The Blockchain Trilemma
Blockchain Trilemma’ya göre, merkeziyetsiz ağlar, herhangi bir zamanda yalnızca üç temel özellikten (merkeziyetsiz, güvenlik ve ölçeklenebilirlik) ikisinde üstün olabilir.
Bilgisayar bilimcisi Eric Brewer, 1990’larda dünyaya CAP teoremini tanıttı. Brewer’ın teorisine göre, merkezi olmayan bir veritabanı, tutarlılık, kullanılabilirlik ve bölüm direnci gibi üç temel özellikten yalnızca ikisine sahip olabilir. Sonuç olarak teorem, merkezi olmayan bir veritabanının geliştiricilerinin, diğer ikisinin özelliklerini ve performansını optimize etmek için üç önemli özellikten birinden vazgeçmesini gerektirdiğinden, bir meydan okuma sunar. Bu şimdiye kadar merkezi olmayan sistemlerin geliştiricilerinin kararlarına rehberlik etti ve zaman içinde birçok projenin büyümesini ve benimsenmesini sınırladı.
Daha yakın bir zamanda Vitalik Buterin, CAP teoremini blok zincirine uyguladı ve “blok zincir üçlemesi” ifadesini icat etti. Bu, blok zinciri kurucularının birbiriyle çelişen üç gereksinimi dengelerken karşılaştıkları benzer bir ikilemi açıklıyor: ademi merkeziyet, güvenlik ve ölçeklenebilirlik. Örneğin, Bitcoin üzerinde çalışan her tam düğüm, her işlemi (bloklar halinde) her on dakikada bir kilit adımında birlikte onaylar.
Bu, Bitcoin’i çok güvenli ve merkezi olmayan hale getirir, ancak her bloğa kaç işlemin sığabileceği açısından ağın bant genişliğini sınırlar. Bu, çok fazla kişinin aynı anda işlem göndermesi durumunda, işlemlerin sonuçlandırılması için daha uzun bekleme sürelerine yol açabileceği ve küresel ölçekte kullanımı daha az ölçeklenebilir ve pratik hale getirebileceği anlamına gelir. Bu nedenle, ademi merkeziyetçiliğe ve güvenliğe öncelik vererek, Bitcoin ağının ölçekleme yeteneğinde üst sınırları vardır ve bu da ona üçlemede bahsettiğimiz üç nitelikten ikisini verir.
Blockchain üçlemi, sıklıkla tamamen doğru olmayabilecek evrensel bir yasa olarak sunulur. Bir blok zincirinin asla mükemmel bir ademi merkeziyetçilik, güvenlik ve ölçeklenebilirlik üçlüsünü optimize edememesi söz konusu olmayabilir. Yazılım geliştiricileri, mühendisler ve donanım üreticileri, blok zincir üçlemesini çözmek söz konusu olduğunda mümkün olanın sınırlarını zorlamak için yorulmadan çalışıyorlar.
Ölçeklenebilirlik, Güvenlik ve Merkeziyetsizlik Arasındaki Bağlantı
Merkeziyetsizlik, blockchain teknolojisinin temel özelliklerinden biridir. Geliştirilmiş güvenlik ve ölçeklenebilirlik, avantajlarından ikisidir. Bununla birlikte, ademi merkeziyetçiliğin, parçalanmaya yol açabilmesi ve ağ üzerinde bir fikir birliğine varmayı zorlaştırması gibi önemli dezavantajları vardır.
Tüm ağ düğümleri, maksimum güvenlik seviyesini korurken işlemleri onaylarsa, halka açık blok zincirlerinin merkezi olmayan konsensüsü amaçlandığı gibi çalışacaktır. İşlem, güvenli ve ölçeklenebilir bir alternatif sağlamak için merkezi olarak yönetilen bir veritabanına girilebilir, ancak bunu yapmak ademi merkeziyetçiliği tehlikeye atacaktır.
Ölçeklenebilirlik genişletmesi, güvenliği, yerelleşmeyi veya her ikisini birden baltalayabilir. Ademi merkeziyet ve güvenlik, birçok iyi bilinen blok zinciri tarafından sağlanmıştır. Yine de, blok zinciri ağları, ölçeklenebilir olmadan kurulu merkezi platformlarla rekabet edemez. Merkezi platformlar artık önemli ölçüde daha iyi ağ kullanılabilirliği ve yerleşim süreleri sağlıyor. Bir blockchain ağının ölçeklenebilirliğini bir verimlilik düzeyi olarak gerçekleştirmek çok önemlidir.
Ölçeklendirme (Scaling) Nedir?
