Off-chain Ölçeklenebilirlik Derinlik Analizi

1. Ölçeklenmenin Gerekliliği

Blok zincirinin gelecekteki vizyonu merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirliktir; ancak genellikle yalnızca bunların ikisi gerçekleştirilebilir, bu da blok zincirinin imkansız üçgen problemi olarak adlandırılır. Yıllar boyunca, merkeziyetsizlik ve güvenliği sağlarken blok zincirinin işlem hacmini ve işlem hızını artırmanın yolları araştırılmaktadır, yani ölçekleme probleminin çözülmesi, şu anda blok zincirinin gelişim sürecindeki en sıcak konulardan biridir.

Blok zincirinin merkeziyetsizliği, güvenliği ve ölçeklenebilirliği aşağıdaki gibi tanımlanır:

• Merkeziyetsizlik: Herkes, blok zinciri sisteminin üretim ve doğrulamasına katılmak için bir düğüm olabilir, düğüm sayısı arttıkça merkeziyetsizlik derecesi artar ve bu da ağın küçük bir grup tarafından kontrol edilmemesini sağlar.

• Güvenlik: Bir blockchain sisteminin kontrolünü ele geçirmek için gereken maliyet ne kadar yüksekse, güvenlik o kadar yüksektir, zincir daha büyük bir katılımcı saldırısına karşı dayanıklı olabilir.

• Ölçeklenebilirlik: Blockchain'in büyük miktarda işlemi işleme yeteneği.

Bitcoin ağının ilk büyük hard fork'u genişleme sorunundan kaynaklandı. Kullanıcı sayısı ve işlem hacmi arttıkça, 1MB blok üst sınırına sahip Bitcoin ağı tıkanma ile karşı karşıya kalmaya başladı; 2015 yılından itibaren, Bitcoin topluluğu genişleme konusunda görüş ayrılıkları yaşamaya başladı, bir taraf blokların genişletilmesini desteklerken, diğer taraf ana zincir yapısını optimize etmek için Segwit çözümünü kullanmayı destekledi. 1 Ağustos 2017'de, genişlemeyi destekleyen taraf 8MB blok için bir istemci sistemi geliştirmeye başladı ve bu, Bitcoin tarihindeki ilk büyük hard fork'a yol açarak yeni bir kripto para birimi olan BCH'yi doğurdu.

Ethereum ağı da ağın güvenliğini ve merkeziyetsizliğini sağlamak için bir miktar ölçeklenebilirlikten feragat etmeyi tercih etmiştir. Ethereum, Bitcoin gibi blok boyutunu sınırlamamakla birlikte, tek bir blokta yer alabilecek gaz ücretleri için bir üst sınır belirlemiştir, ancak bu amaçlar, güvenilir olmayan bir mutabakat sağlamak ve düğümlerin geniş bir şekilde dağıtılmasını güvence altına almak içindir.

2017'deki CryptoKitties, DeFi yazı ile başlayan süreçten sonra, GameFi ve NFT gibi zincir üzerindeki uygulamaların yükselmesiyle birlikte, piyasanın işlem hacmi talebi sürekli artmaktadır. Ancak Ethereum hâlâ saniyede yalnızca 15-45 işlem gerçekleştirebilmektedir. Bu durum, işlem maliyetlerini artırmakta, hesaplama sürelerini uzatmakta ve çoğu DApp'in işletim maliyetlerini karşılamasını zorlaştırmakta, tüm ağ yavaş ve pahalı hale gelmektedir. Blockchain ölçeklendirme sorununun acilen çözülmesi gerekmektedir. İdeal ölçeklendirme çözümü, merkeziyetsizlik ve güvenlikten ödün vermeden, blockchain ağının işlem hızını ve hacmini mümkün olduğunca artırmaktır.

2. Ölçeklenebilirlik Çözüm Türleri

"Ana ağda bir katman değişip değişmeyeceği" kriterine göre, genişleme planlarını on-chain genişleme ve off-chain genişleme olarak iki ana kategoriye ayırıyoruz.

2.1 Zincir üzerinde genişleme

Kilit kavram: Bir ana ağ protokolünün bir katmanını değiştirerek ölçeklenebilirlik sağlama çözümü, mevcut ana çözüm parçalama (sharding) yöntemidir.

