off-chain genişletme Derinlik analizi

1. Ölçeklenmenin Gerekliliği

Blockchain'ın gelecekteki vizyonu, merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirlik sağlamaktır. Ancak genellikle bunlardan sadece ikisini aynı anda karşılamak mümkündür; bu, blockchain'in imkansız üçgen problemi olarak adlandırılır. Yıllar boyunca, merkeziyetsizlik ve güvenliği sağlarken blockchain'in işlem hacmini ve işlem hızını artırmanın yolları araştırılmaktadır; yani ölçeklendirme sorununu çözmek.

Öncelikle blockchain'in merkeziyetsizliğini, güvenliğini ve ölçeklenebilirliğini tanımlayalım:

• Merkeziyetsizlik: Herkes blok zinciri sistemine katılmak için bir düğüm olabilir, düğüm sayısı ne kadar fazla olursa, merkeziyetsizlik derecesi o kadar yüksek olur.

• Güvenlik: Blockchain sisteminin kontrolünü elde etmenin maliyeti ne kadar yüksekse, güvenlik o kadar yüksek olur, zincir daha büyük orandaki saldırılara karşı direnç gösterebilir.

• Ölçeklenebilirlik: Blok zincirinin büyük miktarda işlemi işleme yeteneği.

Bitcoin ağı üzerindeki ilk büyük sert çatallanma, ölçeklenebilirlik sorunlarından kaynaklanıyordu. Kullanıcı sayısı ve işlem hacmi arttıkça, her blok için maksimum 1MB olan Bitcoin ağı tıkanma sorunlarıyla karşılaşmaya başladı. 2015 yılından itibaren, Bitcoin topluluğunda ölçeklenebilirlik konusunda görüş ayrılıkları ortaya çıktı; bir taraf blok boyutunun artırılmasını desteklerken, diğer taraf ana zincir yapısını optimize etmek için SegWit çözümünü savundu. 1 Ağustos 2017'de, blok boyutunun artırılmasını destekleyen taraf 8MB'lık bir istemci sistemi geliştirdi ve çalıştırdı, bu da Bitcoin'in ilk büyük sert çatallanmasını doğurdu ve yeni bir kripto para birimi olan BCH'nin doğuşuna yol açtı.

Ethereum ağı, ağ güvenliğini ve merkeziyetsizliği sağlamak için bir miktar ölçeklenebilirlikten de feragat etmeyi seçmiştir. Ethereum, Bitcoin gibi blok boyutunu sınırlamamış olmasına rağmen, tek bir blok için yakıt ücretinin üst sınırını belirleyerek işlem miktarını kısıtlamaktadır; bu da güven gerektirmeyen bir konsensüs sağlamak ve düğümlerin geniş bir şekilde dağılımını güvence altına almak amacıyla yapılmıştır.

2017'deki CryptoKitties'lerden, DeFi yazından, ardından GameFi ve NFT gibi zincir üstü uygulamaların ortaya çıkışına kadar, pazarın işlem hacmi talebi sürekli artmaktadır, ancak Ethereum saniyede yalnızca 15-45 işlem yapabilmektedir. Bu, işlem maliyetlerinin sürekli artmasına, uzlaşma sürelerinin uzamasına ve çoğu Dapp'in işletme maliyetlerini karşılayamamasına neden olmuştur; tüm ağ yavaş ve pahalı hale gelmiş, ölçekleme sorununu acilen çözmek gerekmektedir. İdeal ölçekleme çözümü, merkeziyetsizlik ve güvenlikten ödün vermeden, blockchain ağının işlem hızını ve derinliğini mümkün olduğunca artırmaktır.

2. Ölçeklenebilirlik Çözüm Türleri

"Ana ağda bir katman değişip değişmeyeceği" kriterine göre, ölçeklendirme çözümlerini on-chain genişleme ve off-chain genişleme olmak üzere iki ana kategoriye ayırıyoruz.

2.1 Zincir üstü genişleme

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

Zincir üzerinde genişleme için çeşitli çözümler vardır, bu makalede detaylandırılmayacak, iki çözüm kısaca listelenecektir:

• Plan bir, blok alanını genişletmek, yani her bloğun paketlediği işlem sayısını artırmak, ancak bu yüksek performanslı düğüm cihazlarına olan gereksinimleri artıracak, düğümlerin katılım eşiğini yükseltecek ve merkeziyetsizlik derecesini azaltacaktır.

• İkinci seçenek parçalara ayırmadır, blok zinciri defterini birkaç parçaya bölerek, farklı parçaların yani farklı düğümlerin farklı muhasebe işlemlerinden sorumlu olmasını sağlar, paralel hesaplama birden fazla işlemi aynı anda işleyebilir; bu, düğüm hesaplama baskısını ve katılma eşiğini azaltabilir, işlem işleme hızını ve merkeziyetsizliği artırır; ancak bu, tüm ağın hesaplama gücünün dağıtılacağı anlamına gelir, bu da genel ağın güvenliğini azaltır.

