મુખ્ય સામગ્રી પર જાઓ
  1. સંસાધનો/
  2. અભ્યાસ સામગ્રી/
  3. ઇન્ફોર્મેશન ટેકનોલોજી એન્જિનિયરિંગ/
  4. આઈટી સેમેસ્ટર 6/
  5. બ્લોકચેઇનના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો (4361603)/

Foundation of Blockchain (4361603) - Summer 2024 Solution (Gujarati)

·
Study-Material Solutions Blockchain 4361603 2024 Summer Gujarati
મિલવ ડબગર
લેખક
મિલવ ડબગર
ઇલેક્ટ્રિકલ અને ઇલેક્ટ્રોનિક મેન્યુફેક્ચરિંગ ઉદ્યોગમાં અનુભવી લેક્ચરર. એમ્બેડેડ સિસ્ટમ્સ, ઈમેજ પ્રોસેસિંગ, ડેટા સાયન્સ, મેટલેબ, પાયથન, STM32માં કુશળ. એલ.ડી. કોલેજ ઓફ એન્જિનિયરિંગ - અમદાવાદથી કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ એન્જિનિયરિંગમાં માસ્ટર્સ ડિગ્રી ધરાવતા મજબૂત શિક્ષણ વ્યાવસાયિક.
અનુક્રમણિકા

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]
#

Distributed ledger systems ના ઉપયોગમાં લેવાના ફાયદાઓ સમજાવો.

જવાબ:

ટેબલ: Distributed Ledger Systems ના ફાયદાઓ

ફાયદોવર્ણન
પારદર્શિતાબધા સહભાગીઓ transaction history જોઈ શકે છે
સુરક્ષાCryptographic સુરક્ષા છેડછાડ સામે
વિકેન્દ્રીકરણએક જ નિયંત્રણ અથવા નિષ્ફળતાનું બિંદુ નથી
અપરિવર્તનીયતાએકવાર 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

શબ્દવ્યાખ્યા
BlockchainTransaction data ધરાવતા blocks ની chain, cryptographic hashes દ્વારા જોડાયેલ
Distributed Systemsસ્વતંત્ર 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

ગુણધર્મવર્ણનBlockchain સંદર્ભ
Consistencyબધા nodes એ જ data જુએ છેબધા nodes પાસે સમાન ledger
AvailabilitySystem કાર્યરત રહે છેNetwork accessible રહે છે
Partition ToleranceNetwork failures છતાં કામ કરે છેNode 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

Applicationવર્ણનઉદાહરણ
CryptocurrencyDigital money transactionsBitcoin, Ethereum
Supply Chainઉત્પાદનો ને origin થી track કરવુંWalmart food tracing
Healthcareસુરક્ષિત patient recordsMedical data sharing
Votingપારદર્શી electionsEstonia e-voting
Real EstateProperty ownership recordsLand 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

લાક્ષણિકતાવર્ણન
ખુલ્લી પહોંચકોઈપણ join કરી અને ભાગ લઈ શકે છે
જાહેર ચકાસણીબધા transactions જાહેરમાં verifiable છે
વિકેન્દ્રીકૃતકોઈ 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

PMTNTreiorermnavkecnBilsesloet:aouaccsRmNtkop1iHo:o1atns:Tsh1::MRT01X1PMTNTreiorermnavkecnBilsesloet:aouaccsRmNtkop2iHo:o2atns:Tsh2::MRTH2X12PMTNTreiorermnavkecnBilsesloet:aouaccsRmNtkop3iHo:o3atns:Tsh3::MRTH3X23

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

ઘટકકાર્યહેતુ
BlocksData containersTransaction માહિતી સ્ટોર કરવા
Hash FunctionsDigital fingerprints બનાવવાData integrity સુનિશ્ચિત કરવા
Merkle TreesTransaction summariesકાર્યક્ષમ verification
Consensus MechanismAgreement protocolનવા blocks validate કરવા
Digital SignaturesIdentity verificationTransactions 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

લાક્ષણિકતાવર્ણન
પ્રતિબંધિત પહોંચમાત્ર અધિકૃત users ભાગ લઈ શકે છે
ખાનગી Networkનિયંત્રિત membership
કેન્દ્રીકૃત નિયંત્રણશાસન 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 પ્રકારવર્ણનસુરક્ષા સ્તર
Hot WalletsInternet સાથે જોડાયેલમધ્યમ
Cold WalletsOffline storageઊંચું
Hardware Walletsભૌતિક devicesખૂબ ઊંચું
Paper Walletsછાપેલી keysઊંચું (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

ફાયદોવર્ણન
માપનીયતાMain chain પરનો લોડ ઘટાડે છે
પ્રયોગશીલતાનવી features સુરક્ષિત રીતે test કરે છે
વિશિષ્ટ કાર્યોકસ્ટમ applications
Interoperabilityવિવિધ 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

