Vatansız Müşteriler: Ethereum'un Merkezi Olmamaya Giden Yolu

Yazar: YQ, AltLayer'ın kurucusu; Çeviri: Golden Finance cryptonaitive

Ethereum kullanımı arttıkça, tam düğüm çalıştırmak daha fazla kaynak ve bant genişliği gerektirir. Bu, giderek daha az sayıda insanın tam düğümleri çalıştırabilmesine ve ağın daha az merkezi olmayan hale gelmesine neden olur. Ek olarak Ethereum, işlem talebi arttıkça ölçeklenme konusunda zorluklarla karşı karşıya kalıyor ve bu da ağ tıkanıklığına ve yüksek gas ücretlerine yol açıyor.

Vitalik'in 2017'de önerdiği vatansız istemci, Ethereum'un karşılaştığı merkeziyetsizlik sorunlarına potansiyel bir çözüm sunuyor. Durum bilgisi olmayan bir istemcinin temel fikri, tam bir düğümü çalıştırmak için gereken depolama ve bant genişliği gereksinimlerini azaltarak daha fazla kişinin katılımını sağlamak ve ağı merkezi olmayan hale getirmektir. Bu makale, vatansız müşterilerin nasıl çalıştığına ve bunların potansiyel avantaj ve dezavantajlarına derinlemesine bir bakış sunacaktır.

Ethereum durumu nedir?

Vatansız istemcileri anlamak için öncelikle Ethereum'daki "durum" kavramını anlamamız gerekir. Ethereum'un durumu, Ethereum dünyasındaki tüm hesapların, sözleşmelerin, bakiyelerin, nonce'ların ve depolamanın mevcut durumunu ifade eder. Belirli bir zamanda Ethereum ağıyla ilgili tüm bilgileri saklayan bir veritabanı olarak düşünülebilir.

Durum, esasen anahtar/değer çiftlerini depolamak için kullanılan değiştirilmiş bir Merkle ağacı olan Merkle Patricia trie biçiminde kalıcı hale getirilir. Trie'nin kök karması tüm durumu özetler. Her yeni blokta durum o bloktaki işlemlere göre güncellenir. Yeni durum kök karması blok başlığına dahil edilir.

Zamanla daha fazla hesap, sözleşme ve işlem eklendikçe Ethereum'un durumu giderek büyüdü. Şu anda eyaletin boyutu 1 TB'ı aşıyor ve her yıl onlarca GB ekleniyor. Bu büyüyen devlet, ademi merkeziyetçilik sorununun temel nedenidir.

Devletin büyümesi neden sorunlara neden oluyor?

Ethereum durum büyüklüğündeki artış bazı önemli sorunlara yol açtı:

● Yeni düğümler için uzun senkronizasyon süresi - Yeni düğümlerin tüm geçmiş durum değişikliklerini senkronize etmesi uzun zaman alır. Bu, yeni tam düğümleri çalıştırmanın zorluğunu artırarak merkeziyetsizliği engeller. Yeni düğümlerin oluşum bloğundan en son duruma senkronize edilmesi şu anda birkaç gün hatta haftalar alıyor; bu da tüketici donanımı için yeni düğümlerin etkili bir şekilde başlatılması ve daha fazla katılımcının ağa katılmasına izin verilmesinin önünde büyük bir engel oluşturuyor.

● Artan donanım gereksinimleri – Daha büyük durumlar; depolama, erişim ve güncelleme için daha fazla depolama, bellek ve işlem gücü gerektirir. Bu, daha az kaynağa sahip kullanıcıların düğümleri çalıştırmasını imkansız hale getirir. Tamamen senkronize edilmiş bir Ethereum düğümünü çalıştırmak artık en az 1-2 TB kapasiteli bir SSD gerektiriyor. Bu, birçok potansiyel düğüm operatörünün erişemeyeceği bir durumdur.

● Artan bant genişliği kullanımı – yeni bir bloğun yayını aynı zamanda daha fazla bant genişliği gerektiren güncellenmiş durumu da içermelidir. Bu, düğüm operatörlerinin maliyetlerini artırır. Şu anda devlet çoğu blok yayına hakim olduğundan blok boyutları büyümeye devam ediyor. Daha fazla bant genişliği, düğüm operatörleri için daha yüksek maliyetler anlamına gelir.

● Yavaşlatılmış blok doğrulaması – Daha büyük durumların okunması ve güncellenmesi, blok doğrulamasını yavaşlatır ve işlem verimini sınırlandırır. Her işlem, bakiyeleri, tek seferlik durumları, sözleşme durumunu vb. güncellemek için depolama alanında birden fazla okuma ve yazma işlemi gerektirir. Daha büyük durum, blok başına daha fazla okuma/yazma anlamına gelir ve saniyede işlenebilecek işlem sayısı azalır.

