বিটকয়েন কভেন্যান্টস আনচেইন্ড: উন্নত স্মার্ট কন্ট্রাক্টের জন্য একটি আনুষ্ঠানিক মডেল

1. ভূমিকা

বিটকয়েনের আনস্পেন্ট ট্রানজেকশন আউটপুট (UTXO) মডেল, যদিও সমকালীন মুদ্রা স্থানান্তরের জন্য মার্জিত, ভাগ করা পরিবর্তনযোগ্য অবস্থার অভাবের কারণে জটিল, অবস্থাসম্পন্ন স্মার্ট কন্ট্রাক্ট বাস্তবায়নের জন্য উল্লেখযোগ্য সীমাবদ্ধতা উপস্থাপন করে। কভেন্যান্টস একটি গুরুত্বপূর্ণ ভাষাগত প্রিমিটিভ হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে যা বিটকয়েন স্ক্রিপ্টকে প্রসারিত করার প্রস্তাব করা হয়েছে, যা একটি লেনদেনকে ভবিষ্যতের মুক্তিপ্রাপ্ত লেনদেনের স্ক্রিপ্টগুলোর উপর সীমাবদ্ধতা আরোপ করতে দেয়। এই গবেষণাপত্রটি কভেন্যান্টসের জন্য আনুষ্ঠানিক, বিমূর্ত মডেলের ফাঁকটি সমাধান করে, যা ২০১৩ সাল থেকে তাদের সূচনা থেকেই প্রধানত নিম্ন-স্তরের, বাস্তবায়ন-কেন্দ্রিক দৃষ্টিকোণ থেকে বর্ণনা করা হয়েছে। একটি আনুষ্ঠানিক ভিত্তি প্রদান করে, এই কাজটি চুক্তির বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে যুক্তি সরলীকরণ, বিটকয়েনের বর্তমান ক্ষমতার বাইরে উন্নত ব্যবহারের ক্ষেত্র নির্দিষ্ট করা এবং উচ্চ-স্তরের প্রোগ্রামিং বিমূর্ততা নকশা সহজতর করার লক্ষ্য রাখে।

2. খাঁটি বিটকয়েন মডেল

গবেষণাপত্রটি মূল বিটকয়েন লেনদেন মডেলের একটি আনুষ্ঠানিকীকরণ গ্রহণ করে। UTXO মডেলে, ব্লকচেইন অবস্থা আনস্পেন্ট ট্রানজেকশন আউটপুটের একটি সেট দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়। প্রতিটি আউটপুটে একটি মান (বিটকয়েনের পরিমাণ) এবং একটি scriptPubKey (লকিং স্ক্রিপ্ট) থাকে যা এটি খরচ করার জন্য প্রয়োজনীয় শর্ত নির্দিষ্ট করে। একটি খরচকারী লেনদেন একটি scriptSig (আনলকিং স্ক্রিপ্ট) প্রদান করে এবং যে UTXO এটি খরচ করতে চায় তার উল্লেখ করে। যাচাইকরণে সংযুক্ত স্ক্রিপ্টগুলি কার্যকর করা জড়িত। গুরুত্বপূর্ণভাবে, স্ট্যান্ডার্ড বিটকয়েন স্ক্রিপ্ট সীমিত: এটি স্বাক্ষর যাচাই এবং মৌলিক গাণিতিক/যুক্তি ছাড়া খরচকারী লেনদেনের গঠনকে অন্তর্দৃষ্টি বা সীমাবদ্ধ করতে পারে না, যা বহু-ধাপ প্রোটোকল প্রয়োগকারী চুক্তি তৈরি করা প্রতিরোধ করে।

3. কভেন্যান্টসের আনুষ্ঠানিক মডেল

মূল অবদান হল একটি আনুষ্ঠানিক মডেল যা প্রস্তাবিত কভেন্যান্ট অপকোডগুলিকে (যেমন OP_CHECKTEMPLATEVERIFY) বিমূর্ত করে।

