TL;DR

Blok zincirleri saniyede yalnızca sınırlı sayıda işlemi gerçekleştirebilir. Örneğin Bitcoin ağı saniyede yaklaşık yedi işlem gerçekleştirebilir. Eğer blockchain teknolojisi küresel olarak benimsenecekse, çok daha fazla veriyi daha yüksek hızlarda işleyebilmelidir, böylece daha fazla kişi, ağ çok yavaşlamadan veya kullanımı pahalı hale gelmeden ağı kullanabilir. Bununla birlikte, birçok merkezi olmayan ağın temel tasarımı, artan ölçeklenebilirliğin, merkezi olmayan yönetimi veya güvenliği zayıflatma eğiliminde olduğu anlamına gelir. Blockchain üçlemi olarak bilinen şey budur. Bu sorunu çözmek isteyen geliştiriciler, parçalama, yan zincirler ve durum kanalları gibi farklı fikir birliği mekanizmaları ve ölçeklenebilirlik çözümleri deniyor.

giriiş

Temel anlamda, bir blockchain dağıtılmış bir dijital veritabanıdır. Veri blokları kronolojik sıraya göre düzenlenir. Bloklar kriptografik kanıtlarla birbirine bağlanır ve güvence altına alınır. Bu teknolojinin farklı endüstrilerde uygulanması, çalışma ve yaşama şeklimizi şimdiden değiştiriyor.

Buradaki fikir, merkezi olmayan ve güvenli blok zincirlerin, ağların veya pazarların işlemesi için üçüncü taraflara güvenmemize gerek olmadığı bir dünyaya izin vermesidir. Ancak uzmanlar genel olarak bu teknolojinin daha geniş çapta benimsenmesi durumunda çözülmesi gereken temel bir sorunun olduğu konusunda hemfikir. Söz konusu sorun “blockchain üçlemi” olarak biliniyor.

Bu terim Ethereum kurucu ortağı Vitalik Buterin tarafından popüler hale getirildi. Bunun anlamlı olması için bir blockchainde arzu edilen üç farklı unsurun farkında olmanız gerekir: merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirlik. Blockchain üçlemi, blockchainlerin üç özelliğin hepsinin optimal seviyelerine aynı anda ulaşmasının zor olduğu fikrini ifade ediyor. Birinin artması genellikle diğerinin zayıflamasına neden olur.

Bu makale üçlemedeki üç unsuru da inceleyecek ve her birinin ne olduğunu daha ayrıntılı olarak açıklayacaktır. Her birinin daha derinlemesine tartışılması ve bunların birbirine nasıl uyum sağladığı, blockchain üçleminin nasıl ve neden var olduğunun daha iyi anlaşılmasına yol açacaktır. Bu makalede ayrıca geliştiriciler tarafından önerilen çözümlerden bazıları da vurgulanacaktır.

Merkeziyetsizlik nedir?

Bitcoin ve benzeri blockchain ağları tasarım gereği merkezi değildir. Bütün yapı öyledir ki, hiçbir sorumlu kişi ya da kuruluş yoktur. Aksine, merkezi olmayan bir yapıya sahiptir. Ağ katmanı katılmak isteyen herkese açıktır. Sonuç olarak kontrol tek bir kuruluşun elinde olmak yerine tamamen dağıtılır. Herkes aynı verilere erişebilir. Birisi kayıtları kendi lehlerine değiştirerek sistemi aldatmaya çalışırsa, diğer katılımcılar hatalı verileri reddedecektir.

Bu oldukça teknik olabilir ama örnek olarak Bitcoin ağını ele alalım. Kontrolde üçüncü bir taraf yoktur. Bunu finansal sistemdeki bankalara olan ihtiyaçla karşılaştırın. Bankalar işlem yapan kişiler arasında güveni sağlar ve tüm kayıtların doğru şekilde tutulmasını sağlar. Ancak Bitcoin blok zinciri, tüm bu verileri ağdaki herkesle paylaşır, böylece dijital veritabanına eklenmeden önce kontrol edilebilir ve onaylanabilir. Sonuç, üçüncü taraflara ihtiyaç duymadan var olabilen bir sistemdir.

