Blockchain Ağlarını ve Düğümlerini Anlamak yazısı ilk olarak Coinpedia Fintech News'te yayınlandı
giriiş
Blockchain teknolojisi, işlemlere, güvenliğe, merkezi olmayan yönetime ve şeffaflığa bakış açımızı değiştiren büyük bir dijital devrim getirdi. Bu makale Blockchain Ağları ve Düğümlerinin kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına odaklanmaktadır. Düğümler ve Ağlar, blok zincirlerin mimarisinin ve işlevselliğinin temel direkleridir. Geliştiricilerin etkili blockchain gelişimi için bu kavramlara hakim olmaları ve finans ve tedarik zinciri yönetimi gibi çeşitli sektörlerdeki geniş uygulama alanlarını akılda tutmaları gerekiyor.
Blockchain Ağı Nedir?
Bir blockchain ağı temel olarak birden fazla cihazın işlemlerle ilgili bilgileri şeffaf bir şekilde paylaştığı ve doğruladığı dağıtılmış bir defter veya kayıt sistemidir.
Blockchain ağının temel bileşenleri şunlardır:
Düğümler: Ağa katılan bilgisayarlar veya cihazlar
Defter: Tüm işlemlerin bir veritabanı veya dijital kaydı
Akıllı Sözleşmeler: Akıllı Sözleşmeler, EVM bayt koduna derlenen ve aynı zamanda Ethereum blok zincirinde dağıtım için bir ön aşama olan üst düzey programlar olarak adlandırılır. Herhangi bir üçüncü tarafın müdahalesi olmadan güvenli, izlenebilir ve geri döndürülemez, güvenilir işlemler gerçekleştirmemize olanak tanır.
Konsensüs mekanizması: Ağdaki düğümlerin blok zincirinin durumuna göre takip etmesi gereken bir dizi protokol.
Blockchain ağlarının türleri:
Public: Adından da anlaşılacağı gibi herkese açıktır. Herhangi bir kuruluş Kamu Ağı'nı kontrol etmez. Bu ağlar merkezi olmayan ve şeffaftır. Örnekler Bitcoin ve Ethereum'dur ve genel kullanım durumları dApp'lerdir.
Özel: Özel ağlar yalnızca yetkili kişilerle sınırlıdır. Tek bir kuruluş tarafından kontrol ediliyorlar. Örnekler Hyperldger Fabric ve Corda'dır ve genel kullanım örnekleri tedarik zinciri yönetimi ve kurumsal çözümlerdir.
Konsorsiyum: Konsorsiyum ağı, bir grup kuruluş tarafından kontrol edilen ve yönetilen, hem genel hem de özel ağların bir karışımıdır. Kısmen merkezi olmayan bir yapıya sahiptir ve belirli bir seviyeye kadar şeffaflık sunar. Örnekler Çekirdek ve Enerji Web Zinciridir. Tipik olarak endüstri işbirliklerinde ve konsorsiyum bazlı uygulamalarda kullanılır.
Hibrit: Genel ve özel ağ özelliklerinin birleşimidir. Hibrit ağa erişim, bazı verilerin herkese açık olması, bazılarının ise kısıtlanmasıyla özelleştirilebilir. Özelleştirilebilir kurumsal çözümlerde kullanılan örnek Dragion zinciri
Blockchain'deki düğümler
Düğümler, blockchain ağının parçası olan ve protokolleri takip eden bireysel cihazlar veya bilgisayarlar olarak adlandırılabilir. Düğümler, halka açık defterin bir kopyasını tuttukları ve fikir birliği mekanizmalarına katıldıkları için Blockchain'in kaçınılmaz bir parçasıdır.
Düğüm türleri:
Tam Düğümler: Tam Düğümler, blok zincirinin tam bir kopyasını koruyan cihazlardır. Bu düğümler, işlem bloklarının doğrulanmasında ve blok zincirinin güvenliğinin bütünlüğünü sağlamada çok önemli bir rol oynar. Bunlar güvenli ve güvenilir düğümler olarak kabul edilir.
Işık düğümleri: Işık Düğümleri yalnızca blockchain verilerinin bir alt kümesi olan bloğun başlığını saklar. Hafif düğümler, işlem doğrulama ve doğrulama için tam düğümlere bağlıdır.