4. জটিল বিটকয়েন চুক্তি নির্দিষ্টকরণ

আনুষ্ঠানিক মডেলটি খাঁটি বিটকয়েনে বর্তমানে অপ্রকাশ্য বা কষ্টকর চুক্তি নির্দিষ্ট করতে প্রয়োগ করা হয়।

5. উচ্চ-স্তরের ভাষা প্রিমিটিভস

গবেষণাপত্রটি আলোচনা করে কিভাবে কভেন্যান্টস উচ্চ-স্তরের চুক্তি ভাষার জন্য একটি কম্পাইলেশন টার্গেট হিসেবে কাজ করতে পারে। "সময় T এর পরে উত্তোলন", "শুধুমাত্র যদি প্রতিপক্ষ স্বাক্ষর করে তবে খরচ", বা "অবস্থা A থেকে B তে রূপান্তর" এর মতো প্রিমিটিভস সরাসরি নির্দিষ্ট কভেন্যান্ট সীমাবদ্ধতায় ম্যাপ করা যেতে পারে, বিটকয়েন চুক্তি বিকাশকারীদের জন্য বিমূর্ততার স্তর বাড়িয়ে দেয়।

6. মূল অন্তর্দৃষ্টি ও বিশ্লেষকের দৃষ্টিভঙ্গি

মূল অন্তর্দৃষ্টি: বার্তোলেটি এবং সহকর্মীরা শুধু আরেকটি কভেন্যান্ট অপকোড প্রস্তাব করছেন না; তারা সেই অনুপস্থিত আনুষ্ঠানিক তত্ত্ব প্রদান করছেন যা একটি চতুর হ্যাককে বিটকয়েনের জন্য একটি বৈধ, বিশ্লেষণযোগ্য প্রোগ্রামিং প্যারাডাইমে পরিণত করে। এটি UTXO ব্লকচেইনে জটিল, নিরাপদ চুক্তির পদ্ধতিগত প্রকৌশল আনলক করার চাবিকাঠি, অ্যাড-হক স্ক্রিপ্টিংয়ের বাইরে যাওয়া।

যুক্তিগত প্রবাহ: যুক্তিটি আকর্ষণীয়ভাবে সরল: ১) বিটকয়েনের UTXO মডেলের অবস্থার অভাব রয়েছে, চুক্তি সীমাবদ্ধ করে। ২) কভেন্যান্টস একটি সমাধান হিসেবে প্রস্তাবিত হলেও আনুষ্ঠানিকভাবে দুর্বলভাবে বোঝা যায়। ৩) অতএব, আমরা একটি আনুষ্ঠানিক মডেল তৈরি করি। ৪) এই মডেল ব্যবহার করে, আমরা প্রদর্শন করি যে এটি মূল্যবান, জটিল ব্যবহারের ক্ষেত্র (ভল্ট, চ্যানেল, DeFi) প্রকাশ করতে পারে। ৫) এই আনুষ্ঠানিকতা তারপর স্বাভাবিকভাবেই উচ্চ-স্তরের ভাষা নকশা সক্ষম করে। এটি একটি ক্লাসিক "তত্ত্ব অনুশীলন সক্ষম করে" পাইপলাইন যা নির্ভুলতার সাথে কার্যকর করা হয়েছে।

শক্তি ও ত্রুটি: প্রধান শক্তি হল ক্রিপ্টোগ্রাফি/PL তত্ত্ব এবং বিটকয়েন প্রকৌশলের মধ্যে ফাঁক সেতুবন্ধন করা—এমন একটি ফাঁক যা ইথেরিয়ামের অ্যাকাউন্ট-ভিত্তিক মডেলে ব্যয়বহুল বাগের দিকে নিয়ে গেছে। আনুষ্ঠানিক সেমান্টিক্স বৈশিষ্ট্য যাচাইকরণের অনুমতি দেয়, একটি বিশাল জয়। অন্তর্নিহিতভাবে স্বীকৃত ত্রুটি হল বিটকয়েনের রাজনৈতিক অর্থনীতি। যেমন গবেষণাপত্রটি উল্লেখ করেছে, বিটকয়েনের "অত্যন্ত সতর্ক পদ্ধতি" নতুন অপকোড যেমন কভেন্যান্টস মোতায়েন করা একটি অসম্ভব কাজ করে তোলে, তাদের আনুষ্ঠানিক মার্জিততা নির্বিশেষে। নেটিভ কভেন্যান্টস ছাড়াই লাইটনিংয়ের মতো লেয়ার-২ এর সাফল্যও প্রয়োজনীয়তা বনাম সুবিধার প্রশ্ন তোলে। তদুপরি, মডেলের নিরাপত্তা এই ধারণার উপর নির্ভর করে যে সীমাবদ্ধ ক্ষেত্রগুলি (যেমন স্ক্রিপ্ট হ্যাশ) যথেষ্ট; অন্যান্য অপকোডের সাথে অপ্রত্যাশিত মিথস্ক্রিয়া প্রভাব থেকে যেতে পারে।