● Kalıcı depolama maliyeti – Veriler duruma eklendikten sonra kalıcı olarak saklanmalıdır. Bu sınırsız durumun büyümesine neden olur. Şu anda eski ve kullanılmayan durum verilerini proaktif olarak silmeye yönelik bir mekanizma bulunmamaktadır. Bu nedenle Ethereum çalışmaya devam ettiği sürece devlet tutma maliyetleri süresiz olarak artacaktır.

Durum bilgisi olmayan istemci nedir?

Durum bilgisi olmayan istemciler, tam Ethereum durumuna erişmeye gerek kalmadan yeni blokları doğrulamanın bir yolunu sağlar. Belirli durum verilerine ihtiyaç duymadan bir bloktaki durum değişikliklerinin geçerliliğini kanıtlamak için "tanık" adı verilen kriptografik kanıtları kullanırlar.

Durum bilgisi olmayan istemci şu şekilde çalışır:

  1. İstemci, durum verilerinin tamamını değil, yalnızca blok başlığını ve durum kökünü saklar. Blok başlığı, bloğun işlenmesinden sonraki durum üçlüsünün kök karması gibi meta verileri içerir.

  2. Yeni bir bloğu doğrularken müşteri blokla birlikte bir "tanık" alır. Bu tanık, işlemdeki belirli bir durum güncellemesinin geçerli olduğunu kanıtlayan bir dizi Merkle kanıtıdır.

  3. Tanık, işlemleri gerçekleştirmek için kullanılan belirli durum değerinin Merkle kanıtını içerir. Örneğin, hesap bakiyeleri veya sözleşme depolama alanındaki güncellemeler.

  4. Müşteri, işlem çiftinin bilinen son durum kökünün geçerliliğini sağlamak için tanık kullanır. Kanıt, durum değişikliğinin önceki kökle eşleştiğini doğrular.

  5. Geçerliyse istemci, blok başlığında sağlanan yeni durum köküne güncellenir. Bu yeni durum kökü bir sonraki bloğu doğrulamak için kullanılacaktır.

Durum bilgisi olmayan istemciler, tüm durumu yerel olarak depolamak yerine durumu doğrulamak için tanıklar kullanarak çeşitli avantajlar elde eder:

● Çok hızlı senkronizasyon süreleri – geçmiş durum değişikliklerini tam olarak senkronize etmeye gerek yoktur. Durum bilgisi olmayan istemciler yalnızca blok başlıklarına ihtiyaç duyarak neredeyse anında senkronizasyon gerçekleştirebilir.

● Düşük depolama gereksinimleri - durum kökü yalnızca 32 bayttır. Yüzlerce gigabaytlık durum yerine yalnızca blok başlıklarına ihtiyaç vardır.

● Daha az bant genişliği kullanımı - tam durum yerine yalnızca blok başlıkları ve tanıklar iletilir. Bant genişliği kullanımı en aza indirilir.

● Hızlı doğrulama - tanıklar ilgili durumların yalnızca küçük bir alt kümesini içerir. Yalnızca güncellenen hesapların/mağazaların yararlı olduğu kanıtlanmıştır.

● Hafif istemcileri kolayca destekleyin – Hafif istemciler provaları kolayca doğrulayabilir. Hafif istemci modeli durum bilgisi olmayan doğrulamayla oldukça uyumludur.

Vatansız müşterilerin karşılaştığı zorluklar

Vatansız müşteriler bazı önemli faydalar sağlarken, aynı zamanda bazı önemli teknik zorluklar da vardır:

● Tanık boyutu—tanıklar verimli bir şekilde iletilemeyecek kadar büyük olabilir. Tam Merkle kanıtlarının kullanılması durumunda blok boyutu sınırını aşabilirler.

● Tanık oluşturma - En uygun tanıkları oluşturmak, blok önerenler için karmaşıktır. Teklif sahibinin her işlemi doğrulamak için doğru kanıt parçalarını toplaması gerekir.

● Tanık teşviki yok – Tanık sağlamanın doğrudan bir ödülü yoktur. Madenciliğin aksine tanıkların yaratılmasına yönelik yerleşik bir teşvik yoktur.

● Geçici veriler—tanıklar belirli bir zamanda durumu kanıtlarlar ve yeniden oluşturulmaları gerekir. Tanıklar durum gelişimi sırasında tekrar kullanılamaz.

● Durum depolama – Birinin tanık oluşturmak için hâlâ tam durumu koruması gerekiyor. Durum bilgisi olmayan doğrulama, durum bilgisi olan tanık oluşturmaya dayanır.

