Tam yığın paralelleştirme: Blok Zinciri ölçeklenebilirliğinde yeni ufukları keşfetmek

20 Haziran'da, yeni bir paralel EVM Layer1 projesi "Tam Yığın Paralelleşme" adlı bir beyaz kitap yayımladı. Bu kitap, blok zincirinin ölçeklenebilirliğini tam anlamıyla serbest bırakmayı ve merkeziyetsiz uygulamalar ((DApps)) için "tahmin edilebilir performans" sağlamayı amaçlıyor.

Öngörülebilir performans, DApp'lere öngörülebilir her saniye işlem hacmi (TPS) sağlamayı ifade eder ve bu bazı iş senaryoları için kritik öneme sahiptir. Kamu blok zincirinde dağıtılan DApp'ler genellikle diğer uygulamalarla hesaplama kaynakları ve depolama alanı için rekabet etmek zorundadır. Ağın tıkanması durumunda, bu işlem maliyetlerinin artmasına ve yürütme gecikmelerine yol açabilir, bu da DApp'in gelişimini ciddi şekilde kısıtlar. Kullanıcıların merkeziyetsiz anlık mesajlaşma yazılımını kullandığını hayal edin; altındaki blok zinciri ağındaki blok alanı diğer uygulamalar tarafından işgal edildiğinde, mesajların zamanında gönderilip alınamaması, kullanıcı deneyimi açısından felaket verici olabilir.

"Öngörülebilir performans" sorununu çözmek için yaygın bir uygulama, belirli bir uygulama için özel olarak tasarlanmış blok zincirleri kullanmaktır, yani uygulama zinciri (Appchain). Bu tür bir zincir, blok alanını belirli bir uygulama için özel olarak kullanır.

Ve bu proje yenilikçi bir şekilde Esnek Blok Alanı ( Elastic Block Space, EBS ) çözümünü önerdi. Esnek hesaplama konseptine dayanarak, protokol düzeyinde DApp ihtiyaçlarına göre blok kaynaklarını dinamik olarak ayarlayarak yüksek talep gören uygulamalara bağımsız genişleme blok alanı sağlar.

Bu makalede uygulama zinciri ve esnek blok alanı tanıtılacak ve her ikisinin avantajları ile dezavantajları karşılaştırılacaktır.

Uygulama Zinciri'nin Gelişim Süreci

Uygulama zinciri, tek bir DApp'i çalıştırmak için oluşturulan blok zinciridir. Geliştiriciler mevcut zincir üzerinde inşa etmezler, bunun yerine özel sanal makinelerle sıfırdan yeni bir zincir oluştururlar ve kullanıcı ile uygulama arasındaki etkileşimlerin işlemlerini gerçekleştirirler. Geliştiriciler, belirli tasarım ihtiyaçlarını karşılamak ve paylaşılan ağlardaki tıkanıklık, yüksek maliyet ve sabit işlev gibi sorunları çözmek için ağ yığınındaki konsensüs, ağ ve yürütme gibi unsurları özelleştirebilirler.

Uygulama zinciri yeni bir kavram değildir: Bazı tanınmış kripto para birimleri "dijital altın" olarak uygulama zinciri olarak değerlendirilebilir, bazı kalıcı depolama projeleri depolama uygulama zinciri olarak değerlendirilebilir, bazı veri kullanılabilirliği projeleri veri kullanılabilirliği sağlayan uygulama zinciri olarak değerlendirilebilir.