Blockchain ölçeklendirme için çeşitli çözümler bulunmaktadır, bu makalede ayrıntılı olarak ele alınmayacak, sadece iki tanesi kısaca listelenecektir:

• Plan bir, blok alanını genişletmektir, yani her bloğun paketlediği işlem sayısını artırmaktır, ancak bu yüksek performanslı düğüm cihazları için gereksinimleri artıracak, düğümlerin katılım eşiğini yükseltecek ve "merkeziyetsizlik" düzeyini düşürecektir.

• İkinci seçenek parçalamadır, blok zinciri defterini birkaç parçaya ayırmak, artık her düğümün tüm muhasebe işlemlerine katılmadığı, bunun yerine farklı parçaların yani farklı düğümlerin farklı muhasebe işlemlerini üstlendiği, paralel hesaplamanın aynı anda birden fazla işlemi işleyebileceği anlamına gelir; bu, düğümlerin hesaplama yükünü ve katılım eşiğini azaltır, işlem hızını ve merkeziyetsizlik derecesini artırır; ancak bu, ağ genelindeki hesaplama gücünün dağılacağı ve tüm ağın "güvenliği"nin azalacağı anlamına gelir.

Bir ana ağ protokolünün kodunu değiştirmek, temelindeki en küçük güvenlik açıklarının tüm ağın güvenliğini ciddi şekilde tehdit edebileceği için tahmin edilemeyen olumsuz etkilere yol açabilir. Ağ, bir çatallaşma ya da kesintili onarım güncellemesi yapmak zorunda kalabilir.

2.2 off-chain genişleme

Temel kavram: Mevcut birinci katman ana ağ protokolünü değiştirmeden ölçeklendirme çözümü.

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

• Layer2: Ana zincir üzerinde inşa edilmiş ikinci katman ağı, State Channels, Plasma, Rollups gibi.
• Diğer çözümler: Sidechains, Validium vb.

3. Off-chain genişleme planı

3.1 Eyalet Kanalları

3.1.1 Özet

Durum kanalları, yalnızca kanal açıldığında, kapandığında veya uyuşmazlık çözüldüğünde, kullanıcıların ana ağ ile etkileşime girmesi gerektiğini belirtir; kullanıcılar arasındaki etkileşimi off-chain gerçekleştirerek işlem sürelerini ve maliyetlerini azaltmayı ve işlem sayısını sınırlamadan gerçekleştirmeyi amaçlar.

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 tarafından yönetilir. Bu sözleşme, kanala yatırılan varlıkları kontrol eder, durum güncellemelerini doğrular ve katılımcılar arasındaki ihtilafları tahkim eder. Katılımcılar, ağda sözleşmeyi dağıttıktan sonra, fon yatırır ve kilitler, her iki taraf imza onayı verdikten sonra, kanal resmi olarak açılır. Kanal, katılımcıların yatırılan toplam tutarı aşmayan net değer transferi süresince sınırsız sayıda off-chain ücretsiz işlem yapmasına olanak tanır (. Katılımcılar sırayla birbirlerine durum güncellemeleri gönderir ve diğerinin imza onayını bekler. Diğer taraf imza onayı verdiğinde, bu durum güncellemesi tamamlanmış sayılır. Normal durumlarda, her iki tarafın kabul ettiği durum güncellemeleri ana ağa yüklenmez; yalnızca bir ihtilaf çıktığında veya kanal kapatıldığında ana ağa onay için başvurulur. Kanalın kapanması gerektiğinde, herhangi bir katılımcı ana ağda işlem talebi oluşturabilir; eğer tüm katılımcılar imza onayı verirse, on-chain hemen yürütülür; eğer diğer katılımcılar imza onayı vermezse, herkes "meydan okuma süresinin" sona ermesini beklemek zorundadır.

Yukarıda belirtildiği gibi, durum kanalı çözümü ana ağın hesaplama yükünü büyük ölçüde azaltabilir, işlem hızını artırabilir ve işlem maliyetlerini düşürebilir.