Ana ağ protokolünün kodunu değiştirmek, temel güvenlik açıklarının ağın güvenliğini ciddi şekilde tehdit etmesi nedeniyle öngörülemeyen olumsuz etkilere yol açabilir. Ağ, zorunlu bir dal veya kesinti onarım güncellemesi yapmak zorunda kalabilir.

2.2 off-chain genişletme

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

Off-chain ölçeklendirme çözümleri, Layer2 ve diğer çözümler olarak daha da alt bölümlere ayrılabilir:

Katman2:

• Eyalet Kanalları
• Plasma
• Rollup'lar
  • İyimser Rolluplar
  • ZK Rollups

Diğer:

• Yan Zincirleri
• Validium

3. off-chain genişletme çözümleri

3.1 Eyalet Kanalları

3.1.1 Özet

Durum kanalı, yalnızca kanal açıldığında, kapandığında veya uyuşmazlık çözüldüğünde kullanıcıların ana ağ ile etkileşimde bulunması gerektiğini belirtir ve kullanıcılar arasındaki etkileşimlerin off-chain gerçekleştirilmesini sağlar. Bu sayede işlem süreleri ve maliyetleri azaltılır ve işlem sayısı sınırsız hale gelir.

Durum kanalları, iki kişilik satranç oyunları gibi "tur bazlı uygulamalar" için uygun olan 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 hakemlik eder. Katılımcılar, blok zinciri ağında sözleşmeyi dağıttıktan sonra bir miktar fon yatırır ve kilitler, her iki tarafın imzasıyla onaylandıktan sonra, kanal resmen açılır. Kanal, katılımcılar arasında, yatırılan token toplamını aşmadığı sürece, sınırsız sayıda off-chain ücretsiz işlem yapılmasına izin verir (. Katılımcılar sırayla birbirlerine durum güncellemeleri gönderir ve diğerinin imzasını bekler. Diğer taraf imzayı onayladığında, bu durum güncellemesi tamamlanmış sayılır. Normalde, her iki tarafın kabul ettiği durum güncellemeleri ana ağa yüklenmez; yalnızca bir anlaşmazlık çıktığında veya kanal kapatıldığında ana ağın onayına başvurulur. Kanalın kapatılması gerektiğinde, herhangi bir katılımcı ana ağda işlem talebi yapabilir; eğer çıkış talebi tüm katılımcılar tarafından onaylanırsa, zincirde hemen yürütülür; yani akıllı sözleşme, kanalın nihai durumundaki her katılımcının bakiyesine göre, kalan kilitli fonları dağıtır; eğer diğer katılımcılar onay vermezse, herkes "meydan okuma süresinin" sona ermesini beklemek zorundadır.

Yukarıda belirtildiği gibi, durum kanalı çözümü ana ağ üzerindeki hesaplama yükünü önemli ölçüde azaltabilir, işlem hızını artırabilir ve işlem maliyetlerini düşürebilir.

)# 3.1.2 Zaman Çizelgesi

• 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 kavramındaki bir alt vaka olduğunu önerdi.

• 2016/01, Joseph Poon ve Thaddeus Dryja resmi olarak "The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments" başlıklı 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 dayanan ilk State Channel tasarım standardı Sprites önerildi.

• 2018/06, Counterfactual, tamamen durum kanallarıyla ilgili ilk tasarım olan çok ayrıntılı bir Genel Durum Kanalları tasarımı önerdi.

• 2018/10, makale Generalised State Channel Networks, State Channel Networks ve Virtual Channels kavramlarını ortaya koymuştur.

• 2019/02, durum kanallarının kavramı N-Party Kanallara genişletildi, Nitro bu fikir üzerine inşa edilen ilk protokoldür.

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

• 2020/03, Hydra Hızlı İzomorfik Kanallarını önerdi.

![Binlerce Derinlik Raporu: Off-chain Ölçeklenmeyi Kapsamlı Analiz])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ead28de03be9fc22dcfe3f679ee36bc5.webp(

)# 3.1.3 Teknik İlkeler

Durum kanallarının genel çalışma süreci:

1. Alice ve Bob, kişisel hesaplarından fonları zincir üzerindeki sözleşme adresine yatırarak, bu fonlar sözleşmede kilitlenir ve sadece kanal kapandığında kullanıcıya bakiye iade edilir; her iki taraf imzayı onayladıktan sonra, taraflar arasındaki durum kanalı resmen açılır.

2. Alice ve Bob, off-chain sınırsız sayıda işlem yapabilir, katılımcılar birbirleriyle şifreli imzalı mesajlar aracılığıyla iletişim kurar ###, blok zinciri ağıyla iletişim kurmak yerine (. Her iki kullanıcı da her işlem için imza atmak zorundadır, böylece çift harcama kötü niyetini önleyebilirler. Bu mesajlar aracılığıyla, hesap durumlarını güncellemeyi önerirler ve karşı tarafın önerdiği durum güncellemelerini kabul ederler.