Ölçeklenebilirlik ve güvenlik uyumsuzdur çünkü güvenlik her zaman ağın işlevselliğini ve kararlılığını korumaya çalışır ve veri güvenliğiyle ilgilenir. Ölçeklenebilirlik ise etkinliği düşürmeden sistemi büyütmeye çalışır. Ademi merkeziyetçilik ve güvenlik, birçok blockchain platformunun temel bileşenleri olarak zaten geniş çapta kabul görüyor. Bu nedenle, ölçeklendirme, günümüzün devasa merkezi olmayan ağları için büyük bir engel olmaya devam ediyor.
Blockchain üçleminin üstesinden nasıl gelinir?
Her blockchain projesi, ölçeklenebilirlik, güvenlik ve ademi merkeziyetçilik arasında benzersiz bir denge kurmalıdır. Ölçeklenebilirlik, güvenlik ve ademi merkeziyetçiliğin karşıt kavramlar olmadığını anlamak çok önemlidir. Güvenli ve ölçeklenebilir merkezi olmayan bir sistem düşünülebilir. Ancak takaslar her zaman gerekli olacaktır. Örneğin, oldukça merkeziyetsiz bir sistem, hedeflerine ulaşmak için bazı ölçeklenebilirlikten vazgeçebilir.
Ayrıca, blockchain üçlemesine mükemmel bir yanıt olmadığını hatırlamak çok önemlidir. Bununla birlikte, uygun planlama ve uygulama ile merkezi olmayan, güvenli ve ölçeklenebilir bir blockchain sistemi oluşturulabilir.
İşte blockchain üçlemesine yönelik birkaç potansiyel çözüm:
Katman-1 Çözümleri
Mutabakat protokolü iyileştirmeleri:
Proof-of-Work (PoW) konsensüs protokolü, Bitcoin de dahil olmak üzere bir dizi iyi bilinen kripto para birimi tarafından kullanılır. PoW güvenlidir, ancak işlemlerin yürütülmesi uzun zaman alır. Örneğin, Bitcoin için maksimum işlem hızı saniyede yedidir. Artan işlem oranı nedeniyle, Proof-of-Stake (PoS) mutabakat mekanizması birçok blockchain ağı tarafından seçilir. En belirgin örnek Ethereum 2.0’dır. Doğrulayıcılar sorumlu olduğundan ve bir kriptografik bulmacayı tamamlama işini madencilere bırakmak yerine işlemleri bloklara dahil ettiğinden PoS daha hızlıdır.
PoW ağlarının enerji tüketimi, ağa daha fazla madenci katıldıkça artacaktır. PoS sistemi daha az güç kullandığı için çevreye faydalı bir yöntemdir. PoS, işlemleri doğrulamak ve zincirde yeni bloklar oluşturmak için az sayıda doğrulayıcıya dayandığından, bir blockchain sistemini daha ölçeklenebilir ve güvenli hale getirebilir. Bununla birlikte, aynı doğrulayıcılar zaman içinde tüm ağ üzerinde kontrol sağlayabilirse, bu merkezileşmeye yol açabilir.
Sharding (Parçalama):
Parçalama, dağıtılmış veritabanlarından kaynaklanan bir kavramdır. Ağ mimarisi, ağ kullanıcılarının yalnızca toplam veri miktarının bir kısmını indirmesine izin verirken veri kullanılabilirliğini korur.
İşlemler, parçalama sırasında parçalar olarak bilinen farklı birimlere bölünür. Blok zinciri geçmişi, ağın bunları paralel işlemesi sayesinde artık her ağ düğümünde saklanmak yerine birkaç düğüm arasında dağıtılabilir, bu da işlem doğrulama çalışmasının eşzamanlı olarak tamamlanmasına izin verir.
Parçalama, bir ağın gecikmesinin bireysel düğümlerin hızına bağlı olmasıyla ilgili endişeleri ortadan kaldırır. Örneğin Zilliqa, parçalama yoluyla ölçeklenebilirlik sunar. Ancak, sharding bazı risklerle birlikte gelir. Örneğin, bir parça bozulabilir ve diğerini geçebilir, bu da herhangi bir blok zinciri ve kullanıcıları için felaket olur ve belirli bir blok zinciri bloğunun kaybolmasına neden olur.
Katman-2 Çözümleri
Sidechains (Yan Zincirler):
Büyük işlem gruplarını yürütmek ve temel katman tıkanıklığını hafifletmek için, ana zincirle yan yana çalışan bağımsız blok zincirleri olan yan zincirlerin kendi mutabakat mekanizmaları ve güvenlik algoritmaları vardır.
