Konsensüs protokolü, düğümler arasında senkronizasyonu sağlayan ve meşru sayılacak ve dolayısıyla blok zincirine eklenen işlemler ve bloklar üzerinde bir anlaşma oluşturan bir blok zinciri mekanizmasıdır. Bunlar, ağın tek bir durumunu sürdürmek ve tüm dağıtılmış düğümleri uyumlu hale getirmek için hataya dayanıklı metodolojilerdir.

Bir konsensüs mekanizmasına sahip olmanın amacı, işlemleri doğrulamak ve doğrulamak ve dolayısıyla blok zinciri ağının bütünlüğünün bozulmadan kalmasını sağlamaktır. Konsensüs, neyin kabul edilebilir neyin kabul edilemez olduğuna dair bir anlaşmadır! değişmez bir defter oluşturmadan ve onu ağın bloklarına eklemeden önce. Bir işlemi (veya bir bloğu) doğrulama haklarını kazanmış ağdaki düğümlerin herhangi biri veya tümü tarafından bir fikir birliği verilebilir. Bu düğümlere, kullanılan ağ ve konsensüs protokolüne uygun terminolojiye dayalı olarak doğrulayıcılar veya madenciler veya doğrulayıcılar denir. Bu blog, bir konsensüs mekanizmasına olan ihtiyacı tartışıyor ve bir blok zinciri ağı için uygun konsensüs protokolü üzerinde sonuca varma sürecini ve analizini açıklıyor.

Neden bir konsensüs mekanizmasına ihtiyaç var?

Sanayi devriminin 4. yinelemesi, modern endüstriyi birkaç on yıl önce manuel olanın yalnızca dijitalleştirilmiş bir versiyonundan verimli bir şekilde otomatikleştirilmiş, güvenli ve sağlam, merkezi olmayan bir siber-fiziksel sisteme dönüştürüyor. Bugün amaç, Web3.0 ve diğer gelişmekte olan teknolojiler için daha verimli ve daha iyi tasarlanmış, güvenilir ve izinsiz bir ürün ve hizmet ağını etkinleştirebilen daha iyi teknoloji araçlarını tanıtmaktır.

Ağın tek bir durumunu sağlamak ve tüm düğümlerin doğru ağa bağlı olmasını sağlamak için uygulanırlar. Bir konsensüs mekanizması, bir blok zinciri oluşturan merkezi olmayan defterin güvenliğini ve gerçekliğini sağlayan tek kontrol kimliğidir. İşlem blokları, yalnızca işlemin doğruluğu üzerinde anlaşmak için blok zincirine özgü mekanizma tarafından kimliği doğrulandıktan ve onaylandıktan sonra mevcut blok zincirine eklenir. Her bloğun bir işlemler koleksiyonu olduğu blokları ekleyerek zinciri genişletmek için bir fikir birliği zorunludur. Ağı işlevsel tutan, zincirin büyümesidir. Konsensüs mekanizması, işlemlerin erişilebilir kalmasını ve sistemin şeffaf kalmasını sağlar. Konsensüs algoritmaları, işlemlerin doğruluğunu sağlamak için üçüncü taraf aracıları ortadan kaldırır. Konsensüs zincirde küresel bir işlem durumuna ulaştığından, tüm düğümler/eşler birbirine güvenebilir. Bu, ağda hata toleransına neden olur.

Bir blok zincirinde, dağıtılmış defter, merkezi olmayan bir şekilde yönetilir. Bazı zincirlerde, birden fazla bağımsız düğüm, blok zincirini koruma sorumluluğunu üstlenirken, diğerlerinde fikir birliği daha otomatik bir yapıya sahiptir ve düğümler yalnızca işlemleri göndermek veya önermekten sorumludur. Kullanıcı deneyiminin, heterojen ağ düğümlerini ve bileşenlerini hesaba katan paydaşlar arasında üzerinde anlaşmaya varılan gerçek aracılığıyla geliştirilmesi, bir fikir birliği mekanizmasından kaynaklanmaktadır.

