off-chain ölçekleme çözümleri derinlik analizi: State Channels, Sidechains, Plasma ve Rollups

2025-08-07 02:55:00

off-chain genişleme Derinlik analizi

1. Ölçeklenmenin Gerekliliği

Blok zincirinin gelecekteki vizyonu, merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirliktir. Ancak genellikle yalnızca bunlardan ikisi gerçekleştirilebilir; bu, blok zincirinin imkansız üçgen problemi olarak adlandırılır. Yıllar boyunca, insanları merkeziyetsizlik ve güvenliği sağlarken blok zincirinin verimliliğini ve işlem hızını artırmanın yollarını keşfetmeye çalışmışlardır; yani ölçeklendirme sorununu çözmeye.

Blockchain'ın merkeziyetsizliği, güvenliği ve ölçeklenebilirliği tanımı:

Merkeziyetsizlik: Herkes blok zinciri sistemine katılmak için bir düğüm olabilir, düğüm sayısı arttıkça merkeziyetsizlik seviyesi de artar.
Güvenlik: Blok zinciri kontrol maliyeti ne kadar yüksekse, güvenlik o kadar yüksektir ve daha büyük oranlı saldırılara karşı direnç gösterebilir.
Ölçeklenebilirlik: Blok zincirinin büyük miktarda işlemi işleme yeteneği.

Bitcoin ağının ilk büyük hard fork'u genişleme sorunundan kaynaklandı. Ethereum ağı da ağın güvenliğini ve merkeziyetsizliğini sağlamak için bir miktar ölçeklenebilirlikten feragat etmeyi seçti.

2017'deki CryptoKitties'den, DeFi yazına, GameFi ve NFT'lerin yükselişine kadar, piyasanın işlem hacmi talebi sürekli artmaktadır. Ancak Ethereum her saniyede yalnızca 15-45 işlem gerçekleştirebildiğinden, işlem maliyetleri artmakta, uzlaşma süreleri uzamakta ve çoğu Dapp işletme maliyetini karşılamakta zorlanmaktadır.

İdeal ölçeklenebilirlik çözümü, merkeziyetsizlik ve güvenlikten ödün vermeden, blockchain ağının işlem hızını ve verimliliğini artırmaktır.

2. Ölçeklenebilirlik Çözüm Türleri

"Ana ağın bir katmanını değiştirip değiştirmediği" standardına göre, ölçeklendirme çözümleri on-chain ve off-chain olmak üzere iki ana kategoriye ayrılabilir.

2.1 Zincir üstü genişleme

Kilit kavram: Bir ana ağ protokolünü değiştirerek ölçeklenebilirlik sağlama çözümü, şu anda ana çözüm parçalama (sharding) olarak belirlenmiştir.

Zincir üzerinde genişletme için çeşitli çözümler vardır, örneğin:

Blok alanını genişletmek, her bloğun paketlediği işlem sayısını artırmak, ancak düğüm gereksinimlerini artıracak ve merkeziyetsizliği azaltacaktır.
Parçalama, blok zinciri defterini birkaç parçaya ayırarak, farklı düğümlerin farklı hesaplamalardan sorumlu olmasını sağlar, bu da işlem hızını ve merkeziyetsizliği artırabilir, ancak tüm ağın güvenliğini azaltabilir.

Ana ağ protokolünü değiştirmek, öngörülemeyen olumsuz etkiler yaratabilir; temel düzeydeki en küçük bir güvenlik açığı, tüm ağın güvenliğini ciddi şekilde tehdit edebilir.

2.2 off-chain genişletme

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

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

Layer2: State Channels, Plasma, Rollups gibi.
Diğer çözümler: örneğin yan zincir

3. off-chain genişletme çözümü

3.1 Devlet Kanalları

3.1.1 Özet

Durum kanalları, kullanıcıların yalnızca kanal açıldığında, kapandığında veya uyuşmazlıkları çözdüğünde ana ağ ile etkileşime girmesi gerektiğini belirtir; kullanıcılar arasındaki etkileşim off-chain gerçekleştirilir, böylece işlem süreleri ve maliyetleri azaltılır.

Durum kanalları, iki kişilik satranç oyunu gibi "tur tabanlı uygulamalar" için uygun basit bir P2P protokolüdür. Her kanal, ana ağda çalışan çoklu imza akıllı sözleşmesi tarafından yönetilir; bu sözleşme, kanala yatırılan varlıkları kontrol eder, durum güncellemelerini doğrular ve katılımcılar arasındaki anlaşmazlıkları hakemlik eder.

