Güven ve güvenlik, blok zinciri teknolojisi için hayati önem taşır ve Bizans hata toleransı (BFT) mutabakat mekanizması, bir blok zincirinin güvenliğinin merkezinde yer alır.
BFT, bazı ağ katılımcıları güvenilmez veya kötü niyetli olsa bile blok zincirlerinin çalışmaya devam etmesini sağlar. Peki BFT nedir, nasıl çalışır ve blockchain teknolojisi için neden bu kadar önemlidir?
Bizans Hata Toleransı Nedir?
Bizans hata toleransı, bir ağ veya sistemin bazı bileşenler arızalı veya arızalı olsa bile çalışmaya devam etme yeteneğini ifade eder.
Bir BFT sistemiyle, blockchain ağları, çoğu ağ katılımcısı güvenilir ve orijinal olduğu sürece çalışmaya veya planlanan eylemleri uygulamaya devam eder. Bu, blockchain ağındaki düğümlerin yarısından veya üçte ikisinden fazlasının bir işlemi doğrulamayı ve bloğa eklemeyi kabul etmesi gerektiği anlamına gelir.
Güvenliği ihlal edilmiş düğümlerin Bizans hataya dayanıklı bir blok zincirinde kötülüğe neden olması için çoğunlukta olmaları gerekir. Bu kötülük, çifte harcama şeklinde olabilir. %51 saldırı, A Sybil saldırısı, ve benzeri.
Blockchain teknolojisindeki Bizans hata toleransı, Leslie Lamport, Marshall Pease ve Robert Shostak'ın öncülüğünü yaptığı Bizans genel sorunundan kaynaklanmaktadır. Bu kavram, kopyası olan bir makale yayınladıklarında öne çıktı. Microsoft tarafından barındırılan, "Bizans Generalleri Sorunu" (PDF)1982'de.
Lamport, Pease ve Shostak, Bizans ordusundan bir grup generalin bir düşman şehrinin dışında kamp kurmasını anlatıyor. Her generalin kendi ordusu vardı ve iletişim kurması ve saldırı ya da geri çekilme konusunda oybirliğiyle karar vermesi gerekiyordu.
Sorun, bazı uzlaşmacı generaller arasında ortak bir eylem yürütmekti. Bu ikilem, Bizans hatası olarak adlandırıldı ve bir sistem bu sorunu başarıyla çözdüğünde, Bizans hatasına dayanıklı olduğu söyleniyor.
Bizans hataya dayanıklı konsepti daha sonra kripto para blok zinciri ağına uygulandı. Kripto alanında generaller, kripto işlemlerini doğrulayan düğümlerdir.
Bizans Fay Toleransı Nasıl Çalışır?
Merkezi olmayan ağlar, mutabakat kuralları veya protokolleri aracılığıyla Bizans hata toleransını uygular. Ağdaki tüm düğümler, işlemlerin doğrulanmasına ve işlenmesine katılmak istiyorlarsa bu protokollere veya algoritmalara uymalıdır.
Bir işlemin doğrulanması, işlenmesi ve büyüyen bir bloğa eklenmesi için çoğu düğümün, ağın mutabakat algoritması aracılığıyla işlemin gerçek olduğunu kabul etmesi gerekir. Bitcoin, Ethereum ve diğer çalışma kanıtı (PoW) ve kanıt kanıtı (PoS) blok zincirleri, BFT algoritmalarını kullanır.
PoW mutabakat algoritmasında, ağdaki madenciler işlemleri kaydeden blokları doğrulamak ve üretmek için kriptografik bulmacaları çözer. Önce bulmacaları çözen madenci, işlemi büyüyen bloğa ekleme ve blok ödülünü kazanma hakkını kazanır. Ancak madenci, bloğu eklemek için bulmacayı çözdüğüne dair kanıt yayınlamalıdır.
PoW blok zincirlerindeki madencilik süreci, pahalı bilgisayarlar veya madencilik teçhizatları gerektirir. Bu yüksek maliyet, diğer katılımcılar bunu reddedeceği için madencileri yanlış bilgi paylaşmaktan caydırır. Ayrıca kötü niyetli aktörlerin sistemdeki çoğu düğümün kontrolünü ele geçirme olasılığını da azaltır.
Bu arada, PoS mutabakat mekanizması ile, belirli bir miktarda kripto jetonunu stake edin işlemi doğrulama hakkını kazanmak için. Ardından, ağ protokolü sizi seçerse, işlemi büyüyen bloğa ekleyebilir ve blok ödülünü kazanabilirsiniz.
PoS sistemleri Bizans arızalarını farklı yöntemler kullanarak çözmektedir. Örneğin Ethereum, bloklar üzerinde fikir birliğine varmak için düğümlerin en az üçte ikisini gerektiren Casper algoritmasını kullanır. Nihayetinde, PoS sistemleri, eklenmeden önce çoğu düğümün bloklar üzerinde anlaşmaya varmasına ihtiyaç duyar.
Bu blok zincirleri, azınlıktaki fikir birliği ile aynı fikirde olmayan düğümlere direnmek için BFT konsensüs algoritmalarını kullanır. Bu şekilde, blockchain ağı, hatalı veya dürüst olmayan işlemleri reddederek işlevine devam edebilir.
Blockchain Teknolojisinde Bizans Hata Toleransının Rolü
Blockchain teknolojisi şu nedenlerden dolayı Bizans hata toleransına dayanır:
- BFT, bazı uyuşmayan düğümlerde bile blockchain ağını sürekli olarak çalışır durumda tutar.