![Binlerce 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 ilk kez State Channel kavramını sistematik olarak özetledi ve Bitcoin'in Payment Channel'ının 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 yayımladı ve Bitcoin Lightning Network'ün genişleme çözümünü Payment Channel### ödeme kanalı( olarak önerdi. Bu çözüm yalnızca Bitcoin ağı üzerindeki transfer ödemelerini işlemek için kullanılır.
• 2017/11, Payment Channel çerçevesine dayanan ilk State Channel tasarım standardı Sprites önerildi.
• 2018/06, Counterfactual, Genel Durum Kanalları tasarımının ayrıntılarını sundu, bu, durum kanallarıyla tamamen ilgili ilk tasarımdır.
• 2018/10, Generalised State Channel Networks makalesi State Channel Networks ve Virtual Channels kavramlarını ortaya koydu.
• 2019/02, durum kanalı kavramı N-Party Kanallara genişletildi, Nitro bu fikir üzerine inşa edilen ilk protokoldür.
• 2019/10, Pisa, tüm katılımcıların sürekli çevrimiçi olma ihtiyacını çözmek için Watchtowers kavramını genişletti.
• 2020/03, Hydra Hızlı İzomorfik Kanallarını önerdi.

![Milyon kelimelik Derinlik Raporu: Tamamen off-chain ölçekleme analizi])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad088ac016d75b1ae0b0eda699e74709.webp(

)# 3.1.3 Teknik Prensip

Durum kanallarının genel çalışma akışı aşağıdaki gibidir:

1. Alice ve Bob, kişisel EOA'larından zincir üzerindeki sözleşme adresine para yatırarak, bu paralar sözleşmede kilitlenir ve yalnızca kanal kapandığında kullanıcıya geri döner; ikisinin imza onayından sonra, ikisi arasında durum kanalı resmi olarak açılır.

2. Alice ve Bob, off-chain sınırsız sayıda işlem gerçekleştirebilir, katılımcılar şifreli imza mesajları ile birbirleriyle iletişim kurar ###, blok zincir ağı ile değil (. Her iki taraf da her işlem için imza atmak zorundadır, böylece çift harcama kötü niyeti önlenir. Bu mesajlar aracılığıyla, hesaplarının durum güncellemelerini önerirler ve karşı tarafın önerdiği durum güncellemelerini kabul ederler.

3. Eğer Alice, Bob ile olan işlemi sonlandırmak için kanalı kapatmak istiyorsa, Alice sözleşmeye kendi hesabının son durumunu sunmalıdır. Eğer Bob imzayı onaylarsa, sözleşme son duruma göre kilitlenmiş fonları ilgili kullanıcıya iade eder. Eğer Bob imzaya yanıt vermezse, sözleşme itiraz süresi sona erdikten sonra kilitlenmiş fonları ilgili kullanıcıya iade eder.

![Binom Derinlik Araştırması: Off-chain Ölçeklenmeyi Kapsamlı Olarak Analiz Etme])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-815c5eb2bdba725e04eebe67b22d42aa.webp(

)# 3.1.4 Avantajlar ve Dezavantajlar

Avantajlar:

• Anlık işlem, yüksek throughput
• Düşük işlem maliyeti
• Gizli işlemler gerçekleştirilebilir
• Güvenlik, temel blok zinciri tarafından sağlanır

Dezavantajlar:

• Fonları kilitlemek gerekiyor
• Büyük ölçekli çoklu işlemler için uygun değildir
• Katılımcıların sık sık çevrimiçi olması gerekiyor.
• Bazı senaryolar sınırlıdır

3.1.5 Uygulama

Bitcoin Işık Ağı:

• Genel Bakış: Lightning Network, Bitcoin ağı için küçük ödemeler kanalıdır, teknik evrimi tek yönlü ödemeler kanalından çift yönlü ödemeler kanalına ve ardından çoklu ödeme ağına geçiş yapmıştır. Off-chain küçük ödemeler kanalları aracılığıyla, aracılar kullanılarak bir işlem ağı oluşturulabilir, bu da Bitcoin ağının ölçeklenme sorununu çözebilir. "Depozito ### kanal oluştur (→ Lightning Network işlemi ) kanal durumunu güncelle (→ İade/uzlaşma ) kanalı kapat (" sürecine uyar; teorik olarak her saniyede bir milyon işlem işlenebilir.

