off-chain ölçeklendirme çözümleri Derinlik analizi: State Channels'dan Lighting Ağı'na

Off-chain Ölçeklenebilirlik Derinlik Analizi

1. Genişlemenin Gerekliliği

Blockchain'ın gelecekteki vizyonu, merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirliktir. Ancak genellikle sadece ikisi gerçekleştirilebilir, bu da blockchain'in imkansız üçgen problemleri olarak bilinir. Yıllar boyunca, bu sorunu nasıl çözecekleri konusunda araştırmalar yapılmıştır; merkeziyetsizliği ve güvenliği sağlarken blockchain'in işlem hacmini ve işlem hızını artırmanın yolları, yani ölçekleme sorununu çözmek, günümüzde blockchain gelişim sürecinin en sıcak konularından biridir.

Blockchain'in merkeziyetsizliği, güvenliği ve ölçeklenebilirliği tanımı:

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

  • Güvenlik: Blok zinciri sisteminin kontrolünü elde etmek için harcanan maliyet ne kadar yüksekse, güvenlik o kadar yüksek olur ve zincir, daha büyük bir katılımcı oranının saldırılarına karşı dayanabilir.

  • Ölçeklenebilirlik: Blok zincirinin büyük miktarda işlemi işleme yeteneği.

Bitcoin ağının ilk büyük hard fork'u genişleme sorunundan kaynaklanmaktadır. Bitcoin kullanıcı sayısı ve işlem hacmi arttıkça, her blok için 1MB'lik üst sınır olan ağ tıkanıklık yaşamaya başladı; 2015 yılında, Bitcoin topluluğu genişleme konusunda ayrışmaya başladı, bir taraf blokları genişletmeyi desteklerken, diğer taraf ana zincir yapısını optimize etmek için Segwit çözümünü kullanması gerektiğini düşündü. 1 Ağustos 2017'de, blok genişletmeyi destekleyen taraf yeni bir istemciyi kendi başına çalıştırdı ve bu da Bitcoin tarihindeki ilk büyük hard fork'u ortaya çıkardı ve yeni bir kripto para birimi olan BCH'yi doğurdu.

Aynı şekilde, Ethereum ağı da ağ güvenliğini ve merkeziyetsizliği sağlamak için bir miktar ölçeklenebilirlikten feragat etmeyi seçti. Bitcoin ağı gibi blok boyutunu sınırlamamış olsa da, tek bir blokta yer alabilecek yakıt ücretleri için dolaylı olarak bir üst sınır belirlemiştir; bu amaç, Trustless Consensus'u sağlamak ve düğümlerin geniş bir şekilde dağıtımını temin etmektir.

2017'deki CryptoKitties, DeFi yazı, ardından GameFi ve NFT gibi zincir üzerindeki uygulamaların ortaya çıkmasıyla, piyasanın işlem hacmi talebi sürekli artmakta, ancak Turing tam olan Ethereum bile saniyede yalnızca 15-45 işlem (TPS) gerçekleştirebiliyor, bu da işlem maliyetlerinin artmasına, hesaplama sürelerinin uzamasına ve çoğu Dapp'in işletme maliyetlerini karşılayamamasına neden oluyor. Tüm ağ, kullanıcılar için yavaş ve pahalı hale geliyor ve blockchain genişleme sorunu acilen çözülmesi gereken bir durum. İdeal genişleme çözümü, merkeziyetsizlik ve güvenlikten ödün vermeden, mümkün olduğunca blockchain ağının işlem hızını ve hacmini artırmaktır.

Binlerce kelimelik Derinlik raporu: Off-chain genişlemenin kapsamlı analizi

2. Ölçeklenebilirlik çözümleri türleri

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

2.1 Zincir üstü genişleme

Temel kavram: Bir ana ağ protokolünü değiştirerek ölçeklenme etkisi yaratma çözümü, mevcut ana çözüm parçalama (sharding) olarak belirlenmiştir.

Zincir üzerinde ölçeklenmenin birçok yolu vardır, bu yazıda detaylandırılmayacak, kısaca iki tanesi listelenecektir:

  • Birinci seçenek, blok alanını genişletmek, yani her bir bloğun paketlediği işlem sayısını artırmak, ancak bu yüksek performanslı düğüm cihazları için gereksinimleri artıracak, düğüm katılım eşiğini yükseltecek ve "merkeziyetsizlik" derecesini azaltacaktır.

