- Topic
41302 Popularity
15252 Popularity
8946 Popularity
15854 Popularity
61175 Popularity
30413 Popularity
2361 Popularity
96062 Popularity
26890 Popularity
26702 Popularity
- Pin
41302 Popularity
15252 Popularity
8946 Popularity
15854 Popularity
61175 Popularity
30413 Popularity
2361 Popularity
96062 Popularity
26890 Popularity
26702 Popularity
Off-chain ölçeklenebilirlik analizi: State Channels teknolojisi prensipleri ve uygulamaları
Off-chain Ölçeklenme Derinlik Analizi
1. Genişlemenin Gerekliliği
Blok zincirinin gelecekteki vizyonu, merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirliği sağlamaktır, ancak genellikle bunlardan yalnızca ikisini aynı anda karşılamak mümkündür; bu, blok zincirinin imkansız üçgen problemi olarak adlandırılmaktadır. Yıllardır, merkeziyetsizliği ve güvenliği sağlarken blok zincirinin işleme kapasitesini ve işlem hızını artırmanın yolları araştırılmaktadır; yani ölçeklendirme sorununu çözmek, şu anda blok zincirinin gelişiminde öne çıkan konulardan biridir.
Merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirliğin tanımı:
Merkeziyetsizlik: Herkes blockchain sistemine katılmak için bir düğüm olabilir, düğüm sayısı arttıkça merkeziyetsizlik derecesi artar ve ağın az sayıda büyük merkezi katılımcı tarafından kontrol edilmesini engeller.
Güvenlik: Blok zinciri sisteminin kontrolünü elde etmenin maliyeti ne kadar yüksekse, güvenlik de o kadar yüksektir; zincir, daha büyük bir katılımcı oranının saldırısına karşı dayanıklıdır.
Ölçeklenebilirlik: Blockchain'in büyük miktarda işlemi işleme yeteneği.
Bitcoin ağının ilk büyük hard fork'u, ölçeklenme sorunundan kaynaklanmaktadır. Kullanıcı sayısı ve işlem hacmi arttıkça, 1MB blok üst sınırına sahip Bitcoin ağı tıkanıklıkla karşılaşmaya başladı. 2015 yılından itibaren, Bitcoin topluluğunda ölçeklenme konusunda görüş ayrılıkları ortaya çıktı; bir taraf blokların genişletilmesini desteklerken, diğer taraf ana zincir yapısını optimize etmek için SegWit çözümünü destekledi. 1 Ağustos 2017'de, büyük blokları destekleyen taraf, 8MB blok için bir istemci sistemi geliştirmeye başladı ve bu, Bitcoin'in ilk büyük hard fork'unu yaratarak yeni bir kripto para birimi BCH'nin doğmasına neden oldu.
Aynı şekilde, Ethereum ağı da ağ güvenliği ve merkeziyetsizliği korumak için bir miktar ölçeklenebilirlikten feragat etmeyi seçmiştir. Tek bir blokta kabul edilebilecek yakıt ücretine bir üst sınır koyarak işlem hacmini sınırlamaktadır. Amaç, güvenilmez bir konsensüs sağlamak ve düğümlerin geniş bir şekilde dağılımını güvence altına almaktır.
2017 yılındaki CryptoKitties' den, DeFi yazı, GameFi ve NFT gibi zincir üstü uygulamaların yükselişine kadar, piyasada işlem hacmi talebi sürekli artıyor. Ancak, Ethereum saniyede yalnızca 15-45 işlem işleyebiliyor, bu da işlem maliyetlerinin artmasına ve işlem sürelerinin uzamasına neden oluyor; bu durum, çoğu DApp'in işletim maliyetini karşılamasını zorlaştırıyor ve tüm ağ kullanıcılar için yavaş ve pahalı hale geliyor. Blok zinciri ölçeklenme sorunu acilen çözülmeli. İdeal ölçeklenme çözümü, merkeziyetsizlik ve güvenlikten ödün vermeden, blok zinciri ağının işlem hızını ve derinliğini mümkün olduğunca artırmaktır.