Merkezi olmayan yönetim, Web3 olarak bilinen şeyin olasılığını sunuyor. Şu anda, günümüzün interneti olan Web2'ye sahibiz. Şirketler tarafından kontrol edilen ancak kullanıcılar tarafından oluşturulan içeriğin yer aldığı siteler ve uygulamalarla doludur. Web3 bir sonraki adımdır. Merkezi olmayan blockchain teknolojisinin insanların kendi verilerini ve çevrimiçi yaşamlarını kontrol etmelerine olanak tanıdığı bir internet.

Ancak dikkat edilmesi gereken nokta, bu dağıtılmış sistemlerin çalışma şekli nedeniyle (herhangi bir verinin geçerliliği konusunda geniş bir katılımcı yelpazesinin mutabakata varması gerektiği için) bilgilerin paylaşılma şekli ve gerekliliği nedeniyle işlem sürelerinin yavaş olabileceğidir. işlenmiş. Dolayısıyla blockchainlerin ölçeklenmesi gerekiyor, yani daha fazla veriyi daha yüksek hızlarda işleyebilme kapasitesine sahip olmak. Ölçeklenebilirliği tartışırken bu noktaya geri döneceğiz.

Ek olarak, merkezi olmayan rüya yalnızca temeldeki blok zincirleri güvenliyse geçerli olur. Bir blockchain'in güvenliği yoksa, kötü bir aktör kontrolü ele geçirebilir ve verileri kendi lehine değiştirebilir. Bu bizi üçlemenin ikinci kısmına getiriyor: güvenlik.

Blockchain güvenliği nedir?

Güvenliği yoksa, bir blockchain'in ne kadar merkezi olmayan bir yapıya sahip olduğu önemli değildir. İyi bir blockchain ağı, kötü niyetli varlıkların saldırılarına karşı dayanıklı olmalıdır. Merkezi sistemler güvenliğini sistemin kapalı olmasından alır. Kontrol kimdeyse, verilerin müdahaleden arınmış olduğunu garanti edebilir. Peki herkesin katılabileceği merkezi olmayan bir sistemde bu nasıl başarılabilir?

Bu karmaşık bir konu ama merkezi olmayan blockchain güvenliğinin bir örneği olarak Bitcoin'e dönebiliriz. Bitcoin blok zinciri, kriptografi ve Proof of Work (PoW) adı verilen bir ağ konsensüs mekanizmasının bir kombinasyonunu kullanır. Kriptografi açısından her bloğun bir tür dijital imzası (veya karması) vardır. Her veri bloğu, değiştirilemeyecek bir şekilde bağlanır çünkü herhangi bir değişiklik bloğun karma değerini değiştirir. Verileri değiştirmeye yönelik herhangi bir girişim, ağın geri kalanı tarafından hızlı bir şekilde tanımlanacaktır.

PoW mutabakat mekanizması bulmacanın başka bir parçasıdır. Kripto para biriminin defterinin korunmasına yardımcı olur. Proof of Work'ü anlamak başlı başına bir makaledir ancak bizim amaçlarımız açısından, ağ üyelerinin yalnızca yeni işlemleri doğrulayabildiğini ve bunları madencilik olarak bilinen bir faaliyet aracılığıyla deftere ekleyebileceğini unutmayın. Bu, matematiksel bir bulmacayı çözmek için hesaplama gücünün kullanılmasını içerir. Sürecin bir kısmı bu bilgisayarların çok sayıda karma işlevi gerçekleştirmesini gerektirir. PoW mekanizması güvenli ancak nispeten yavaş olduğundan bu durum ölçeklenebilirlik sorununa etki etmektedir.

Ayrıca ağda ne kadar çok katılımcı (düğüm) varsa, o kadar güvenli olacağını unutmayın. Parti sayısı ne kadar fazla olursa, kötü bir aktörün sistemin kontrolünü ele geçirmesi o kadar zorlaşır. Bu %51 saldırısı olarak bilinen olayla ilgilidir. Genel bir bakış olarak: Eğer tek bir varlık (veya kötü aktörlerden oluşan bir grup) bir blockchain'in toplam ağ hash oranının %50'sinden fazlasını kontrol edebiliyorsa, o zaman fikir birliğini geçersiz kılabilir ve zincirin verilerini kendilerine fayda sağlayacak şekilde değiştirebilir (örneğin, çifte harcama gibi) jetonlar.