3.1.2 Zaman Çizgisi

2015/02: Lightning Network beyaz kitabı taslağı yayınlandı
2015/11: Jeff Coleman, State Channel kavramını ilk kez sistematik olarak özetledi.
2016/01: Bitcoin Lightning Network beyaz kitabı resmi olarak yayımlandı
2017/11: Payment Channel çerçevesine dayanan ilk State Channel tasarım standardı Sprites tarafından önerildi
2018/06: Counterfactual, detaylı bir Genelleşmiş Durum Kanalları tasarımı önerdi.
2018/10:State Channel Networks ve Virtual Channels kavramı ortaya kondu
2019/02:N-Party Kanalları kavram genişletmesi, Nitro protokolü kurulumu
2019/10:Pisa, katılımcıların sürekli çevrimiçi olma sorununu çözmek için Watchtowers kavramını genişletti.
2020/03:Hydra, Hızlı İzomorfik Kanallar'ı önerdi.

3.1.3 Teknik Prensip

State Channels'ın çalışma süreci:

Kullanıcı, ana ağda akıllı sözleşme aracılığıyla fon yatırarak durum kanalını açar.
Kullanıcı off-chain birden fazla işlem yapar, birbirlerini imzalayarak durum güncellemelerini onaylar.
Taraflardan biri ana ağa kapanış kanalı talebi gönderebilir, eğer itiraz yoksa nihai durum uygulanır.
Herhangi bir anlaşmazlık durumunda, sözleşme " meydan okuma süresi" sona erdikten sonra nihai durumu onaylayacaktır.

Geleneksel zincir üstü etkileşimlere kıyasla, State Channels ana ağ üzerindeki hesaplama yükünü önemli ölçüde azaltabilir, işlem hızını artırabilir ve maliyetleri düşürebilir.

3.1.4 Artılar ve Eksiler

Avantajlar:

Anlık işlem onayı
Düşük işlem ücretleri
Yüksek gizlilik
Yüksek ölçeklenebilirlik

Eksiler:

Önceden fonları kilitlemek gerekiyor
Katılımcıların çevrimiçi kalması gerekmektedir.
Açık katılıma uygun değildir.
Çoklu kanalı gerçekleştirmek zor
Kanal kapandığında itiraz süresini beklemek gerekir.

3.1.5 Uygulama

Ana uygulamalar arasında Bitcoin Lightning Network, Ethereum Lightning Network ve Celer Network gibi projeler bulunmaktadır.

Bitcoin Lightning Network:

2015'te önerildi, 2018'de ana ağ versiyonu yayınlandı
Bitcoin ağının ölçeklenebilirlik sorununu off-chain küçük ödemeler kanalı ile çözmek
Şu anda 76.236 ödeme kanalı var, kanal fonları 5049 BTC.

Ethereum Şimşek Ağı:

2017 yılında kuruldu, amacı ERC20 token'larının anlık düşük maliyetli ödemesini sağlamaktır.
2020 yılında ilk ana ağ istemcisi yayınlandı
Şu anda az kullanılıyor, ekip L2 Rollup üzerinde çalışacak şekilde dönüştürüyor.

Celer Network:

2018'de kuruldu, teşvik katmanını artıran bir lightning network
Yüksek frekanslı etkileşimler için uygun olan uygulamalar, örneğin elektronik spor platformları
Şu anda çoklu zincir iletişim platformuna dönüştü

3.1.6 Uygulama Karşılaştırması

Bitcoin Lightning Network, Ethereum Lightning Network ve Celer Network aşağıdaki konularda farklılık gösterir:

Temel blok zinciri: Bitcoin, Ethereum ve çoklu zincirler üzerine.
Uygulama Alanı: Ödeme, Akıllı Sözleşmeler ve Genel Uygulamalar
Gelişim aşaması: olgunluk ve ekosistem gelişim seviyesi farklıdır.
Teknik özellikler: Yönlendirme algoritmaları, durum kanalı tasarımı gibi farklılıklar bulunmaktadır.

3.2 Yan Zincirler

3.2.1 Özet

Yan zincir kavramı ilk kez 2012 yılında ortaya atılmış, 2014 yılında ilgili ilk makale yayımlanmıştır. Yan zincir, işlemleri hızlandırmak amacıyla ortaya çıkan bir blok zinciri formudur ve daha karmaşık sözleşmeler veya konsensüs mekanizmalarının geliştirilmesini sağlar. Yan zincirin işlem sonuçları nihayetinde ana zincirin doğrulayıcı tarafında kaydedilecektir.

3.2.2 Zaman Çizgisi

2012/01: Bitcoin yan zincir konsepti sohbet odasında önerildi
2014/10: Bitcoin yan zincirleri üzerine makale ilk kez yayımlandı
2017/04: POA Network test ağı çevrimiçi
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 ve Matic PoS Zinciri çevrimiçi
2021/02:Matic Network, Polygon Network olarak yeniden adlandırıldı
2021/02: Axie Infinity yan zinciri Ronin ana ağı çalışıyor
2021/12:xDai Chain ve Gnosis Dao birleşti
2022/03:POA Network, Gnosis Chain ile birleştirildi

3.2.3 Teknik Prensip

Yan zincir, ana zincirle çift yönlü veya uyumsuz bir şekilde bağlantı kurar. Ana süreç:

Kullanıcı, yerel varlıkları özel bir adrese kilitler.
Onay bekleme süresi sona erdikten sonra, yan zincire kanıt gönderin.
Meydan okuma süresini bekleyin, çift harcama saldırısından kaçının
Tamamlandığında kullanıcı yan zincirde yeni basılmış varlıkları kullanabilir.