2. Ölçeklenme Çözüm Türleri
"Ana ağda bir katman değişip değişmeyeceği" standartına göre genişletme planlarını on-chain genişletme ve off-chain genişletme olarak iki ana kategoriye ayırıyoruz.
2.1 Zincir üstü genişleme
Temel kavram: Bir ana ağ protokolünün bir katmanını değiştirerek kapasite artırma etkisi elde eden çözüm, mevcut ana çözüm parçalama (sharding) olarak geçmektedir.
Zincir üzerindeki genişletme için çeşitli çözümler bulunmaktadır, bu makalede detaylandırılmayacak, kısaca iki çözüm sıralanacaktır:
Plan bir, blok alanını genişletmektir; yani her bloğun paketlediği işlem sayısını artırmaktır, ancak bu, node cihaz gereksinimlerini artıracak, katılım eşiğini yükseltecek ve merkeziyetsizlik derecesini azaltacaktır.
İkinci seçenek parçalama, blockchain defterini birkaç bölüme ayırmak, farklı parçaların farklı muhasebe işlemlerinden sorumlu olması, paralel hesaplamaların birden fazla işlemi aynı anda işleyebilmesi anlamına gelir; bu, düğüm baskısını ve katılım eşiğini azaltarak işlem hızını ve merkeziyetsizliği artırabilir; ancak bu, tüm ağın hesaplama gücünün dağılmasını ifade eder ve genel ağın güvenliğini azaltabilir.
Ana ağ protokolünü değiştirmek, alt katmandaki en küçük bir açığın tüm ağ güvenliğini ciddi şekilde tehdit edebileceği için tahmin edilemeyen olumsuz etkiler yaratabilir; ağ, zorunlu olarak çatallanmak veya onarım güncellemesi durdurmak zorunda kalabilir. Örneğin, 2018 Zcash enflasyon açığı olayı: Alt katman kodunda yüksek riskli bir açık vardı, tokenler sınırsız bir şekilde artırılabiliyordu, ekip, olayı gizlice düzeltmek için 8 ay harcadı ve düzeltme tamamlandıktan sonra bu olayı açıkladı.
2.2 off-chain genişletme
Ana kavram: Mevcut birinci katman ana ağ protokolünün genişlemesine yönelik çözüm.
off-chain ölçeklenme çözümleri, Layer2 ve diğer çözümler olarak daha da ayrılabilir:
3. off-chain genişletme planı
3.1 Eyalet Kanalları
3.1.1 Özet
Durum kanalları, yalnızca kanal açıldığında, kapandığında veya anlaşmazlık çözüldüğünde, kullanıcıların ana ağ ile etkileşimde bulunmaları gerektiğini, kullanıcılar arası etkileşimlerin off-chain gerçekleştirilmesini sağlayarak işlem sürelerini ve maliyetlerini düşürmeyi ve işlem sayısında herhangi bir sınırlama olmamasını sağlamaktadır.
Durum kanalları, iki kişilik satranç oyunu gibi "tur bazlı uygulamalar" için uygun, basit bir P2P protokolüdür. Her kanal, ana ağda çalışan çok imzalı bir akıllı sözleşme ile yönetilir; bu sözleşme, kanala yatırılan varlıkları kontrol eder, durum güncellemelerini doğrular ve katılımcılar arasındaki anlaşmazlıkları hakemlik eder. Katılımcılar, sözleşmeyi dağıttıktan sonra fon yatırır ve kilitler, her iki taraf da imzayı onayladıktan sonra kanal resmi olarak açılır. Kanal, katılımcıların, yatırılan toplam tutarı aşmadığı sürece, sınırsız sayıda off-chain ücretsiz işlem gerçekleştirmesine olanak tanır (. Katılımcılar sırayla birbirlerine durum güncellemeleri gönderir ve karşı tarafın imzasını onaylamasını bekler. Karşı taraf imzasını onayladığında, bu durum güncellemesi tamamlanmış sayılır. Normal koşullarda, her iki tarafça onaylanan durum güncellemeleri ana ağa yüklenmez; yalnızca bir anlaşmazlık çıkarsa veya kanal kapatılırsa ana ağ onayı gereklidir. Kanal kapatıldığında, herhangi bir katılımcı ana ağda işlem talebinde bulunabilir; eğer tüm imza onayını alırsa, hemen gerçekleştirilir, aksi takdirde "mücadele süresi" sona erene kadar kalan fonları almak için beklemesi gerekir.
