blog posts

Blockchain’de parçalama nedir?

Blockchain’de parçalama, blockchain’deki ölçeklenebilirliği artırmak için ağı parçalamaya yönelik bir tekniktir. Ağın ölçeklenebilirliğini artırarak saniyede daha fazla işlem gerçekleştirebilir. Parçalama, blockchain platformunu “parçalar” adı verilen daha küçük bölümlere ayırır. Her bir parça kendi veri işlemesinden sorumludur ve diğer parçalardan bağımsız olarak çalışır. Blockchain ağının daha küçük parçalara bölünmesi nedeniyle ağda bilgilerin işlenmesindeki yavaşlık ve gecikme azalır. Aslında parçalama, blok zincirinde ölçeklenebilirliği artırmak için veritabanını ayırma yöntemidir.

Veritabanı parçalamaya bir örnek

100 bin vatandaşın bilgilerini saklayacak bir veri tabanı olduğunu hayal edin. Bu veri tabanında bir vatandaşın bilgilerini bulmak için çok fazla işlem enerjisi harcamamız gerekiyor. Yani istediğimiz bilgiye ulaşmak için 100.000 işlem yapmamız gerekiyor.

Peki ya bu veritabanını daha küçük parçalara bölebilseydik? Örneğin belirli bir harfle başlayan kişilerin soyadlarını ayrı bir sunucuda saklar ve aynı şeyi diğer kişiler için de yaparsak. Yani bu veri tabanını kişilerin soyadına göre daha küçük parçalara bölelim. Bu durumda belirli bireysel bilgileri bulmak için daha az işlem gücüne ihtiyacımız olacak. Bu durumda veritabanını yönetmek eskisinden daha kolaydır.

Kırık nedir?

Parça, bir bütünün parçası anlamına gelir. Veritabanı yönetiminde parça, ayrı bir sunucuda barındırılan daha büyük bir veritabanının alt kümesidir. Her parça bilgi parçaları içerir ve tüm bu parçalar mantıksal bir veri kümesi oluşturur. Bir önceki örneğe göre soyadı A ile başlayan kişileri shard 1’de, soyadı B ile başlayan kişilerin bilgilerini ise shard 2’de saklayabiliriz, diğer shard’lar için de alfabetik sırayla bunu yapabiliriz. Bunu yaptıktan sonra tüm bu parçaları birleştirerek tüm vatandaşların bilgi setine sahip olacaksınız.

Blockchain’deki parçalama, merkezi koleksiyonlardaki parçalamaya benzer. Blockchain ağları ayrıca kırık adı verilen daha küçük parçalara da bölünebilir. Her bir parça, blockchain bilgilerinin yalnızca bir kısmını işler ve saklar.

Üçlü ölçeklenebilirlik problemini parçalama ve çözme

Blockchain’deki parçalamayı daha iyi anlamak için ölçeklenebilirlik konusuna biraz daha yakından bakmamız gerekiyor. Bu amaçla öncelikle blockchain platformlarının karşı karşıya olduğu üçlü sorunu açıklamamız gerekiyor. Her blockchain, merkezi olmayan yapıya, ölçeklenebilirliğe ve güvenliğe sahip olmayı hedefler, ancak sorun şu ki, üçüne de aynı anda sahip olamazsınız, ancak blockchain’de parçalama, blockchain için üçünü bir arada oluşturabilecek tek çözümdür.

Blockchain’de ölçeklenebilirlik nedir?

Bir blockchain ağının, ağ meşgulken verimliliğini koruyabilmesine blockchain ölçeklenebilirliği denir. Blockchain bir tür dağıtılmış defterdir . Blockchain’deki bilgiler tüm ağda bulunan bilgisayarlar arasında dağıtılır. Düğüm adı verilen bu bilgisayarların her biri, blockchain ağının en son durumunun bir kopyasına sahiptir. Tüm sistemin güvenliğini ve bütünlüğünü korumak için tüm düğümler, blockchain ağının fikir birliği algoritmasını takip eder.

Blockchain ağlarındaki sorun, yoğun zamanlarda işlemler arttıkça ağın yavaşlamasıdır. Dolayısıyla blockchain platformlarında ölçeklenebilirlik eksikliği bu merkezi olmayan ağların karşılaştığı en önemli sorunlardan biridir.

“Ölçeklenebilirlik Üçlemi”, kullanışlı ve kolay çözümlerin şu üç şeyden yalnızca ikisini iyileştirebileceğini belirtir: ölçeklenebilirlik, güvenlik ve merkezi olmayan yönetim. Şimdi yukarıdakilerden yalnızca ikisini destekleyen ve geliştiren mevcut blok zincirlerinin üç grubunu inceliyoruz.

Birinci nesil blockchainler

Birinci nesil blockchainler arasında Bitcoin , Litecoin ve benzeri ağlar yer alıyor. Bu blok zincirlerinde her düğüm, blok zincirindeki tüm işlemleri gerçekleştirir ve bu nedenle bu ağlar hem merkezi olmayan hem de son derece güvenlidir. Ancak ilk nesil blockchainlerin zayıflığı ölçeklenebilirlik eksikliğidir.