  • İkinci seçenek, blok zinciri defterini birkaç parçaya ayıran parçalama (sharding) yöntemidir; artık her düğüm tüm muhasebe işlemlerine katılmayacak, bunun yerine farklı parçalar yani farklı düğümler farklı muhasebe işlemlerini üstlenecektir. Paralel hesaplama, aynı anda birden fazla işlemi işleyebilir; bu, düğümlerin hesaplama yükünü ve katılım eşiğini düşürerek işlem işleme hızını ve merkeziyetsizliği artırabilir; ancak bu, ağın toplam hesaplama gücünün dağılmasına neden olur ve bu da ağın "güvenliğini" azaltabilir.

Ana ağ protokolünün kodunu değiştirmek, öngörülemeyen olumsuz etkilere yol açabilir; temeldeki en küçük güvenlik açığı bile tüm ağ güvenliğini ciddi şekilde tehdit edebilir. Ağ, zorunlu olarak çatallanma veya kesinti onarım yükseltmesi yapmak zorunda kalabilir.

2.2 off-chain genişleme

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

off-chain ölçekleme çözümleri Layer2 ve diğer çözümler olarak daha da ayrılabilir:

Layer2:

  • Eyalet Kanalları
  • Plasma
  • Rolluplar
    • İyimser Rolluplar
    • ZK Rollups

Diğer:

  • Yan Zincirleri
  • Validium

Milyon Kelime Derinlik Raporu: Off-chain Ölçeklenebilirliği Kapsamlı Analiz

3. off-chain ölçeklendirme çözümleri

3.1 Eyalet Kanalları

3.1.1 Özet

Durum kanalı, kullanıcıların yalnızca kanal açıldığında, kapandığında veya anlaşmazlık çözüldüğünde ana ağla etkileşime girmesi gerektiğini belirtir. Kullanıcılar arasındaki etkileşim off-chain gerçekleştirilir, böylece işlem süresi ve maliyetleri azaltılır, işlem sayısı sınırsız hale gelir.

Durum kanalları, iki kişilik satranç oyunu gibi "tur bazlı uygulamalar" için uygun basit bir P2P protokolüdür. Her kanal, ana ağda çalışan çoklu imza akıllı sözleşmeleri tarafından yönetilir; bu sözleşme kanala yatırılan varlıkları kontrol eder, durum güncellemelerini doğrular ve katılımcılar arasındaki anlaşmazlıkları (, imza ve zaman damgası içeren dolandırıcılık kanıtlarına göre ) tahkim eder. Katılımcılar, ağda sözleşme dağıtıldıktan sonra fon yatırır ve kilitler, her iki taraf onayladıktan sonra kanal resmen açılır. Kanal, katılımcılar arasında, yatırılan token toplamını aşmadığı sürece ( sınırsız sayıda off-chain ücretsiz işlem gerçekleştirilmesine olanak tanır. Katılımcılar sırayla birbirlerine durum güncellemeleri gönderir ve karşı tarafın onayını bekler. Karşı taraf onayladığında, bu durum güncellemesi tamamlanmış sayılır. Normalde, her iki tarafın onayladığı durum güncellemeleri ana ağa yüklenmez, yalnızca bir anlaşmazlık ortaya çıktığında veya kanal kapatıldığında ana ağ onayına başvurulur. Kanal kapatıldığında, herhangi bir katılımcı ana ağda işlem talebinde bulunabilir; eğer tüm katılımcıların imzası onaylanırsa, o zaman zincir üzerinde hemen yürütülür; yani sözleşme, kanalın son durumundaki her katılımcının bakiyesine göre kalan kilitli fonları dağıtır; diğer katılımcılar onaylamazsa, herkes kalan fonları almak için "mücadele süresi"nin sona ermesini beklemek zorundadır.

Sonuç olarak, durum kanalı çözümleri ana ağın hesaplama yükünü önemli ölçüde azaltabilir, işlem hızını artırabilir ve işlem maliyetini düşürebilir.

![Binlerce derinlikte araştırma 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 kağıt taslağını yayımladı.

  • 2015/11, Jeff Coleman ilk kez State Channel kavramını sistematik olarak özetledi ve Bitcoin'in Payment Channel'ının State Channel kavramındaki bir alt vaka olduğunu öne sürdü.

