Blokzincir endüstrisi çeşitli sistemler ile doludur. Bununla birlikte, çoğu iki ana kategoriye girmektedir: monolitik ve modüler blokzincir sistemleri. Bu iki blokzincir kategorisi dinamik bir yetenekler, güçlü yönler ve doğal ödünleşimler yelpazesine sahiptir. Bu makale, iki tür blokzincir sistemi arasındaki temel farkları vurgulamaktadır.
Monolitik blokzincirler nedir?
Monolitik blokzincirler ilk nesil blokzincir sistemleri olarak kabul edilir. blokzincir ve kripto para endüstrilerinin doğuşunda ortaya çıkan bu sistemler, bugün bildiğimiz devrim niteliğindeki blokzincir teknolojilerinin önünü açmıştır. Bitcoin blokzincir ağı monolitik blokzincire bir örnektir.
Monolitik blokzincirlerin mimarisi, tüm temel işlevleri blokzincir yapısının tekil bir katmanında birleştirmek üzere tasarlanmıştır. Bu işlevler arasında işlem yürütme, mutabakat mekanizmaları ve veri kullanılabilirliği yer alır. Monolitik zincir aynı zamanda zincir üzerinde doğrulamaya tabi tutulan işlemlerle birlikte bir mutabakat katmanı rolünü de yerine getirir.
Monolitik blokzincirler, ağlarındaki tüm işlemleri depolamak için tek bir veritabanı kullanır ve bilgi depolama ve paylaşma dahil olmak üzere çeşitli görevler için tamamen işlevsel platformlar olarak hizmet eder.
Bununla birlikte, tasarımlarının özellikle çok yönlülük ve ölçeklenebilirlik açısından önemli sınırlamaları vardır. Bu zorluklar, modüler blokzincirler olarak adlandırılan yeni nesil blokzincir sistemlerinin geliştirilmesini teşvik etmiştir.
Monolitik blokzincirler nasıl çalışır?
Monolitik bir blokzincir olan Bitcoin'in (BTC) veri kullanılabilirliği, yürütme, mutabakat ve mutabakat açısından nasıl çalıştığı aşağıda açıklanmıştır:
Veri kullanılabilirliği
Tüm işlem verileri Bitcoin blokzincirin kendisinde saklanır. Bu, işlem geçmişinin ağdaki her düğüm tarafından erişilebilir olduğu anlamına gelir. blokzincirin halka açık defteri tamamen şeffaftır ve blokzincirin tamamını indiren herkes tarafından erişilebilir, böylece veri kullanılabilirliği ve bütünlüğü sağlanır.
İşlem yürütme
Bitcoin'de işlem yürütme, işlem işleme ve doğrulamayı gerektirir. Bir kullanıcı bir Bitcoin işlemi başlattığında, bu işlem ağa yayınlanır. Bu işlem daha sonra meşruiyetini doğrulayan (örneğin, yeterli bakiyenin sağlanması) ve bir bloğa dahil eden düğümler tarafından alınır. Bu süreç, madencilik sürecinin bir parçası olan kriptografik bir bulmacanın (madenciler tarafından çözülen) çözülmesini içerir.
Bitcoin madenciliği nasıl çalışır?
Mutabakat mekanizması
Bitcoin bir iş kanıtı (PoW) mutabakat yöntemi kullanır. Madenciler bu sistemde zorlu bir matematiksel bulmacayı çözmek için yarışırlar. blokzincire yeni bir işlem bloğu ekleme hakkı, bulmacayı çözen ilk madenciye aittir.
Düğümler ise tüm blokzincirin kopyalarını tutar, işlemleri doğrular ve aktarır ve genel ağ işlevselliğine ve güvenliğine katkıda bulunur. Bazı düğümler madenciliğe, işlemleri doğrulamaya ve blok eklemeye katılırken, tüm düğümler madenci değildir.
Yerleşim
blokzincirndeki işlemlerin sonuçlandırılması süreci Bitcoin'de mutabakat olarak bilinir. Bir işlem bir bloğa dahil edildiğinde sonuçlandırılır ve blok, blokzincire eklenir. Bir işlem blokzincire kaydedildikten sonra değiştirilemez çünkü bu prosedür geri döndürülemez. Sonuç olarak, mutabakat katmanı her işlemin nihai ve değiştirilemez olmasını sağladığı için blokzincir için çok önemlidir.
