بٹ کوائن کی تکنیکی تاریخ

بٹ کوائن خلا میں ظاہر نہیں ہوا بلکہ اس نے پچھلی دہائیوں میں بہت سے لوگوں کے کام پر بنیاد رکھی۔ اس ماڈیول میں ہم انٹرنیٹ کی وہ بنیادیں دریافت کریں گے جن پر بٹ کوائن کھڑا ہے، اور ساتھ ہی وہ تحقیق اور ترقی بھی جس کا وائٹ پیپر میں اعتراف کیا گیا ہے۔

ستر کی دہائی میں، کچھ افراد نے دیکھا کہ خاص طور پر امریکی حکومت کس طرح کرپٹوگرافی تک رسائی کو محدود کرنے کی کوشش کر رہی ہے، اور انہوں نے اس بات کو یقینی بنانے کی کوشش کی کہ یہ ٹیکنالوجی سب لوگوں کے لیے دستیاب ہو تاکہ وہ اپنی آن لائن پرائیویسی کی حفاظت کر سکیں۔ ان ابتدائی علمبرداروں میں سے کچھ ڈیجیٹل 'ساؤنڈ منی' سسٹم کے ممکنہ فوائد پر بھی توجہ مرکوز کیے ہوئے تھے، جو ابھرتے ہوئے انٹرنیٹ پر قدر کو محفوظ اور منتقل کرنے کے لیے استعمال ہو سکتا تھا۔ فریڈرک ہائیک – آسٹریائی معاشیات کے ایک نمایاں ماہر – نے انٹرنیٹ کے دور سے پہلے ہی آزاد منڈی کے مقابلے پر مبنی ایک مثالی کرنسی کا تصور کیا تھا، لیکن انہوں نے اسے تکنیکی اور سیاسی طور پر ناقابلِ عمل سمجھا۔ اس گروپ نے، جو بعد میں سائفرپنکس کہلایا، ڈیجیٹل پرائیویسی کے ساتھ ساتھ ہائیک کے ڈیجیٹل منی کے وژن کو حقیقت بنانے کی کوشش کی، لیکن یہ کوششیں اس وقت تک ناکام رہیں جب تک ساتوشی نے اپنی تجاویز میلنگ لسٹ پر شائع نہیں کیں۔

• TCP/IP پروٹوکول (1976)
• پبلک کی کرپٹو سسٹمز کے لیے پروٹوکولز - رالف مرکل (1980)
• ڈیجی کیش - ڈیوڈ چام (1989)
• ڈیجیٹل ٹائم اسٹیمپنگ (90 کی دہائی)
• ہیش کیش - ایڈم بیک (1997)
• بٹ ٹورنٹ - برام کوہن (2001)
• ری یوزایبل POW - ہال فنی (2004)
• بٹ کوائن وائٹ پیپر - ساتوشی ناکاموتو (2008)

بٹ کوائن کی ترقی پر سب سے بڑا اثر نوے کی دہائی میں ابھرنے والی سائفرپنک تحریک تھا۔ انہوں نے کئی کرپٹوگرافک ٹیکنالوجیز تیار کیں جن میں پبلک کی کرپٹوگرافی بھی شامل ہے تاکہ صارفین محفوظ اور نجی طور پر بات چیت اور معلومات کا تبادلہ کر سکیں۔ یہاں بیان کی گئی بہت سی ترقیات اور اس میں شامل افراد اسی گروپ کا حصہ تھے۔

ڈیجیٹل کیش کی ضرورت بھی محسوس کی گئی اور اسے بنانے کی کئی کوششیں کی گئیں، لیکن ان میں کچھ خامیاں تھیں جن کی وجہ سے وہ کامیاب نہ ہو سکیں۔ ساتوشی ناکاموتو کی ذہانت یہ تھی کہ انہوں نے ان صلاحیتوں کو یکجا کیا، اور اپنی کچھ جدتوں کے ساتھ، ان پر تعمیر کر کے آج کے استعمال میں آنے والا بٹ کوائن پروٹوکول بنایا۔ اگلے حصوں میں ہم ان میں سے کچھ ترقیات کو دریافت کریں گے اور وضاحت کریں گے کہ انہوں نے بٹ کوائن کے ڈیزائن کو کیسے متاثر کیا۔ ہم یہ بھی بیان کریں گے کہ وہ کون سے گمشدہ پہلو تھے جنہیں ساتوشی نے حل کیا۔

ہم میں سے زیادہ تر لوگ آج کل انٹرنیٹ کی بنیاد کے طور پر استعمال ہونے والے TCP/IP پروٹوکولز سے واقف ہیں۔ ان کی ابتدا 1970 کی دہائی کے آخر میں ہوئی جب سائنسدان Arpanet کے متبادل ڈیزائنز تلاش کر رہے تھے — جو کہ امریکی محکمہ دفاع کی جانب سے دور دراز کمپیوٹروں کے درمیان وسائل کی شراکت کے لیے بنایا گیا ایک اور بھی پرانا نیٹ ورک تھا۔ 1983 میں TCP/IP کو Arpanet کے لیے پروٹوکول اسٹینڈرڈ بنا دیا گیا، جس کے نتیجے میں یہ 1990 کی دہائی کے آخر تک غالب نیٹ ورکنگ ماڈل بن گیا اور آج My First Bitcoin کے چلنے والے انٹرنیٹ کی بنیاد ہے۔

اسی وقت جب TCP/IP ماڈل تیار کیا جا رہا تھا، بین الاقوامی اسٹینڈرڈز آرگنائزیشن (ISO) اور ٹیلی کام انڈسٹری (CCITT) کی جانب سے ایک ملتا جلتا لیکن زیادہ جامع فریم ورک تیار کیا جا رہا تھا۔ نئے پروٹوکولز تیار کرنے یا تبدیلیوں کی تجاویز دینے کا عمل TCP/IP کے زیادہ غیرمرکوز طریقے کے مقابلے میں سست اور پیچیدہ تھا، جس کے نتیجے میں آج یہی طریقہ غالب ہے۔