  • 2016/01, Joseph Poon ve Thaddeus Dryja, Bitcoin Lightning Network: Ölçeklenebilir Off-Chain Anlık Ödemeler başlıklı beyaz kitabı resmi olarak yayımladı ve Bitcoin ağı üzerindeki transfer ödemelerini işlemek için Payment Channel### ödeme kanalı( çözümünü önerdi.

  • 2017/11, Payment Channel çerçevesine dayanan State Channel ile ilgili tasarım standartları olan Sprites önerildi.

  • 2018/06, Counterfactual, durum kanallarıyla tamamen ilgili olan ilk tasarım olan Genel Durum Kanalları'nın detaylı bir tasarımını sundu.

  • 2018/10, makale Generalised State Channel Networks, State Channel Networks ve Virtual Channels kavramlarını öne sürdü.

  • 2019/02, durum kanalı kavramı N-Party Channels'a genişletildi, Nitro bu fikre dayanan ilk protokoldür.

  • 2019/10, Pisa, tüm katılımcıların sürekli çevrimiçi olma sorununu çözmek için Watchtowers kavramını genişletti.

  • 2020/03, Hydra Hızlı İzomorfik Kanalları sundu.

)# 3.1.3 Teknik Prensip

Geleneksel zincir üzeri iş akışı: Alice ve Bob, ana ağda konuşlandırılmış akıllı sözleşmelerle etkileşime girer, kullanıcı akıllı sözleşme durumunu değiştirmek için zincire işlem gönderir. Dezavantajı, daha önce tartışılan zaman ve maliyet sorunlarını beraberinde getirmesidir.

Çoğu durum kanalı protokollerinin izlediği genel iş akışı: İyimser bir durumda, Alice ve Bob'un daha önceki işlemleri aynı şekilde gerçekleştirmesi gerekir, ancak bu sefer durum kanalı kullanarak, zincir üstü sözleşmelerle etkileşime girmeden.

  • İlk adım, Alice ve Bob'un kişisel EOA'larından fonları on-chain sözleşme adresine yatırarak bu fonların sözleşmede kilitlenmesidir, bu fonlar yalnızca kanal kapandığında kullanıcılara iade edilir; iki kişi imza onayı verdikten sonra, iki kişi arasındaki durum kanalı resmi olarak açılır.

  • İkinci adım, Alice ve Bob bu kanal aracılığıyla teorik olarak off-chain sınırsız sayıda işlem yapabilirler, katılımcılar birbirleriyle ### şifreli imzalı mesajlar aracılığıyla iletişim kurarlar ve blok zinciri ağıyla iletişim kurmazlar (. Her iki kullanıcı da her işlem için imza atmalıdır, böylece çift harcama kötü niyetine karşı korunurlar. Bu mesajlar aracılığıyla, kendi hesaplarının durum güncellemelerini önerirler ve diğer tarafın önerdiği durum güncellemelerini kabul ederler.

  • Üçüncü adım, Alice Bob ile arasındaki işlemi sonlandırmak istiyorsa, Alice sözleşmeye kendi hesabının son durumunu sunmalıdır. Eğer Bob imzayı onaylarsa, sözleşme son duruma göre kilitli fonları ilgili kullanıcıya geri serbest bırakacaktır. Eğer Bob imzaya yanıt vermezse, sözleşme itiraz süresi sona erdikten sonra kilitli fonları ilgili kullanıcıya geri serbest bırakacaktır.

Kötü durum senaryosunda durum kanalı iş akışı: Öncelikle, iki katılımcı fon yatırır ve ardından durum güncellemelerini değiştirmeye başlar. Varsayalım ki bir zaman diliminde, Bob, Alice'in gönderdiği durum güncelleme imzasına yanıt vermezse, bu noktada Alice, sözleşmeye kendi en son geçerli durumunu sunarak bir meydan okuma başlatabilir; bu geçerli durum aynı zamanda Bob'un önceki imzasını da içerir ve böylece son işlemin Bob'un onayı alındığını kanıtlar, nihai durum Bob'un onayını almıştır. Ardından, sözleşme, Bob'un bir süre içinde sözleşmeye bir sonraki durumu sunarak yanıt vermesine izin verir; eğer Bob yanıt verirse, ikili durum kanalında işlem yapmaya devam edebilir; eğer Bob bu süre içinde yanıt vermezse, sözleşme otomatik olarak durum kanalını kapatır ve fonları Alice'e iade eder.