Bir konsensüs mekanizmasının seçilmesi

Blok zinciri teknolojisinin evrimine, fikir birliği mekanizmalarında uyumlu bir evrim ve yenilik eşlik etti. Konsensüs protokolünün güvenliği, işbirliği, eşit düğüm hakları, blok zinciri yönetimi, belirli bir düğüm katılımı yüzdesi vb. gibi birçok hedefi olabilir. Bu fikir birliği hedefleri, herhangi bir bloğu incelemek ve zincire eklenmek üzere doğrulamak için binaları oluşturur. ağdaki bir sonraki kararlı, güvenilir ve güvenli durum.

Herhangi bir fikir birliği mekanizması üzerinde sonuca varmak için blok zincirinin önceliklerini ve çerçevesini anlamak önemlidir. Bununla birlikte, gerekli mimariyi, altta yatan işlevselliği ve fikir birliği mekanizmasında yer alan birincil bileşenleri anlamaya ihtiyaç vardır. Bundan sonra, blok zincirine uygun bir fikir birliği metodolojisi sonuçlandırılabilir. Aşağıda, bir blok zincirinde kullanılacak bir konsensüs mekanizmasını değerlendirirken, dikkate alınan başlıca özelliklerden bazıları verilmiştir.

Uygulamalar için Konsensüs Algoritmalarının Analizi

● Blok Zinciri Türü

Blok zinciri kullanan uygulamanın veya sistemin özelliklerine bağlı olarak, blok zincirinin kontrol miktarı ve erişilebilirliği özel, genel veya konsorsiyum olarak sınıflandırılır. Konsensüs mekanizması, blok zincirinin güvenliğini ve bütünlüğünü sağlarken aynısını korumalıdır.

● Merkezi olmayan yönetim

Bir ağ, ağ üzerinden dağıtılan oyuncular tarafından yönetildiğinde, ilk olarak, blok zincirinin merkezi olarak kontrol edilmeyeceğini ve küçük bir kullanıcı bölümünün çıkarları tarafından yönlendirilen tekelci yönetişim ile sonuçlanmayacağını ve ikinci olarak, dağıtılmış bir konsensüs yoluyla alınan tüm kararların alınmasını sağlar. blok zincirinden faydalanmak ve güvenliğini ve bütünlüğünü korumak için ortak bir hedefe yöneliktir.

● Ölçeklenebilirlik ve Saldırılar

Herhangi bir blok zinciri ölçeklenebilir olmalıdır. PoW gibi yüksek işlem gücü gerektiren bir fikir birliği, serbestçe ölçeklendirmeyi imkansız hale getirir. Küresel olarak benimsenmeyi amaçlayan blok zincirleri hatasız ölçeklenebilir olmalıdır ve PoT ve ELASTICO gibi fikir birliği mekanizmaları da buna yardımcı olmak için tasarlanmıştır.

Ölçeklenebilirlik, blok zincirinin saldırılara karşı daha duyarlı hale gelmesiyle birlikte gelir, bu nedenle yüksek güvenlik sağlamak için blok zinciri yönetişimi ve fikir birliği dikkatlice seçilmelidir.

● Düşman tolerans modeli

Hiçbir ağ hatalara karşı bağışık olamaz. Her blok zinciri benzer şekilde iki ana tür hataya karşı hassastır - daha sonra tartışılacak olan çökme ve Bizans hatası. Blok zincirini kötü niyetli işlemlere karşı korumak, blok zincirinin yönetişim ve fikir birliği modeline yerleştirilmelidir. Konsensüs mekanizması, blok zincirinin sağlamlığının saldırılar ve güvenlik açıkları yoluyla korunmasını sağlamalıdır.