কার্যকরী অন্তর্দৃষ্টি: গবেষকদের জন্য, এই গবেষণাপত্রটি একটি নীলনকশা: আনুষ্ঠানিক পদ্ধতি ব্যবহার করে ব্লকচেইন আপগ্রেড ডি-রিস্ক এবং স্পষ্ট করুন। বিকাশকারীদের জন্য, এখনই চুক্তি কাঠামো নকশা করা শুরু করুন ধরে নিয়ে যে কভেন্যান্টস বিদ্যমান থাকবে (লিকুইড বা স্ট্যাক্সে দেখা গেছে)। বিটকয়েন প্রোটোকল বিকাশকারীদের জন্য, গবেষণাপত্রটি BIP 119 (OP_CTV) বা অনুরূপ প্রস্তাবের পক্ষে যুক্তি দেওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় কঠোর ভিত্তি প্রদান করে—এটি একটি বৈশিষ্ট্য অনুরোধকে একটি প্রকৌশল নির্দিষ্টকরণে রূপান্তরিত করে। সবচেয়ে বড় টেকওয়ে: বিটকয়েন স্মার্ট কন্ট্রাক্টের ভবিষ্যত ইথেরিয়াম অনুকরণ সম্পর্কে নয়, বরং একটি নতুন, সম্ভাব্যভাবে আরও নিরাপদ এবং স্কেলযোগ্য, বিকেন্দ্রীভূত অ্যাপ্লিকেশনের শ্রেণি তৈরি করতে অনন্য UTXO+কভেন্যান্টস প্যারাডাইমের সুবিধা নেওয়া সম্পর্কে।

7. প্রযুক্তিগত বিবরণ ও আনুষ্ঠানিকীকরণ

আনুষ্ঠানিক মডেলটি প্রসঙ্গিকভাবে লেনদেন, স্ক্রিপ্ট এবং যাচাইকরণ সংজ্ঞায়িত করে। একটি মূল প্রযুক্তিগত বিবরণ হল কভেন্যান্ট সীমাবদ্ধতার উপস্থাপনা। $ exttt{tx}$ একটি লেনদেন উপস্থাপন করুক। একটি কভেন্যান্টকে একটি ফাংশন হিসাবে দেখা যেতে পারে:

$\text{Covenant}_{\text{cond}} : \texttt{tx}_{\text{current}} \times \texttt{tx}_{\text{next}} \times \sigma \rightarrow \{\text{True}, \text{False}\}$

যেখানে $\sigma$ যাচাইকরণ প্রসঙ্গ (ব্লক উচ্চতা, ইত্যাদি) উপস্থাপন করে। প্রিডিকেট $\text{cond}$ $\texttt{tx}_{\text{next}}$ ক্ষেত্রগুলির চেকগুলির একটি সংযোগ হতে পারে:

$\text{cond} \equiv (\texttt{hashOutputs}(\texttt{tx}_{\text{next}}) = H) \land (\texttt{nLockTime}(\texttt{tx}_{\text{next}}) > T) \land ...$

