Blockchain Trilemma Nedir? Hız, Güvenlik ve Ölçeklenebilirlik Üzerine Bir İnceleme

Proof of Stake, parçalama, durum kanalları ve yan zincirler: Blockchain Trilemma’sını çözmek ve ağları yaygın kullanım için optimize etmek amacıyla yeni bir alt sektör ortaya çıkmıştır.

Blockchain Trilemma, merkeziyetsiz ağların, güvenlik, merkeziyetsizlik ve ölçeklenebilirlik açısından sadece üç faydadan ikisini sunabileceğine dair yaygın bir inancı temsil eder. Merkezi olmayan ekosistemde yaşanan sürekli yenilikler, trilemmayı çözmeye çalışan çok çeşitli Katman-1 ve Katman-2 çözümlerinin gelişmesine zemin hazırlamaktadır.

Blockchain Trilemma Nedir?

Blockchain teknolojisi, finansal alanlardan sanata kadar pek çok sektörde gözlemlenebilir faydalar sunarken, temel yapıların karşılaştığı benzersiz zorluklar da mevcuttur. 1980’lerin başında bilgisayar bilimcileri, bu zorlukları ifade etmek için CAP teoremi adı verilen bir kavram geliştirmiştir. CAP teoremine göre, blok zincirleri, aynı anda sadece üç garantiden ikisini sağlayabilen merkezi olmayan veri depolarıdır: tutarlılık, kullanılabilirlik ve bölüm toleransı. Modern dağıtılmış ağlar bağlamında bu teorem, genel blok zincirlerinin ya güvenliğini, ya merkeziyetsizliğini ya da ölçeklenebilirliğini feda etmesi gerektiğine dair Blockchain Trilemma’sına dönüşmüştür.

Günümüzde çoğu kamu blok zinciri, işlem onaylamak için İş Kanıtı (PoW) yöntemlerini kullanırken, merkeziyetsiz Hisse Kanıtı (PoS) sistemlerine geçiş yapılmaktadır. Özel veya izinli blok zincirleri ise farklı şekillerde yapılandırılabilir. Bu bölümde, çeşitli uygulamaları daha iyi anlamamızı sağlayacak en yaygın blok zinciri konsensüs mekanizmalarına göz atacağız. Genel blok zincirleri, geniş bir ağa yayılmış bir yapıyı yönetir.

İnternet ölçeğindeki işlem hacmini yönetme çabalarında, ağın güvenliğinin su geçirmeden sağlanması, blok zinciri teknolojisinin kaydırıcı bir hedefidir. Küresel işletmeler, yeni girişimler ve teknoloji uzmanları topluluğu, Blockchain Trilemma’sını çözmek için Katman-1 ve Katman-2 çözümleri üzerinde yoğunlaşmaktadır. Katman-1, bir blok zinciri ağının temel katmanını belirtirken, Katman-2 ise mevcut blok zincirlerine bağlı olarak çeşitli teknik optimizasyonları ve ürünleri ifade eder. Bu iki katman arasındaki dengeyi sağlamak, blok zinciri teknolojisinin benimsenmesi ve merkeziyetsiz ağların büyümesi açısından devrim niteliğinde bir etki yaratabilir.

Blockchain Trilemma’nın her bir unsuru hakkında bilgi sahibi olmadan potansiyel çözümleri keşfetmek zordur.

Merkeziyetsizlik Nedir?

Merkeziyetsizlik, blok zinciri teknolojisinin temel felsefesidir ve ekosistem genelinde projeleri yönlendirmektedir. Merkezi olmayan süreçler ve teknolojilerin uygulanması, aracıların rolünü ortadan kaldırarak bir çok farklı şekilde kendini gösterir. Örneğin; bankaları devre dışı bırakarak madencilik ekipmanlarını işleten platformlar, kullanıcılara ve geniş topluluğa kar ve yönetişim sunabilir. Daha temel bir düzeyde, merkezi olmayan ağlar kitle imzasıyla fikir birliğine ulaşır; böylece hiç kimse, işlemleri gerçekleştiren verileri kontrol edemez. Ancak, optimum merkeziyetsizlik seviyesine ulaşmak, genellikle ağ verimini düşürme eğilimindedir.

Blockchain Güvenliği Nedir?

Bir blok zincirindeki ağ verimini artırmak amacıyla, blok zinciri düğümlerinin dağılımını coğrafi veya sayısal olarak azaltmaya yönelik teşvikler bulunur. Ancak bu merkezileşme girişimi, PoW ağlarının güvenliğini olumsuz yönde etkileyebilir. Sınırlı bir düğüm dağılımında fikir birliği sağlanıyorsa, bilgisayar korsanları gerekli gücü daha kolay toplayabilir ve %51 saldırısı gerçekleşebilir. Bu tür saldırılar, ağın kontrolünü ele geçirerek finansal kazanç sağlamak amacıyla işlemleri manipüle etmelerine olanak tanır. Örneğin, Ağustos 2020’de Ethereum Classic blok zinciri, 4.000’den fazla bloğu yeniden yapılandıran üç %51 saldırısına uğramış ve bu işlem sonucunda milyonlarca dolar kayba neden olmuştur. Bu nedenle, blok zinciri güvenliği son derece kritik bir ağ yönüdür.

Ölçeklenebilirlik Nedir?