Blok zincirinin bu tür saldırılardan kaçınmasına ve hatta bunlardan herhangi birinin meydana gelmesi durumunda sorunsuz bir şekilde iyileşmesine yardımcı olabilecek bir fikir birliği mekanizması, belirli bir fikir birliği mekanizmasının neden blok zinciri için uygun olabileceği veya olmayabileceği sonucuna varmaya yardımcı olan başka bir önlemdir.

● Performans parametreleri

Dijitalleşme ve küreselleşme, herhangi bir endüstri dikeyinde gerçekleşen işlemlerin sayısını artırdı. Yıllar boyunca blok zincirleri de günde birkaç işlemden tam blokları saniyeler içinde işlemeye dönüştü. Bu nedenle, gerçek zamanlı işlem işleme ve sonuçlandırma gerektiren bir kullanım durumu, böyle bir fikir birliği mekanizmasına da ihtiyaç duyacaktır. Böyle bir fikir birliği mekanizması, doğrulayıcı düğümlerin kesintisiz kullanılabilirliğini gerektirir.

Bant genişliği, gecikme ve verim, bir blok zincirini güvenilir kılan izlenmesi gereken temel parametrelerdir. Bir blok zinciri, yüksek verim ve düşük gecikme değerleri sağlamalıdır. Çekmeyi amaçladığı trafik miktarını kaldırabilecek bir bant genişliğini desteklemelidir. DPoS, PoET ve Tendermint gibi mekanizmalar yüksek ölçeklenebilirliği ve verimi destekler.

● İletişim modelinin karmaşıklığı

Yanıt süresine bağlı olarak, bir konsensüs protokolü iletişim gereksinimlerini karşılayabilmelidir. Senkron (düşük yanıt süresi) veya asenkron (yüksek yanıt süresi) olsun, belirli kullanım durumu için ne tür bir iletişimin ve hangi konsensüs protokolünün en uygun olacağını belirleyen uygulamadır.

Birden çok dağıtılmış düğümden fikir birliği toplamak sıkıcı bir iştir. Zincire eklenecek bir bloğu önermekten, eklendiği ve tüm düğümlerin blok zincirinin güncellenmiş durumuna ulaştığı noktaya kadar, yolculuk ne pürüzsüz ne de tahmin edilebilir. Aynı şeyi kabul eden ve yöneten bir konsensüs mekanizması, yüksek hacimli işlemlere ve dolayısıyla doğrulamaya hazır bloklara sahip blok zincirler için büyük önem taşır.

● Çekirdek yapısı

Dağıtılmış bir sistemin tutarlı çalışmayı zorlaması için, bir bloğun geçerli kabul edilmesi ve zincire eklenmesi için izin vermesi gereken minimum sayıda veya yüzde düğüm vardır. Herhangi bir blok zinciri için, fikir birliğinin ademi merkeziyetçiliğini ve dağıtımını zorlayan bir çekirdek yapısına sahip bir fikir birliği algoritması tercih edilir.

● Enerji gereksinimleri

Küresel olarak büyük bir endişe, fikir birliğinin enerji gereksinimleri ve emisyon oranlarıdır. Bugün, çoğu uygulama ve kullanıcı şüpheci ve zaten azalan çevresel kalite üzerinde düşük etkisi olan bir konsensüs mekanizması seçmeye meyillidir.

Şu anda, PoW üzerinde çalışan ve aşırı düzeyde bilgi işlem gücü gerektiren en büyük ve en eski blok zinciri, çevreye en düşman olarak kabul ediliyor ve odak noktası PoS, PoB ve PoC gibi daha iyi mekanizmalara kaymış durumda.