Yukarıda belirtildiği gibi, durum kanalı çözümü ana ağın hesaplama yükünü büyük ölçüde azaltabilir, işlem hızını artırabilir ve işlem maliyetini düşürebilir.
![Büyük Derinlik Raporu: Off-chain Ölçeklenmenin Kapsamlı Analizi])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ead28de03be9fc22dcfe3f679ee36bc5.webp(
)# 3.1.2 Zaman Çizgisi
2015/02: Joseph Poon ve Thaddeus Dryja, Lightning Network beyaz kağıdı taslağını yayımladı.
2015/11: Jeff Coleman, State Channel kavramını sistematik olarak ilk kez özetleyerek, Bitcoin Payment Channel'ın State Channel'ın bir alt örneği olduğunu öne sürdü.
2016/01: Joseph Poon ve Thaddeus Dryja, Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments adlı beyaz kitabı resmi olarak yayınlayarak, Bitcoin ağı üzerindeki transfer ödemelerini işlemek için sadece Payment Channel adlı genişletme çözümünü önerdiler.
2017/11: Payment Channel çerçevesine dayanan ilk State Channel tasarım standardı Sprites önerildi.
2018/06: Counterfactual, Genel Devlet Kanalları tasarımının ayrıntılarını sundu, bu, tamamen durum kanallarıyla ilgili ilk tasarımdır.
2018/10: Generalised State Channel Networks makalesi State Channel Networks ve Virtual Channels kavramlarını ortaya koymuştur.
2019/02: Durum kanalı kavramı N-Party Kanallarına genişletildi, Nitro bu fikir üzerine kurulan ilk protokoldür.
2019/10: Pisa, tüm katılımcıların sürekli çevrimiçi olma ihtiyacını çözmek için Watchtowers kavramını genişletti.
2020/03: Hydra, Hızlı İzomorfik Kanallar'ı önerdi.
3.1.3 Teknik Prensip
Geleneksel zincir üstü iş akışı: Alice ve Bob, ana ağda dağıtılmış olan akıllı sözleşmelerle etkileşimde bulunur, kullanıcılar zincire işlem göndererek akıllı sözleşmenin durumunu değiştirir. Dezavantajı, zaman ve maliyet sorunlarına yol açmasıdır.
Durum kanalı iş akışı:
Alice ve Bob, kişisel EOA'larından fonları zincir üzerindeki sözleşme adresine yatırır, fonlar sözleşmede kilitlenir ve kanal kapandığında kullanıcılara iade edilir; ikili imza onayladıktan sonra, durum kanalı resmi olarak açılır.
Alice ve Bob, off-chain sınırsız sayıda işlem gerçekleştirebilir ve şifreli imzalı mesajlar aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurabilirler. Her iki taraf da her işlem için imza atmalıdır, böylece çift harcama kötü niyetini önleyebilirler. Bu mesajlar aracılığıyla, hesap durumlarının güncellemelerini önerir ve karşı tarafın önerdiği durum güncellemelerini kabul ederler.
Eğer Alice kanalı kapatmak istiyorsa, sözleşmeye kendi hesabının nihai durumunu sunması gerekmektedir. Bob onaylayıp imzalarsa, sözleşme nihai duruma göre kilitlenmiş fonları geri iade edecektir. Eğer Bob imzaya yanıt vermezse, sözleşme itiraz süresi sona erdikten sonra kilitlenmiş fonları geri iade edecektir.