- %51 saldırısı (veya Sybil saldırıları) veya çifte harcama şeklinde gelebilecek kötülükleri önleyerek ağı güvende tutar.
Bizans Hata Toleransının Sınırlamaları
Bizans hata toleransı, blockchain endüstrisine muazzam faydalar sağlamıştır. Bununla birlikte, sistem, özellikle pratik Bizans hataya dayanıklı konsensüs algoritması (pBFT) olmak üzere hala sorunlar yaşıyor.
Pratik Bizans hata toleransı, orijinal Bizans hata toleransının optimize edilmiş bir şeklidir. pBFT, birincil lider düğüm ve diğer yedek düğümlerden oluşan eşzamansız bir sistem aracılığıyla çalışır. Bu sistemde, kötü amaçlı düğümler, dürüst düğümlerden fazla olamaz, genellikle üçte bire kadar olamaz. Düğümler, çoğu düğümün (dürüst olanlar) ağın durumu üzerinde hemfikir olmasını sağlamak için her zaman birbirleriyle iletişim kurar.
pBFT'nin bazı sınırlamaları aşağıdakileri içerir:
- Yüksek İletişim: Sistemin işlevsel kalması için düğümler arasında artırılmış iletişim gerekir. Bu süreç zaman alıcıdır ve ölçeklenebilirlik sorunlarına yol açar.
- Ölçeklenebilirlik Sorunları: pBFT, özellikle çok kapsamlı ağlarda ölçeklenebilirlikle ilgili sorunlar yaşar.
- Düşük Güvenlik: pBFT, ağdaki bir düğümün ağa hükmetmek ve kötü niyete neden olmak için diğer düğümlerin %51'i gibi davrandığı Sybil saldırılarına eğilimlidir.
Altı Popüler BFT Blockchain Tabanlı Platform
İşte Bizans hata toleransı mekanizmalarını entegre eden bazı blok zincirleri.
1. Bitcoin
Bitcoin, iş kanıtı konsensüs protokolü aracılığıyla Bizans hata toleransını ağına dahil eder. Blok zincirinin PoW mutabakat algoritması, blok zincirindeki tüm düğümlerin veri yapısını, blok boyutunu, blok zaman damgasını, blok başlığı karmasını ve her verideki ilk işlemi kontrol etmesini zorunlu kılar. Veri hashing adı verilen bu işlem, hesaplama gücü kullanır.
2. Ethereum
Daha önce PoW kullanan, Ethereum blok zinciri bir PoS sistemine geçiş yaptı Bizans sorunlarını çözen. Ağ doğrulayıcıları, Ether belirteçlerini paylaştırır ve protokol, işlemleri işlemek, blokları doğrulamak ve bir zincirin başına oy vermek için dürüst doğrulayıcıları seçer. Protokol, bahisçileri dürüst olmaya zorlayarak ağa saldırmayı engelleyici derecede pahalı hale getiriyor.
3. EOS
EOSIO blok zinciri, eşzamansız bir bizans hatasına dayanıklı (aBFT) katmanı ve yetkilendirilmiş bir pay ispatı (DPoS) katmanı aracılığıyla bir fikir birliğine ulaşır. aBFT katmanı, son geri döndürülemez blok (LIB) olana kadar her işlem bloğunu onaylar. DPoS katmanı daha sonra LIB'yi nihai, geri döndürülemez blok olarak onaylar.
4. dalgalanma
Ripple, PoW veya PoS mutabakat mekanizmalarını kullanmaz. Bunun yerine, hataya dayanıklı bir Bizans konsensüs mekanizması olan XRP Ledger Consensus Protocol'ü kullanır. Güvenilmeyen doğrulayıcılar, toplam doğrulayıcıların %20'sinden azsa blok zinciri normal şekilde çalışmaya devam eder. Bu sistem, çifte harcamayı önler ve blok zinciri bütünlüğünü geliştirir.
5. kadena
Kadena, blokları onaylamak için ScalableBFT mutabakat mekanizması kullanır. Blok zinciri, Bitcoin'in PoW sistemini, merkezi olmayan çoklu paralel blok zinciri mutabakatını değiştirerek birleştirir. enerji açısından verimli, ölçeklenebilir ve güvenli olan ve Bitcoin'inkinden çok daha gelişmiş bir çıktı sağlayan mekanizmalar sistem. "Chainweb" adı verilen bu kurulum, Kadena'nın aynı anda çalışan 20 zincirle saniyede 480.000'e kadar işlem (TPS) gerçekleştirmesine olanak tanır.
6. Nisap
Quorum kripto sistemi için mutabakat mekanizması, İstanbul Bizans hata toleransı (IBFT) mutabakat mekanizmasıdır. QuorumChain, oylama haklarını bir düğüm havuzuna (doğrulayıcılar) devreder; bir düğüm, diğer düğümler bloğu doğrularken blok onayını başlatmak için teklif sahibi yapılır. Havuzdaki düğümlerin 1/3'ünden fazlası hatalı davranırsa blok eklenmeyecektir.
Bizans Fay Toleransının Geleceği Parlak
Kripto para birimleri ve blockchain teknolojisi var olmaya devam ettiği sürece, Bizans hata toleransı ve diğer mutabakat mekanizmaları da devam edecektir. Bununla birlikte, bu mekanizmalar muhtemelen gelişmeye devam edecektir.
Başlangıçta Ethereum, BFT'yi PoW kullanarak entegre etti, ancak Ethereum PoW'dan PoS'a geçti ve BFT algoritmasını güncelledi. Aynı şekilde, zamanla daha yeni ve daha iyi sistemler görmeye devam edeceksiniz. Unutmayın, kripto alanı sürekli gelişiyor.
