Blockchain temel olarak ağa bağlı bir dijital veri tabanıdır. Bloklar, kronolojik olarak sıralanmış verilerdir. Bloklar birbirine bağlıdır ve kriptografik ispatlarla güvende tutulur. Bu teknolojinin çeşitli endüstrilerde uygulanması, çalışma ve yaşama şeklimizi şimdiden değiştirmektedir.
Bir blok zinciri, saniyede yalnızca sınırlı sayıda işlemi işleyebilir. Örneğin, Bitcoin ağı saniyede yaklaşık 7 işlem gerçekleştirebilir. Blockchain teknolojisi küresel olarak benimsenecekse, daha fazla veriyi çok daha hızlı işleyebilmelidir. Ancak o zaman, çok yavaş veya çok pahalı olmadan daha fazla insanın ağı kullanması mümkün olacaktır. Ana fikir, merkezi olmayan ve güvenli bir blok zincirinin, ağları veya pazarları çalıştırmak için üçüncü taraflara ihtiyaç duyulmayan bir dünyayı mümkün kılmasıdır. Fakat merkeziyetsiz birçok ağın temel tasarımı gereği, ölçeklenebilirliğin artırılmasıyla merkeziyetsizlik veya güvenlik zayıflama eğilimi gösterir. Bu durum, blockchain çıkmazı olarak bilinir.
Blockchain trilemma terimi, Ethereum kurucu ortağı Vitalik Buterin tarafından popüler hale getirildi. Bu kavramı anlamak için, blok zincirinin üç farklı unsur gerektirdiğini bilmemiz gerekir: merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirlik. Blok zinciri çıkmazı, bir blok zincirinin üç özelliğinin aynı anda en uygun seviyelere ulaşmasının zor olduğu fikrini ifade eder. Bu unsurlardan herhangi birinin güçlendirilmesi diğerlerinin zayıflamasına neden olur.
Merkeziyetsizlik Nedir?
Blockchain merkeziyetsiz oluşu, karar verme ve kontrol mekanizmalarının, hükümetler, şirketler, bireyler veya kuruluşlar gibi herhangi bir merkezi unsura doğrudan bağlı olmayıp bir ağa dağıtılmasını ifade eder. Bu sayede hiç kimsenin ağ ve onu kullananların işlemleri üzerinde yetkisi ve kontrolü yoktur.
Bunu bir örnekle açıklamak gerekirse, örneğin süpermarkete gittiğinizi ve kasada kredi kartınızı uzattığınızı varsayalım. Kasiyer, bakiyenizin yetersiz olduğunu söyledi ve başka bir kart göstermenizi veya nakit ödeme yapmanızı istedi. Böyle bir olayın olma ihtimali çok düşük ama kartınızı ATM’ye taktığınızda 0 TL bakiyeniz olduğunu gördünüz. Bu durumda ne yapmalısınız? Sadece paranızın olduğundan emin olmanız yeterli değil ve kasiyeri ikna etmenin de bir anlamı yok. Bankaların paranızın gerçekten var olduğuna ikna olmaları gerekir. Çünkü banka sistemi merkezi bir sistemdir. Diğer bir deyişle, tepedeki bir sistemin kendi altında bulunan sistemleri yönettiği, bilginin geçerli olabilmesinin tek koşulu, hiyerarşinin en tepesindeki aktörün o bilgiyi doğrulamasıdır.
Merkeziyetsiz sistemde, merkezi sistemde uygulanan yukarıdan aşağıya doğrulama hiyerarşisi yerine yatay bir karar verme mekanizması devreye girer. Yani paranızın olduğunu ispat etmeniz gereken merkez ortadan kalkar.
Buna ek olarak merkeziyetsizlik, web3’ü de mümkün kılar. Günümüzde kullanılan internet web2’dir. Web2’den sonraki adım web3’tür. Web3, merkeziyetsiz blok zincirinin insanların kendi verilerini ve çevrimiçi hayatlarını kontrol etmesine imkan tanıdığı bir internet versiyonudur.
Blockchain Güvenliği Nedir?
Güvenli olmayan bir borsanın ne kadar merkeziyetsiz olduğu önemli değildir. İyi bir blockchain, kötü niyetli kişilerin saldırılarına karşı dayanıklı olmalıdır. Merkezi bir sistem, güvenliğini sistemin kapalı olmasından alır. Herhangi bir yönetici, verilerin kurcalanmaya karşı dayanıklı olduğundan emin olabilir. Peki, herkesin rol oynayabileceği merkezi olmayan bir sistemde güvenlik nasıl sağlanabilir?