Monolitik blokzincirlerin faydaları
Zorluklar mevcut olsa da, monolitik blokzincirlerin aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok belirgin avantajı vardır:
Basitlik
Monolitik blokzincirler, tüm işlemleri tek bir katmanda birleştiren basit mimarileriyle ayırt edilir. Ele alınması gereken daha az bileşen olduğundan, basitlikleri geliştirme karmaşıklığını azaltır. Ayrıca, güvenlik açıklarını azaltarak kötü aktörlerin istismar etmesini daha zor hale getirir.
Tutarlılık
Monolitik bir blokzincirndeki tüm düğümler aynı katmanda çalıştığından ve birleşik bir kurallar dizisini izlediğinden, ağ genelinde tutarlılık ve senkronizasyon sağlamak nispeten kolay olabilir ve istikrarlı bir blokzincir ortamına katkıda bulunur.
Güvenlik
Tasarımları nedeniyle, monolitik blokzincirler değişikliklere karşı dirençlidir ve genellikle değişiklikler için önemli kaynaklar gerektirir. Bu yerleşik zincirler, genel ağ güvenliğini artıran yüksek ademi merkeziyetçiliğe sahip olma eğilimindedir. Bu ademi merkeziyetçilik, tek bir hata noktası riskini en aza indirerek kötü niyetli saldırıların merkezi zayıflıklardan yararlanmasını zorlaştırır.
Monolitik blokzincirlerin dezavantajları
Monolitik blokzincirlerin çeşitli dezavantajları vardır:
Esnek olmama
Basit mimarilerine rağmen monolitik blokzincirler, esnekliği ve yaratıcılığı sınırlayan katılıkları nedeniyle zorluklarla karşılaşmaktadır. Bu esnekliksizlik, özellikle yoğun talep sırasında fark edilen darboğazlar ve gecikmeler yaratır. Bu sınırlamalar sıklıkla pahalı ücretlere ve ağ tıkanıklığına yol açarak kullanıcı katılımını azaltır ve ağ verimliliğini düşürür.
Mutabakat güvenlik açıkları
Monolitik blokzincirler, işlemleri doğrulamak ve ağ güvenliğini sağlamak için tek bir mutabakat yöntemi kullanır. Bu mekanizma ihlal edilirse blokzincirin genel güvenliği tehlikeye girer. Bu gibi durumlarda saldırganlar bu zayıflıktan faydalanarak yasadışı işlemler gerçekleştirebilir ve ekosistemin bütünlüğünü tehlikeye atabilir.
Ağustos 2020'de, bir PoW blokzincir ve Ethereum'un bir türevi olan Ethereum Classic, birkaç %51 saldırısı yaşadı. Ağın hash gücünün %51'inden fazlasını kontrol eden saldırganlar, blokzinciri yeniden düzenledi ve çifte harcama gerçekleştirdi. Bu olaylar, saldırganların blokzincir bütünlüğünü nasıl tehlikeye atabileceğini ve işlemleri nasıl tersine çevirebileceğini göstererek PoW blokzincirlerndeki kritik güvenlik zorluklarının altını çizdi.
Yükseltme zorluğu
Monolitik blokzincirlerin doğasında var olan katılık, değişikliklerin uygulanmasını zorlaştırmaktadır. Bu özellik, değişen ihtiyaçlara uyum sağlamalarının önünde önemli bir engel teşkil etmektedir. Monolitik blokzincirlerin güncellenmesindeki zorluk, bileşenlerinin birbirine bağlı doğasından kaynaklanmaktadır.
Bir unsurda yapılacak herhangi bir değişiklik veya geliştirme, muhtemelen birbirine bağlı diğer unsurlarda da değişiklik yapılmasını gerektirecek, bu da karmaşık ve potansiyel olarak yıkıcı bir sürece yol açacaktır.
Modüler blokzincirler nedir?
Modüler blokzincir tasarımları, temel işlevleri stratejik olarak ayrıştırarak ve bunları farklı katmanlara dağıtarak monolitik benzerlerinden temelde ayrılır. Mimarileri, verimliliği ve uyarlanabilirliği artırmak ve daha geniş bir teknoloji ve özellik yelpazesini desteklemek için optimize edilmiştir.