Kısacası güvenlik, bir blockchain'in başarılı olması için temel bir gerekliliktir çünkü güvenlik olmadan saldırganlar zincirin kontrolünü ele geçirebilir ve onu kullanılamaz hale getirebilir.

Ölçeklenebilirlik nedir?

Ölçeklenebilirlik, saniyede daha fazla işlemi destekleyebilecek bir blockchain oluşturma hedefini ifade eder. Blockchain teknolojisinin daha geniş bir topluma ve muhtemelen milyarlarca kullanıcıya hizmet etmesi gerekiyorsa ölçek gereklidir. Ancak burası birçok blockchain'in hâlâ mücadele ettiği nokta.

Bunun nedeni, ademi merkeziyetçilik ve güvenliğin blockchain için o kadar temel olması ki ilk önce bunlara odaklanma eğiliminde olmalarıdır. Merkezi olmayan yönetim, blockchain'in ahlak anlayışı ve hedefleri için o kadar merkezi bir öneme sahiptir ki, tanınan çoğu blockchain'in tam kalbinde yer alır. Daha önce tartıştığımız gibi güvenlik, bir blockchain'in başarılı ve kullanışlı olması için temel bir gerekliliktir.

Ancak merkeziyetsizlik ve güvenliğe öncelik verildiğinde ölçeklenebilirlik zorlu bir hal alıyor. Bir zincirin gerçekleştirebileceği işlem sayısı ciddi şekilde sınırlı olabilir. Visa gibi merkezi bir ödeme sisteminin saniyede 24.000 işlemi destekleyebildiği belirtiliyor. Bunun nedeni ağın kapalı olması ve genel düğümler ve fikir birliği gibi hususlardan arınmış olmasıdır. Bunu en iyi bilinen blockchainlerden bazılarıyla karşılaştırın.

2022'de Bloomberg'e göre: "Eylül ayı itibarıyla Bitcoin, saniyede yedi işlemden fazlasını gerçekleştiremez durumdaydı ve ikinci en popüler ağ olan Ethereum, saniyede yaklaşık 15 işlemle sınırlıydı - geleneksel borsalarla karşılaştırıldığında bir ömür boyu."

Belirtildiği gibi, bu blockchain işlem hızları, bilginin merkezi olmayan ağı oluşturan farklı katılımcılar tarafından işlenmesinin gerekme şekli ve PoW konsensüs mekanizmasının doğası nedeniyle sınırlıdır. Toplumda giderek daha fazla insan blockchain teknolojisini kullanmaya başlarsa, gerçekleştirebilecekleri sınırlı sayıda işlem nedeniyle ağlar sıkışacak.

Blockchain üçlemi neden var?

Yukarıda özetlenen sorunun en bariz ve temel çözümü, daha fazla ölçek ve hız karşılığında ağ verilerini onaylayan ve bunlara ekleme yapan katılımcı sayısını azaltmaktır. Ancak bunu yapmak, kontrolün daha az sayıda katılımcıya verilmesiyle ademi merkeziyetçiliğin zayıflamasına yol açacaktır. Ayrıca daha az oyuncu daha yüksek saldırı şansı anlamına geldiğinden güvenliğin zayıflamasına da yol açacaktır.

İşte üçlem burada yatıyor: merkeziyetsizlik ve güvenliğin istenen özellikleri arasındaki bağlantı göz önüne alındığında, blockchain'in çalışma şeklinin temel tasarımı onu ölçeklendirmeyi zorlaştırıyor. Birini artırdığınızda diğerini zayıflatırsınız. Merkezi olmayan yapıya, güvenliğe veya her ikisine birden zarar vermeden ölçeklenebilirliği nasıl geliştirirsiniz?