تبدیلی کی درخواست

TCP/IP ماڈل میں موجودہ پروٹوکولز میں کسی بھی تجویز کردہ ترقی یا نئے آئیڈیاز کو تبدیلی کی درخواست کے عمل کے ذریعے پیش کیا جا سکتا ہے۔ یہ منظوری کے ایک عمل سے گزرتی ہیں، جسے انٹرنیٹ انجینئرنگ ٹاسک فورس (IETF) منظم کرتی ہے، اور منظوری کے بعد یہ اوپن سورس ہو جاتی ہیں تاکہ کوئی بھی انہیں نافذ اور اختیار کر سکے۔ چند اہم مثالیں:

• 1969 RFC 1: Arpanet میں پیکٹس کیسے بھیجے جائیں گے، اس کی دستاویزات
• 1981 RFC791: انٹرنیٹ پروٹوکول V4 کی تعریف کی — جو آج بھی وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے
• 1982 RFC 821: سادہ میل ٹرانسفر پروٹوکول
• 1987: ڈومین نیم سسٹم — ڈومین ناموں کو IP ایڈریسز میں کیسے تبدیل کیا جاتا ہے
• 1999 RDC 2616: ہائپر ٹیکسٹ ٹرانسفر پروٹوکول — ویب براؤزنگ کے لیے لازمی

The Bitcoin Improvement Proposal (BIP) بھی RFC کی طرح کا طریقہ اختیار کرتا ہے، لیکن یہ صرف My First Bitcoin میں بہتری پر مرکوز ہے نہ کہ نئے یا متبادل پروٹوکولز کی ترقی پر۔ My First Bitcoin اس لیئرڈ ماڈل سے بھی استفادہ کرتا ہے، اور آپ کو اضافی پروٹوکولز لیئر ٹو یا تھری کے طور پر بیان کیے جاتے نظر آئیں گے۔

جس طرح TCP/IP ماڈل کی بنیادی سطحیں پچھلی چند دہائیوں میں بہت کم تبدیل ہوئی ہیں اور جدت اوپر کی سطحوں پر ہو رہی ہے، اسی طرح My First Bitcoin کی بنیادی سطح بھی اس وقت بہت آہستہ آہستہ تبدیل ہونے کی توقع ہے، جبکہ اسکیلنگ حل جیسے کہ لائٹننگ اور لیکوئڈ اوپر کی سطحوں پر ہو رہے ہیں۔

اس بات کی ایک اچھی مثال کہ کس طرح بنیادی سطح کے پروٹوکولز وقت کے ساتھ تبدیل کرنا مشکل ہو جاتے ہیں، IPv6 ہے۔ IPv4 میں ایڈریس اسپیس کے ختم ہونے کی توقع نے ایک نئے پروٹوکول کی ضرورت پیدا کی۔ پہلا ڈرافٹ اسٹینڈرڈ 1998 میں تیار ہوا، لیکن 2017 تک انٹرنیٹ اسٹینڈرڈ کے طور پر منظور نہیں ہوا۔ اگرچہ اس نے IPv4 کے کئی مسائل حل کیے اور یہ مستقبل کے لیے زیادہ موزوں ہے، پھر بھی آج انڈسٹری میں اس کو اپنانے کی رفتار بہت سست رہی ہے۔ اس دوران، اوپر کی سطحوں پر ملٹی میڈیا، ای میل وغیرہ کے لیے کئی نئے پروٹوکولز متعارف ہوئے۔

My First Bitcoin کے استعمال کردہ بنیادی اجزاء

انٹرکنیکٹیویٹی کے مسائل کو الگ الگ کرنے سے پروٹوکولز کو اپنی اوپر اور نیچے کی سطحوں سے آزادانہ طور پر تیار کیا جا سکتا ہے۔ ہر سطح کے لیے حل دوبارہ ایجاد کرنے کے بجائے، My First Bitcoin نیٹ ورک فزیکل اور ڈیٹا لنک سطحوں پر فراہم کردہ نیٹ ورک کی بنیادی صلاحیتوں پر انحصار کر سکتا ہے۔

My First Bitcoin ایک غیر جانبدار پروٹوکول ہے جو ویلیو کی منتقلی کے لیے ہے، جیسے HTTPS معلومات کی منتقلی کے لیے ایک پروٹوکول ہے

• HTTPS: محفوظ ویب سائٹس
• SMTP: ای میل بھیجیں
• ایف ٹی پی: فائلیں منتقل کریں
• ڈی این ایس: ڈومین نام منظم کریں
• بی ٹی سی: قدر کو محفوظ کریں اور منتقل کریں

Bitcoin لوگوں یا ڈیوائسز کے درمیان انٹرنیٹ پر بغیر کسی تیسرے فریق کے قابلِ اعتماد طریقے سے قدر کو منتقل کرنے کی سہولت دیتا ہے۔ اس سے بے پناہ قدر کے مواقع پیدا ہونے کی توقع ہے۔

آج کا انٹرنیٹ اور زیادہ تر جدید کمپیوٹر سسٹمز کرپٹوگرافی پر انحصار کرتے ہیں، جو معلومات کو اس طرح چھپانے کا طریقہ ہے کہ صرف معلومات کا وصول کنندہ ہی اسے ڈی کوڈ کر سکے۔ بٹ کوائن کو محفوظ بنانے کے لیے استعمال ہونے والی کرپٹوگرافی کی بنیادیں 70 کی دہائی تک جاکر ملتی ہیں۔

سب سے پہلا مسئلہ یہ حل کرنا ہے کہ — غیر محفوظ ذریعے پر مشترکہ راز کیسے بھیجا جائے۔

سب سے پہلے اس پر وٹ فیلڈ ڈفی اور مارٹن ہیل مین نے غور کیا تھا۔

مسئلہ: دونوں فریق — جنہیں عام طور پر عالیہ اور بلال کہا جاتا ہے — ایک ایسے نیٹ ورک پر خفیہ معلومات شیئر کرنا چاہتے ہیں جہاں دوسرے لوگ سن سکتے ہیں۔ اس مقصد کے لیے انہوں نے ڈفی-ہیل مین کی ایکسچینج پراسیس بنایا۔