● Karmaşık uygulamalar - Bazı sözleşmeler daha büyük durum alt kümelerine dayanabilir ve bu da tanığın şişirilmesine neden olabilir. Örneğin, işlem başına birçok depolama yuvasını güncelleyen bir sözleşme.

Muhtemel çözümler

Araştırmacılar bu zorlukların üstesinden gelmek için çeşitli çözümler önerdiler:

● Verkle ağacı – tanık boyutunu azaltmak için kullanılan özel bir veri yapısı. Verkle ağaçları, kanıt boyutunu en aza indirmek için kısa kriptografik taahhütler kullanır.

● Tanık önbelleği - Teklif sahipleri, yeniden kullanmak üzere en son tanıkları saklayabilir. Önbelleğe alma, oluşturma maliyetinin amortismana tabi tutulabileceği açısından tekrar faydalı olabilir.

● Protokol teşvikleri – yararlı tanıklar için bir ödül mekanizması sağlar. Yeni teşvik yapıları tanık yaratma ihtiyacını telafi edebilir.

● Ara durum kökleri – Kanıtların yeniden üretilmesini önlemek için kökleri zaman içinde izleyin. Kökün bazı kısımlarının bakımı, tanık parçaların yeniden kullanılmasına olanak tanır.

● Koşullu Kira – Kullanılmayan durumu budayarak, durumu zaman içinde korumak için ödeme yapılmasını gerektirir. Kira, prova boyutunu sınırlamak için eski depolama alanının temizlenmesini zorunlu kılar.

● Bölümlendirilmiş tanık modeli – teklif verenler ve doğrulayıcılar arasında bölünmüş durum işleme. Bir dizi özel teklif veren düğüm tanıklar oluşturur.

Bu yaklaşımlar arasında ödünleşimler vardır ve en uygun uygulamayı keşfetmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Neyse ki, sıfır bilgi kriptografisindeki hızlı yenilikler verimli vatansız istemciler için yeni olanaklara yol açabilir.

Potansiyel etki

Teknik engellerin üstesinden gelinebilirse vatansız müşteriler Ethereum'un büyümesini önemli ölçüde artırabilir:

● Daha yüksek işlem hacmini desteklemek için daha hızlı senkronizasyon ve doğrulama. Durum bilgisi olmayan doğrulama, blok işlemeyi büyük ölçüde hızlandıracaktır.

● Düğümleri çalıştırmak ve merkezi olmayan yönetimi geliştirmek için gereken kaynakları azaltın. Dizüstü bilgisayarlar ve amatörler gerçekçi bir şekilde tam düğümleri çalıştırabilir.

● Mobil cüzdanlar gibi hafif istemciler için daha iyi destek. Durum kanıtı, hafif istemci modeliyle oldukça uyumludur.

● Parçalamayı daha sorunsuz bir şekilde başlatın ve parçalar arasında durum bilgisi olmayan doğrulama gerçekleştirin. Parçalar arası işlemler verimli durum kanıtlarından yararlanabilir.

● Artık kullanışlı olmayan eski durum verilerini silme ve budama yeteneği. Devletin büyümesi süresiz olarak büyümek yerine aktif olarak yönetilebilir.

● Düğüm operatörlerinin durumu ihtiyaçlara göre daha esnek bir şekilde özelleştirme yeteneği. Düğümler, kullanım senaryolarına göre durum saklama politikalarını özelleştirebilir.

● Bilgi işlem ve bant genişliğinin depolamadan daha önemli olduğu bir modele geçiş. Mimari, daha bulut dostu modellere doğru değişiyor.

DDoS saldırılarına karşı artan güvenlik açığı ve yalnızca birkaç düğüm operatörünün blockchain geçmişini güvenilir bir şekilde saklaması gibi potansiyel riskler de vardır. Ancak kriptografik kanıtlar bu riskleri azaltabilir. Genel olarak vatansız istemciler, Ethereum'un mevcut sınırlamalarının üstesinden gelmenin en umut verici yollarından biridir.

Sonuç olarak

Benimseme arttıkça Ethereum'un büyüyen devlet boyutu, merkezi olmayan yönetim için bir zorluk teşkil ediyor. Durum bilgisi olmayan istemciler, düğümlerin tam blockchain durumuna ihtiyaç duymadan işlemleri doğrulamasını sağlayarak bir çözüm sunar. Bu, sonunda cep telefonlarının Ethereum düğümlerini çalıştırmasına olanak tanıyarak ademi merkeziyetçiliği büyük ölçüde artırabilir.

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
  • Comment
  • Share
Comment
0/400
No comments
  • 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)