Blockchain üçlemini çözmek

Üçlemin tek bir altın çözümü yok. Ancak bu sorunu çözmenin önemi göz önüne alındığında, topluluk içinde ilginç sonuçlar veren bir dizi farklı yaklaşım ortaya çıktı. Uzayda neler olup bittiğini anlamanız için en popüler gelişmelerden bazılarına genel bir bakış sunalım:

1. Parçalama

Bu, blok zincirlerini (veya diğer veri tabanı türlerini), belirli veri bölümlerini yöneten daha küçük, bölümlenmiş blok zincirlere bölme yöntemidir. Bu kurulum, ağdaki tüm işlemler ve etkileşimlerle ilgilenen tek bir zincirin stresini ortadan kaldırır. Her bölümlenmiş blok zinciri bir parça olarak bilinir ve kendine özgü bir deftere sahiptir. Bu parçalar daha sonra kendi işlemlerini gerçekleştirebilir, ancak bir işaretçi blok zinciri veya ana zincir, parçalar arasındaki etkileşimleri yönetir. Bu, bir blok zincirinin ana ağında bir değişiklik olduğu için parçalamayı Katman 1 ağ ölçeklenebilirliği yükseltmesi haline getirir.

2. Farklı fikir birliği mekanizması

Bitcoin ağında üçlemenin var olmasının nedenlerinden biri, PoW'un güvenliği sağlamak için çalışma şeklidir. Madencilere, kripto algoritmalarına ve büyük miktarda merkezi olmayan bilgi işlem gücüne olan ihtiyaç, güvenli ancak yavaş bir sisteme yol açıyor. Fikir birliğini güvence altına almanın farklı bir yolunu bulmak, üçlemi çözmeye yönelik bir yaklaşımdır. Bu, Ethereum'un PoW'dan Proof of Stake'e (PoS) geçişinin arkasındaki nedenlerden biriydi.

PoS blok zincirlerinde, işlemlerin doğrulanmasına katılan katılımcıların tokenlarını stake etmeleri (kilitlemeleri) gerekir. Son derece uzmanlaşmış madencilik makinelerine gerek yok. Ağa daha fazla doğrulayıcı eklemek daha basit ve daha erişilebilirdir. PoS, ölçeklenebilirliği göz önünde bulunduran fikir birliği mekanizmalarına yönelik birçok farklı yaklaşımdan yalnızca biridir.

3. Katman-2 çözümleri

Hem parçalama hem de farklı fikir birliği mekanizmaları, Katman 1 çözümleri olarak bilinen şeylerdir. Temel ağın temel tasarımını değiştirmeye çalışıyorlar. Ancak bu üçlemi çözmeye çalışan diğer geliştiriciler, mevcut ağ yapısının üzerine inşa edilen çözümler üzerinde çalışıyorlar. Başka bir deyişle, cevabın ikinci bir katmanda veya Katman 2'de yattığını düşünüyorlar. Bunun örnekleri arasında yan zincirler ve durum kanalları yer alıyor.

Yan zincir temel olarak ana zincire bağlı ayrı bir blok zinciridir. Varlıkların ikisi arasında serbestçe akabileceği şekilde kurulmuştur. Önemli olan, yan zincirin farklı kurallar altında çalışabilmesi ve daha yüksek hız ve ölçeğe olanak sağlamasıdır. Benzer şekilde, durum kanalları, işlemleri ana zincirden çıkarmanın ve Katman 1 üzerindeki baskıyı hafifletmenin başka bir yoludur. Bir durum kanalı, kullanıcıların işlemlerini blok zincirinde yayınlamadan birbirleriyle etkileşime girebilmelerini sağlamak için ayrı bir zincir yerine akıllı bir sözleşme kullanır. . Blockchain yalnızca kanalın başlangıcını ve bitişini kaydeder.

Düşünceleri kapatmak

Ölçeklenebilirlik üçlemi, blockchain'in dünyayı değiştirecek bir teknoloji olarak potansiyelini gerçekleştirmesinin önünde duruyor. Blockchain ağları, merkeziyetsizliği ve güvenliği sürdürmek için saniyede yalnızca az sayıda işlemi gerçekleştirebiliyorsa, kitlesel benimsemeye ulaşmak zor olacaktır. Ancak bu sorunu çözmek isteyen geliştiricilerin şu anda öne sürdüğü çözümler, blockchain tarafından halihazırda gerçekleştirilen teknolojik ilerlemelerin devam edeceğini ve bu ağların gelecekte çok daha fazla veriyi işleyebileceğini gösteriyor.