یہ مشترکہ راز پھر ایک بیج کی طرح استعمال ہو سکتا ہے جس سے کئی سمٹرک کیز بنائی جا سکتی ہیں تاکہ ایک دوسرے کو پیغامات انکرپٹ اور ڈکرپٹ کر کے بھیجے جا سکیں، بغیر اس کی کو کھلے عام شیئر کیے۔

چونکہ پرائیویٹ کی کبھی شیئر نہیں کرنی پڑتی، اور ہر طرف مختلف کیز انکرپٹ اور ڈکرپٹ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں، اس لیے اسے غیر متناسب انکرپشن الگورتھم کہا جاتا ہے۔

استعمال کی مثالیں:

• عالیہ ایک پیغام بلال کی پبلک کی سے سائن کرتی ہے — اور صرف بلال ہی اسے اپنی پرائیویٹ کی سے ڈی کرپٹ کر سکتا ہے
• عالیہ اپنی پرائیویٹ کی سے پیغام سائن کرتی ہے — اس کی پبلک کی سے ڈی کرپٹ کر کے کوئی بھی تصدیق کر سکتا ہے کہ پیغام واقعی عالیہ نے بھیجا ہے، بغیر اس کی پرائیویٹ کی جانے
• ان دونوں طریقوں کو دو پرتوں کی انکرپشن کے ساتھ ملا کر، ایک پیغام اس طرح بھیجا جا سکتا ہے کہ صرف بلال ہی اسے ڈی کرپٹ کر سکے، اور پھر وہ تصدیق کر سکے کہ بھیجنے والا واقعی عالیہ تھی

اگرچہ اس مقالے میں ان کا نام نہیں تھا، رالف مرکل اس مسئلے کو حل کرنے میں اہم کردار ادا کرتے رہے جسے اس سے پہلے ناقابل حل سمجھا جاتا تھا — یعنی کھلے اور ممکنہ طور پر دشمن نیٹ ورک پر نجی رابطہ کیسے قائم یا دوبارہ قائم کیا جائے۔

یہ طریقہ خود میں برُوٹ فورس حملے کا شکار ہو سکتا ہے، جس میں حملہ آور مشترکہ نمبرز لے کر آخرکار کافی وقت اور وسائل کے بعد مشترکہ کی دوبارہ بنا سکتا ہے، اس لیے یہ خود مکمل حل نہیں ہے۔

پبلک کی کرپٹو سسٹمز کے لیے پروٹوکولز

اوپر بیان کردہ ڈفی-ہیل مین پبلک کی سسٹم میں حصہ ڈالنے کے ساتھ ساتھ،رالف مرکل کئی سالوں تک اس شعبے میں اپنا کردار ادا کرتے رہے، اور بٹ کوائن میں استعمال ہونے والے کچھ اہم اجزاء کی تیاری میں بنیادی کردار ادا کیا۔

کرپٹوگرافک ہیش فنکشن ایک ریاضیاتی الگورتھم ہے جو کسی بھی سائز کے ان پٹس لیتا ہے اور پیچیدہ حسابات کے بعد ایک ہیش ویلیو بٹس میں واپس کرتا ہے، جو عموماً ہیکساڈیسیمل فارمیٹ میں ایک مقررہ لمبائی کے الفاظ یا نمبروں کی صورت میں ظاہر ہوتا ہے۔

• ان پٹس کسی بھی سائز کے ہو سکتے ہیں
• آؤٹ پٹ ہمیشہ ایک مقررہ لمبائی کا اور متعین ہوتا ہے (ایک ہی ان پٹ ہر بار ایک ہی ہیش بناتا ہے)
• اس کی تصدیق کرنا آسان ہے لیکن ان پٹ معلوم کرنے کے لیے اس عمل کو الٹا کرنا انتہائی مشکل ہے
• ڈیٹا میں معمولی سی تبدیلی بھی آؤٹ پٹ کو مکمل طور پر بدل دیتی ہے

ہیشنگ بٹ کوائن پروٹوکول کا لازمی حصہ ہے۔ SHA-256، جو بٹ کوائن میں استعمال ہوتا ہے، NSA نے بنایا تھا اور یہ کرپٹوگرافک ہیشنگ الگورتھم کی ایک مثال ہے۔

• چین میں ہر بلاک کو ہیش کیا جاتا ہے تاکہ ڈیٹا تبدیل نہ ہو سکے — اس سے تقسیم شدہ لیجر کی سالمیت یقینی بنتی ہے
• جو ہیش تیار ہوتا ہے اسے 'پروف آف ورک' کے معیار پر پورا اترنا چاہیے تاکہ اسے درست بلاک سمجھا جائے
• مرکل ٹریز — شاخ دار اور ہیشز آف ہیشز کے ذریعے، ہیش ٹریز کم سے کم اسٹوریج کے ساتھ بڑے ڈیٹا سیٹس کی تصدیق ممکن بناتی ہیں
• ہیش پر مبنی دستخط اور کیز والٹس، ایڈریسز اور ٹرانزیکشنز کی اجازت کے لیے استعمال ہو سکتے ہیں

بلاک چین اسٹیٹس کی تقسیم شدہ تصدیق اور صرف اضافہ ہونے والے لیجر ماڈلز جو ترمیم کے خلاف مزاحم ہیں، یک طرفہ ہیشنگ سے ممکن ہوتی ہے۔ ہیش فنکشنز عوامی لیجرز جیسے بٹ کوائن پر واقعات کی تصدیق کے لیے قابل اعتماد، متعین طریقہ فراہم کرتے ہیں، جب مرکزی اعتماد کا ماڈل نہ ہو۔

کرپٹوگرافی کے اس شعبے میں ان نئی صلاحیتوں سے اس کے تخلیق کاروں کو امید تھی کہ یہ جدت کی نئی لہر لائیں گی۔

