Blockchain Trilemmaı

The blockchain trilemma, aynı zamanda ölçeklenebilirlik üçlemi olarak da bilinir, dağıtık sistemleri ölçeklendirmedeki temel zorluğu formüle eder. Sorun, blockchain’in üç temel özelliğinin (merkeziyetsizlik, güvenlik ve verimlilik) aynı anda birlikte çalışacağının garanti edilememesinde yatar. Merkeziyetsiz bir ağ, bu üç özelliğin yalnızca ikisinde yüksek bir seviyeye sahip olabilir. Yani, bir yön güçlendirildiğinde diğeri kaçınılmaz olarak zarar görür.

Bu crypto trilemma’nın ayrıntılarına girmeden önce, ölçeklenebilirlik, güvenlik ve merkeziyetsizliği genel hatlarıyla tanımlayalım.

• Blockchain ölçeklenebilirliği, daha fazla işlemi işleyebilme yeteneğini ifade eder.
• Güvenlik, blockchain verilerini çeşitli saldırılardan koruyabilme ve çift harcamayı önleyebilme yeteneğini ifade eder.
• Merkeziyetsizlik, ağın sınırlı sayıda varlık tarafından kontrol edilmemesini sağlayan bir ağ yedekliliği biçimidir.

Bitcoin bunu gösterir. Bu blockchain’de saniyedeki işlem sayısı oldukça düşüktür; yaklaşık yedidir ve bloklar her on dakikada bir çıkarılır. Ağ tıkandığında, komisyonu düşük işlemlerin işlenmesi uzun sürebilir. Sonuç olarak güvenlik ve merkeziyetsizlik yüksek, ancak verimlilik (nam-ı diğer ölçeklenebilirlik) düşüktür.

Performansı artırmak için blok boyutunu yükseltebilirsiniz. Ancak o zaman karmaşıklık fırlar ve sonunda yalnızca büyük mining havuzları ağda kalabilir. Bunun sonucunda sistem daha merkezi hale gelir. Üretim süresini azaltırsanız da güvenlik zedelenir. Düğümlerin, bir sonraki blok çıkarılmadan önce konsensüse ulaşmak için yeterli zamanı olmayabilir.

Ölçeklenebilirlik

Ağ, teorik olarak çeşitli sorunları çözmek için gerekli sınırsız hesaplama gücüne sahip çok sayıda bilgisayardan oluşur. Ağ verimi, birim zamanda işlenen işlem sayısını ölçtüğü için temel derecede önemli bir parametredir.

Güvenlik

Dış tehditlere karşı güvenlik, şifreleme sayesinde sağlanır. Blockchain algoritmaları modern kriptografiden yararlanır. Tüm işlemler (blockchain’deki kayıtlar), Proof-of-Work konsensüs algoritmasını kullanan mining prosedürüyle doğrulanır. Bu, her işlemin blockchain’e eklenmeden önce şifrelendiği anlamına gelir. Günümüzde kapalı kriptografik anahtarları kırmanın bilinen bir yöntemi yoktur. Bunun nedeni, saldırganın bunu sınırlı bir zaman dilimi içinde başarmak zorunda olmasıdır.

Merkeziyetsizlik

Bu özellik, iç tehditlere karşı güvenlik sağlar. Veritabanı (blockchain), tüm katılımcıların bilgisayarlarında eş zamanlı olarak saklanır. Bu, blockchain’in temel özelliklerinden biridir. Ağ üzerinde karar veren merkezi bir kurum, kişi ya da hizmetin bulunmamasını ifade eder. Ağdaki iş, düğümler arasında dağıtılır ve tamamen merkeziyetsizdir. Ağ algoritması, ağdaki verilerin mevcut durumu konusunda tek tek düğümler arasında konsensüs sağlamak için bir prosedür sunar. Bu mekanizma konsensüs mekanizması olarak bilinir. Bilgiyi geriye dönük olarak değiştirmek için, bu düğümlerin %50’sinden fazlasında aynı anda değiştirilmesi gerekir. Böyle eşzamanlı bir hack, elbette teorik olarak mümkündür, ancak pratikte gerçekçi değildir.

Blockchain Trilemma Explained

Yukarıda açıklanan ağ tıkanıklığı sorununa en açık ve temel çözüm, ağdaki veriyi doğrulayan ve ekleyen katılımcı sayısını azaltmaktır. Bu, ölçek ve hızı artıracaktır. Ancak kontrol daha az sayıda katılımcıya geçtiğinde merkeziyetsizlik zayıflar. Bu ayrıca güvenliğin de zayıflamasına yol açar; çünkü daha az katılımcı saldırı olasılığını artırır.