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

![Tam Kapsamlı Derinlik Araştırması: Off-chain Ölçeklenmesini Kapsamlı Analiz])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad088ac016d75b1ae0b0eda699e74709.webp(

)# 3.1.4 Artılar ve Eksiler

Avantajlar:

• Anında işlem onayı
• Yüksek throughput
• Düşük işlem ücreti
• Gizliliği koruma

Dezavantajlar:

• Fonları kilitlemek gerekiyor
• Sürekli çevrimiçi izleme gereklidir
• Altyapı engeli yüksek
• Karmaşık işlemler gerçekleştirilemez
• 需要off-chain协调
• Çok taraflı iş birliğini destekleyemiyor

3.1.5 Uygulama

Bitcoin Lightning Network

Özet: Lightning Network, Bitcoin ağı için küçük ölçekli ödeme kanalıdır. Genel teknolojik evrimi, 2/2 çok imzalı tek yönlü ödeme kanalı oluşturma, RSMC eklenmesiyle çift yönlü ödeme kanalı oluşturma, ardından HTLC eklenmesiyle ödeme kanallarını çoklu ödemelere bağlama ve nihayetinde ödeme ağı olan Lightning Network'ü oluşturma aşamalarını içermektedir. Off-chain küçük ölçekli ödeme kanalları aracılığıyla, ardından aracılar yardımıyla bir işlem ağı oluşturularak Bitcoin ağı genişleme sorunları çözülebilir. Lightning Network'ün genel kullanımı, "depozito ### kanal oluşturma ( → Lightning Network işlemi ) kanal durumu güncelleme ( → geri ödeme/hesaplama ) kanal kapatma (" sürecini izlemektedir; teorik olarak Lightning Network, her saniye bir milyon işlem gerçekleştirebilir.

Zaman çizgisi:

• Şubat 2015'te, Joseph Poon ve Thaddeus Dryja Lightning Network beyaz kağıdının taslağını yayınladılar;
• 2016 yılında resmi beyaz kağıdı yayımladı ve Lightning Labs'ı kurdu;
• 15 Mart 2018'de, Lightning Labs ilk Lightning Network ana ağ sürümü Lightning Network Daemon )LND( 0.4 sürümünü yayımladı.
• 2021 yılının başında, Lightning Network'ün kamu kapasitesi )TVL( sadece yaklaşık 40 milyon dolar, yaklaşık 100 bin kullanıcı Lightning Network'u kullanıyordu.
• 2021 Haziran'ında El Salvador, Bitcoin'i yasal para birimi olarak benimsedi ve Eylül'de Lightning Network tabanlı Chivo cüzdanını duyurdu.
• 2022 yılında, Cash App ve OKX, Kraken, Bitfinex dahil 26 kripto para borsa platformu, Lightning Network'ü desteklediğini duyurarak BTC para yatırma, çekme ve transfer işlemlerinin anında ve ucuz şekilde yapılmasını sağladı.
• Ekim 2022'de, Lightning Labs Taproot'a dayalı yeni protokolü------Taro protocol)alpha versiyonunu( yayınladı, şu anda test ağında test edilmektedir, gelecekte Bitcoin ağı üzerinde varlıkları oluşturmak, göndermek ve almak için kullanılacak ve Lightning Network aracılığıyla anlık, büyük hacimli ve düşük maliyetli işlemleri gerçekleştirecektir.
• 23 Kasım 2022, 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 şu şekildedir: Temel BTC ağı --- çekirdek altyapı --- çeşitli Dapps.

Kritik altyapı şunları içerir

• Lightning Network çözümleri: Bireyler ve işletmeler, Lightning Network'e bağlanabilen yazılım programlarını çalıştırabilir. Pazar payı en yüksek olanı Lightning Labs'tır.
• Düğümler ve likidite hizmetleri: Kullanıcıların kendi düğümlerini bağımsız bir şekilde çalıştırmaları karmaşık olduğundan, kullanıcıların ışık ödemesi kanallarını yönetmelerine yardımcı olacak daha kullanıcı dostu bir arayüz sağlanmalıdır.

Temel altyapının üzerinde, kullanıcıların BTC alıp satmasına, Twitter'da BTC ile içerik oluşturuculara bahşiş vermesine ve Shopify tüccarlarının BTC kabul etmesine olanak tanıyan Strike gibi çeşitli ödeme ve finansal hizmetler ile uygulamalar bulunmaktadır.

2022 yılı Kasım ayı itibarıyla, Bitcoin Lightning Network tabanlı Dapps 20'den fazla kategori ve 100'den fazla uygulamaya yükselmiştir. Uygulama kategorileri arasında Bitcoin Lightning Network ödemeleri, cüzdanlar, nodo yönetimi, tarayıcı uzantıları, podcast'ler ve akış hizmetleri bulunmaktadır. Şu anda nodo altyapısı ile ilgili teknik temel katmanlar neredeyse olgunlaşmış durumda, cüzdan desteği artmakta, finansal hizmetler ve ödeme entegrasyonları devam etmekte, Lightning Network üzerinde daha fazla eğlence uygulaması inşa edilmektedir, Lightning Network ekosistemi hızla gelişmektedir.

![Binance Derinlik Raporu: Off-chain Ölçeklenebilirliğin Kapsamlı Analizi])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-815c5eb2bdba725e04eebe67b22d42aa.webp(

)## Ethereum Şimşek Ağı

Genel Bakış: Şimşek