ایلیپٹک کرو کرپٹوگرافی

ان بعد کی جدتوں میں سے ایک ایلیپٹک کرو کرپٹوگرافی کی صورت میں سامنے آئی۔

ایلیپٹک کرو کرپٹوگرافی 1985 میں دو سائنسدانوں، این کوبلٹز اور وی ملر نے متعارف کرائی۔ انہوں نے یہ تجویز پیش کی کہ محدود پرائم فیلڈز کے بجائے ایلیپٹک کرو سے متعین پوائنٹس استعمال کیے جائیں، تاکہ ڈسکریٹ لاگرتھم مسئلے کا مفروضہ برقرار رہے، جیسا کہ عام طور پر معیاری ڈفی-ہیل مین کی ایکسچینج پروٹوکول میں ہوتا ہے۔ اس کی تفصیلات اس حصے کے دائرہ کار سے باہر ہیں، لیکن مجموعی طور پر، ایلیپٹک کرو وہ پوائنٹس ہیں جو ایک مخصوص ریاضیاتی مساوات کو پورا کرتے ہیں۔

ایلیپٹک کرو کی مساوات کچھ اس طرح نظر آتی ہے:

اس کے کچھ مفید خواص ہیں:

• افقی ہم آہنگی۔ کرو پر کوئی بھی پوائنٹ x محور کے پار عکس کیا جا سکتا ہے اور وہ اسی کرو پر رہے گا۔
• کوئی بھی غیر عمودی لکیر زیادہ سے زیادہ تین جگہوں پر کرو کو کاٹے گی۔
• کمپیکٹ کی سائز بلاک چین میں پبلک کیز کی مؤثر اسٹوریج اور ترسیل کے لیے ضروری ہیں۔

ان خصوصیات کو ڈفی-ہیل مین الگورتھم کی طرح کی پیر بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ بٹ کوائن ECDSA استعمال کرتا ہے، جو ایلیپٹک کرو ڈیجیٹل سگنیچر الگورتھم کا مخفف ہے۔ یہ ایک عمل ہے جو ایلیپٹک کرو اور محدود فیلڈ کو اس طرح استعمال کرتا ہے کہ ڈیٹا کو 'سائن' کیا جائے تاکہ تیسرے فریق دستخط کی صداقت کی تصدیق کر سکیں جبکہ سائن کرنے والے کے پاس دستخط بنانے کی خصوصی صلاحیت برقرار رہے۔ بٹ کوائن میں، جو ڈیٹا سائن کیا جاتا ہے وہ وہ ٹرانزیکشن ہے جو ملکیت منتقل کرتی ہے۔

'محدود' حصہ ڈفی-ہیل مین کے 'موڈ' طریقے کی طرح ہے، جہاں مساوات کا نتیجہ تقسیم کر کے باقی بچا ہوا حصہ استعمال کیا جاتا ہے تاکہ وہ نمبروں کی ایک حد میں آجائے۔

کرپٹوگرافی میں 'دلچسپی کی نئی لہر' کے ابتدائی شرکاء میں سے ایک ڈیوڈ چوم تھے۔ انہوں نے اپنے ابتدائی سال کمپیوٹر سسٹمز کو توڑنے کا فن سیکھنے میں گزارے اور ان کی کامیابی نے انہیں بظاہر 'محفوظ' سسٹمز پر عدم اعتماد کرنا سکھایا۔ انہوں نے ایک ایسا مسئلہ بھی پہچانا جس پر اس سے پہلے غور نہیں کیا گیا تھا: "آپ کیسے راز میں رکھ سکتے ہیں کہ کون کس سے اور کب بات کر رہا ہے؟"

انہوں نے پبلک کی کرپٹوگرافی استعمال کرتے ہوئے ایک گمنام میلنگ پروٹوکول ڈیزائن کیا جو پیغامات کو 'مکس' کرتا تھا تاکہ ماخذ اور منزل کو گمنام رکھا جا سکے۔ یہی TOR نیٹ ورک کی بنیاد بنا۔

چوم نے ڈیجیٹل ادائیگیوں کو بھی اسی نظر سے دیکھا – انہوں نے تسلیم کیا کہ 'ایک فرد کی جانب سے کی جانے والی قابل سراغ مالی لین دین اس فرد کے مقام، تعلقات اور طرز زندگی کے بارے میں بہت کچھ ظاہر کر سکتی ہے'۔ 1980 میں انہوں نے ایک ڈیجیٹل کیش سسٹم کا پیٹنٹ حاصل کیا جو کرپٹوگرافی سے محفوظ تھا اور یہی کرپٹوکرنسی کی بنیاد بنا۔ انہوں نے کرپٹوگرافی کے ذریعے پیغام رسانی اور ادائیگیوں کی مرکزیت ختم کر کے مکمل طور پر غیر مرکزی معیشت بنانے کے خیال پر بھی کام شروع کیا۔

حکومتیں نیپسر جیسے مرکزی کنٹرول والے نیٹ ورکس کو ختم کرنے میں ماہر ہیں، لیکن خالص P2P نیٹ ورکس جیسے گنوٹیلا اور TOR اپنی جگہ قائم دکھائی دیتے ہیں۔
Satoshi Nakamoto

غیر مرکزی نظام جن میں کوئی مرکزی اتھارٹی نہیں ہوتی – یعنی پیر ٹو پیر – کئی فوائد فراہم کرتے ہیں:

• یہ تیزی سے بڑھ سکتے ہیں کیونکہ کوئی بھی بغیر کسی رجسٹریشن یا منظوری کے صرف ایک نیا نوڈ چلا کر سسٹم کو بڑھا سکتا ہے
• تمام نوڈز ایک جیسے ہوتے ہیں اس لیے ناکامی کی صورت میں متبادل راستہ اختیار کیا جا سکتا ہے
• کوئی مرکزی اتھارٹی نہیں جسے پکڑ کر سسٹم کو کمپرومائز کیا جا سکے
• انہیں قابو کرنا، ریگولیٹ کرنا، ٹیکس لگانا یا نگرانی کرنا زیادہ مشکل ہوتا ہے کیونکہ ان میں مرکزی کنٹرول کے پوائنٹس نہیں ہوتے