Mikro hizmet mimarileri, genel ağın hassas dengesini bozmadan tek tek katmanlarda değişiklik yapılmasına olanak tanıyarak uyarlanabilirliği de teşvik eder. Modüler blokzincirlerni oluşturan temel katmanlar arasında işlem yürütme, veri kullanılabilirliği, mutabakat ve mutabakat katmanları yer alır.
Modüler blokzincirler nasıl çalışır?
Başlangıçta monolitik bir blokzincir olarak tasarlanmış olsa da Ethereum, Merge ile modüler bir blokzincire geçiş yaptı. İşlem yürütme, veri kullanılabilirliği, mutabakat ve mutabakat açısından modüler bir blokzinciri nasıl örneklediğini inceleyelim:
İşlem yürütme
Birleşmenin ardından, Beacon Chain ve shard zincirleri öncelikle akıllı sözleşmelerin uygulanmasını ve bunların sistemle etkileşimini denetler. Beacon Zinciri ağın koordinatörü olarak hizmet verirken, çoğu işlem işleme ve akıllı sözleşme yürütme, shard zincirleri olarak bilinen daha küçük, paralel blokzincirler tarafından gerçekleştirilir. Bu ayrım, geleneksel monolitik bir yapıya kıyasla ölçeklenebilirliği ve işlem verimliliğini artırır.
Veri kullanılabilirliği
Veri kullanılabilirliği shard zincirleri ile sağlanır. Ağ, işlem yükünü birkaç parçaya yayarak verilerin her zaman kullanılabilir olmasını ve asla tek bir zincirde sıkışıp kalmamasını sağlar. Ayrıca, bu dağıtım sayesinde ağın büyüme ve daha yüksek işlem hacimlerini yönetme kapasitesi de artmaktadır.
Ethereum'un sharded versiyonunun diyagramatik gösterimi
Mutabakat mekanizması
Ethereum tarafından kullanılan PoS mutabakat modeli, işlemleri doğrulamaktan ve ağın genel güvenliğini ve bütünlüğünü korumaktan sorumlu olan Beacon Chain tarafından yönetilir.
Özünde, Beacon Chain, kripto para birimlerini teminat olarak göstererek blokları öneren ve doğrulayan doğrulayıcıları koordine eder. Bu sistem, blokları doğrulamak için doğrulayıcıları rastgele atayarak merkezi kontrolü önleyen dönemler ve yuvalar halinde çalışır. Doğrulayıcıların teminatı, dürüst davranış için bir teşvik görevi görerek ağ güvenliğini ve bütünlüğünü teşvik eder.
Yerleşim
Birleştirmeden sonra, uzlaştırma katmanı, anlaşmazlıkları çözmek ve işlem kesinliği sağlamak için parça zincirlerine ve İşaret Zincirine dahil edilmiştir. Ayrıca, çeşitli yürütme katmanları arasında işlemleri köprülemek ve shard zincirlerinden gelen kanıtları doğrulamak için de gereklidir. PoS mutabakat mekanizması, doğrulayıcıların (staker) blokzincirin nihai durumunu onaylamasını ve kabul etmesini sağlayarak bu sürece yardımcı olur ve işlemleri bir kez çözüldükten sonra geri döndürülemez hale getirir.
Modüler blokzincirlerin faydaları
Geliştiriciler, aşağıdakiler de dahil olmak üzere doğal avantajları nedeniyle modüler blokzincirlerne giderek daha fazla yöneliyor:
Ölçeklenebilirlik
Geleneksel blokzincirleri, özellikle kullanım artışları sırasında ölçeklenebilirlikle mücadele eder ve yavaşlamalara neden olur. Modüler blokzincirler, görevleri katmanlar arasında ayırarak, verimliliği artırarak ve eşzamanlı işlem işlemeyi mümkün kılarak bu sorunun üstesinden gelir. Ek olarak, veri depolamayı merkezsizleştirerek ağ esnekliğini artırırlar.
Güvenlik
Güvenli bir doğrulayıcı seti oluşturmak, birçok yeni blokzincir projesinin karşılaştığı bir sorundur. Modüler blokzincirler, ana zincirin güvenlik altyapısından yararlanarak ortak güvenlik sağlar. Sonuç olarak, gelecekteki projeler bağımsız güvenlik kurma konusunda endişelenmek zorunda kalmayacaktır.