Madencilik düğümleri: Bu düğümler, madencilik olarak da bilinen kriptografik bulmacaları çözerek ağa katılırlar. Madencilik düğümleri, işlemleri doğrulayarak ağın güvenliğini sağlar ve ayrıca İş Kanıtı (PoW) aracılığıyla güvenliğin korunmasına yardımcı olur.
Ana düğümler: Ana düğümler, anlık işlemleri doğrulamak veya yönetişime katılmak gibi özel görevleri yerine getirir. İşlevselliği artırır ve blok zincirinin stabilitesini artırır. Hesaplamalı işlevsellik nedeniyle büyük güç kaynaklarına ihtiyaç duyar.
Düğümleri Kurma ve Yapılandırma
Farklı türdeki düğümleri kurma kılavuzu:
Tam Düğüm:
Bitcoin Core veya Geth gibi Blockchain istemci yazılımını yükleyin.
Zincirin verilerini indirin ve ağ ile senkronize edin
Depolama ve bant genişliği gibi ayarları yapılandırın. vesaire
Işık Düğümü
Bitcoin için Electrum veya Ethereum için MetaMask gibi İstemci yazılımlarını yükleyin.
İşlemleri doğrulamak için bunları tam düğümlerle senkronize edin
Optimum performans için yapılandırın
Madencilik Düğümü
CGminer veya Ethminer gibi yazılımları yükleyin
Toplu çabalar ve ödüller için bir madencilik havuzuna katılın
Optimum sonuçları elde etmek için yapılandırın
Ana Düğüm
Kurulumdan önce teminat gereksinimlerini kontrol edin
Blockchain ile ilgili özel yazılımı yükleyin
Daha iyi performans ve verimlilik için yapılandırın
Yapılandırmanın en iyi uygulamaları.
Yazılımı düzenli olarak güncelleyin
Güvenlik duvarları ve antivirüs uygulayarak güvenlik önlemlerine dikkat edin
Uygun kaynak tahsisinin sağlanması
Düğümler için güvenlik hususları.
Veri iletimi için şifreleme kullanın
DDos Dağıtılmış Hizmet Reddi saldırılarına karşı koruma sağlayın
Güvenlik parametrelerini düzenli olarak denetleyin
Ağ Topolojileri
Ağ topolojisi, ağdaki düğümler arasındaki ara bağlantıların düzenlenmesidir. Topoloji, cihazların nasıl iletişim kurduğunu, ilettiğini, işlemleri yaydığını ve fikir birliğine nasıl ulaştığını ana hatlarıyla belirtir ve açıklar. Ağın verimliliği, ölçeklenebilirliği ve güvenliği için uygun topoloji seçimi gereklidir.
Blockchain ağlarında kullanılan ortak topolojiler.
Eşler Arası (P2P) Topoloji: Bu topolojide, her düğüm doğrudan bağlanır ve tüm düğümler eşit katılımcılar haline gelir. Bu topoloji, tüm düğümlerin işlemleri başlatıp doğrulayabildiği merkezi olmayan bir ağ oluşturur. Bitcoin P2P ağ topolojisini kullanır.
Artıları:
Merkezi olmayan
Dayanıklı
Güvenli
Eksileri:
Yayılma gecikmeleri ağın büyümesiyle doğru orantılıdır
Çoklu bağlantı, yüksek bant genişliği yüküne yol açar.
Birleşik Topoloji: Birleşik topoloji yalnızca yetkili olanların fikir birliğine katılmasına izin verir ve diğerleri bu topolojiye katılabilir ancak doğrulama yapamaz. Bu aynı zamanda Konsorsiyum ağı olarak da bilinir. Popüler olarak Ripple'da kullanılır
Artıları:
Süreçteki daha az düğüm nedeniyle verimli ve hızlı
Daha yüksek verim nedeniyle ölçeklenebilir
Kontrollü erişim güvenliği artırır
Eksileri:
Daha merkezileştirilmiş dolayısıyla güven sorunları yaratır
Yönetişim için sağlam mekanizmalara ihtiyacı var.
Hibrit Topoloji
Adından da anlaşılacağı gibi, P2P ve Birleşik topolojilerin birleşimidir. Birden fazla katmanı ve cihaz gruplarına yönelik izinleri destekler ve merkezi olmayan yönetimi korur. Dragonchain Hibrit topolojiyi kullanır.
Artıları:
P2P ve Birleşik topolojinin bir karışımı olduğundan verimli ve hızlıdır.