ایک دہائی بعد انہوں نے اپنی کمپنی Digicash قائم کی تاکہ 'ecash' یعنی دنیا کا پہلا ڈیجیٹل کیش سسٹم بنایا جا سکے۔ کئی مشہور نام کچھ عرصے کے لیے Digicash سے وابستہ رہے، جس نے کچھ کامیابی حاصل کی لیکن بالآخر ناکام ہو کر دیوالیہ ہو گئی۔

ڈیجیٹل پیسے میں مزید ترقیات

جولائی 2010 کے ایک فورم پوسٹ میں Satoshi Nakamoto نے کہا: “Bitcoin، Wei Dai کی 1998 میں Cypherpunks پر پیش کی گئی b-money تجویز اور Nick Szabo کی Bit Gold تجویز کا عملی نفاذ ہے۔”

اگرچہ ان دونوں خیالات سے آگے کوئی عملی قدم نہیں بڑھا، لیکن ان میں موجود کچھ تصورات نے واضح طور پر Bitcoin کی ترقی پر اثر ڈالا:

• کمپیوٹیشنل کام کو مالی قدر دینے کے لیے 'پروف آف ورک' کا استعمال
• یہ تصور کہ کمپیوٹیشن کی لاگت وقت کے ساتھ بدلتی رہتی ہے اور اس کا حساب رکھنا ضروری ہے

لیکن پہلے ہم Hashcash کو دیکھیں گے۔

Hashcash ایڈم بیک نے تخلیق کیا تھا، جو اس شعبے کے ابتدائی موجدین میں سے ایک تھے۔ ایڈم کو انٹرنیٹ پر آزاد منڈیوں اور پرائیویسی میں گہری دلچسپی تھی، اور وہ Cypherpunks میلنگ لسٹ سے متعارف ہوئے، جس میں وہ شامل ہوئے اور ایک فعال رکن بن گئے۔

انہیں ڈیجیٹل پیسے میں بہت دلچسپی تھی، اور انہوں نے کچھ تجاویز پیش کیں کہ یہ گروپ کس طرح Chaum کے ساتھ DigiCash پر زیادہ قریب سے کام کر سکتا ہے، لیکن یہ تجاویز آگے نہ بڑھ سکیں۔ پھر انہوں نے اپنی توجہ ایک اور ابھرتے ہوئے مسئلے کی طرف مبذول کی — ای میل اسپیم۔ وہ اور باقی Cypherpunks اس مسئلے کا حل تلاش کرنا چاہتے تھے، جہاں اسپیم بھیجنے والوں کے لیے ہزاروں ای میلز بنانا اور بھیجنا بہت آسان تھا، جو نیٹ ورکس کو جام کر دیتی تھیں۔ ان کا انقلابی حل ہیشنگ پر مبنی تھا — یعنی کرپٹوگرافی کے ذریعے کسی بھی ڈیٹا کو ایک منفرد اور مخصوص لمبائی کی بے ترتیب سٹرنگ میں تبدیل کرنے کی صلاحیت، تاکہ ایک ڈیجیٹل 'سٹیمپ' بنایا جا سکے جو ای میل کے ساتھ شامل کرنا ضروری ہو، تاکہ وہ درست سمجھی جائے اور نیٹ ورک پر بھیجی جا سکے۔ ایک اصلی ای میل کے لیے یہ معمولی لاگت تھی، لیکن اسپیم بھیجنے والے کے لیے یہ رکاوٹ بن جاتی۔

Hashcash کی اصل جدت یہ تھی کہ اس نے حقیقی دنیا کے وسائل — کمپیوٹیشنل پاور — کو ایک ڈیجیٹل نیٹ ورک سے جوڑ دیا۔ اس سے پہلے تک ڈیجیٹل وسائل کو بغیر کسی حد کے نقل کیا جا سکتا تھا، لیکن 'hashcash' کی تعداد اس بات پر منحصر تھی کہ لوگ اس میں کتنی توانائی لگانے کے لیے تیار ہیں۔

اگرچہ اس حل نے کچھ وہ خصوصیات پوری کیں جو ایڈم کے خیال میں ایک ڈیجیٹل کیش سسٹم کے لیے ضروری تھیں؛ یہ گمنام، مضبوط اور اعتماد سے آزاد تھا، لیکن ہر hashcash دوبارہ استعمال کے قابل نہیں تھا اور نہ ہی واقعی کمیاب تھا۔ انہوں نے تجویز دی کہ ان مسائل کو بیرونی تیسری پارٹیوں کے ذریعے حل کیا جا سکتا ہے۔

BitGold

نک سابو نے Hashcash اور پروف آف ورک کے تصور کو آگے بڑھاتے ہوئے ایک متبادل حل پیش کیا، جسے انہوں نے Hashcash کی اشاعت کے ایک سال بعد، 1998 میں ایک میلنگ لسٹ میں بیان کیا۔

اگرچہ یہ تجویز حل کے قریب تھی، اس میں اب بھی کئی چیلنجز باقی تھے۔

• ہیش کی ملکیت کا رجسٹری کون چلائے گا اور ان پر کیسے بھروسہ کیا جا سکتا ہے؟
• وقت کے ساتھ ہیشنگ عام طور پر سستی ہو جاتی ہے، جو HashCash کے لیے بھی ایک چیلنج تھا۔