શબ્દવ્યાખ્યા
ConfirmationTransaction block ની ઉપર બનાવાયેલા blocks ની સંખ્યા
Finalityજ્યાં 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

પાસુંProof of Work (PoW)Proof of Stake (PoS)
સંસાધનComputational powerStake ownership
Energy Useઊંચુંનીચું
સુરક્ષાHash rate dependentStake dependent
RewardsMining rewardsStaking rewards
ઉદાહરણોBitcoin, 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 છેકરી શકતું નથી
પોતાના coins double spend કરવુંબીજાના coins ચોરી કરવું
તાજેતરના transactions reverse કરવુંકંઈ પણ માંથી coins બનાવવું
ચોક્કસ transactions block કરવુંConsensus rules બદલવા
Blockchain fork કરવુંPrivate 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 પ્રકારવ્યાખ્યાસુસંગતતા
Hard ForkNon-backward compatible protocol changeસુસંગત નથી
Soft ForkBackward compatible protocol changeસુસંગત 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

પદ્ધતિવર્ણનEnergy Use
Proof of WorkComputational puzzle solvingઊંચું
Proof of StakeStake-based validationનીચું
Delegated PoSમત આપેલા પ્રતિનિધિઓ validate કરે છેખૂબ નીચું
Proof of Authorityપૂર્વ-મંજૂર validatorsન્યૂનતમ

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 પદ્ધતિવર્ણનબચાવ
Identity Floodingઘણી નકલી nodes બનાવવીProof of Work/Stake
Routing ManipulationNetwork paths નિયંત્રિત કરવાReputation systems
Consensus DisruptionVoting પ્રભાવિત કરવુંResource 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

શબ્દવ્યાખ્યા
Merkle TreeHashes નો binary tree જે બધા transactions ને કાર્યક્ષમ રીતે સારાંશિત કરે છે
HyperledgerLinux 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

ઘટકવર્ણન
GeneralsNetwork nodes/સહભાગીઓ
MessagesTransactions/communications
Traitorsદુર્ભાવનાપૂર્ણ/ખરાબ nodes
Consensusકાર્ય 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:

  1. દરેક transaction ને વ્યક્તિગત રીતે hash કરો
  2. Hashes ને જોડો અને pairs ને hash કરો
  3. એક જ root hash બાકી રહેવા સુધી ચાલુ રાખો

ઉદાહરણ: 4 Transactions

HaTsxh(AAH)ash(AHRBaTo)sxoht(BBH)asHhaTsxhH(CaCs)h(CHDaT)sxh(DD)

ટેબલ: Merkle Tree ના ફાયદાઓ

ફાયદોવર્ણન
કાર્યક્ષમતાસંપૂર્ણ data વગર transactions verify કરો
સુરક્ષાકોઈપણ બદલાવ root hash ને અસર કરે છે
માપનીયતાLog(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

Projectપ્રકારહેતુ
FabricFrameworkPermissioned blockchain platform
SawtoothFrameworkModular blockchain suite
IrohaFrameworkMobile/web માટે સરળ blockchain
BurrowFrameworkEthereum Virtual Machine
CaliperToolBlockchain performance benchmark
ComposerToolBusiness 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

Phaseવર્ણનહેતુ
Pre-preparePrimary request broadcast કરે છેConsensus શરૂ કરવું
PrepareNodes validate કરે છે અને broadcast કરે છેProposal verify કરવું
CommitNodes નિર્ણય પર commit કરે છેAgreement finalize કરવું

Algorithm પગલાં:

  1. Client primary replica ને request મોકલે છે
  2. Primary pre-prepare message broadcast કરે છે
  3. Valid હોય તો backups prepare messages મોકલે છે
  4. 2f+1 prepares મળ્યા પછી commit મોકલે છે
  5. 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

પદ્ધતિવર્ણનહેતુ
Chain Reorganizationલાંબી chain સાથે ટૂંકી chain replace કરવીConsensus જાળવવું
Confirmation Delaysબહુવિધ blocks માટે રાહ જોવીવિશ્વસનીયતા વધારવી
Fork Resolutionસૌથી લાંબી chain જીતે છેસંઘર્ષો ઉકેલવા

Eventual Consistency દર્શાવતા દૃશ્યો:

  1. અસ્થાયી Forks: જ્યારે બે miners એકસાથે blocks શોધે છે
  2. Network Partitions: અલગ પડેલા nodes જુદા જુદા views હોઈ શકે છે
  3. 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

ફાયદોવર્ણન
માનકીકરણબધા tokens માટે સામાન્ય interface
Interoperabilityબધા Ethereum wallets/exchanges સાથે કામ કરે છે
તરલતાસરળ 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