Yüksek TPS’li blok zincirleri

Binance ağı gibi bazı blok zincirlerinde belirli sayıda düğüm, ağın hızını artırmak ve “Saniyedeki İşlem Sayısını” (TPS) yükseltmek için bilgileri işler ve saklar. Bu blockchain kategorisi genellikle 10 ila 100 düğümden oluşur. Kullanıcıların verilerini işlemek için bu sayıda düğüme güvenmesi gerekir. Bu blok zincirleri ölçeklenebilir ve güvenlidir ancak merkezi değildir.

Çok zincirli ekosistemler

Bazı blockchain tabanlı ekosistemlerde, çeşitli uygulamaların ölçeklenebilirliğini arttırmak amacıyla bu çok zincirli ekosistemlerin farklı zincirlerine bağlanıp, zincirler arası iletişim protokolleri aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurabilirler. Bu tür ekosistemler ölçeklenebilir ve merkezi değildir ancak kabul edilebilir bir güvenliğe sahip değildirler. Bu tür çok zincirli ekosistemlere saldırmak için bir bilgisayar korsanının bu zincirlerden birinin düğümlerindeki konsensüsü kendi lehine değiştirmesi yeterlidir. Çok zincirli ekosistemlerden oluşan bir zincirin hacklenmesi, ağdaki diğer zincirlerin bilgilerine büyük zararlar verebilir.

Blockchain’de parçalamanın önemi

Blockchain tabanlı ödeme sistemlerinin Visa gibi merkezi rakiplerini geride bırakabilmesi için ölçeklenebilirlik sorununu çözmeleri gerekiyor. Blockchain’deki ölçeklenebilirlik probleminin çözülmesiyle işlemlerin hızı artacak, bu da ödeme sistemlerinin verimliliğini artıracak ve bunun sonucunda daha evrensel kabul görecektir. Blockchain’de parçalama, işlem hacmini ayrı parçalar arasında yayarak ağın yavaşlığını azaltır ve yoğun saatlerde ağ verimliliğinin düşmemesini sağlar.

Blockchain’de parçalama, blockchain’de ölçeklenebilirlik sorununu çözmek için kullanılmaktadır ve ölçeklenebilirlik eksikliği, blockchain’in temel ve önemli sorunlarından biri olduğundan, blockchain’de parçalama büyük önem taşımaktadır. Aslında, blockchain’de parçalamayı kullanarak, blockchain’de güvenlik, merkezi olmayan yönetim ve ölçeklenebilirlik gibi üç noktanın tümüne bir arada sahip olabiliriz.

Parçalama blockchain’de hangi sorunu çözer?

Tanıtılan üç blok zinciri modeline göre, bu blok zincirlerinin her bir grubu, aynı anda üç merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirlik modundan yalnızca ikisini gerçekleştirebilir. Ağın güvenliğini korurken blok zincirimizi merkezi olmayan tutmak için, blok zincirindeki tüm düğümlerin ağdaki tüm işlemleri işlemesi gerekir. Bu nedenle blockchain ağı aynı anda yalnızca sınırlı sayıda işlemi gerçekleştirebilmektedir.

Aslında her düğüm tüm işlem bilgilerini işler ve saklar. Bitcoin gibi ağlarda düğümler bu şekilde çalışır ve bu nedenle merkezi değildir. Bu ağlarda, her tam blok zinciri düğümü, tüm ağ işlemlerinin bir kopyasına sahiptir. Bu, bilgisayar korsanlarının ağa saldırmasını çok zorlaştırır. Ancak diğer yandan ağdaki işlemlerin işlenmesi yavaştır. Dolayısıyla bu blockchainlerin ölçeklenebilirlik sorunu var.

Blok zincirinde parçalama kullanıldığında, düğümlerin blok zincirindeki işlemlerle ilgili tüm bilgileri işlemesi gerekmez. Bu verimliliği artırır ve daha fazla kullanıcıyı destekler.

Blockchain’de parçalama nasıl çalışır?

Blok zincirinde ölçeklenebilirliği artırmak amacıyla parçalamanın blok zincirinde nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için, önce bilgilerin blok zincirinde nasıl depolanacağını ve işleneceğini kontrol etmek ve ardından Ethereum parçalama hakkında bilgi edinmek daha iyidir.

Blockchain’deki düğümler

Blok zincirindeki düğümlerin her biri, blok zinciri işlemlerinin tüm hacminin işlenmesinden sorumludur. Düğümlerin her biri bağımsızdır ve tüm blockchain bilgilerini saklar. Başka bir deyişle, tüm ağ düğümlerinin hesap bakiyeleri ve işlem geçmişi gibi önemli bilgileri depolaması gerekir. Bu nedenle blockchain yapısı, tüm düğümlerin blockchain platformundaki tüm işlemleri ve bilgileri işlemesi gerekecek şekilde tasarlanmıştır.

Blockchain’in bu işlevi ağın güvenliğini artırıyor ancak sorun şu ki bu yapı ağın yavaşlamasına neden oluyor. Sharding, ağdaki işlem hacmini, blok zincirindeki her düğümün blok zincirindeki tüm işlemleri işlemesine gerek kalmayacak şekilde dağıtır. Aslında parçalama, işlem hacmini ağdaki ayrı bölümler arasında böler.

 Ethereum parçalaması

Blockchain’de parçalama, ağı güvenli ve merkezi olmayan tutarak blockchain’deki ölçeklenebilirliği artırabilen bir çözümdür. Ağ kullanıcılarının artması ve ağın ademi merkeziyetini ve güvenliğini koruma ihtiyacı nedeniyle, Ethereum blockchain, blockchain’in ölçeklenebilirliğini artırmak için blockchain’deki parçalama çözümünü seçmiştir. Ethereum blok zincirinde parçalamanın nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için öncelikle Ethereum blok zincirinde ve parça zincirinde Devlet kavramını açıklayacağız.

Blockchain’de Devlet Nedir?

Blockchain’de “durum”, ağda her an mevcut olan bilgiyi ifade eder. Ethereum platformunda “ağ durumu”, Ethereum blockchain’in her anki bilgisini ifade eder. Bu bilgiler akıllı sözleşmeler , hesap bilgileri ve diğer ağ bilgileri gibi çeşitli şeyleri içerir . Her yeni işlemin blockchain ağının durumunu değiştirdiğine dikkat edilmelidir.

Ethereum parça zinciri nedir?

Ethereum blockchain’de “Shard Chain” (Shard Chain), blockchain ağının bir bölümünü barındıran ve ilgili işlemleri işleyen alt zincirlerdir. Ethereum platformundaki parçalanmış zincirler, bağımsız çalışan küçük blok zincirler gibidir. Ağ güvenliğini sağlamak için her bir parça zinciri, düzenli aralıklarla Ethereum ana zincirine veya “Beacon Zinciri”ne bir işlem geçmişi gönderir.

Her bir parça zincirinin mevcut işlemleri işlemek için kendi düğümleri olduğu göz önüne alındığında, bu parça zincirleri ilgili işlemlerini paralel olarak işleyebilir. Bu süreç, ağdaki işlemlerin işlenmesindeki gecikmeyi büyük ölçüde azaltır ve blockchain ağının verimini artırır. Ethereum blok zincirinin ölçeklenebilirliğinin olmaması nedeniyle yoğun zamanlarda bilgi işlemede ağın yavaşlaması ve ölçeklenebilirliği artırırken ağın merkezi olmayan yapısını koruma ihtiyacı, Ethereum’da parçalamanın uygulanmasının ana nedenleridir.

Ethereum parçalama nasıl çalışır?

Ethereum blok zincirindeki parçalama, ağı 64 parça zincirine böler. Her parça zincirinin bağımsız bir “durumu” olacaktır. Bu, her bir parçadaki düğümlerin, hesaplar ve akıllı sözleşmelerle ilgili bilgileri depolaması ve bu bilgileri Ethereum platformunda mevcut olan toplam bilgilerin bir parçası olarak işlemesi gerektiği anlamına gelir.

Ethereum’un 10 bin “Doğrulayıcı” ve 100 parça zincirine sahip olduğunu varsayalım. Parça 1’de, işlemleri bir “Harmanlama”ya koymak için bir doğrulayıcı seçilir. Doğrulayıcıların geri kalanı bu işlem setini kontrol eder ve işlemlerini doğrular. Doğrulayıcıların üçte ikisinin işlemleri içeren seti onaylaması durumunda bu set ana zincire gönderilir.

Tüm derlemelerin veya “işlemleri içeren koleksiyonların” China Beacon veya Ethereum koordinasyon zincirine gönderilmediğine dikkat edilmelidir. Çünkü Beacon Çin’deki doğrulayıcılar, parçalardaki tüm işlemleri kontrol edip doğrulamak istiyorlarsa çok zamana ihtiyaçları var. Bunun yerine China Beacon doğrulayıcı düğümleri yalnızca bu işlem kümesinin doğrulama imzalarını kontrol eder.

Çözüm

Blockchainlerin en büyük sorunlarından biri yoğun zamanlarda ağlarının yavaşlamasıdır. Başka bir deyişle blockchainin ölçeklenebilirliğinin olmayışı, çeşitli çözümlerin önerildiği sorunlardan biridir. Ancak tüm bu basit çözümler blockchain için aynı anda merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirlik yaratamaz. Bu makalenin başında sharding kavramı örnek bir veritabanı sharding planı ile anlatıldıktan sonra blockchainlerin temel problemlerinden birisi olan blockchaindeki üçlü ölçeklenebilirlik problemini açıklamaya devam ettik.

Sorunu açıklığa kavuşturmak için, her biri üçlü ölçeklenebilirlik sorunuyla karşı karşıya olan üç blok zinciri kategorisini örnek olarak sunduk. Blockchain’deki üçlü ölçeklenebilirlik problemini çözmenin tek çözümü olarak blockchain’de sharding’in önemini anlattık ve sonunda blockchain’de sharding’in nasıl çalıştığının daha iyi anlaşılması için Ethereum sharding’in nasıl çalıştığına dair açıklamalara yer verdik.