Böylece bir üçleme ortaya çıkar: merkeziyetsizlik ve güvenlik özellikleri arasındaki doğuştan gelen bağlantı göz önüne alındığında, blockchain’in temel tasarımı ölçeklendirmeyi zorlaştırır. Birini büyüttüğünüzde diğerini zayıflatırsınız. Merkeziyetsizlikten, güvenlikten ya da her ikisinden ödün vermeden ölçeklenebilirlik nasıl sağlanabilir?

Blockchain Trilemma Solution

crypto trilemma için tek bir altın çözüm yoktur. Ancak bu sorunu ele almanın önemi göz önüne alındığında, community içinde çeşitli yaklaşımlar önerilmiş ve ilginç sonuçlar elde edilmiştir. Bu alanda neler olup bittiğine dair fikir vermek için en popüler gelişmelerden bazılarını inceleyelim.

Konsensüs algoritmasındaki değişiklikler

Günümüzde çeşitli blockchain konsensüs algoritmaları vardır ve bunların hepsi kısmen blockchain trilemma’sını çözer. Bunlar ölçeklenebilirlik, merkeziyetsizlik ve güvenliği farklı derecelerde bir araya getirir. Bilinen Proof-of-Work (PoW) dışında Proof-of-Stake (PoS), Delegated Proof-of-Stake (DPoS), Proof-of-Burn (PoB), Proof-of-Capacity (PoC), Proof-of-Importance (PoI), Proof-of-Authority (PoA), Directed Acyclic Graph (DAG), Leased Proof-of-Stake (LPoS), Proof-of-Time (PoT), Proof-of-Elapsed Time (PoET), Proof-of-Space-Time (PoST), Simple Byzantine Fault Tolerance (SBFT), Delegated Byzantine Fault Tolerance (DBFT) ve diğer konsensüs mekanizmaları da vardır. Blockchain geliştiricileri, ağ hedeflerine ve görevlerine göre belirli bir algoritma seçer.

Level-1 Çözümler

Bu çözümler doğrudan blockchain’in kendisini, özellikle de mimarisini değiştirmekle ilgilidir. Geliştiriciler blockchain trilemma için çeşitli yaklaşımlar ve çözümler sunar.

Örneğin, multichain kullanımını, yeni kriptografi yöntemlerinin uygulanmasını, sharding’i ve diğer teknikleri önerirler.

Sharding muhtemelen en popüler yaklaşımdır. Sharding kullanıldığında, ana blockchain segmentlere bölünür ve her bir segment kendi kayıt bölümünü kontrol eder. Her segmente shard denir. Böyle bir ağ organizasyonunda her shard kendi işlem havuzunu işler ve bu da ağ verimini artırır. Ana blockchain, tüm shard etkinliklerini koordine eder.

Level-2 Çözümler

Sharding ve çeşitli konsensüs mekanizmaları birinci seviye çözümler olarak kabul edilir. Bunlar, ağ tasarımını temelden değiştirmeyi amaçlar. Ancak bu trilemmayı çözmeye çalışan diğer geliştiriciler, mevcut ağ yapısı üzerine inşa edilen çözümler üzerinde çalışmaktadır. Başka bir deyişle, cevabın ikinci seviyede olduğuna inanırlar. Örnekler arasında sidechain’ler ve status channel’lar yer alır.

Sidechain, ana ağa bağlı ayrı bir blockchain’dir. Varlıkları bunlar arasında aktarmak için düzenlenmiştir. Sidechain’lerin farklı kurallara göre çalışması gerekir; bu da hız ve ölçeklenebilirlik artışı sağlar. Benzer şekilde, state channel’lar da işlemleri ana ağdan uzaklaştırmanın ve birincil katmandaki yükü azaltmanın başka bir yoludur. Status channel, ayrı bir zincir yerine bir smart contract kullanır. Bu, kullanıcıların işlemleri blockchain’e yayınlamadan birbirleriyle iletişim kurmasını sağlar. Yalnızca kanalın başlangıcı ve sonu blockchain’e kaydedilir.

Sonuç

Blockchain teknolojisinin dünyayı değiştirme potansiyelini tam anlamıyla gerçekleştirebilmesi için ölçeklenebilirlik üçlemesi ile yüzleşmesi gerekir.

Blockchain ağları, merkeziyetsizliği ve güvenliği korumak için saniyede yalnızca az sayıda işlemi işleyebiliyorsa, yaygın benimsenmeyi sağlamak zor olacaktır.

Ancak geliştiricilerin bu sorunu çözmeye yönelik yöntemleri, blockchain teknolojisinin kullanılmaya devam edeceğini gösteriyor. Gelecekte bu ağlar daha fazla veriyi işleyebilecek.