چونکہ جڑے ہوئے ہیشز کو وقت کے ساتھ اسٹیمپ کیا جاتا، اس لیے انہوں نے ہیشنگ کی مشکل کی تاریخی نگرانی کی کوئی صورت تجویز کی؛ یعنی پہلے والا ہیش بعد والے کی نسبت زیادہ پروسیسنگ لاگت کا متقاضی ہوتا کیونکہ وقت کے ساتھ لاگت کم ہو جاتی ہے۔ بدقسمتی سے اس کا مطلب یہ تھا کہ ہیشز 'فنجیبل' نہیں ہوں گے یعنی ان کی قیمت برابر نہیں ہوگی، جو ڈیجیٹل پیسے کی ایک اہم خصوصیت سمجھی جاتی ہے۔ اس مسئلے کے حل کے لیے نک نے BitGold کے اوپر 'فری بینکنگ' کی کوئی صورت تجویز کی، جو مختلف گروپوں کے ہیشز کو یکساں قیمت پر جمع کر سکے۔

B-Money

Bit Gold کی تجویز کے فوراً بعد، وی دائی نے ایک ملتا جلتا حل پیش کیا۔ وہ پہلے ہی Cypherpunks کے لیے کئی دوسرے ٹولز تیار کر چکے تھے، اور ڈیجیٹل پیسے کے بارے میں ان کے اپنے خیالات تھے۔

ان کی تجویز Bit Gold سے اس لحاظ سے ملتی جلتی تھی کہ اس میں کیش کی منتقلی کے لیے ڈیجیٹل دستخط استعمال کیے جاتے تھے، اور لین دین کا ریکارڈ ایک لیجر پر رکھا جاتا تھا، جس میں پبلک کیز اور ہر ایک کے نام پر موجود کرنسی یونٹس کی مقدار شامل ہوتی تھی۔ Bit-Gold کی طرح، قابلِ اعتماد تیسری پارٹیز کو سکیورٹی کے لیے خطرہ سمجھا جاتا تھا، اور یہ یقین تھا کہ ایک الیکٹرانک کیش سسٹم کو بیلنس، لین دین یا ڈبل اسپینڈ کو روکنے کے لیے کسی ایک ادارے پر انحصار نہیں کرنا چاہیے۔

وی دائی نے ان مسائل کے کئی حل تجویز کیے، جن میں سے ایک یہ تھا کہ لیجر کو مرکزی ادارے کے بجائے، تمام نوڈز اپنی اپنی کاپی رکھیں۔ اگر تمام صارفین اپنا لیجر اور ہر لین دین کی درستگی خود چیک کریں، اور جب تک تمام نوڈز اپ ڈیٹ رہیں تو لیجرز پورے نیٹ ورک میں ہم آہنگ رہیں گے۔ یہ انتہائی تقسیم شدہ نظام خراب کرنا مشکل ہوگا۔

وی دائی نے تسلیم کیا کہ اس سے Byzantine جنرلز کا مسئلہ حل نہیں ہوتا (1)، کیونکہ نوڈز آسانی سے ہم آہنگی کھو سکتے ہیں یا جھوٹ بول سکتے ہیں۔ انہوں نے متبادل طریقے تجویز کیے، جیسے کہ لیجر کو برقرار رکھنے کے لیے 'قابلِ اعتماد' سرورز کا ایک ذیلی گروپ ہو، اور ان سرورز کو ایماندار رکھنے کے لیے مالیاتی مراعات دی جائیں۔

مالیاتی پالیسی کے لیے، انہوں نے B-Money کی خریداری کی طاقت کو کسی بیرونی صارف قیمت اشاریہ سے منسلک کرنے کی تجویز دی۔ وہ چاہتے تھے کہ وقت کے ساتھ B-Money کی ایک ہی مقدار اس اشاریہ کا برابر حصہ خرید سکے، تاکہ قیمت میں کچھ استحکام رہے۔ اس طرح، کوئی بھی درست ہیش فراہم کر کے نئے کرنسی یونٹس بنا سکتا تھا، لیکن ہیش بنانے کی مشکل وقت کے ساتھ CPU کی لاگت اور قیمت اشاریہ کی بنیاد پر بدل سکتی تھی، تاکہ ہر یونٹ 'ناقابلِ تغیر' ہو۔

ایک اور منصوبہ جس نے کرپٹو کرنسیوں کی تشکیل میں اہم کردار ادا کیا، جو بالآخر بٹ کوائن تک پہنچا، وہ BitTorrent ہے۔

2001 میں، برام کوہن نے ایک پروٹوکول کا ڈیزائن جاری کیا جس کا نام BitTorrent تھا، جو پیر ٹو پیر فائل شیئرنگ سسٹم کو طاقت دینے کے لیے بنایا گیا تھا۔ انہوں نے ایک کمپنی میں کام کرنا شروع کیا جس کا نام MojoNation تھا، جسے اس مقصد کے لیے قائم کیا گیا تھا کہ لوگ خفیہ فائلوں کو انکرپٹڈ حصوں میں تقسیم کر سکیں، جو اس سافٹ ویئر کو چلانے والے کمپیوٹروں پر تقسیم کیے جاتے تھے۔ فائل کی ایک نقل بیک وقت کئی کمپیوٹروں سے ڈاؤن لوڈ کی جاتی تھی۔ اگرچہ یہ منصوبہ آخرکار ناکام ہو گیا، لیکن اس نے کوہن کو فائل شیئرنگ کے شعبے سے متعارف کرایا، جہاں انہوں نے فیصلہ کیا کہ وہ ایک بہتر پروٹوکول بنا سکتے ہیں، جس میں شامل تھے:

• سوارم: مشینوں کی ایک کمیونٹی جو مواد ڈاؤن لوڈ یا اپلوڈ کر رہی ہیں
• ٹریکر: ایک مخصوص ٹول جو سرچ انجن کی طرح کام کرتا ہے، لیکن سوارم میں موجود فائلوں کا ریکارڈ رکھتا ہے۔ اس سے صارفین کو آسانی سے وہ فائل دیکھنے اور حاصل کرنے میں مدد ملتی ہے جس کی انہیں ضرورت ہو
• BitTorrent کلائنٹ: کمپیوٹر پر انسٹال کیا جاتا ہے تاکہ ٹریکر تک رسائی حاصل کی جا سکے۔ نوٹ کریں کہ سوارم ہی وہ واحد جگہ ہے جہاں اصل میں فائلیں رکھی جاتی ہیں
• ایک ترغیبی نظام جس میں نیٹ ورک میں بطور فائل شیئرر حصہ لینے والے صارفین کو تیز تر ڈاؤن لوڈ ملتے ہیں

بٹ کوائن سے مماثلتیں:

• دونوں پروٹوکولز پیر ٹو پیر بنیاد پر کام کرتے ہیں
• غیر مرکزی ڈیزائن
• BitTorrent کی فائلیں اور بٹ کوائن لیجر نیٹ ورک میں تقسیم ہوتے ہیں
• اوپن سورس آغاز (BitTorrent بالآخر بند سورس سافٹ ویئر بن گیا)

ہال فنی سائفرپنک تحریک کے ایک اور مشہور رکن ہیں، جو الیکٹرانک کیش کی ترقی میں بہت دلچسپی رکھتے تھے اور میلنگ لسٹ پر سرگرم تھے۔

انہوں نے پروف آف ورک پر مبنی الیکٹرانک کیش سسٹم کی ترقی میں دوبارہ کوشش کرنے کا فیصلہ کیا۔ اس سے پہلے تک، ہر ٹرانزیکشن کے لیے ہیش آؤٹ پٹ منفرد ہوتی تھی، لیکن ان کا خیال تھا کہ 'ری یوزایبل پروف آف ورک' بنائے جائیں۔

اس طریقہ کار کا نقصان یہ ہے کہ مرکزی سرور پر انحصار کرنا پڑتا ہے، جس پر بھروسہ کرنا ضروری ہے کہ وہ ڈبل اسپینڈنگ نہ کرے یا بند نہ ہو جائے۔ اس مسئلے کے حل کے لیے، ہال نے تجویز دی کہ فری اور اوپن سورس سافٹ ویئر استعمال کیا جائے جسے کسی محفوظ ہارڈویئر کمپوننٹ پر ہوسٹ کیا جا سکے اور آزادانہ طور پر تصدیق کی جا سکے۔

اس حل کو اب بھی دیگر تجاویز کی طرح کچھ مسائل کا سامنا تھا:

• قبولیت حاصل کرنے کا 'چکن اینڈ ایگ' مسئلہ، جہاں صارفین کو ٹوکن حاصل کرنے کی کوئی ترغیب نہیں ہوتی، اور بیچنے والے اس وقت تک سسٹم سے جڑنا نہیں چاہتے جب تک صارفین ان ٹوکنز سے ادائیگی کرنا نہ چاہیں۔
• جیسے جیسے کمپیوٹنگ کی کارکردگی بہتر ہوتی جائے گی، پروف آف ورک (POW) بھی وقت کے ساتھ سستا ہوتا جائے گا، جس سے یہ اندازہ ہوتا ہے کہ مارکیٹ میں بالآخر RPOW کرنسی یونٹس کی بھرمار ہو جائے گی۔

اگر مور کا قانون درست رہتا ہے تو (POW) ٹوکن بنانے کی لاگت مسلسل اور تیزی سے کم ہوتی جائے گی۔ یاد رکھیں کہ یہ پیسہ نہیں ہے اور نہ ہی اسے قدر محفوظ کرنے کے لیے بنایا گیا ہے، بلکہ یہ کمپیوٹر کی محنت کی آسانی سے تبادلہ ہونے والی نمائندگی ہے۔
ہال فنی

ان خصوصیات نے اس منصوبے کی کشش اور اس کے نتیجے میں اس کی قبولیت کو محدود کر دیا، اور ان کی بھرپور کوششوں کے باوجود یہ منصوبہ بھی الیکٹرانک کیش بنانے کی ایک اور ناکام کوشش بن کر رہ گیا۔

کئی سالوں اور ناکام کوششوں کے بعد، سائفرپنکس نے زیادہ تر ڈیجیٹل بغیر اجازت کرنسی کے خیال میں دلچسپی کھونا شروع کر دی تھی، جب آدم بیک کو ایک ای میل موصول ہوئی جس میں ایک نامعلوم شخص جس نے خود کو ساتوشی ناکاموتو کہا، کی طرف سے 'تیسری پارٹی کے بغیر الیکٹرانک کیش' کے نام سے ایک ڈرافٹ وائٹ پیپر کا لنک تھا۔

اب تک کے خلاصے کے طور پر، ہمارے پاس کم از کم یہ خیالات ہیں:

• کرپٹوگرافک دستخط جو ایک حد تک پرائیویسی اور گمنامی فراہم کر سکتے ہیں
• بغیر کسی پشت پناہی کے کرنسی کا تصور (بی-منی)
• تجاویز (لیکن کوئی طریقہ نہیں) کہ نئی کرنسی کے اجرا کو کیسے محدود کیا جائے
• ڈیجیٹل سکے جن کی ملکیت پبلک کیز کے ذریعے منسوب کی جاتی تھی (بی-منی) اور جنہیں دستخط کر کے منتقل کیا جا سکتا تھا اور وصول کنندہ کے پتے کی بنیاد پر دوبارہ منسوب کیا جا سکتا تھا (آر پی او ڈبلیو اور ہیش کیش)
• تمام نوڈز ایک مکمل طور پر تقسیم شدہ لیجر کی کاپی رکھتے ہیں (بی-منی) (اس وقت اسے غیر عملی سمجھ کر مسترد کر دیا گیا تھا)
• ٹائم اسٹیمپنگ پروٹوکول – مرکل ٹری ہیشنگ کا استعمال کرتے ہوئے واقعات کی ریاضیاتی طور پر قابل تصدیق ترتیب فراہم کرنا جو جعل سازی کے لیے مشکل ہو اگر تمام صارفین ایک ہی ریکارڈ رکھیں
• پروف آف ورک تاکہ حقیقی دنیا کی محنت کو نظام سے جوڑا جا سکے (لیکن خود ہیش کو کرنسی کے طور پر استعمال کرتے ہوئے)
• مکمل طور پر غیر مرکزی نیٹ ورکس جہاں تمام پیر برابر ہوں اور نیٹ ورک میں آ اور جا سکیں (بٹ ٹورنٹ)
• نئے ہیشز کو پچھلے ہیشز سے جوڑنے کا تصور (بٹ گولڈ اور ٹائم اسٹیمپنگ)