Yan zincirlerin yararı, üzerinde çalışmak istedikleri herhangi bir blok zincirine bağlanabilmeleri ve çok sayıda temel katmanı destekleyebilmeleridir çünkü genellikle blok zincirinden bağımsızdırlar. Bu, omurgayı ağ performansı, işlem anlaşmazlıkları ve güvenlik gibi diğer konulara odaklanmak için serbest bırakır. Bu yan zincirler, akıllı sözleşmeleri destekleyebilir, kendi belirteçlerini yayınlayabilir ve defterlerini güncellemek için yalnızca ana zincirle etkileşime girebilir. Örneğin, Ethereum yan zinciri Poligon’dur.
Bununla birlikte, yan zincirler, ana blok zincirlerinden daha fazla merkezileştirme uygular ve ana ağdan daha az sayıda madenciye bağımlıdır, bu da blok zincirinin merkezi olmayan doğasını tehlikeye atabilir.
State Channels (Durum Kanalları):
Durum kanalları, iki zincirin birbiriyle çeşitli şekillerde iletişim kurmasını sağlayarak birincil blok zincirinin işlevselliğini artırır. Karşılaştırıldığında, ana zincir biri kanal açıldığında ve diğeri kapatıldığında olmak üzere iki işlem gerçekleştirir. Ana zincir, bazı işlemleri işlemekten kaçınarak yine de işlem kesinliği açısından aynı düzeyde güvenlik sağlar.
Ana zincirde yapılan tüm ara değişiklikler, yalnızca doğrulama için madencilere iletilen son durum değiştirildiğinde bir gerçeklik haline gelir. Nihai net işlem zincire yayınlandıktan sonra kanal sonlandırılır. Örneğin, devlet kanalları Celer tarafından kullanılmaktadır.
Sonuç olarak, durum kanalları, işlem işleme için başka bir yan zincire olan ihtiyacı ortadan kaldırarak, bir doğrulayıcı gerektirmeden kullanıcı etkileşimlerini etkinleştiren bir akıllı sözleşme oluşturur.
Nested Blockchains (İç içe blok zincirler):
İç içe blok zinciri, ağın geri kalanı için parametreleri ayarlamak üzere ana blok zincirini kullanan bir ağdır. Birincil zincir, ebeveyn-çocuk ilişkisinde oluşturulan birkaç katmana bağlıdır. Ebeveyn zinciri, görevi yürüten ve bilgiyi ebeveyne geri gönderen çocuğa atar.
Çözülmesi gereken bir sorun ortaya çıkmadıkça, ana blok zinciri hiçbir şey yapmaz. OMG Plazma projesi bu konseptin bir örneğidir.
Rollups:
Rollups, çok sayıda işlemi tek bir blokta birleştirir ve ana zincirde yalnızca özet bilgileri yayınlar. Tüm işlemler ve depolama ana zincirin dışında gerçekleştiğinden, verim büyük bir faktörle artabilir, bu da ağın saniyede çok daha fazla işlemi (TPS) işleyebileceği anlamına gelir. Performansı artırmanın en iyi yöntemlerinden biri, işlemleri bir araya getirmek ve işlemeyi zincir dışına taşımaktır, bu da her şeyi hızlandırır ve işlem ücretlerini ve işlem süresini azaltır.
Rollups ‘ların birincil dezavantajı, verilerin zincirde bırakılmasını talep etmeleridir. Katman-1 veri sıralama hızı yine de verimini etkileyerek rollups ‘larınsınırsız bir şekilde ölçeklenmesini engelleyecektir. Katman-2 zincirindeki işlemleri verimli bir şekilde koordine etmek için, birçok rollups hala, kendilerine fayda sağlamak için işlemleri potansiyel olarak filtreleyebilen merkezi sıralayıcılara güveniyor.
Son Düşünceler
Sonuç olarak, blok zinciri üçlemi, blok zinciri sistemlerinde ölçeklenebilirlik, güvenlik ve merkeziyetsizliği dengelemenin ne kadar zor olduğunu vurgulamaktadır. Üçlemenin üç kriterini birden gerçekleştirmek kolay değil.
Blockchain üçlemi tanıdıktır ve birçok çözüm önerilmiştir. Layer-2 çözümlerinin ortaya çıkışı, yeni mutabakat mekanizmalarının oluşturulması ve ölçeklendirme çözümlerine yönelik sürekli araştırmaların tümü, blok zinciri endüstrisinin üçlemeyi çözmeye ve blok zinciri sistemlerinin işlevselliğini geliştirmeye olan bağlılığını göstermektedir.
Blockchain teknolojisi geliştikçe ve olgunlaştıkça, üçlemeyi ele alma ve daha ölçeklenebilir, güvenli ve merkezi olmayan blockchain sistemleri oluşturma konusunda daha fazla ilerleme bekleyebiliriz.
Yorumlar (3)