এটি OP_CHECKTEMPLATEVERIFY এর মতো প্রস্তাবগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা তুলনার জন্য স্ট্যাকের উপর খরচকারী লেনদেনের নির্দিষ্ট অংশগুলির একটি হ্যাশ ধাক্কা দেয়। রিকার্সিভ বৈশিষ্ট্যটি নিশ্চিত করে আনুষ্ঠানিক করা হয় যে $\texttt{tx}_{\text{next}}$ এর একটি আউটপুট একটি স্ক্রিপ্ট $S'$ ধারণ করে যা নিজেই একটি কভেন্যান্ট $\text{Covenant}_{\text{cond}'}$ প্রয়োগ করে।

8. বিশ্লেষণ কাঠামো ও উদাহরণ কেস

উদাহরণ: একটি সরল ভল্ট চুক্তি
লক্ষ্য: একটি UTXO তৈরি করুন যা দুইভাবে খরচ করা যেতে পারে: ১) তাৎক্ষণিকভাবে, কিন্তু শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট "কোল্ড স্টোরেজ" ঠিকানায়। ২) যেকোনো ঠিকানায়, কিন্তু শুধুমাত্র ৩০-দিনের বিলম্বের পরে (চুরি বাতিল করার অনুমতি দেয়)।
আনুষ্ঠানিক মডেল ব্যবহার করে কাঠামো প্রয়োগ:
১. প্রাথমিক লকিং স্ক্রিপ্ট (scriptPubKey): একটি কভেন্যান্ট শর্ত $C_1$ ধারণ করে।
২. কভেন্যান্ট $C_1(T_{vault}, T_{spend})$: অবশ্যই সত্য মূল্যায়ন করতে হবে। এটি পরীক্ষা করে:
    ক) পথ A (তাৎক্ষণিক): $\texttt{hashOutputs}(T_{spend}) = H_{cold}$ // আউটপুট অবশ্যই পূর্ব-প্রতিশ্রুতিবদ্ধ কোল্ড স্টোরেজ ঠিকানায় হ্যাশ করতে হবে।
    খ) পথ B (বিলম্বিত): $\texttt{nLockTime}(T_{spend}) \geq \text{currentBlock} + 4320$ (ব্লকে ৩০ দিন) এবং $\texttt{hashOutputs}(T_{spend})$ যেকোনো কিছু হতে পারে।
৩. যাচাইকরণ: যখন $T_{spend}$ দিয়ে ভল্ট UTXO খরচ করা হয়, বিটকয়েন নোড স্ক্রিপ্টটি কার্যকর করে। এটির জন্য ভল্ট মালিকের একটি স্বাক্ষর এবং যাচাই করা প্রয়োজন যে $C_1$ লেনদেন জোড়ার জন্য ধরে রাখে।
এই উদাহরণটি প্রদর্শন করে কিভাবে আনুষ্ঠানিক মডেলের প্রিডিকেট $C(T_x, T_{next})$ পরবর্তী লেনদেনের ক্ষেত্রগুলির উপর কংক্রিট চেক দিয়ে সূচিত করা হয়, একটি নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্য (চুরি পুনরুদ্ধার) সক্ষম করে যা বেস বিটকয়েনে অসম্ভব।

9. ভবিষ্যতের প্রয়োগ ও দিকনির্দেশনা

আনুষ্ঠানিকীকরণ বেশ কয়েকটি ভবিষ্যতের পথ খোলে:

• যাচাইকৃত কম্পাইলার: উচ্চ-স্তরের ভাষা (যেমন সিমপ্লিসিটি বা মিনিস্ক্রিপ্ট এক্সটেনশন) থেকে কভেন্যান্ট-এমবেডেড বিটকয়েন স্ক্রিপ্টে কম্পাইলার তৈরি করা, সঠিকতার আনুষ্ঠানিক প্রমাণ সহ।
• ক্রস-চেইন কভেন্যান্টস: অন্যান্য ব্লকচেইন বা ওরাকল থেকে ইভেন্টগুলির উপর শর্তযুক্ত খরচকারী কভেন্যান্টস অন্বেষণ করা, SPV এর মতো ক্রিপ্টোগ্রাফিক প্রমাণ ব্যবহার করে, যেমন "সেতু" সম্পর্কে পূর্ববর্তী কাজ এবং রোলআপগুলিতে সাম্প্রতিক গবেষণা দ্বারা ইঙ্গিত করা হয়েছে।
• গোপনীয়তা-সংরক্ষণকারী কভেন্যান্টস: জিরো-নলেজ প্রমাণ (যেমন, ট্যাপরুট/শনর স্বাক্ষর ব্যবহার করে) এর সাথে কভেন্যান্ট চেক একীভূত করা যাতে চুক্তি যুক্তি লুকানো যায় যখনও এটি প্রয়োগ করা হয়, আর্কের মতো প্রকল্পগুলিতে অন্বেষণ করা একটি দিক।
• আনুষ্ঠানিক নিরাপত্তা বিশ্লেষণ: প্রস্তাবিত কভেন্যান্ট নির্মাণের নিরাপত্তা অর্থনৈতিক এবং ক্রিপ্টোগ্রাফিক আক্রমণের বিরুদ্ধে পদ্ধতিগতভাবে বিশ্লেষণ করতে মডেল ব্যবহার করা, IEEE সিম্পোজিয়াম অন সিকিউরিটি অ্যান্ড প্রাইভেসি সম্প্রদায় দ্বারা ইথেরিয়ামের স্মার্ট কন্ট্রাক্টে করা কাজের অনুরূপ।
• লেয়ার-২ প্রোটোকল সরলীকরণ: লাইটনিং নেটওয়ার্ক বা সাইডচেইন (লিকুইড) এর মতো প্রোটোকলগুলিকে আরও দক্ষ এবং বিশ্বাস-সর্বনিম্ন করে পুনঃনকশা করা নেটিভ কভেন্যান্টসের সুবিধা নিয়ে, জটিল ওয়াচটাওয়ার বা ফেডারেশনের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করে।

10. তথ্যসূত্র

1. এম. বার্তোলেটি, এস. ল্যান্ডে, আর. জুনিনো। বিটকয়েন কভেন্যান্টস আনচেইন্ড। arXiv:2006.03918v2 [cs.PL]। ২০২০।
2. এস. নাকামোতো। বিটকয়েন: একটি পিয়ার-টু-পিয়ার ইলেকট্রনিক ক্যাশ সিস্টেম। ২০০৮।
3. জে. পুন, টি. ড্রাইজা। দ্য বিটকয়েন লাইটনিং নেটওয়ার্ক: স্কেলযোগ্য অফ-চেইন তাৎক্ষণিক পেমেন্ট। ২০১৬।
4. এম. মোজার, আই. এয়াল, ই. জি. সাইরার। বিটকয়েন কভেন্যান্টস। ফাইন্যান্সিয়াল ক্রিপ্টোগ্রাফি ২০১৬ ওয়ার্কশপস।
5. বিটকয়েন ইমপ্রুভমেন্ট প্রপোজাল ১১৯ (BIP 119)। OP_CHECKTEMPLATEVERIFY।
6. জি. উড। ইথেরিয়াম: একটি নিরাপদ বিকেন্দ্রীভূত সাধারণীকৃত লেনদেন খাতা। ইথেরিয়াম ইয়েলো পেপার। ২০১৪।
7. এ. মিলার, এবং অন্যান্য। হ্যাশড টাইমলক চুক্তি (HTLCs)। ২০১৭।
8. আর. ও'কনর। সিমপ্লিসিটি: ব্লকচেইনের জন্য একটি নতুন ভাষা। প্রসিডিংস অফ দ্য ২০১৭ ওয়ার্কশপ অন প্রোগ্রামিং ল্যাঙ্গুয়েজেস অ্যান্ড অ্যানালাইসিস ফর সিকিউরিটি।
9. ব্লকস্ট্রিম। লিকুইড নেটওয়ার্ক। https://blockstream.com/liquid/
10. IEEE সিম্পোজিয়াম অন সিকিউরিটি অ্যান্ড প্রাইভেসি। স্মার্ট কন্ট্রাক্ট নিরাপত্তা বিশ্লেষণে একাধিক গবেষণাপত্র। বিভিন্ন বছর।