Yan zincirinin güvenliği, yan zincir konsensüs mekanizmasına bağlıdır. Eğer birisi yan zincirde ana zincirle çelişen varlıkları keyfi olarak yaratırsa, bu durum fonların çalınma riskini doğurabilir.

3.2.4 Artılar ve Eksiler

Avantajlar:

Yüksek ölçeklenebilirlik
Hızlı Onay
Düşük işlem ücretleri
Özelleştirilebilir işlev

Eksileri:

Güvenlik, yan zincirin kendisine bağlıdır.
Yan zincir doğrulayıcılarına güvenmek gerekiyor
Varlıkların çapraz zinciri için bekleme süresi uzun.
Kısmi merkeziyetçilik

3.2.5 Uygulama

Ana uygulamalar şunlardır:

xDai( şu anda Gnosis Chain):

Ethereum yan zinciri, xDai'yi yerel token olarak kullanıyor.
2018 Eylül ayında ana ağın devreye girmesi, 2021 yılında Gnosis ile birleşme
PoSDAO konsensüs mekanizması kullanılır.
Şu anda TVL yaklaşık 53 milyon dolar

Polygon:

Önceki adı Matic Network, 2021 yılında marka yenilemesi yapıldı.
PoS yan zinciri ve Plasma zinciri olmak üzere iki seçenek sunar.
Şu anda 37k+Dapp, 1.8B toplam işlem sayısı, 135M+ kullanıcı var.

Ronin:

Axie Infinity oyunu için özel yan zincir
2021 Mart ayında ana ağ çevrimiçi oldu, PoA konsensüsünü kullanıyor.
2022 Mart'ta 6.25 milyon dolarlık bir siber saldırıya uğradı.

3.2.6 Uygulama Karşılaştırması

xDai, Polygon ve Ronin aşağıdaki alanlarda farklılık göstermektedir:

Konsensüs mekanizması: sırasıyla PoSDAO, PoS ve PoA kullanılır.
Uygulama Alanı: Genel, çeşitli ekosistemler ve oyunlara özel
Güvenlik: Doğrulayıcı sayısı ve seçim mekanizması farklıdır.
Gelişim aşaması: Ekosistem gelişim düzeyi ve ölçeğinde farklılıklar vardır.

3.3 Plasma

3.3.1 Özet

Plasma, ölçeklenebilir Dapp'ler inşa etmek için bir çerçevedir. Yan zincirlerin evrimsel bir çözümü olarak ortaya çıkmış olup, kullanıcıların yan zincir Operatörüne olan güvenini en aza indirmeyi amaçlamaktadır. Plasma'nın temel prensibi, eğer Plasma zincirinde bir güvenlik hatası meydana gelirse, tüm kullanıcı varlıklarının geri çekilebilmesi ve ana ağa geri dönebilmesidir.

3.3.2 Zaman Çizgisi

2017/08: Plasma beyaz kitabı yayımlandı
2018/01: İlk resmi Plasma uygulaması Plasma MVP önerildi
2018/03: Plasma Cash önerildi, büyük ölçekli çıkış sorununu çözer.
2018/06:Plasma Debit önerildi
2018/11:BANKEX Plasma Prime'i önerdi
2019'dan itibaren: Ethereum topluluğu Rollups çözümlerini keşfetmeye başladı

3.3.3 Teknik Prensip

Plasma'nın temel düşüncesi:

off-chain işleme: Çoğu iş ana ağın dışında işlenir
Durum Taahhüdü: Merkle Root aracılığıyla ana ağa durum gönderme
Çıkış mekanizması: Kullanıcıların Plasma zincirinden güvenli bir şekilde çıkmalarına izin verir

Ana süreç:

Kullanıcı ana ağda Plasma zincirine para yatırır.
Plasma zincirinde işlem yapmak
Operatör belirli aralıklarla ana ağa durum taahhüdü sunar.
Kullanıcı istediği zaman çıkış talebi başlatabilir.
Zorluk döneminin ardından, kullanıcı ana ağda varlıklarını geri alabilir.

3.3.4 Artılar ve Eksiler

Avantajları:

Yüksek throughput
Düşük işlem ücretleri
Ana ağın bazı güvenlik özelliklerini miras alır

Eksileri:

Karmaşık çıkış mekanizması
Plasma zincirinin düzenli olarak izlenmesi gerekiyor
Büyük ölçekli çıkış

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.

8 Likes