Off-chain ölçeklendirme çözümleri derinlik analizi: State Channels, Sidechains ve uygulamaları

Off-chain Ölçeklenebilirlik Derinlik Analizi

1. Genişlemenin Gerekliliği

Blok zincirinin gelecekteki vizyonu, merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirliktir, ancak genellikle yalnızca bunlardan ikisi gerçekleştirilebilir, bu da blok zincirinin imkânsız üçgen problemi olarak adlandırılmaktadır. Yıllar boyunca, merkeziyetsizliği ve güvenliği sağlarken blok zincirinin işlem hacmini ve işlem hızını artırmanın yolları araştırılmaktadır; yani ölçeklendirme sorununu çözmek, şu anda blok zinciri gelişiminin sıcak konularından biridir.

Blockchain'ın merkeziyetsizliği, güvenliği ve ölçeklenebilirliği basitçe şu şekilde tanımlanabilir:

  • Dağıtık: Herkes blok zinciri sistemine katılmak için bir düğüm olabilir, düğüm sayısı ne kadar fazlaysa, dağıtık düzey o kadar yüksektir.
  • Güvenlik: Blockchain sisteminin kontrolünü elde etmek için gereken maliyet ne kadar yüksekse, güvenlik o kadar yüksektir ve büyük oranda katılımcıların saldırılarına karşı dayanıklıdır.
  • Ölçeklenebilirlik: Blockchain'in büyük miktarda işlemi işleme yeteneği.

Binlerce Derinlik Araştırması: Off-chain Ölçeklenmenin Kapsamlı Analizi

Bitcoin ağının ilk büyük hard fork'u, genişleme sorunundan kaynaklanmaktadır. Kullanıcı sayısı ve işlem hacmi arttıkça, her blok için 1MB'lık sınır ağın tıkanmasına neden oldu. 2015 yılından itibaren Bitcoin topluluğu genişleme sorununda anlaşmazlıklar yaşadı ve bu da 1 Ağustos 2017'de Bitcoin'in ilk büyük hard fork'unu gerçekleştirmesine yol açarak yeni bir kripto para birimi BCH'nin doğmasına neden oldu.

Ethereum ağı da güvenliğini ve merkeziyetsizliğini sağlamak için bir miktar ölçeklenebilirlikten feragat etmeyi seçti. Bitcoin gibi blok boyutunu sınırlamasa da, dolaylı olarak tek bir bloğun yakıt maliyetini sınırlayarak işlem hacmini kısıtlamaktadır; amacı, güvensiz bir konsensüs sağlamak ve düğümlerin geniş bir şekilde dağılımını temin etmektir.

2017'deki CryptoKitties'den sonra DeFi, GameFi ve NFT'lerin yükselişiyle birlikte, piyasanın işlem hacmi talebi sürekli artıyor, ancak Ethereum saniyede yalnızca 15-45 işlem gerçekleştirebiliyor. Bu, işlem maliyetlerinin artmasına, uzlaşma sürelerinin uzamasına neden oldu; çoğu Dapp, işletme maliyetlerini karşılamakta zorlanıyor, tüm ağ yavaş ve pahalı hale geliyor, blok zinciri genişleme sorunu acil çözüm bekliyor. İdeal genişleme çözümü: merkeziyetsizlik ve güvenlikten ödün vermeden, işlem hızını ve derinliği mümkün olduğunca artırmaktır.

2. Ölçeklenebilirlik Çözüm Türleri

"Ana ağın bir katmanını değiştirip değiştirmediğine" göre, genişletme çözümlerini on-chain genişletme ve off-chain genişletme olarak iki ana kategoriye ayırabiliriz.

2.1 Zincir üzerinde genişleme

Temel Kavram: Bir katman ana ağ protokolünü değiştirerek ölçeklendirme etkisi elde etmeyi amaçlayan çözüm, şu anda ana çözüm parçalama (sharding) olarak belirlenmiştir.

Zincir üzerindeki genişleme için çeşitli çözümler vardır, burada iki tanesi kısaca listelenmiştir:

  • Plan bir, blok alanını genişletmek ve her bir blokta paketlenen işlem sayısını artırmaktır, ancak bu düğüm cihazı gereksinimlerini artıracak ve merkeziyetsizlik derecesini düşürecektir.

  • İkinci seçenek, parçalara ayırmaktır; blok zinciri defterini birkaç parçaya böler, farklı düğümler farklı kayıtları tutar, paralel hesaplama aynı anda birden fazla işlemi işleyebilir. Bu, düğümlerin hesaplama yükünü ve katılım engelini azaltabilir, işlem işleme hızını ve merkeziyetsizliği artırabilir, ancak ağın genel güvenliğini azaltacaktır.

Ana ağ protokolünün kodunu değiştirmek, alt düzeydeki herhangi bir güvenlik açığının tüm ağın güvenliğini ciddi şekilde tehdit edebileceği için öngörülemeyen olumsuz etkilere yol açabilir, bu da çatallanmaya veya güncellemenin kesintiye uğramasına neden olabilir. Örneğin, 2018'de Zcash'in enflasyon açığı olayı, ekibin 8 ay boyunca gizlice düzeltmeler yapmasından sonra kamuoyuna açıklandı.

2.2 off-chain genişleme

Kilit kavram: Mevcut birinci katman ana ağ protokolünü değiştirmeden ölçeklenme çözümü.

off-chain ölçeklendirme çözümleri Layer2 ve diğer çözümler olarak ayrılabilir:

Layer2:

  • Eyalet Kanalları
  • Plasma
  • Rolluplar
    • İyimser Rollup'lar
    • ZK Rollup'lar

Diğer:

  • Yan zincirler
  • Validium

Tam kapsamlı off-chain genişleme analizi

3. off-chain genişleme planı

3.1 Eyalet Kanalları

3.1.1 Özet

Durum kanalları, yalnızca kanal açıldığında, kapandığında veya anlaşmazlık çözüldüğünde kullanıcıların ana ağla etkileşimde bulunması gerektiğini belirler, kullanıcılar arasındaki etkileşimlerin off-chain gerçekleştirilmesiyle işlem sürelerini ve maliyetlerini azaltarak sınırsız işlem sayısını mümkün kılar.

Durum kanalları, iki kişilik satranç oyunları gibi "tur bazlı uygulamalar" için uygun basit bir P2P protokolüdür. Her kanal, ana ağda çoklu imza akıllı sözleşmeleri tarafından yönetilir, yatırılan varlıkları kontrol eder, durum güncellemelerini doğrular ve ( tarihinde imzalı ve zaman damgalı dolandırıcılık kanıtına göre anlaşmazlıkları hakemlik eder. Katılımcılar, ağda sözleşmeyi dağıttıktan sonra fon yatırır ve kilitler, her iki taraf imzalayıp onayladıktan sonra kanal resmi olarak açılır. Kanal, katılımcıların yatırılan toplam tutarı aşmadığı sürece ) sınırsız sayıda ücretsiz off-chain işlem yapmasına izin verir. Katılımcılar sırayla durum güncellemeleri gönderir ve diğer tarafın imzasını onaylamasını bekler. Normalde, her iki tarafın üzerinde anlaştığı durum güncellemeleri ana ağa yüklenmez, yalnızca anlaşmazlık durumunda veya kanal kapatıldığında ana ağa onayına bağımlıdır. Kapatma sırasında, herhangi bir taraf ana ağda talep edebilir, eğer herkesin imzası onaylanırsa hemen uygulanır, aksi takdirde fonları almak için "meydan okuma süresi"nin bitmesini beklemesi gerekir.

Durum kanalları, ana ağın hesaplama yükünü önemli ölçüde azaltabilir, işlem hızını artırabilir ve işlem maliyetlerini düşürebilir.

Binlerce Derinlikte Araştırma Raporu: Off-chain Ölçeklenmenin Kapsamlı Analizi

(# 3.1.2 Zaman Çizgisi

  • 2015/02: Joseph Poon ve Thaddeus Dryja, Lightning Network beyaz kağıdının taslağını yayınladı.
  • 2015/11: Jeff Coleman ilk kez State Channel kavramını sistemli bir şekilde özetledi.
  • 2016/01: Lightning Network beyaz kitabı resmi olarak yayınlandı, Bitcoin Payment Channel genişleme çözümünü önerdi.
  • 2017/11: Payment Channel'a dayalı State Channel tasarım standardı Sprites tarafından önerildi
  • 2018/06: Counterfactual, Genel Devlet Kanalları tasarımını detaylandırdı.
  • 2018/10: Genelleşmiş Durum Kanal Ağları, Durum Kanal Ağları ve Sanal Kanallar kavramını önerdi.
  • 2019/02: Nitro ilk kez N-Party Kanalları temelinde bir protokol oluşturdu
  • 2019/10: Pisa, katılımcıların sürekli çevrimiçi olma sorununu çözmek için Watchtowers konseptini genişletti.
  • 2020/03: Hydra, Hızlı İzomorfik Kanallar'ı önerdi.

)# 3.1.3 Teknik Prensip

Geleneksel zincir üzerindeki iş akışı: Kullanıcı, akıllı sözleşmenin durumunu değiştirmek için zincire işlem gönderir, dezavantajı ise zaman ve maliyet sorunları getirmesidir.

Durum Kanalı İş Akışı:

  1. Alice ve Bob, on-chain akıma fon yatırarak durum kanalını açar.
  2. Taraflar, off-chain sınırsız sayıda işlem yapabilir ve birbirleriyle imzalı mesajlar aracılığıyla iletişim kurabilir.
  3. Alice kanalı kapatmak isterse, sözleşmeye nihai durumu sunması gerekir.
  4. Bob'un imzası onaylıysa, sözleşme nihai duruma göre fonları dağıtır.
  5. Eğer Bob yanıt vermezse, sözleşme itiraz süresi sona erdikten sonra fonları dağıtır.

Kötümser durumdaki iş akışı:

  1. Eğer Bob durum güncelleme imzasına yanıt vermezse, Alice sözleşmeye son geçerli durumu sunarak bir meydan okuma başlatabilir.
  2. Sözleşme, Bob'un belirli bir süre içinde yanıt vermesine izin verir.
  3. Bob yanıt verirse, işlem devam edebilir; yanıt vermezse, sözleşme otomatik olarak kanalı kapatır ve fonları iade eder.

![Bin kelime derinlik araştırması: Off-chain ölçeklenmenin kapsamlı analizi]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad088ac016d75b1ae0b0eda699e74709.webp###

(# 3.1.4 Avantajlar ve Dezavantajlar

Avantajlar:

  • Anlık işlem onayı
  • Çok düşük işlem ücretleri
  • İyi gizlilik
  • Yüksek ölçeklenebilirlik

Eksiler:

  • Sürekli çevrimiçi izleme gereklidir
  • Başlangıç ayar maliyeti yüksek
  • Düşük sermaye verimliliği
  • Çok taraflı işlemleri işlemek zor.
  • Birliktelik eksikliği

)# 3.1.5 Uygulama

Başlıca uygulamalar arasında Bitcoin Lightning Network, Ethereum Lightning Network ve Celer Network bulunmaktadır.

Bitcoin Lightning Network:

  • 2015 Şubat ayında beyaz kağıt taslağı yayımlandı
  • 2018 Mart ayında ilk ana ağ sürümü yayınlandı
  • 2021 yılında El Salvador, Bitcoin'i yasal para olarak kabul etti ve Lightning Network tabanlı Chivo cüzdanını piyasaya sürdü.
  • 2022 Kasım ayında toplam 76,236 ödeme kanalı, kanal fonları 5049 BTC

Ethereum Şimşek Ağı:

  • 2017'de kuruldu, Lightning Network'e benzer
  • 2017 Ekim ayında ICO, 30 milyon dolardan fazla fon topladı.
  • 2020 Mayıs'ta ilk Light Client ana ağda çevrimiçi oldu
  • Şu anda kullanım eşiği yüksek, ekosistem gelişimi yavaş

Celer Network:

  • Temelde teşvik katmanını artıran Lightning Ağı
  • Hızlı, düşük maliyetli ve güvenli yüksek frekanslı etkileşim türü Dapps'leri, off-chain genişletme teknolojisi ve teşvik ekonomik modelleri kullanarak inşa edilebilir.
  • 2019 Temmuz ayında Ethereum ana ağına açıldı
  • Şu anda çok zincirli L2 ölçeklendirme agregasyon platformunu destekleyecek şekilde dönüştü.

3.1.6 Uygulama Karşılaştırması

Bitcoin Lightning Network:

  • Avantajlar: Düşük işlem maliyeti, iyi gizlilik
  • Dezavantajlar: Fonların kilitlenmesi gerekiyor, karmaşık yönlendirme

Ethereum Şimşek Ağı:

  • Avantajlar: Akıllı sözleşmeleri destekler
  • Dezavantajlar: Geliştirme süreci yavaş, kullanım eşiği yüksek

Celer Network:

  • Avantajlar: Zincirler arası destek, teşvik mekanizması gelişmiş
  • Dezavantajlar: Yüksek merkeziyetçilik derecesi

3.2 Yan Zincirleri

3.2.1 Özet

Yan zincir kavramı ilk kez 2012 yılında Bitcoin geliştirici sohbet odasında ortaya atılmış, 2014 yılında Blockstream araştırmacısı tarafından konuyla ilgili ilk makale yazılmıştır. Yan zincir, Bitcoin işlemlerini hızlandırmak amacıyla ortaya çıkan bir blockchain biçimidir ve daha karmaşık sözleşmeler veya konsensüs mekanizmalarının iyileştirilmesi gibi avantajlar sunar. Yan zincir işlemlerinin sonuçları nihayet ana zincire iletildiğinde, doğrulayıcı tarafında kaydedilir. Bu blockchain modeli yeni bir biçim değil, ana zincire eklenen ve sorunları çözmeye yardımcı olan bir altyapıdır.

![Binlerce Derinlik Raporu: Off-chain Ölçeklenebilirliğin Kapsamlı Analizi]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-815c5eb2bdba725e04eebe67b22d42aa.webp###

(# 3.2.2 Zaman Çizgisi

  • 2012/01: Bitcoin yan zincir kavramı sohbet odasında ortaya atıldı
  • 2014/10: Bitcoin yan zincir makalesi yayımlandı, Symmetric Pegged ve Asymmetric Pegged'i önerdi.
  • 2017/04: POA Network, Ethereum PoA konsensüsüne dayalı yan zincir test ağı çevrimiçi olarak hizmete girdi.
  • 2017/10: Matic Network başlatıldı
  • 2017/12: POA Network ana ağı çevrimiçi
  • 2018/01: Skale test ağı çevrimiçi
  • 2018/10: xDai Chain test ağı çevrimiçi
  • 2020/06: Skale ana ağı çevrimiçi
  • 2020/06: Ethereum yan zinciri Matic PoS Chain ana ağı çevrimiçi
  • 2021/02: Matic Network Polygon Network olarak yeniden adlandırıldı
  • 2021/02: Axie Infinity oyununun yan zinciri Ronin ana ağı çalışıyor
  • 2021/12: xDai Chain, Gnosis Dao ile birleşerek Gnosis Chain oldu
  • 2022/03: POA Network, Gnosis Chain ile birleştirildi

)# 3.2.3 Teknik İlkeler

Yan zincir, ana zincirle iletişim kurmak için iki yöntem kullanır: çift yönlü bağlantı ve uyumsuz bağlantı.

Çift Yönlü Anchor ### Simetrik Pegged ###:

  • Ana zincir ve yan zincir doğrulayıcıları karşılıklı mevcut durumlarını gerçek zamanlı olarak kaydeder.
  • İki yönlü SPV teknolojisi ile bilgi iletimi
  • Ana zincir tokeni yan zincire gönderildiğinde SPV-Locked Output oluşur
  • Yan zinciri doğrulayıcıları SPV kanıtı ile kilidi açar
  • Confirmation dönemi ve contest dönemi sonrasında, kullanıcılar yan zincirde yeni mint edilmiş varlıkları kullanabilir.

Uyumsuz Ankraj ( Asimetrik Sabit ):

  • Yan zinciri doğrulayıcıları ana zincir faaliyetlerini gerçek zamanlı olarak izler.
  • Ana zincirden yan zincire yapılan işlemler doğrudan kaydedilebilir.
  • Yan zincirden ana zincire işlem yapmak için Certifiers mekanizmasının getirilmesi gerekmektedir.
  • Sertifikalar, anahtar bilgileri kaydeder ve imzaları toplar
  • Sistemin bozulmaması için varlıkların teminat olarak gösterilmesi gerekmektedir.

Günümüzde giderek daha fazla yan zincir, ana zincir blok durumunu onaylamak için PoA mekanizmasını veya Relayers'ı tercih ediyor.

Yan zinciri mekanizması özeti:

  • Ana zincirden yan zincire: Ana zincir varlıkları kilitler, yan zincir wrapped asset oluşturur.
  • Yan zinciri ile ana zincir: Yan zincirdeki wrapped varlıklar yok edilir, ana zincirdeki varlıklar kilidi açılır.

Yan zinciri varlıklarının güvenliği, yan zincir konsensüs mekanizmasının güvenliğine bağlıdır.

Binlerce kelimelik Derinlik raporu: Off-chain genişlemenin kapsamlı analizi

(# 3.2.4 Artıları ve Eksileri

Avantajlar:

  • Yüksek esneklik, özelleştirilebilir fonksiyonlar
  • Ana zincir varlıkları birbirleriyle iletişim kurabilir.
  • Ana zincir yükünü azaltmak
  • İşlem maliyetlerini azaltmak

Eksiler:

  • Güvenlik kendi konsensüs mekanizmasına bağlıdır
  • Güvenilir bir federasyon veya otorite gerekir.
  • Zincirler arası işlem karmaşık
  • Likidite parçalanması olabilir

)#

View Original
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
  • Reward
  • 3
  • Share
Comment
0/400
GasGuzzlervip
· 18h ago
Büyütme eski bir hikaye, hala çözemedin mi?
View OriginalReply0
GasDevourervip
· 18h ago
Yine bu eski tartışma
View OriginalReply0
SelfCustodyBrovip
· 18h ago
Üçgen imkansız, anladın mı?
View OriginalReply0
Trade Crypto Anywhere Anytime
qrCode
Scan to download Gate app
Community
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)