● Madencilik ve Uzlaşı Kategorisi

Ağın boyutuna bağlı olarak konsensüs protokolleri sonuçlandırılabilir. Çok sayıda dağıtılmış düğüme sahip bir ağ kanıta dayalı fikir birliğini desteklerken, daha küçük bir ağ oylama davranışına dayalı fikir birliği mekanizmalarını tercih eder. Bu oldukça ilkel olsa da. Daha da önemlisi, bir konsensüs mekanizmasının kullandığı işleyiş biçimidir. Konsensüs mekanizmaları genel olarak aşağıdaki gibi kategorize edilir:

1. Kanıta Dayalı : Hesaplama gücü, yazma kapasitesi, zenginlik, bellek vb. parametrelere dayalı olarak doğrulayıcılardan alınan kanıtlara bağlı olanlar.
2. Yeteneğe Dayalı : Bunlar, enerji gereksinimlerini azaltmayı amaçlamaktadır, ancak söz konusu yeteneğe dayalı olarak merkezileştirmeye yatkınlığın doğal bir kusurundan muzdariptir.
3. Oylama Tabanlı : Bir madenci, bir blok önermek, oluşturmak ve işlemek için oylama ile seçilir. Ara seçimde merkezileşme sorunu büyük ölçüde çözülmüştür. Ek olarak, kanıta dayalı gereksinimler de seçmenler tarafından halledilir. Yine de, bu mekanizma dolaylı olarak şunlardan zarar görebilir:

a). Çarpışma Arızası: Seçilen doğrulama ucunda bir hata olması durumunda, seçilen düğümün doğrulama görevi ile aşırı yüklenmesi ve herhangi bir yedekleme mekanizmasına sahip olmaması.

a). Bizans Fayı: Bu, fikir birliği birkaç düğümde merkezileştirilebilse de, yanıltıcı bir fikir birliği dağılımının olduğuna inanılan ince bir hatadır.

● Konsensüs kesinliği

Mutlak ve olasılıksal olmak üzere iki ana işlem kesinliği kategorisi vardır. Olasılıksal konsensüs, aynı blokta daha sonra gerçekleştirilemeyen ve dolayısıyla bir bloğa taahhüt edilmek üzere yeniden oluşturulacak ve yeniden doğrulanacak olan işlemlerin geri alınmasına sahip olabilir. Burada yanıt süresi, ister olasılıklı ister mutlak olsun, fikir birliği mekanizmasının belirlenmesini etkileyen bir faktördür. Bugün yalnızca dalgalanma ve DBFT mutlak kesinlik sağlar. Bir konsensüsün birincil amacı, blok zincirinin otantik bir küresel durumunu korumak, bir veya daha fazla düğümün kazanılmış menfaatini ortadan kaldırmak ve verilerin gizliliğini korumak için özel bir amaca sahip olmaktır. Bir blok zinciri her zaman her bir düğümün üzerinde anlaşmaya vardığı bir durumda, yani sürekli bir sorgulanamaz bütünlük durumunda kalmalıdır.

● Saldırılar

Küresel erişilebilirlik ve şeffaflık, blok zincirlerini tehditlere karşı oldukça hassas hale getirir. Finansal ticaretle ilgilenen bir konsensüs mekanizması, varlık kontrolünü mal sahibinin elinde tutarken, kullanıcıların riskleri hafifletmesine yardımcı olmalıdır. Zincirde küresel bir durumun elde edilmesi ve sürdürülmesi, düğümler ve akranlar arasında güven yaratır.

Bir blok zincirinin duyarlı olduğu güvenlik saldırılarının kategorisine bağlı olarak, blok zincirine bir güvenlik katmanı eklemek için fikir birliği mekanizmaları kullanılabilir. RAFT, PoB ve PoA, DDos saldırılarına karşı güçlü duran birkaç protokolken, PoT ve Ripple, Sybil saldırıları söz konusu olduğunda sağlamdır.

Bir fikir birliği mekanizması sonlandırılmadan önce yapılması gereken birkaç husus daha vardır, bunlar uygulama yaklaşımını, tokenleştirmeyi ve algoritmanın gücünü içerebilir.

Hiçbir parametre tek başına herhangi bir konsensüs mekanizmasının seçimini etkilemez. Bu parametrelerin kombinasyonu, bu blok zinciri üzerinde geliştirilen çeşitli uygulamalarda bir konsensüs mekanizmasının nasıl çalıştığını etkiler.