Bir blockchain ağının ağ verimini arttırmak için, blockchain düğümlerinin dağıtımını coğrafi olarak, sayı olarak veya her iki şekilde birden azaltmanız önerilir. Ancak merkezileştirmeye yönelik bu hareket, Proof of Work (PoW) ağlarını daha az güvenli hale getiriyor. Sınırlı düğüm dağılımına sahip açık bir ağda fikir birliğine varmak, bilgisayar korsanları hash gücünü daha kolay bir şekilde toplayabildikleri için bir yüzde 51 saldırısının gerçekleşmesi daha olasıdır. Bilgisayar korsanları, mali kazanç için işlemleri manipüle etmek için ağları hackleyebilir ve ele geçirebilir. Örneğin, Ağustos 2020’de, Ethereum’un (ETH) bir çatalı olan Ethereum Classic (ETC) blok zinciri 4.000’den fazla bloğu yeniden organize eden üç %51 saldırısına maruz kaldı. Bu, faillerin verileri manipüle etmesine ve ETC para birimini iki katına çıkarmasına izin vererek ağda milyonlarca dolar değer kaybına neden oldu. Blok zinciri güvenliği, tehlikeye atılamayan kritik bir ağ yönüdür.
Ölçeklenebilirlik Nedir?
Bir blok zinciri protokolünün ölçeklenebilirliği, blok zincirinin yüksek işlem hacmini ve gelecekteki büyümeyi destekleme yeteneğini ifade eder. Bu, kullanım durumları ve benimseme hızlandıkça blok zincirinin performansının düşmeyeceği anlamına gelir.Blok zincirlerinin daha fazla kullanıcıya hizmet verebilmesi için ölçeklendirilmesi gerekir. Ancak, birçok blok zinciri hala bununla mücadele etmektedir.
Bunun nedeni, blockchain için merkeziyetsizlik ve güvenliğin çok büyük bir öneme sahip olması nedeniyle öncelikle bu konulara odaklanılmasıdır. 2022’de Bloomberg’e göre: “Eylül itibarıyla, Bitcoin saniye başına yediden fazla işlem gerçekleştirmeyi başaramadı ve en popüler ikinci ağ olan Ethereum da saniye başına yaklaşık 15 işlemle sınırlı kaldı — geleneksel borsalara kıyasla bu oldukça büyük bir farktı.”
Pek çok blockchain platformu, merkeziyetsizliği ve güvenliği sağlamış olsa da, ölçeklenebilirliğe ulaşmak, günümüzün önde gelen merkezi olmayan ağları için en büyük zorluktur. Toplumda gitgide daha fazla kişi blockchain teknolojisini kullanmaya başlarsa, yönetebildiği işlem sayısının sınırlı olması nedeniyle ağ tıkanacaktır.
Öyleyse aynı anda merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilir elde edebilir miyiz ve blok zinciri trilemmasını nasıl çözebiliriz? Cevap, Katman-1 ve Katman-2 çözümlerinde yatıyor.
Blockchain Trilemma: Katman 1
Merkezi olmayan bir ekosistemde Katman 1, Bitcoin, Litecoin ve Ethereum gibi blockchain protokollerini ifade eder. Şu anda doğrudan blockchain ağlarının ölçeklenebilirliğini artırmayı amaçlayan geliştirme veya uygulama aşamasında olan birkaç yöntem vardır.
Konsensüs Protokolü İyileştirmeleri: İş Kanıtı (PoW), şu anda Bitcoin gibi popüler blockchain ağları tarafından kullanılan fikir birliği protokolüdür. PoW güvenlidir, ancak aynı zamanda yavaştır. Örneğin, Bitcoin saniyede yalnızca 7 işlem gerçekleştirebilir. Bu nedenle birçok blockchain ağı Proof of Stake (PoS) mutabakat mekanizmalarını tercih ediyor. PoS konsensüs protokolü, madencilerin gerçek bilgi işleme gücü kullanarak kriptografik algoritmaları çözmesini istemek yerine, ağdaki hisseye dayalı olarak doğrulayıcı durumunu belirler. Bu durum merkeziyetsizliği ve güvenliği sağlarken, Ethereum ağının kapasitesini de önemli ölçüde arttırması bekleniyor.