2016'dan itibaren, uygulama zinciri sadece tek bir blok zincirini değil, aynı zamanda birden fazla zincir biçimini de içermektedir; bu, birbirine bağlı birden fazla blok zincirinin oluşturduğu bir ekosistemi ifade eder. Başlıca temsilcileri arasında bir çapraz zincir ekosistemi ve bir paralel zincir ekosistemi bulunmaktadır. İlk olarak, çapraz zincir etkileşim sorununu çözmeye adanmıştır, yeni zincirlerin hızlı bir şekilde geliştirilip başlatılmasını sağlar ve engelsiz blok zinciri etkileşim protokolü tasarlamıştır; ikincisi ise mükemmel bir blok zinciri ölçeklendirme çözümü olmayı hedeflemektedir ve ekosistemindeki zincirler paralel zincir olarak adlandırılmakta, paylaşım güvenliğini teşvik etmekte ve farklı paralel zincirler arasında kesişen konsensüs bilgisi iletişimi sağlanmaktadır.

2020 yılının sonlarında, belirli bir ana akım blok zinciri genişletme araştırması yan zincirler, alt ağlar ve Layer2 Rollups gibi çözümlere odaklanırken, uygulama zincirleri de ilgili biçimlerde türemiştir. Belirli bir tanınmış yan zincir projesi ve belirli bir alt ağ projesi, yan zincir veya alt ağın deneyimini ve performansını artırarak genel hizmet kapasitesini yükseltmiştir. Layer2 Rollups ise modüler yığın biçiminde uygulama zincirlerini desteklemektedir; belirli bir tanınmış Rollup çerçevesi ve belirli bir yeni gelişen Rollup geliştirme aracı birçok proje tarafından tercih edilmektedir. Layer2 Rollups çözümü, belirli bir ana akım blok zincirinin işlem hacmini ve ölçeklenebilirliğini artırmayı, artan işlem taleplerini karşılamayı ve daha geniş bir etkileşim sağlama amacını gütmektedir.

Şu anda, birçok uygulama çapraz platform uygulama zincirinde inşa edilmiştir. Örneğin, bir tanınmış oyun projesi 2021'in başlarında yan zincirini piyasaya sürdü; bir oyun projesi 2021'in sonunda belirli bir kamu zincirinin alt ağına taşınacağını duyurdu; bir DeFi projesi 2021'in Kasım ayında belirli bir ekosistem üzerine inşa edilmiş uygulama zincirini tanıttı; bir türev ticaret platformu 2022'nin ortalarında V4 sürümünün belirli bir ekosistem teknolojisi kullanarak bağımsız uygulama zinciri oluşturacağını açıkladı; bir altyapı projesi 2023'te Web3 ekosistem uygulama geliştirmeye yönelik altyapı uygulama zincirini başlattı ve zengin bir ticarileşme protokol katmanını içeriyor.

Uygulama Zincirinin Avantajları ve Dezavantajları

Uygulama zinciri, temel Layer1'e bağlı kalmadan, çalışan ana hak blok zincirinin tüm gücünü elde ediyor, bu ikili bir kılıç.

Avantajların başlıca üç noktası var:

1. Egemenlik: Uygulama zinciri, kendi yönetim planı aracılığıyla sorunları çözebilir, projelerin bağımsızlık ve özerkliğini koruyabilir, dış müdahaleleri önleyebilir;

2. Performans: Uygulamanın ihtiyaç duyduğu düşük gecikme süresi ve yüksek throughput'u karşılamak, iyi bir kullanıcı deneyimi sağlamak ve DApp'in gerçek çalışma verimliliğini artırmak;

3. Özelleştirilebilirlik: Geliştiriciler ihtiyaçlara göre zincir oluşturabilir, hatta ekosistem yaratabilir ve esnek bir evrim yolu sunabilir.

Dezavantajların da üç noktası var:

1. Güvenlik Sorunları: Uygulama zinciri güvenlikten kendisi sorumludur, düğüm sayısını dengelemek, konsensüs mekanizmasını sürdürmek, stake risklerinden kaçınmak gibi, ağ nispeten güvensizdir;

2. Kapsayıcı Zincir Sorunu: Bağımsız bir blok olarak diğer zincirlerle ( uygulamalarının ) birlikte çalışabilirliğinden yoksundur ve kapsayıcı zincir zorlukları ile karşı karşıyadır. Kapsayıcı zincir protokollerinin entegrasyonu ise riskleri artırır;

3. Maliyet Sorunu: Ekstra büyük miktarda altyapı inşa edilmesi gerekiyor, bu da büyük maliyetler ve mühendislik sürelerine mal oluyor. Ayrıca düğümlerin işletim ve bakım maliyetlerini de içeriyor.