اس وقت جو چیزیں کمی تھیں ان میں شامل ہیں:

• بیزنٹائن جنرلز کے مسئلے کا قابل عمل حل
• ایک طریقہ کہ مسلسل ہارڈویئر کی بہتری کے باوجود گردش میں پیسے کی مقدار کو کیسے محدود کیا جائے
• لوگوں کو حصہ لینے کے لیے ترغیبی نظام (چکن اینڈ ایگ مسئلہ)

حالیہ کوششوں اور بٹ کوائن کے درمیان دوسرا بڑا فرق یہ تھا کہ ساتوشی نے میلنگ لسٹس پر اعلان کرنے سے پہلے کافی عرصہ اصل 'سائفرپنکس کوڈ لکھتے ہیں' کے جذبے کے تحت کوڈ پر کام کیا تھا، جبکہ بٹ گولڈ اور بی-منی زیادہ تر تصوری تھے۔

وہ کون سی جدت تھی جس نے بٹ کوائن کو الیکٹرانک کیش کی پچھلی کوششوں سے ممتاز کیا؟

پروف آف ورک کو اتفاق رائے کے طریقہ کار اور سکیورٹی و ناقابل تغیر بنانے کے طریقے کے طور پر استعمال کیا جائے گا: ہیش کو پیسے کی شکل میں استعمال کرنے کے بجائے، اسے ایک نئے تصوری عمل 'مائننگ' میں استعمال کیا جائے گا، جہاں ایک نوڈ لین دین کے ایک سیٹ کو اکٹھا کرے گا، ایک تصادفی نمبر شامل کرے گا اور پھر اس ڈیٹا کے 'بلاک' پر ہیشنگ لگائے گا۔ ایک درست بلاک جو ہیش کی شرط پر پورا اترے گا، اسے نیٹ ورک پر مشتہر کیا جائے گا۔ یہ بلاکس ایک دوسرے سے پچھلے بلاک کے ہیش کے ذریعے جڑے ہوں گے، اور سب سے لمبی بلاک چین کو ٹائی بریکر کی صورت میں استعمال کیا جائے گا جب مختلف نوڈز ایک ہی وقت میں مختلف بلاکس کی تصدیق اور تشہیر کریں اور چین سپلٹس بنیں۔ پروف آف ورک بیزنٹائن جنرلز کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے تقسیم شدہ ٹائی بریکر بن گیا۔

ان مائنرز کو پروف آف ورک کے لیے درکار سی پی یو فراہم کرنے کی ترغیب بھی دی گئی کہ ہر بلاک کے بدلے انہیں نئے بٹ کوائن دیے جائیں۔ انہیں دی جانے والی بٹ کوائن کی مقدار بھی تقریباً ہر 4 سال بعد کم ہو جاتی ہے جب تک کہ تمام بٹ کوائن تخلیق نہ ہو جائیں، جس سے گردش میں آنے والے کل بٹ کوائن کی سخت حد 21 ملین ہو جاتی ہے۔

سب سے اصل خیال یہ تھا کہ جیسے جیسے ہارڈویئر بہتر ہوتا ہے اور نیٹ ورک پر زیادہ طاقت لگائی جا سکتی ہے، کتنی رقم تخلیق کی جائے اس مسئلے کو کیسے حل کیا جائے۔ بلاکس کی ایک مقررہ تعداد (2016) کے ٹائم اسٹیمپس کا اوسط نکالا جائے گا، اور اگر وہ بہت تیزی سے بن رہے ہوں تو نئے بلاک کے لیے درکار ہیش کو مزید مشکل بنا دیا جائے گا، اگر بہت آہستہ ہوں تو آسان کر دیا جائے گا۔ یہ غیر مرکزی پروٹوکول میں شامل تھا جسے تمام نوڈز چلاتے ہیں، اس لیے کوئی بھی مائنر جو اسے نظر انداز کرے گا وہ بلا فائدہ بلاک مائن کرنے میں توانائی ضائع کرے گا کیونکہ باقی نیٹ ورک اسے مسترد کر دے گا۔ یہ ایڈجسٹمنٹ اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ نئے بلاکس کی تخلیق جاری کردہ شیڈول کے مطابق رہے، اور مائنرز کو 'قواعد کے مطابق کھیلنے' کی ترغیب فراہم کرتی ہے۔

خلاصہ

اس پہیلی کے کئی ٹکڑے کہ ایک غیر مرکزی پیر ٹو پیر الیکٹرانک کیش سسٹم جو مضبوط مالی اصولوں پر مبنی ہو، کیسے بنایا جائے، ساتوشی کے وائٹ پیپر جاری کرنے اور جلد ہی کوڈ کے ابتدائی اجرا سے پہلے ہی موجود تھے۔

بٹ کوائن کی نوعیت ایسی ہے کہ ایک بار ورژن 0.1 جاری ہو گیا تو اس کا بنیادی ڈیزائن اس کی پوری عمر کے لیے پتھر پر لکیر ہو گیا
Satoshi Nakamoto

اگرچہ بہت سی بہتریوں (BIPs) کے لیے خیالات پیش کیے گئے اور اپنائے گئے، بٹ کوائن 2009 سے پس منظر میں اسی پروٹوکول کے مطابق کام کر رہا ہے جو ابتدائی اجرا میں ڈیزائن کیا گیا تھا اور بمشکل کسی رکاوٹ کے ساتھ۔ تمام بہتریاں اس طرح کی گئیں کہ پچھلے تمام ورژنز کے ساتھ پسماندہ مطابقت برقرار رہے۔

نوٹس

1. بیزنٹائن جنرلز کے مسئلے کی وضاحت کے لیے - دیکھیں https://en.wikipedia.org/wiki/Byzantine_fault