Esnek ve özelleştirilebilir.
Eksileri:
Karmaşık tasarım ve uygulama
Belli bir düzeye kadar merkezileşmeye yönelebilir.
Uzlaşma Mekanizmaları
Mutabakat mekanizmaları, defterin durumu üzerinde anlaşmaya varmak için ağdaki düğümlerin takip etmesi gereken bir dizi protokoldür. Bu mekanizmalar işlemlerin doğrulanması ve kimlik doğrulaması için kullanılır.
Popüler fikir birliği algoritmaları:
Proof of Work (PoW): Proof of Work aynı zamanda madencilik olarak da bilinir. Bu fikir birliği mekanizmasında, kullanıcıların kendilerini ödüllendiren kriptografik bulmacaları çözmeleri gerekir. İlk çözenin yeni bloğu ele geçirmeye hak kazandığı bir yarışmadır. Bu algoritma, blok zincirini güvence altına almak için karma yöntemini kullanır. PoW bulmacalarının zorluğu, blok zincirinin güvende kalmasını sağlar ve yeni blokların eklenme hızını kontrol eder.
Proof of Stake (PoS): Proof of Stake, doğrulayıcıları sahip oldukları coin sayısına ve teminat olarak aldıkları hisseye göre seçer. Seçim süreci sadece bahis miktarına değil aynı zamanda madalyonun yaşı ve rastgelelik gibi faktörlere de bağlıdır. Yeni bloğu eklemek için en düşük hash değerine ve en yüksek stake miktarına sahip doğrulayıcılar seçilir. PoS, PoW'a göre daha enerji verimlidir. Bu mekanizma Ethereum 2.0'da uygulanmaktadır.
Yetkilendirilmiş Hisse Kanıtı (DPoS): İşlemin doğrulanması için delegeleri ve itibarı kullanır.EOS'ta kullanılır
Pratik Bizans Hata Toleransı (PBFT): Düğümlerin oylama mekanizması doğrulamak için kullanılır. Bu, dolandırıcılığa karşı oldukça dayanıklıdır ve Hyperledger yapısında kullanılır.
Yetki Kanıtı (PoA): Bu mekanizma, doğrulama için önceden seçilmiş varlıkları kullanır. VeChain'de kullanılır.
Düğüm İletişimi ve Senkronizasyonu
Düğümlerin ağ içinde nasıl iletişim kurduğunu merak ediyor olmalısınız. Cevap, insanların yaptığına benzer: Düğümler, Dedikodu gibi protokolleri kullanarak diğer düğümleri keşfeder ve ardından mesajları yayar. İlginç değil mi?
Düğümlerin senkronizasyon süreci iki adımdan oluşur; ilki, senkronizasyonu indirip doğruladığınız ilk senkronizasyon ve yalnızca yeni işlemlerle güncellenmesi gereken Devam eden senkronizasyon.
Etkin ve güvenli iletişimi sağlayacak teknikler şöyle olmalıdır:
Optimize edilmiş ve verimli protokollerin kullanımı.
Verileri şifrele
Veri kaybını önlemek için Yedeklemeyi kullanın.
Düğüm iletişimindeki zorluklar ve çözümler:
Yüksek hızlı bağlantılar ve protokoller uygulayarak gecikmeyi artırın
Güçlü şifreleme ve DDoS koruması sağlayın
Ölçeklenebilir topolojilerin kullanımını sağlayın
Blockchain Ağlarının İzlenmesi ve Bakımı
Blockchain ağlarını izlemeye yönelik araçlar ve teknikler:
Prometheus
Grafana
Blok gezgini
Ağın performansı gecikmeye, verime, monitör düğümü performansına ve blok oluşturma süresine bağlıdır.
Düğümler için bakım uygulamaları.
Yazılımı düzenli olarak güncelleyin
Her zaman kullanılan güvenlik yamasını kontrol edin.
Rutin denetimler
Yaygın sorunların giderilmesi, bağlantı sorunları ve senkronizasyon sorunlarıdır.
Artıklık uygulayarak ve yük dengeleme tekniklerini kullanarak kullanılabilirliği ve güvenilirliği sağlamak.
Ölçeklenebilirlik ve Performans Optimizasyonu
Blockchain ağlarını ölçeklendirmedeki zorluklar
İşlem Verimi
Pek çok ağ, saniyede daha fazla işlem gerçekleştirirken düşük verim sorunuyla karşı karşıyadır. Geleneksel fikir birliği mekanizmaları yavaş olabilir ve yoğun kaynak tüketebilir.