![Bin kelime derinlik raporu: Off-chain genişlemesini kapsamlı bir şekilde analiz et])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad088ac016d75b1ae0b0eda699e74709.webp(

)# 3.1.4 Artıları ve Eksileri

Avantajlar:

  • Anlık işlem onayı
  • Çok düşük işlem ücretleri
  • İyi ölçeklenebilirlik, teorik olarak sonsuz TPS
  • İyi gizlilik, yalnızca nihai durum zincire eklenir.
  • Durum güncellemeleri esnek

Eksiler:

  • Önceden fonları kilitlemek gereklidir
  • Katılımcıların sürekli çevrimiçi izlemesi gerekmektedir.
  • Kanal kapalıyken meydan okuma süresinin bitmesini beklemek gerekir.
  • Çok taraflı kanal oluşturmak karmaşık
  • Büyük ölçekli değer transferi için uygun değildir

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

)# 3.1.5 Uygulama

Bitcoin Lightning Network:

Genel Bakış: Lightning Network, Bitcoin ağı için küçük ölçekli ödeme kanalıdır. Genel teknik evrimi şu şekildedir: 2/2 çoklu imza ile tek yönlü ödeme kanalı oluşturma, RSMC eklendikten sonra çift yönlü ödeme kanalı oluşturma, ardından HTLC eklendikten sonra ödeme kanalları çoklu ödemelere genişletilebilir ve nihayetinde ödeme ağı, yani Lightning Network'ü oluşturma. Off-chain küçük ölçekli ödeme kanalları aracılığıyla, daha sonra aracılar vasıtasıyla bir işlem ağı oluşturularak Bitcoin ağının genişleme problemi çözülebilir. Lightning Network kullanımı "deposit ### kanal oluşturma ( → Lightning Network işlemi ) kanal durumunu güncelleme ( → geri ödeme/hesaplama ) kanalı kapatma (" sürecini takip eder; teorik olarak her saniyede bir milyon işlem işlenebilir.

Zaman çizgisi:

  • Şubat 2015'te, Joseph Poon ve Thaddeus Dryja, Lightning Network beyaz kağıdının taslağını yayınladılar.
  • 2016 Ocak ayında resmi beyaz kitabı yayımlandı ve Lightning Labs kuruldu.
  • 15 Mart 2018, Lightning Labs ilk Lightning Network ana ağ sürümü Lightning Network Daemon )LND( 0.4 sürümünü yayınladı.
  • 2021 yılının başında, Lightning Network kamu kapasitesi )TVL( yaklaşık 40 milyon dolar, yaklaşık 100.000 kullanıcı kullandı.
  • 2021 Haziran'ında El Salvador, Bitcoin'i yasal para olarak kabul etti, Eylül'de Lightning Network tabanlı Chivo cüzdanını piyasaya sürdü.
  • 2022 yılında, Cash App ve OKX, Kraken, Bitfinex dahil olmak üzere 26 kripto para borsa platformu, anında ve ucuz BTC yatırma, çekme ve transfer işlevlerini gerçekleştirmek için Lightning Network'ü desteklediklerini açıkladı.
  • Ekim 2022'de, Lightning Labs Taproot tabanlı yeni protokol Taro protocol)alpha sürümünü( yayınladı, şu anda test ağında test ediliyor, gelecekte Bitcoin ağı üzerinde varlıkları mintlemek, göndermek ve almak için kullanılacak ve Lightning Network aracılığıyla anlık, yüksek hacimli ve düşük maliyetli işlemler gerçekleştirecek.
  • 23 Kasım 2022'de, 1ml.com'a göre, Lightning Network'te toplam 76.236 ödeme kanalı bulunmaktadır, kanal fonları 5049 $BTC)$81.8M(

Ekosistem Gelişimi: BTC Lightning Network ekosistemi aşağıdan yukarıya doğru şunlardır: Temel BTC ağı -- çekirdek altyapı -- çeşitli Dapps.

Temel altyapılar şunları içerir:

  • Lightning Network çözümü: Bireyler ve işletmeler çalıştırabilir, bağlanabilir
BTC1.15%
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
LiquidationWatchervip
· 08-05 22:38
Layer2 kullanması çok keyifli.
View OriginalReply0
LiquidityWitchvip
· 08-05 22:29
Genişletme tartışmaya değer bir nokta.
View OriginalReply0
SchrodingerGasvip
· 08-05 22:19
Üçgen dövüş yüzü sonsuz gibi görünüyor
View OriginalReply0
  • Pin
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)