Hibrit Konsensüs

Ölçeklenebilirlik, güvenlik, ademi merkeziyetçilik ve izinsiz hızlı çalışma fikir birliği mekanizmaları gibi fikir birliği mekanizmalarının benzersiz özelliklerinden ödün vermeden, belirli bir kullanım durumu için uygun bir fikir birliği oluşturmak üzere birleştirilebilir. Hibridizasyonun amacı, hem genel hem de özel blok zinciri olmak üzere her iki dünyanın da en iyisini elde etmektir. Birleştirme, kullanılan bireysel fikir birliğinin uyumluluğu tarafından yönetilir. Burada ortaya çıkan sonuç, harici ağlardan daha katı görünürlük kısıtlamaları ve daha sorunsuz dahili işlemler yaşayan hibrit bir blok zinciridir.

Hibridizasyon, blok zincirinin kendisinde değil, çoğu uygulamanın konuşlandırıldığı işlevsel katman olan blok zincirinin üzerindeki ikinci bir katmanda kullanılabilir. Burada ikinci bir inceleme ve işlevsellik katmanı eklenmesine rağmen, ana blok zinciri üzerindeki yükü azaltır. Bu, Solana tarafından kullanılan ikili bir konsensüs mekanizmasıyla karşılaştırılmamalıdır, Solana'nın, doğrulamanın PoS aracılığıyla yapılırken PoH'ye dayalı olarak blokların ardışık düzenlendiği bir fikir birliğine sahiptir. İki farklı zamanda iki onay mekanizması kullanan bağımsız bir blok zinciridir.

Başka bir fikir birliği mekanizmasına geçiş

Ethereum, PoW'dan PoS'a geçerek çok fazla heyecan yarattı. Bu pürüzsüz bir süreç değil. Çaba ve kapasiteye ek olarak, geçiş aşaması büyük bir güvenlik açığıyla boğuşuyor ve bu nedenle Sybil'e ve diğer saldırılara karşı koruma sağlamak için ek çaba gerektiriyor. Ethereum'un kendisi bunu aşamalar halinde, bir blok zinciri işlevsel olduğu kadar halka açık olduğu için, etrafta gerçekleşen işlemlerin ve blokların üretilmesinin durdurulmaması gibi aşamalarda yaptı. Ethereum'a geçiş aşamalar halinde gerçekleştirildi ve bu PoW, PoS ile paralel olarak işlevseldir. Ethereum, göçün aynı anda hem mümkün hem de karmaşık olduğunu örneklemesine rağmen, göçün mekanizması ve düşünceleri bu blogun kapsamı dışındadır.

Konsensüsün geleceği

Dijitalleşmenin geleceği blok zinciri etrafında şekilleniyor ve bu nedenle fikir birliği mekanizmaları inceleme altında. Her yeni blok zinciri, daha önce yapılmış olanı geride bırakmaya çalışıyor. Solana, yaygın blok zincirlerine meydan okumak için deniz seviyesi ve bulut kırılması gibi yepyeni bir dizi protokol getirdi. Bundan faydalandı ve kısa sürede rekabetçi popülerliğe ulaştı. Ancak amaç, tek bir blok zinciri veya yalnızca en iyi fikir birliği mekanizması değildir. Amaç, bireysel blok zincirlerinin işlev görebileceği ve para birimi oluşturabileceği veya herhangi bir dijital işlemin, altta yatan mimarinin veya blok zincirin veya yönetim konsensüs mekanizmasının sınırları olmaksızın uygulanabilir olduğu bir işbirliği düzeyine ulaşmaktır. Metaverse, nihai tek dijital alan, bireysel blok zincirleri sinerjik bir ittifak oluşturmak için sorunsuz bir şekilde entegre olana kadar uzaktır.

Mesaj: 8