Parçalama(Bölümleme): Parçalama, dağıtılmış veritabanlarından uyarlanmıştır ve biraz deneysel doğasına rağmen, blockchain sektöründeki en popüler Katman 1 ölçeklendirme çözümlerinden biri haline gelmiştir. Parçalama, işlemleri “parçalar” adı verilen daha küçük veri kümelerine böler. Bu parçalar ağ tarafından aynı anda paralel olarak işlenerek aynı anda birden fazla işlemde sıralı iş yapılmasına izin verilir.Bu bilgi, her biri kendi içinde tutarlı kalacak şekilde farklı düğümler tarafından bölünebilir ve tutulabilir. Bu, tüm ağ düğümlerinin başından bugüne kadar tüm blokların kopyalarını tutmadığı anlamına gelir. Parçalar, ana zincirin kanıtını sağlar ve parçalar arası bir iletişim protokolü kullanarak adres, bakiye ve durum alışverişinde bulunmak için birbirleriyle etkileşime girer. Ethereum 2.0, parçaların kullanımını araştıran yüksek profilli blockchain protokollerinden biridir. Zilliqa, Tezos ve Qtum bu protokollere örnek olarak sayılabilir.
Blockhain Trilemma: Katman 2
Blockchain’de katman 2, ölçeklenebilirliği ve verimliliği artırmak için temel bir blockchain protokolünün üzerinde çalışan ağ veya teknolojiyi ifade eder. Örneğin, Bitcoin bir Katman 1 protokolüdür ve Lightning Network, Bitcoin ağındaki işlem hızlarını iyileştirmek için tasarlanmış bir Katman 2 çözümüdür. Katman 2 protokolleri son birkaç yılda muazzam bir büyüme kaydetti ve özellikle PoW ağları için ölçeklenebilirlik sorunlarının üstesinden gelmenin en etkili yolu olabilir.
İç İçe Blockchainler: İç içe geçen blok zincirleri, ana zincirin üstü yerine içinde çalıştıkları için tamamen farklıdır. İç içe blok zinciri mimarisi tipik olarak bir çekirdek blok zincirinden oluşur. Bu çekirdek zincir, daha büyük ağ için kuralları belirler ve yürütmelerin birbirine bağlı bir alt zincirler ağında yer almasını sağlar. Ana zincir, her biri ebeveyn-alt bağlantılarını kullanan çoklu blok zincir katmanları için temel görevi görür. Ana zincir, görevleri alt zincirlere atar. Alt zincirler bu görevleri yerine getirir ve ana zincire geri iletir. Temel blok zinciri, anlaşmazlıkları çözmek için gerekli olmadıkça bağlı zincirlerin ağına katılmaz. OMG Plazma projesi, işlemlerin daha hızlı ve daha ucuz yapılmasını kolaylaştırmak için Katman-1 Ethereum’un üzerinde kullanılan Katman-2 iç içe blockchain altyapısının bir örneğidir. Bu modelin iş dağılımı, ölçeklenebilirliği katlanarak artırmak için ana zincir üzerindeki işleme yükünü azaltır.
Durum Kanalları: İşlem yapan taraflar arasında iki yönlü bir iletişim aracıdır. Taraflar, temel blok zincirinin bir kısmını kapatır ve onu zincir dışı bir işlem kanalına bağlar. Bu genellikle önceden kararlaştırılmış akıllı sözleşme veya çoklu imza aracılığıyla yapılır. Taraflar daha sonra, işlem verilerini altta yatan dağıtılmış deftere (yani ana zincire) hemen göndermeden işlemleri veya bir grup işlemi zincir dışı yürütür. Setteki tüm işlemler tamamlandıktan sonra, kanalın son “durumu” doğrulama için blok zincirine gönderilir. Bu mekanizma, işlem hızını ve genel ağ kapasitesini artırır. Bitcoin Lightning Network ve Ethereum Raiden gibi çözümler, durum kanallarını temel alır.
Yan Zincirler: Yan zincirler, kendi doğrulayıcıları olan bağımsız bir blok zincir ağıdır. Bu, ana zincirdeki akıllı sözleşmesinin yan zincir ağının geçerliliğini doğrulamadığı anlamına gelir. Bu nedenle, yan zincirin doğru çalıştığına güvenmemiz gerekir çünkü yan zincir orijinal zincirdeki varlıkları kontrol edebilir.
Blok zinciri üçlemi, blok zinciri teknolojisinin benimsenmesine önemli zorluklar getirirken, ağ güvenliği, merkeziyetsizlik ve ölçeklenebilirlik arasında verimli ve aynı anda bir denge bulmak için çözümler ortaya çıkıyor. CAP teoremi neredeyse 40 yıldır geçerli olsa da, blok zincirinde Proof of Stake’in ortaya çıkmasıyla, Katman 1 ve Katman 2 çözümlerinin uygulanması paradigmayı eş zamanlı olarak dağıtılmış, güvenli, ölçeklenebilir ve merkeziyetsiz ağlara doğru kaydırmaya yaklaştırıyor.
En son gelişmelerden haberdar olmak için Twitter, Instagram, YouTube ve LinkedIn üzerinden bizi takip edebilirsiniz. Soru ve görüşlerinizi Telegram kanalından bize iletebilirsiniz.
