Emissions]
A --> F[External Calls]
F --> G[Other Contracts]
ઉપયોગિતાઓ:
ટેબલ: Smart Contract Applications
ક્ષેત્ર | ઉપયોગ | ઉદાહરણ |
---|---|---|
Finance | Automated lending | DeFi protocols |
Insurance | Claim processing | Flight delay insurance |
Supply Chain | Product tracking | Food provenance |
Real Estate | Property transfers | Automated escrow |
Gaming | Digital assets | NFT marketplaces |
ફાયદાઓ:
- કાર્યક્ષમતા: ઘટેલો processing time અને costs
- વિશ્વાસ: Trusted third parties ની જરૂર નથી
- ચોકસાઈ: માનવીય ભૂલો દૂર કરે છે
- વૈશ્વિક પહોંચ: 24/7 વિશ્વવ્યાપી ઉપલબ્ધ
મર્યાદાઓ:
- અપરિવર્તનશીલતા: Deployment પછી bugs ઠીક કરવા મુશ્કેલ
- Oracle Problem: બાહ્ય data sources ની જરૂર
- Gas Costs: Execution costs ઊંચા હોઈ શકે છે
- જટિલતા: તકનીકી નિપુણતા જરૂરી
Development વિચારણા:
- Security Audits: Deployment પહેલાં આવશ્યક
- Testing: Testnets પર વ્યાપક testing
- Upgradability: Updates માટે design patterns
- Gas Optimization: Execution costs ઘટાડવા
મેમરી ટ્રીક: વિશેષતાઓ માટે “Auto-Transparent-Immutable-Deterministic” (ATID)
પ્રશ્ન 5(અ) OR [3 ગુણ]#
ERC 20 ના ગેરફાયદાઓ સમજાવો.
જવાબ:
ટેબલ: ERC-20 Token ના ગેરફાયદાઓ
ગેરફાયદો | વર્ણન |
---|---|
મર્યાદિત કાર્યક્ષમતા | માત્ર બુનિયાદી token operations |
Built-in Security નથી | સામાન્ય attacks માટે vulnerable |
Gas Dependency | Transactions માટે ETH જરૂરી |
મુખ્ય સમસ્યાઓ:
- Transfer મર્યાદાઓ: જટિલ transfers handle કરી શકતું નથી
- Approval Risks: Double spending vulnerabilities
- Network Congestion: Peak times દરમિયાન ઊંચી fees
મેમરી ટ્રીક: “Limited-Vulnerable-Dependent” (LVD)
પ્રશ્ન 5(બ) OR [4 ગુણ]#
Decentralized Autonomous Organization (DAO) ના Launching માટેના steps વર્ણવો.
જવાબ:
ટેબલ: DAO Launch Steps
પગલું | વર્ણન |
---|---|
Concept Design | હેતુ અને governance rules વ્યાખ્યાયિત કરવા |
Smart Contract Development | Governance mechanisms code કરવા |
Token Distribution | Voting rights વહેંચવા |
Community Building | સભ્યો અને contributors આકર્ષવા |
વિગતવાર પ્રક્રિયા:
- Whitepaper Creation: Vision અને tokenomics નું document
- Technical Implementation: Governance contracts deploy કરવા
- Initial Funding: Token sales દ્વારા capital raise કરવું
- Operations Launch: વિકેન્દ્રીકૃત operations શરૂ કરવા
મેમરી ટ્રીક: “Design-Develop-Distribute-Deploy” (4D Launch)
પ્રશ્ન 5(ક) OR [7 ગુણ]#
Decentralized Autonomous Organization (DAO) શું છે? તેના ફાયદાઓ અને ગેરફાયદાઓ વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
વ્યાખ્યા: Blockchain-based organization જે પરંપરાગત management ને બદલે smart contracts અને token holders દ્વારા સંચાલિત થાય છે.
ટેબલ: DAO Structure
ઘટક | વર્ણન | કાર્ય |
---|---|---|
Smart Contracts | Code માં governance rules | Automated decision execution |
Tokens | Voting rights અને ownership | લોકશાહી ભાગીદારી |
Proposals | સૂચિત બદલાવો અથવા ક્રિયાઓ | Community-driven initiatives |
Treasury | સહેજ funds | Resource allocation |
આકૃતિ: DAO Governance Flow
graph TD
A[Token Holders] --> B[Submit Proposals]
B --> C[Community Discussion]
C --> D[Voting Period]
D --> E[Passed હોય તો Execution]
E --> F[Smart Contract Updates]
F --> G[Treasury Actions]
ફાયદાઓ:
ટેબલ: DAO ના ફાયદાઓ
ફાયદો | વર્ણન | અસર |
---|---|---|
વિકેન્દ્રીકરણ | નિયંત્રણનું એક જ બિંદુ નથી | ભ્રષ્ટાચાર જોખમ ઘટાડે છે |
પારદર્શિતા | બધા નિર્ણયો blockchain પર | વધારેલી જવાબદારી |
વૈશ્વિક ભાગીદારી | કોઈપણ join કરી શકે છે | વિવિધ દ્રષ્ટિકોણો |
કાર્યક્ષમતા | Automated execution | ઝડપી નિર્ણય implementation |
લોકશાહી Governance | Token-based voting | વાજબી પ્રતિનિધિત્વ |
ગેરફાયદાઓ:
ટેબલ: DAO Challenges
ગેરફાયદો | વર્ણન | જોખમ |
---|---|---|
તકનીકી જટિલતા | Smart contract bugs | System failures |
કાનૂની અનિશ્ચિતતા | અસ્પષ્ટ regulatory status | Compliance issues |
સંકલન સમસ્યાઓ | મુશ્કેલ નિર્ણય લેવું | ધીમી પ્રગતિ |
Token Concentration | શ્રીમંત holders votes control કરે છે | Centralization જોખમ |
સુરક્ષા Vulnerabilities | Code exploits શક્ય છે | નાણાકીય નુકસાન |
DAO ના પ્રકારો:
- Investment DAOs: સામૂહિક investment નિર્ણયો
- Protocol DAOs: Blockchain protocol governance
- Social DAOs: Community-driven organizations
- Collector DAOs: NFT અને art collecting
સફળતાના પરિબળો:
- સ્પષ્ટ હેતુ: સુ-વ્યાખ્યાયિત mission અને goals
- મજબૂત Governance: અસરકારક voting mechanisms
- Community Engagement: સક્રિય સભ્ય ભાગીદારી
- તકનીકી સુરક્ષા: Audited smart contracts
- કાનૂની Compliance: લાગુ પડતી જગ્યાએ regulatory compliance
નોંધપાત્ર ઉદાહરણો:
- MakerDAO: Decentralized finance protocol
- Uniswap: Decentralized exchange governance
- Compound: Money market protocol
ભવિષ્યની દ્રષ્ટિ:
- Regulatory Clarity: વિકસિત થતા કાનૂની frameworks
- તકનીકી સુધારાઓ: બહેતર governance tools
- Mainstream Adoption: વધતી corporate interest
- Integration: Hybrid traditional-DAO models
મેમરી ટ્રીક: “Decentralized-Autonomous-Organization” (DAO = Democratic Automated Ownership)