Yeni kurulan şirketler için uygulama zincirinin dezavantajları, DApp'lerin çalışmasını büyük ölçüde etkiler. Çoğu yeni kurulan ekip, güvenlik ve çapraz zincir sorunlarını iyi bir şekilde çözememekte ve yüksek maliyetler nedeniyle vazgeçmektedir. Ancak öngörülebilir performans, belirli DApp'ler için zorunlu bir ihtiyaçtır, bu nedenle piyasa, Layer1 seviyesinde öngörülebilir performans çözümlerine acil ihtiyaç duymaktadır.

Esnek Blok Alanı

Web2'de, esnek hesaplama yaygın bir bulut bilişim modelidir ve sistemin dinamik olarak hesaplama, bellek ve depolama kaynaklarını değişen talebe göre ayarlamasına olanak tanır; bu sayede yüksek kullanım zirvelerinin kapasite planlaması ve mühendislik tasarımı konusunda endişelenmeye gerek kalmaz.

Esnek blok alanı, ağ tıkanıklığı seviyesine göre otomatik olarak blokların barındırdığı işlem sayısını ayarlar. Eğer blok zinciri ağı esnek hesaplama ile belirli uygulama işlemlerine istikrarlı blok alanı ve TPS garantisi sağlarsa, "tahmin edilebilir performans" sağlanmış olur.

Bazı ünlü araştırma kuruluşları benzer bir "esnek dinamik genişleme" kavramını ortaya koymuş, bunun DApp'lerin büyük ölçekli benimsenmesini desteklemenin kaçınılmaz yolu olduğunu düşünmektedir. Gelecek 1-3 yıl içinde aşağıdaki teknik gelişmelerin ortaya çıkacağı öngörülmektedir:

1. İlk Aşama: Doğrulayıcı düğüm düzeyinde yatay ölçeklenebilirlik;
2. İkinci aşama: Blok zinciri düzeyinde statik genişleme;
3. Üçüncü aşama: Zincir seviyesinde dinamik yatay genişleme.

Ve bu proje gerçekten bu kavramı hayata geçirerek, ilk aşamanın "doğrulama düğümlerinin yatay ölçeklenmesini nasıl koordine edeceği" temel sorununu çözdü. Ağdaki protokoller büyüdüğünde, abonelik esnek blok alanı kullanıcıları ve işlem hacminin artışını işleyebilir. Esnek blok alanı, yüksek işlem talebine sahip DApp'lere bağımsız blok alanı sağlayarak, büyüdüklerinde ölçeklenmelerine olanak tanır. Temel olarak, blok alanı, her blokta depolanabilecek veri miktarını belirler ve bu, işlem hacmini doğrudan etkiler. DApp'ler talep patlaması yaşadığında, abonelik esnek blok alanı artan yükü verimli bir şekilde işleyerek, temel blok zincirini etkilemeden çalışabilir.

Esnek hesaplama, "gerçek zamanlı esneklik" ve "gerçek zamanlı olmayan esneklik" olarak ikiye ayrılır; ilki, dakika seviyesinde yanıt verme kapasitesini artırmayı ifade ederken, ikincisi belirli bir zaman dilimi içinde yanıt verme kapasitesini artırmayı ifade eder. Bu proje, ağın genişlemeye ihtiyaç duyduğunu tespit ettiğinde bir öneri başlatan "gerçek zamanlı olmayan esneklik" yöntemini benimsemektedir; bir veya daha fazla epoch sonra, tüm ağın doğrulama düğümleri genişlemeyi tamamlar ve diğer doğrulayıcıların meydan okuması için kanıt sunar.