• Zaman çizgisi:

  • Şubat 2015, beyaz kağıt taslağı yayınlandı
  • 2016'nın Ocak ayında resmi beyaz kitabı yayımladı ve Lightning Labs'ı kurdu.
  • 15 Mart 2018, ilk ana ağ sürümü LND 0.4 yayınlandı
  • 2021'in başında, kamu kapasitesi yaklaşık 40 milyon dolar ve yaklaşık 100.000 kullanıcıydı
  • 2021 yılının Haziran ayında El Salvador, Bitcoin'i yasal para birimi olarak kabul etti, Eylül'de Lightning Network'e dayalı Chivo cüzdanını yayınladı.
  • 2022 yılında, 26 kripto para borsa platformu Lightning Network'ü destekleyeceğini duyurdu.
  • Ekim 2022'de, Lightning Labs Taro protokolünün alfa sürümünü yayınladı, gelecekte Bitcoin ağı üzerinde varlık mintleme, gönderme ve alma işlemleri için kullanılabilir.
  • 23 Kasım 2022'de, Lightning Network'te 76.236 ödeme kanalı vardı, kanal fonu 5049 BTC)81.8M dolar(

• Ekosistem Gelişimi: Şimşek Ağı ekosistemi aşağıdan yukarıya şunları içerir: temel BTC ağı, ana altyapı ) çözümleri, düğümler ve likidite hizmetleri (, çeşitli DApp'ler. 2022 yılı Kasım itibarıyla, Şimşek Ağına dayalı DApp'ler 20'den fazla kategori ve 100'den fazla uygulamayı aşmıştır; bunlar arasında başlıca ödeme, cüzdan, düğüm yönetimi, tarayıcı uzantıları, podcast ve akış hizmetleri bulunmaktadır.

![Binlerce derinlik raporu: Off-chain genişletme kapsamlı analizi])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-010d7309e0cc697da400d07e6948a16e.webp(

Ethereum Şimşek Ağı:

• Genel Bakış: Yıldırım Ağı, Ethereum tabanlı bir küçük ödeme kanalıdır, Yıldırım Ağı'na benzer, durum kanalları oluşturarak zincir üstü işlemleri genişletir, amacı neredeyse anlık, düşük maliyetli ve ölçeklenebilir ERC20 token ödemeleri gerçekleştirmektir.

• Zaman çizgisi:

  • 2017 yılında kuruldu, kurucu Heiko Hees daha önce Ethereum'un ana geliştiricisiydi.
  • 17 Ekim 2017'de ICO 30 milyon doların üzerinde para topladı
  • 2020 Mayıs'ta ilk Raiden Light Client - Alderaan, Ethereum ana ağına çevrimiçi oldu.
  • 2021'in sonunda, birçok borsa $RDN'yi liste dışı bıraktı

• Şu anda yaygın olarak benimsenmemiştir, nedenleri arasında şunlar bulunmaktadır:

  1. Kullanım eşiği çok yüksek: Ethereum Gas ücretleri çok yüksek olduğunda, kanal açma maliyeti çok yüksek
  2. Daha gelişmiş ölçeklendirme teknolojileri ortaya çıkıyor: Rollup gibi daha iyi ölçeklendirme çözümleri Raiden Network kullanım durumlarını sınırlıyor.

• Ekosistem Gelişimi: Şu anda ekosistem geliştirme yavaş ilerliyor, ekip bunun Ethereum Layer2 Rollup ağı üzerinde çalışmasını sağlamaya yönelik bir dönüşüm gerçekleştiriyor, böylece State Channel oluşturma Gas maliyetlerini daha da düşürüyor. Mayıs 2022'de Arbitrum'da faaliyete geçtiği duyuruldu ve L2 üzerinde çalışan bir L2 haline geldi. Gelecekte Rollups merkezli bir dönüşüm gerçekleştirilecek ve Rollups ile birlikte var olan bir tamamlayıcı çözüm olarak kullanılacak.

Celer Network:

• Özet: Celer Network esasen, off-chain genişleme teknolojisi ve teşvik edici ekonomik modelle hızlı, kullanımı kolay, düşük maliyetli ve güvenli yüksek frekanslı etkileşim türü blockchain DApps'leri oluşturabilen bir teşvik katmanı ) token $CELR( ile artırılmış bir lightning network'tür, örneğin elektronik