Bir blok zinciri protokolüne göre ölçeklenebilirlik, yüksek işlem hacmini ve gelecekteki büyümeyi destekleme yeteneğini ifade eder. Bu durum, kullanım durumları ve benimseme hızlandıkça blok zincirinin performansının düşmeyeceği anlamına gelir. Düşük performans gösteren blok zincirleri ise ölçeklenebilirlikten yoksun sayılır. Blockchain Trilemma, daha fazla ölçeklenebilirlik sağlanmasının mümkün olduğunu, ancak bunun güvenlik veya merkeziyetsizlikten feragat gerektirdiğini ifade eder. Ölçeklenebilirlik, blok zincirlerinin, eski merkezi platformlarla rekabet edebilmesi için kritik öneme sahiptir. Birçok blok zinciri platformu merkeziyetsizlik ve güvenliği sağlarken, ölçeklenebilirliğe odaklanmak günümüzün önde gelen merkeziyetsiz ağları için en büyük zorluk haline gelmiştir.

Blockchain Trilemma: Katman 1

Merkeziyetsiz ekosistem çerçevesinde Katman 1, Bitcoin, Litecoin ve Ethereum gibi blok zinciri protokollerini ifade eder. Bu aşamada, blok zinciri ağlarının ölçeklenebilirliğini artırmaya yönelik çeşitli yöntemler geliştirilmektedir.

Konsensüs Protokolü İyileştirmeleri: İş Kanıtı, Bitcoin gibi popüler blok zinciri ağlarında aktif olan fikir birliği protokolüdür. PoW güvenli olsa da yavaş kalabilmektedir; örneğin, Bitcoin yalnızca yedi TPS elde eder. Bu nedenle, birçok blok zinciri ağı – en önemlisi Ethereum’un Ethereum 2.0’a yükseltilmesi gibi – Hisse Kanıtı (PoS) konsensüs mekanizmasını tercih etmektedir. PoS, madencilerin karmaşık hesaplamalar yapmasını gerektirmeden, ağdaki bir hisseye dayalı doğrulayıcıları belirler. Bu, ademi merkeziyetçiliği artırırken, Ethereum ağının kapasitesini büyük ölçüde ve temelde artırması beklenmektedir.

Parçalama: Parçalama, dağıtılmış veritabanlarından uyarlanan, blok zinciri sektöründe giderek popüler hale gelen bir ölçeklenme çözümüdür. Parçalama, işlemleri daha küçük veri kümelerine, yani “parçalara” böler. Bu parçalar, ağ tarafından paralel olarak işlenir, böylece birçok işlem aynı anda gerçekleştirilir. Her ağ düğümünün her bloğun bir kopyasını saklaması yerine, bu bilgi farklı düğümlerde bölünerek tutulabilir. Parçalar, ana zincire kanıt sağlar ve çapraz parça iletişim protokolleri aracılığıyla adresleri, bakiyeleri ve genel durumları paylaşmak için etkileşimde bulunur. Ethereum 2.0, Zilliqa, Tezos ve Qtum gibi yüksek profilli blok zincirleri, parçalama kullanımını araştırmaktadır.

Blockchain Trilemma: Katman 2

Katman 2, temel bir blok zinciri protokolü üzerinde çalışan ağ veya teknolojiyi tanımlar ve ölçeklenebilirliğini artırmayı hedefler. Örneğin, Bitcoin bir Katman-1 protokolüdür ve Lightning Network, Bitcoin ağındaki işlem hızlarını artırmak için tasarlanmış bir Katman-2 çözümüdür. Son yıllarda Katman-2 protokolleri, özellikle PoW ağlarının ölçeklenebilirlik sorunlarını çözme konusunda büyük bir gelişme göstermiştir.

Yuvalanmış Blok Zincirleri: İç içe geçmiş blok zincirleri, daha geniş bir ağ için ayar yapmak amacıyla bir ana blok zinciri kullanan merkezi olmayan bir altyapıdır. Bu ana zincir, birden fazla ikincil zincir seviyesini destekler ve bu seviyeler bir ebeveyn-çocuk ilişkisi kurar. Ana zincir, delegeleri tamamladıktan sonra işlemlerini işleyen ve geri gönderen alt zincirlere hizmet eder. Temel blok zincir, anlaşmazlık çözümü gerektiğinde devreye girmektedir. OMG Plazma projesi, Ethereum üzerinde kullanılan Katman-2 iç içe geçmiş blok zinciri altyapısının bir örneğidir ve hızlı, ucuz işlemler sunmak için tasarlanmıştır. Bu model, ana zincir üzerindeki işlem yükünü azaltarak ölçeklenebilirliği artırmaktadır.

Durum Kanalları: Bir durum kanalı, genel işlem kapasitesini ve hızını artırmak amacıyla blok zinciri ve zincir dışı işlem kanalları arasında çift yönlü iletişim sağlar. Durum kanalları, işlemleri doğrulamak için madencilerin anında müdahalesini gerektirmez. Bunun yerine, çoklu imza veya akıllı sözleşme mekanizması kullanılarak kapatılır. Bir durum kanalı işlem tamamlandığında, son “durum”, temel blok zincirine kaydedilir. Liquid Network, Celer, Bitcoin Lightning ve Ethereum’un Raiden Network’ü durum kanallarına örnek gösterilebilir. Üçlü ödünleşme bağlamında, durum kanalları daha fazla ölçeklenebilirlik elde etmek için merkeziyetsizlikten bir miktar feragat edebilir.

Yan zincirler: Yan zincir, ana blok zincirine bitişik olarak kullanılan, büyük hacimli işlemler için optimize edilmiştir. Yan zincirler, hız ve ölçeklenebilirlik sağlamak için bağımsız bir fikir birliği mekanizması kullanır. Hizmet tokenları, genellikle yan ve ana zincirler arasında veri aktarımını facilitate etmek amacıyla kullanılır. Ana zincirin rolü, genel güvenliği ve anlaşmazlık çözümünü sağlamaktır. Yan zincirlerin güvenlik ihlalleri, ana zinciri veya diğer yan zincirleri etkilemez. Ancak, sıfırdan bir yan zincir kurmak oldukça büyük bir çaba gerektirir.