Depolamak
Karşılaşılan bir diğer büyük zorluk, blockchain büyüdükçe depolamadır, veri miktarı da artar, bu da depolama kapasitesini ve veri alma verimliliğini etkiler.
Ağ ölçeklenebilirliğini artırmaya yönelik stratejiler.
Katman 2 Çözümleri:
Lightning Network: Bitcoin, daha hızlı ve daha ucuz transferler için bu zincir dışı düzeltmeyi kullanıyor. Kullanıcılar arasında ödeme yollarını ayarlar. Blockchain, yollar açıldığında veya kapandığında günlüğe kaydedilir.
Plazma ve Toplamalar: Ethereum bu araçlarla ölçeklenir. Zincir dışı işlemleri yönetiyorlar ve ana zincire kısa bir özet veriyorlar. Bu, ana blok zincirinin işini azaltır.
Parçalama:
Veri Bölümleme: Parçalama, blok zincirini daha küçük, yönetimi daha kolay bitlere (parçalara) böler. Her parça kendi takasları ve akıllı anlaşmalarıyla ilgilenir. Bu, tüm ağın üzerindeki yükü hafifletir.
Paralel İşleme: Parçalar aynı anda takasları gerçekleştirebilir. Bu, ağın kaldırabileceği işlem sayısını büyük ölçüde artırır.
Düğümler için performans optimizasyon teknikleri
Verileri ve depolamayı optimize edin
Budama gerçekleştirin
Verimli fikir birliği algoritmaları kullanın
Verimli veritabanı yönetim sistemini kullanın.
Blockchain ölçeklenebilirliğinde gelecekteki trendler
Son dönemde uzlaşı mekanizmalarında gelişmeler yaşanıyor. Solana'nın kullandığı Tarih Kanıtı (PoH) gibi yeni eklemeler var. Ayrıca, farklı görüş birliğinin bir araya gelerek tek bir mekanizmaya uyarlanması söz konusudur. Durum zincirleri ve yan zincirler gibi katman 2 çözümlerinde ve birlikte çalışabilirliğin entegrasyonunda ilerlemeler var
Vaka Çalışmaları ve Pratik Örnekler
Bitcoin:
Bitcoin, Ölçeklenebilirlik ve işlem hacmi gibi sorunları olan PoW mekanizmasına dayandığından bu soruna uygulanan çözüm, işlem boyutunu azaltan ve blok kapasitesini artıran Ayrılmış Tanık (SegWit) oldu. Lightning Network katman iki çözümünün uygulanması işlem hızını artırır. Bu iyileştirmeler karşılaşılan sorunlar açısından değerliydi
Ethereum 2.0 Değişimi:
Ölçeklendirme Engelleri: Ethereum'un ilk PoW sisteminin hızı, Bitcoin'e benzer şekilde 15 TPS idi.
Denge Yasası: Ethereum güvenliği, hızlı büyümeyi ve ölçeklenebilirliği dengelemek için mücadele etti.
Proof of stake (PoS): Ethereum 2.0, PoW'u PoS ile değiştirir. Bu yeni yöntem güç tasarrufu sağlar ve daha fazla işlem gerçekleştirir.
Bölünmüş Zincirler: Ethereum 2.0, bölünmüş zincirleri getiriyor. Bunlar, gücünü büyük ölçüde artırarak birçok işlemi aynı anda gerçekleştirmesine olanak tanır.
Çözüm
Verimli bir ağ için topoloji ve ağ mimarisinin anlaşılmasının şart olduğunu söyleyerek sonuca varabiliriz. Geliştiricilerin kodlama uygulamalarının yanı sıra bilgilerini tazelemeleri ve bu alandaki güncellemeler hakkında sürekli bilgi sahibi olmaları gerekir. Bu kavramların iyi bir şekilde ele alınması, geliştiricilerin güvenli, verimli ve ölçeklenebilir blockchain uygulamaları oluşturmasına ve kullanıcıların blockchain alanında daha iyi gezinebilmesine yardımcı olur.
Ayrıca Okuyun: 5 Dakikada Solidity Programlama Dilinde Ustalaşın: Ethereum Akıllı Sözleşmelerinin Omurgası