પગલુંવર્ણન
Code DeploymentContract blockchain પર upload કરવું
Trigger Conditionsપૂર્વ-નિર્ધારિત conditions નું monitoring
Automatic ExecutionConditions મળ્યે contract execute થાય છે
State UpdateBlockchain state modify થાય છે

કાર્ય પ્રક્રિયા:

  1. Development: Solidity/Vyper માં contract લખવું
  2. Compilation: Bytecode માં convert કરવું
  3. Deployment: Blockchain network પર upload કરવું
  4. 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

વિશેષતાવર્ણનફાયદો
સ્વાયત્તમધ્યસ્થીઓ વગર execute થાય છેખર્ચમાં ઘટાડો
પારદર્શીCode blockchain પર દૃશ્યમાન છેવિશ્વાસ નિર્માણ
અપરિવર્તનશીલDeploy થયા પછી બદલાઈ શકતું નથીસુરક્ષા
નિર્ધારિતસમાન input સમાન output આપે છેઅનુમાનિતતા

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

ક્ષેત્રઉપયોગઉદાહરણ
FinanceAutomated lendingDeFi protocols
InsuranceClaim processingFlight delay insurance
Supply ChainProduct trackingFood provenance
Real EstateProperty transfersAutomated escrow
GamingDigital assetsNFT 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

ગેરફાયદોવર્ણન
મર્યાદિત કાર્યક્ષમતામાત્ર બુનિયાદી token operations
Built-in Security નથીસામાન્ય attacks માટે vulnerable
Gas DependencyTransactions 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

પગલુંવર્ણન
Concept Designહેતુ અને governance rules વ્યાખ્યાયિત કરવા
Smart Contract DevelopmentGovernance mechanisms code કરવા
Token DistributionVoting rights વહેંચવા
Community Buildingસભ્યો અને contributors આકર્ષવા

વિગતવાર પ્રક્રિયા:

  1. Whitepaper Creation: Vision અને tokenomics નું document
  2. Technical Implementation: Governance contracts deploy કરવા
  3. Initial Funding: Token sales દ્વારા capital raise કરવું
  4. 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

ઘટકવર્ણનકાર્ય
Smart ContractsCode માં governance rulesAutomated decision execution
TokensVoting rights અને ownershipલોકશાહી ભાગીદારી
Proposalsસૂચિત બદલાવો અથવા ક્રિયાઓCommunity-driven initiatives
Treasuryસહેજ fundsResource 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

ફાયદોવર્ણનઅસર
વિકેન્દ્રીકરણનિયંત્રણનું એક જ બિંદુ નથીભ્રષ્ટાચાર જોખમ ઘટાડે છે
પારદર્શિતાબધા નિર્ણયો blockchain પરવધારેલી જવાબદારી
વૈશ્વિક ભાગીદારીકોઈપણ join કરી શકે છેવિવિધ દ્રષ્ટિકોણો
કાર્યક્ષમતાAutomated executionઝડપી નિર્ણય implementation
લોકશાહી GovernanceToken-based votingવાજબી પ્રતિનિધિત્વ

ગેરફાયદાઓ:

ટેબલ: DAO Challenges

ગેરફાયદોવર્ણનજોખમ
તકનીકી જટિલતાSmart contract bugsSystem failures
કાનૂની અનિશ્ચિતતાઅસ્પષ્ટ regulatory statusCompliance issues
સંકલન સમસ્યાઓમુશ્કેલ નિર્ણય લેવુંધીમી પ્રગતિ
Token Concentrationશ્રીમંત holders votes control કરે છેCentralization જોખમ
સુરક્ષા VulnerabilitiesCode exploits શક્ય છેનાણાકીય 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)

સંબંધિત

Cloud and Data Center Technologies (4361602) - Summer 2024 Solution (Gujarati)
Study-Material Solutions Cloud-Computing 4361602 2024 Summer Gujarati
Foundation of AI and ML (4351601) - Summer 2024 Solution (Gujarati)
Study-Material Solutions Ai-Ml 4351601 2024 Summer Gujarati
VLSI (4361102) - Summer 2024 Solution (Gujarati)
Study-Material Solutions Vlsi 4361102 2024 Summer Gujarati
OOPS & Python Programming (4351108) - Summer 2024 Solution - Gujarati
Study-Material Solutions Python Oops 4351108 2024 Summer Gujarati
Renewable Energy & Emerging Trends in Electronics (4361106) - Summer 2024 Solution (ગુજરાતી)
Study-Material Solutions Renewable-Energy 4361106 2024 Summer
મોબાઈલ કમ્પ્યુટિંગ અને નેટવર્ક્સ (4351602) - સમર 2024 સોલ્યુશન
Study-Material Solutions Mobile-Computing 4351602 2024 Summer