Kötümser durumdaki iş akışı:
İki katılımcı fon yatırır ve durum güncellemelerini değiştirmeye başlar.
Diyelim ki bir zaman Bob, Alice'in gönderdiği durum güncelleme imzasına yanıt vermiyor, Alice sözleşmeye en son geçerli durumunu sunarak bir meydan okuma başlatabilir; bu durum Bob'un önceki imzasını içerir.
Sözleşme, Bob'un bir süre içinde bir sonraki durum yanıtını sunmasına izin verir; eğer Bob yanıt verirse, ikili işlem yapmaya devam edebilir; eğer Bob yanıt vermezse, sözleşme otomatik olarak durum kanalını kapatır ve fonları Alice'e geri iade eder.
![Binlerce Derinlik Araştırma Raporu: Off-chain Genişletmenin Kapsamlı Analizi]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad088ac016d75b1ae0b0eda699e74709.webp(
)# 3.1.4 Artılar ve Eksiler
Avantajlar:
Eksiler:
3.1.5 Uygulama
Bitcoin Lightning Network
Genel Bakış: Lightning Network, Bitcoin ağı için küçük ödemeler kanalıdır, teknik evrimi şu şekildedir: 2/2 çok imzalı tek yönlü ödeme kanalı oluşturma, RSMC eklendikten sonra çift yönlü ödeme kanalı oluşturma, ardından HTLC eklendiğinde ödeme kanalları çoklu ödemelere genişletilebilir ve nihayetinde bir ödeme ağı oluşturulur. Off-chain küçük ödeme kanalları aracılığıyla, ardından aracılar vasıtasıyla bir işlem ağı oluşturularak Bitcoin ağının ölçeklenme sorunları çözülebilir. "Depozito ### ile kanal oluşturma ( → Lightning Network işlemi ) kanal durumunu güncelleme ( → İade / hesaplama ) kanal sona erdirme (" sürecini takip ederek; teorik olarak her saniye bir milyon işlem işlenebilir.
Zaman çizelgesi:
Ekosistem Gelişimi: Lightning Network ekosistemi aşağıdan yukarıya doğru şöyle sıralanır: Altyapı BTC ağı --- Temel altyapı --- Çeşitli Dapp'ler.
Temel altyapı şunları içerir:
Çekirdek altyapının üzerinde, BTC alım satımını sağlayan Strike gibi çeşitli ödeme ve finansal hizmetler ile uygulamalar, Twitter bahşişleri ve Shopify mağazalarının BTC kabul etmesi gibi hizmetler bulunmaktadır.
2022 yılı Kasım ayı itibarıyla, Lightning Network tabanlı Dapps sayısı 20'den fazla kategori ve 100'den fazla uygulamaya ulaşmıştır; bunlar arasında ödeme, cüzdan, node yönetimi, tarayıcı uzantıları, podcast ve akış hizmetleri bulunmaktadır. Şu anda node altyapısıyla ilgili teknik temel katmanlar neredeyse olgunlaşmış durumda, cüzdan desteği artmakta, finansal hizmetler ve ödeme entegrasyonu devam etmekte, daha fazla eğlence uygulaması inşa edilmektedir ve ekosistem hızla gelişmektedir.
![Binlerce Derinlik Araştırması: Off-chain Ölçeklenmenin Kapsamlı Analizi])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-815c5eb2bdba725e04eebe67b22d42aa.webp(
Ethereum Şimşek Ağı
Genel Bakış: Gök gürültüsü ağı, Ethereum tabanlı küçük ölçekli ödeme kanalıdır ve Şimşek Ağı ile oldukça benzerdir; her ikisi de durum kanalları oluşturarak zincir üzerindeki işlemleri genişletmeyi amaçlamaktadır. Amaç, Ethereum üzerinde neredeyse anlık, düşük maliyetli ve ölçeklenebilir ERC20 token ödemeleri gerçekleştirmektir.
Zaman çizelgesi: