off-chain ölçeklenme çözümlerinin derinlemesine analizi: iletişim kanallarından Lighting Ağı'na

Off-chain Ölçeklenebilirlik Derinlik Analizi

1. Genişlemenin Gerekliliği

Blok zincirinin geleceği, merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirlik gibi büyük bir vizyondur. Ancak genellikle blok zinciri bu üçünden yalnızca ikisini gerçekleştirebilir; bu üç talebi aynı anda karşılamak, blok zincirinin imkansız üçgen problemi olarak adlandırılır. Yıllar boyunca, bu sorunu nasıl çözebileceğimizi, merkeziyetsizliği ve güvenliği sağlarken blok zincirinin işlem hacmini ve işlem hızını artırmanın yollarını keşfetmeye çalıştık; yani ölçeklendirme sorununu çözmek, mevcut blok zinciri gelişim sürecinde tartışılan en sıcak konulardan biridir.

Blockchain'in merkezsizliğini, güvenliğini ve ölçeklenebilirliğini genel hatlarıyla tanımlayalım:

  • Merkeziyetsizlik: Herkes, blok zinciri sisteminin üretim ve doğrulamasına katılmak için bir düğüm olabilmektedir; düğüm sayısı arttıkça, merkeziyetsizlik derecesi de artar ve böylece ağın az sayıda büyük merkezi katılımcının kontrolü altında olmaması sağlanır.
  • Güvenlik: Bir blok zinciri sisteminin kontrolünü ele geçirmek için harcanan maliyet ne kadar yüksekse, güvenlik o kadar yüksektir, bu nedenle zincir, katılımcıların ona saldırmasına karşı daha büyük bir oranda dayanabilir.
  • Ölçeklenebilirlik: Blockchain'in büyük miktarda işlemi işleme kapasitesi.

Bitcoin ağı üzerindeki ilk büyük hard fork, genişleme sorunlarından kaynaklandı. Bitcoin kullanıcı sayısı ve işlem hacmi arttıkça, her blok için 1MB'lık üst limit olan Bitcoin ağı tıkanıklık sorunuyla karşılaşmaya başladı; 2015'ten itibaren, Bitcoin topluluğu genişleme sorununda görüş ayrılıkları yaşamaya başladı, bir tarafı Bitcoin ABC'yi temsil eden blok genişletme yanlıları, diğer tarafı ise Bitcoin Core'u temsil eden küçük blok yanlıları, ana zincir yapısını optimize etmek için Segwit çözümünü kullanılması gerektiğini savundu. 1 Ağustos 2017'de, Bitcoin ABC'nin 8MB'lık istemci sistemini geliştirmesiyle çalışmaya başlaması, Bitcoin tarihindeki ilk büyük hard fork'un ortaya çıkmasına neden oldu ve böylece yeni bir kripto para birimi BCH doğdu.

Aynı şekilde, Ethereum ağı da güvenliğini ve merkeziyetsizliğini sağlamak için bir miktar ölçeklenebilirlikten feragat etmeyi seçmiştir; Ethereum ağı, Bitcoin ağı gibi blok boyutunu kısıtlayarak işlem hacmini sınırlamasa da, tek bir blok için yakıt ücretine üst sınır getirerek dolaylı bir dönüşüm gerçekleştirmiştir, ancak amaç yine Trustless Consensus'u sağlamak ve düğümlerin geniş dağılımını güvence altına almaktır. ( Sınırın kaldırılması veya artırılması, birçok bant genişliği, depolama ve hesaplama kapasitesi yetersiz olan daha küçük düğümlerin elenmesine neden olacaktır ).

2017'deki CryptoKitties, DeFi yazı, ardından GameFi ve NFT gibi zincir üstü uygulamaların yükselişi ile birlikte, piyasada işlem hacmine olan talep sürekli artmaktadır, ancak Turing tam Ethereum bile saniyede yalnızca 15~45 işlem ( TPS ) gerçekleştirebilmektedir. Bunun sonucunda işlem maliyetleri sürekli artmakta, tasfiye süreleri uzamakta ve çoğu DApp işletme maliyetlerini karşılamakta zorlanmaktadır; tüm ağ kullanıcılar için de hem yavaş hem de pahalı hale gelmektedir, blok zincirinin ölçeklenme sorunlarının acilen çözülmesi gerekmektedir. İdeal durumda ölçeklenme çözümü, merkeziyetsizlik ve güvenlikten ödün vermeden, blok zinciri ağının işlem hızını ( daha kısa bir finalite süresi ) ve işlem hacmini ( daha yüksek TPS ) ile mümkün olduğunca artırmaktır.

Milyon Kelimelik Derinlik Raporu: Off-chain Ölçeklenmenin Kapsamlı Analizi

2. Ölçeklenebilirlik çözümlerinin türleri

"Ana ağda bir katman değişip değişmeyeceği" standardına göre, genişletme çözümlerini on-chain genişletme ve off-chain genişletme olarak iki ana kategoriye ayırıyoruz.

2.1 zincir üstü genişletme

Kilit kavram: Bir ana ağ protokolünün katmanını değiştirerek ölçeklenme etkisi elde etme çözümü, şu anda ana çözüm parçalama (sharding) olarak belirlenmiştir.

Zincir üzerinde ölçeklendirme için çeşitli çözümler mevcuttur, bu makalede ayrıntılı olarak ele alınmayacaktır, aşağıda iki çözüm kısaca listelenmiştir:

  • Seçenek bir, blok alanını genişletmektir, yani her bloğun paketlediği işlem sayısını artırmaktır, ancak bu yüksek performanslı düğüm cihazlarına olan gereksinimleri artıracak, düğümlerin katılım eşiğini yükseltecek ve "merkeziyetsizlik" derecesini azaltacaktır.
  • İkinci çözüm shard'lama, blok zinciri defterini birkaç parçaya bölmektir. Artık her düğüm tüm hesaplamalara katılmıyor, bunun yerine farklı shard'lar yani farklı düğümler farklı hesaplamalardan sorumlu. Paralel hesaplama birden fazla işlemi aynı anda işleyebilir; bu, düğümlerin hesaplama baskısını ve katılım eşiğini düşürerek işlem işleme hızını ve merkeziyetsizlik derecesini artırabilir; ancak bu, genel ağın hesaplama gücünün dağılmasına yol açar ve tüm ağın "güvenliğini" azaltır.

Ana ağ protokolünün kodunu değiştirmek öngörülemeyen olumsuz etkilere yol açabilir, çünkü temelindeki en küçük güvenlik açığı bile tüm ağın güvenliğini ciddi şekilde tehdit edebilir, ağın bir çatallaşma veya kesintisiz onarım güncellemesine zorlanması mümkün olabilir. Örneğin, 2018'deki Zcash enflasyon açığı olayı: Zcash kodu Bitcoin 0.11.2 sürüm kodu üzerine değiştirilmiştir, 2018'de bir mühendis temel kodda yüksek riskli bir açığın bulunduğunu keşfetti, yani tokenlar sonsuz şekilde artırılabiliyordu, ardından ekip 8 ay boyunca gizli bir düzeltme yaptı, açıklandıktan sonra bu olayın düzeltildiği bildirildi.

2.2 off-chain genişletme

Temel kavram: Mevcut birincil ana ağ protokolünün ölçeklenme çözümünü değiştirmeden.

off-chain ölçeklendirme çözümleri, Layer2 ve diğer çözümler olarak daha da alt kategorilere ayrılabilir:

  • Layer2: Ana ağın üzerinde ek bir ağ katmanı oluşturarak, çoğu işlem işleme ve hesaplamayı bu katmana aktararak işlem verimliliğini artırır ve maliyetleri düşürür. Başlıca durum kanalları, Plasma, Rollups gibi teknolojileri içerir.

  • Diğer çözümler: Yan zincir gibi bağımsız blok zincir ağları, ana ağ ile çapraz zincir etkileşimi sağlar.

Binlerce Derinlikte Araştırma Raporu: Off-chain Ölçekleme Üzerine Kapsamlı Analiz

3. off-chain genişletme çözümleri

3.1 Eyalet Kanalları

3.1.1 Özet

Durum kanalları, kullanıcıların yalnızca kanal açıldığında, kapandığında veya anlaşmazlık çözüldüğünde ana ağ ile etkileşime girmesi gerektiğini ve kullanıcılar arası etkileşimlerin off-chain yapılmasını sağlayarak, kullanıcıların işlem sürelerini ve maliyetlerini düşürmeyi ve işlem sayısının sınırsız olmasını sağlamaktadır.

Durum kanalları, iki kişilik satranç gibi "tur tabanlı uygulamalar" için uygun olan basit bir P2P protokolüdür. Her kanal, ana ağda çalışan çoklu imza akıllı sözleşmeleri tarafından yönetilmektedir; bu sözleşme, kanala yatırılan varlıkları kontrol eder, durum güncellemelerini doğrular ve katılımcılar arasındaki uyuşmazlıkları ( imzalı ve zaman damgalı dolandırıcılık kanıtına ) göre hakemlik eder. Katılımcılar, blok zinciri ağında sözleşmeyi dağıttıktan sonra bir miktar fon yatırır ve kilitler; her iki tarafın imzasıyla onaylandıktan sonra, kanal resmi olarak açılır. Kanal, katılımcılar arasında, yatırılan tokenlerin toplamı ( aşılmadığı sürece, sınırsız sayıda off-chain ücretsiz işlem yapılmasına izin verir. Katılımcılar sırayla birbirlerine durum güncellemeleri gönderir ve diğerinin imzasını onaylamasını bekler. Diğer taraf imzasını onayladığında, bu durum güncellemesi tamamlanmış sayılır. Normalde, her iki tarafın onayladığı durum güncellemeleri ana ağa yüklenmez; yalnızca bir uyuşmazlık çıktığında veya kanal kapandığında ana ağa onaylanması gerekebilir. Kanalın kapatılması gerektiğinde, herhangi bir katılımcı ana ağda işlem talebi oluşturabilir; eğer çıkış talebi tüm tarafların mutabakat imzası ile onaylanırsa, zincir üzerinde hemen uygulanır; yani akıllı sözleşme, kanalın nihai durumundaki her katılımcının bakiyesine göre kalan kilitli fonları dağıtır; eğer diğer katılımcılar imza onaylamazsa, herkes "mücadele süresi"nin sona ermesini beklemek zorundadır ki kalan fonları alabilsin.

Yukarıda belirtilenler, durum kanalı çözümünün ana ağ hesaplama miktarını önemli ölçüde azaltabileceğini, işlem hızını artırabileceğini ve işlem maliyetlerini düşürebileceğini göstermektedir.

![Wanshu Derinlik Araştırması: 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 ilk kez sistematik bir şekilde özetledi ve Bitcoin'in Payment Channel'ının State Channel kavramının bir alt örneği olduğunu önerdi.
  • 2016/01, Joseph Poon ve Thaddeus Dryja resmi olarak "The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments" adlı beyaz kitabı yayımladı ve Bitcoin Lightning Network'ün ölçeklenebilirliği için Payment Channel### ödeme kanalı( önerdi. Bu çözüm yalnızca Bitcoin ağı üzerindeki transfer ödemelerini işlemek için kullanılmaktadır.
  • 2017/11, Payment Channel çerçevesine dayalı State Channel ile ilgili tasarım standardı Sprites ilk kez önerildi.
  • 2018/06, Counterfactual çok ayrıntılı bir Genel Devlet Kanalları tasarımı önerdi, bu tamamen durum kanalları ile ilgili olan ilk tasarımdır.
  • 2018/10, makale Generalised State Channel Networks, State Channel Networks ve Virtual Channels kavramlarını ortaya koymuştur.
  • 2019/02, Durum kanallarının kavramı N-Party Channels'a genişletildi, Nitro bu fikir üzerine kurulan ilk protokoldür.
  • 2019/10, Pisa, tüm katılımcıların sürekli çevrimiçi olma gereksinimini çözmek için Watchtowers kavramını genişletti.
  • 2020/03, Hydra Hızlı İzomorfik Kanalları önerdi.

![Bin kelimeli derinlik raporu: Off-chain genişlemenin kapsamlı analizi])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad088ac016d75b1ae0b0eda699e74709.webp(

)# 3.1.3 Teknik Prensip

Durum kanallarının temel iş akışı aşağıdaki gibidir:

  1. Alice ve Bob, kişisel EOA'larından zincir üzerindeki sözleşme adresine fon yatırarak, bu fonlar sözleşmede kilitlenir ve yalnızca kanal kapandığında bakiyeler kullanıcıya iade edilir; ikili imza onayladıktan sonra, ikili arasında durum kanalı resmi olarak açılır.

  2. Alice ve Bob, bu kanal aracılığıyla teorik olarak off-chain sınırsız sayıda işlem gerçekleştirebilirler. Katılımcılar, blok zinciri ağı ile iletişim kurmak yerine, şifreli imza mesajları ile birbirleriyle iletişim kurarlar ###. Her iki tarafın kullanıcıları, çift harcamayı engellemek için her işlem için imza atmak zorundadır. Bu mesajlar aracılığıyla, kendi hesaplarının durum güncellemelerini önerirler ve karşı tarafın önerdiği durum güncellemelerini kabul ederler.