Bu projenin tasarımı, dağıtık veritabanı konseptinden esinlenmiştir ve blok zinciri parçalama teknolojisinin bir devamıdır. "Hesaplama parçalama" açısından uygulama trafik taleplerini genişleterek "parçalar arası işlem" sorununu önler ve geliştiricilerin ve kullanıcıların deneyimini çok fazla değiştirmeden sağlar. Aynı zamanda, uygulanması daha kolay olan "gerçek zamanlı olmayan elastik" yaklaşımını benimseyerek, çoğu DApp'in gerçek ihtiyaçlarını karşılarken uygulama yeteneğini artırır.

Dikkate değer bir nokta, esnek blok alanının, yatay olarak Blok Zinciri performansını artırma çözümü olarak, "işlemlerin paralel hale getirilebilmesi" şartına bağlı olduğudur. Yalnızca işlem paralelliğini artırarak, verimliliği artırmak için düğüm kaynaklarının yatay olarak genişletilmesi gerekmektedir.

Belirli bir ana akım halka açık zincir gibi Layer1'de, işlem sıralaması doğrudan bir performans darboğazıdır, blok boyutu değişken Gas limit ile sınırlıdır ( üst sınır 30.000.000 gas ), sadece Layer2 ölçeklendirme çözümü aramak mümkündür.

Ancak yüksek performanslı bir genel blok zinciri gibi Layer1'ler, işlem paralel yürütmesini desteklese de, yatay ölçeklenebilirliği sağlasa da, yüksek talep dönemlerinde DApp'lerin "öngörülebilir performans" sorununu çözememektedir. Bu blok zinciri, "yerel ücret pazarı" çözümü ile tekil talep işlemlerinin kıt blok alanını tekelleştirmesini önler, kısa vadeli ücreti artışını sınırlar ve ani talep zirvelerinin olumsuz etkilerini hafifletir. Örneğin, NFT basım döneminde, basımcı her bir hesabın hesaplama birimi (CU) kısıtlamasını hızla tüketir, sonraki işlemler sınırlı alanda işlenebilmek için öncelik ücretini artırmak zorundadır.

Projenin, esnek blok alanı aracılığıyla işlem talebindeki artışa yanıt verdiği söylenebilir, "yerel ücret piyasası" kavramını daha da genişletti, sadece DApp'in "tahmin edilebilir performansını" sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda ağ genelinde ücret artışını ve tıkanıklığı önleyerek iki ayrı fayda sağladı.

Özet

Uygulama zinciri veya esnek blok alanı olsun, her ikisi de temelde farklı DApp'lerin blok zinciri performans gereksinimleri arasındaki farkları çözme meselesidir, yani "öngörülebilir performans" sorunu. İki çözüm arasında bir üstünlük yoktur, sadece uygunluk farkı vardır. Bu, "şişman protokol teorisi"ni hatırlatıyor - 2016'da ortaya atılan bir teori, kripto protokollerinin, üzerinde inşa ettikleri uygulamalardan daha fazla toplu değer nasıl yakalayabileceğini araştırıyor.

Uygulama zinciri aslında ince bir protokoldür, özellikle Layer1 modüler mimari benimsendiğinde, protokol katmanı tamamen uygulama katmanı tarafından özelleştirilir. Bu, uygulamalara daha iyi bir değer biriktirme mekanizması sağlasa da, aynı zamanda yüksek maliyetler ve sınırlı güvenlik getirir.

Esnek blok alanı aslında şişman protokoldür, bu da alt katman Layer1 protokol katmanının genişletme işlevidir. Bu, "öngörülebilir performans" katılımcılarının giriş eşiğini etkili bir şekilde düşürürken, protokol uygulama değerini yakalayabilir ve olumlu bir geri bildirim döngüsü oluşturabilir.