Ayrıca, paylaşılan güvenlik, blokzincirler arasında tek tip korumayı garanti ederek öngörülemeyen güvenlik açıklarını en aza indirir. Bu basitleştirilmiş güvenlik paradigması yeni projelerin hayata geçirilmesini hızlandırır.
Uyarlanabilirlik
Modüler blokzincirler, ölçeklenebilirlik ve çok yönlülüğe odaklanarak monolitik olanların sınırlamalarını ele alır. Ağlar arasında kesintisiz varlık ve veri alışverişini kolaylaştıran köprüler aracılığıyla birlikte çalışabilirliği vurgularlar. Bu bağlantı, aynı blokzincir ekosistemi içindeki projeler arasında işbirliğini teşvik eder.
Modüler blokzincirlerin dezavantajları
Monolitik blokzincirler gibi modüler blokzincirlerin de zayıf yönleri vardır. Aşağıda bunlardan bazılarının ana hatları verilmiştir:
Güvenlik
Ölçeklenebilirlik ve verimlilik konusundaki avantajlarına rağmen modüler blokzincirleri, özellikle köprü güvenlik açıkları konusunda kayda değer güvenlik sorunlarıyla karşı karşıyadır. Varlıkların farklı blokzincir ekosistemleri arasında aktarılması için modüler mimarilerde çok önemli olan köprüler, yoğun bir risk noktası oluşturmaktadır. Bir köprüyü tehlikeye atmak önemli varlık kayıplarına yol açabileceğinden, bilgisayar korsanları için cazip hedefler haline gelirler.
İnşa etmesi daha karmaşık
Modüler blokzincirler karmaşıktır ve farklı uygulamalar için çeşitli işlevlere ihtiyaç duyar. Bunların kurulumu ve bakımı, işlevsellik ve güvenliği sağlamak için daha fazla zaman ve mali kaynak gerektirir. Bu teknolojilerin benimsenmesi yeni programlama dillerinin ve ilkelerinin öğrenilmesini gerektirebilir ve bu da gelişimi yavaşlatabilir.
Modüler bir blokzinciri yükseltmek karmaşık bir iştir
Modüler bir blokzincirnde modüllerin değiştirilmesi, özellikle de sorunsuz entegrasyon için geriye dönük uyumluluğun sağlanması karmaşıktır ve bunun göz ardı edilmesi sistem tutarsızlıkları riskini doğurarak istikrarı tehlikeye atar. Merkezi olmayan düğümler arasında yükseltmeleri koordine etmek, sorunsuz bir geçiş için net iletişim ve kesin planlar gerektiren zorluklar yaratır.
Ethereum ağının monolitikten modüler blokzincire geçişi bu karmaşıklığı örneklemektedir. Mevcut zincirle uyumluluğu koruyan aşamalı yükseltme, birden fazla ekip ve denetim içeren titiz testler nedeniyle gecikmelerle karşılaştı. Eylül 2022'de tamamlanan Birleştirme, bu kapsamlı sürecin doruk noktasını oluşturdu.
Monolitik blokzincirler vs. modüler blokzincirler
Monolitik ve modüler blokzincirlerin geleceği
Monolitik ve modüler mimariler öngörülebilir gelecekte bir arada var olmaya devam edecektir. Monolitik zincirler, yerleşik güvenlik protokolleri ve operasyonel verimlilikleri nedeniyle baskın olmaya devam ederken, ölçeklenebilir ve uyarlanabilir çözümlere yönelik artan talebin modüler alternatifleri önemli rollere itmesi muhtemeldir.
Bununla birlikte, güvenlik muhtemelen iki modeli kullanan blokzincir sistemlerinin başarısını belirleyen ana unsurlardan biri olmaya devam edecektir. Çünkü güvenlik sorunları potansiyel olarak kullanıcı ve yatırımcı güvenini aşındırabilir. Bu nedenle, monolitik ve modüler blokzincir geliştiricileri, aksaklıkları azaltmak ve yaygın benimsemeyi teşvik etmek için muhtemelen sağlam güvenlik tahkimatlarına öncelik vermeye devam edecektir.
Nihayetinde, ölçeklenebilirlik, güvenlik ve uyarlanabilirlik arasındaki mükemmel dengeyi bulmak, ileriye dönük olarak blokzincir teknolojisinin tüm potansiyelini ortaya çıkarmanın anahtarı olacaktır.