  3. Eğer Alice, Bob ile olan işlemi kapatmak istiyorsa, Alice sözleşmeye kendi hesabının son durumunu sunmalıdır. Eğer Bob imzasını onaylarsa, sözleşme son duruma göre kilitlenmiş fonları ilgili kullanıcıya geri bırakacaktır. Eğer Bob imza vermezse, sözleşme itiraz süresi sona erdikten sonra kilitlenmiş fonları ilgili kullanıcıya geri bırakacaktır.

  4. Eğer Bob, Alice tarafından gönderilen durum güncelleme imzasına kendi turunda yanıt vermezse, Alice, sözleşmeye en son geçerli durumu sunarak bir meydan okuma başlatabilir; bu geçerli durum, Bob'un önceki imzasını da içerir, böylece son işlemin Bob'un onayını aldığı kanıtlanır ve son durum Bob'un onayını almıştır. Ardından, sözleşme Bob'a bir süre içinde sözleşmeye bir sonraki durumu sunarak yanıt verme izni verir; eğer Bob yanıt verirse, ikili durum kanalı içinde işlem yapmaya devam edebilir; eğer Bob bu süre içinde yanıt vermezse, sözleşme durumu otomatik olarak kapatır ve fonları Alice'e geri döner.

Binlerce Derinlikte Araştırma Raporu: Off-chain Ölçeklenmenin Kapsamlı Analizi

(# 3.1.4 Avantajlar ve Dezavantajlar

Avantajlar:

  • Anlık: İşlemler hemen tamamlanabilir, blok onayı beklemeye gerek yok.
  • Gizlilik: Sadece nihai durum zincire eklenecek, ara süreçler ifşa edilmeyecek.
  • Ölçeklenebilirlik: Sonsuz sayıda off-chain işlemi destekleyebilir
  • Düşük maliyet: off-chain işlemler temel olarak işlem ücreti gerektirmez

Eksiler:

  • Kullanılabilirlik: Katılımcıların çevrimdışı olmaması gerekiyor.
  • Düşük fon verimliliği: Fonlar kilitlendiği süre boyunca kullanılamaz.
  • Karmaşıklık: Geliştiriciler ve kullanıcılar için belirli bir eşik vardır
  • Likidite kısıtlaması: Kanal içindeki fonlar sınırlıdır
  • Sınırlı uygunluk: Temelde sık etkileşimde bulunan taraflar için uygundur

![Bin kelimelik derinlik raporu: Off-chain genişletmenin kapsamlı analizi])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-010d7309e0cc697da400d07e6948a16e.webp###

(# 3.1.5 Uygulama

)## Bitcoin Lightning Network

Özet: Lightning Network, Bitcoin ağı için küçük ödeme kanalıdır. Genel teknik evrimi: 2/2 çoklu imza ile tek yönlü ödeme kanalı inşa edilmesi, RSMC###Revocable Sequence Maturity Contract### eklenerek iki yönlü ödeme kanalı oluşturulması, HTLC(Hash Time Lock Contract) eklenerek ödeme kanallarının çoklu ödeme için genişletilmesi ve nihayetinde ödeme ağı olan Lightning Network'ün inşa edilmesi. Off-chain küçük ödeme kanalları aracılığıyla.

BTC0.42%
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
  • 5
  • Share
Comment
0/400
BlockImpostervip
· 14h ago
off-chain işlem, önemli bir noktayı vurgulayalım
View OriginalReply0
GasGasGasBrovip
· 15h ago
Beyaz çalmak gaz yyds!
View OriginalReply0
DaoGovernanceOfficervip
· 15h ago
*sigh* trilemanın bir başka yüzeysel yorumu... ampirik olarak konuşursak, iletişim kanalları tam da bu aşırı basitleştirilmiş çerçeveler nedeniyle başarısız oldu.
View OriginalReply0
AirdropHunter007vip
· 15h ago
Çöp zincirleri genişlemeyi konuşuyor, hiç zincir kullanmamak daha iyi.
View OriginalReply0
Ser_Liquidatedvip
· 15h ago
Bana ne yapmam gerektiğini sorma, yine de off-chain tamamen parayı harcamaya bağlı.
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)