Blok zinciri ağ tıkanıklığı nedir?

Bybit TR, Türkiye’de sektöre katkı sunmak için blok zinciri ve Web3’teki son trendleri ele aldığı seride “Blok Zinciri Ağ Tıkanıklığı Nedir?” konusuna yer veriyor.

Ağ tıkanıklığı, bir blok zinciri ağına gönderilen işlem sayısının, ağın bu işlemleri işleme kapasitesini aşması durumunda ortaya çıkar. Bu durum, piyasa dalgalanmaları gibi dış faktörlerin yanı sıra, blok boyutu ve blok süresi gibi ağın kendi teknik özelliklerinden de etkilenir. Konunun detaylarına geçmeden önce, blokların blok zincirine nasıl eklendiğini anlamak önemlidir.

BLOK ZİNCİRİ TEKNOLOJİSİ NASIL ÇALIŞIR?

Blok zinciri, her biri kullanıcılar tarafından oluşturulan işlem verilerini barındıran bloklardan oluşan bir zincirdir. Zincire eklenen her yeni blok kalıcıdır ve değiştirilemez.

Bu bloklar, her biri blok zincirinin bir kopyasını tutan, merkeziyetsiz bir düğüm (node) ağı üzerinden yayılır. Kriptografi ve oyun teorisi ile güvence altına alınan bu yapı, Bitcoin ve Ethereum gibi kripto paraların temelini oluşturur.

Bir blok zinciri ağının neden tıkanabileceğini anlamak için öncelikle şu temel kavramlara göz atmamız gerekir: mempool, aday bloklar, kesinleşme (finality) ve “en uzun zincir” ilkesi.

MEMPOOL NEDİR?

Mempool, henüz onaylanmamış ve bir sonraki bloğa eklenmeyi bekleyen işlemlerin toplandığı alandır. Örneğin, Bitcoin ağında bir işlem yayınlandığında, bu işlem hemen blok zincirine eklenmez. Öncelikle memory pool (hafıza havuzu) olarak adlandırılan bekleme alanına girer. İşlem onaylandığında mempool’dan çıkar.

ADAY BLOK NEDİR?

Aday bloklar, madenciler veya doğrulayıcılar tarafından blok zincirine eklenmek üzere önerilen bloklardır. Bu bloklar, henüz onaylanmamış ama ağa iletilmiş işlemleri içerir. Bir aday bloğun onaylanmış bir blok haline gelmesi, ağın kullandığı konsensüs mekanizmasına bağlıdır.

• Bitcoin’de kullanılan İş İspatı (Proof of Work – PoW) sisteminde, madenciler karmaşık bir matematiksel bulmacayı çözmek için yarışır. İlk çözen, aday bloğunu zincire ekleme hakkı ve ödül kazanır.
• Ethereum’un Hisse İspatı (Proof of Stake – PoS) sisteminde ise doğrulayıcılar rastgele seçilir ve blok önerir. Diğer doğrulayıcılar bloğun geçerli olduğunu onayladığında, blok zincirine eklenir.

BLOK ZİNCİRİNDE “KESİNLEŞME” NEDİR?

Kesinleşme, bir işlemin artık geri alınamaz veya değiştirilemez hale gelmesidir. Bir işlem kesinleştiğinde, blok zincirine kalıcı olarak kaydedilir.

Bitcoin’de işlemler mempool’a iletilir, madenciler bunları seçip doğrular ve yeni bloklara ekler. İşlem bu blokta yer aldığında “onaylı” sayılır, ancak teorik olarak başka bir madenci alternatif bir blok üretebilir.

Genellikle Bitcoin işlemleri, bloğun üzerine altı ek blok eklendiğinde kesinleşmiş kabul edilir. Ethereum’da ise blok süresi daha kısa olduğundan, benzer güven seviyesine ulaşmak için daha fazla onay gerekir.

EN UZUN ZİNCİR İLKESİ

Bazen birden fazla madenci aynı anda geçerli blok üretebilir ve bu durum zincirde geçici çatallara (fork) neden olur.

En uzun zincir ilkesi, geçerli zincirin en fazla hesaplama gücü (veya PoS’ta “ağırlık”) ile desteklenen zincir olduğunu belirtir. Daha kısa zincirlerdeki bloklar “yetim” (orphan) veya “bayat” (stale) blok olarak adlandırılır ve içerdikleri işlemler mempool’a geri döner.

Ethereum, PoW döneminde bu ilkeyi kullanırken, 2022’de PoS’a geçiş sonrası zincir “ağırlığını” ölçen farklı bir fork-seçim algoritmasına geçti.

AĞ TIKANIKLIĞININ NEDENLERİ

Bir blok zinciri ağına iletilen işlem sayısı, ağın işleme kapasitesini aştığında tıkanıklık yaşanır. Bunun başlıca nedenleri şunlardır:

• Artan talep: Piyasa dalgalanmaları veya toplu benimseme dönemleri, işlem sayısını ani şekilde artırabilir.
• Küçük blok boyutu: Her blok belirli bir veri boyutuna sahiptir. Örneğin Bitcoin’in başlangıçtaki blok boyutu 1 MB seviyesindeyken, 2017’de SegWit ile bu teorik olarak 4 MB’a çıkarıldı.
• Yavaş blok süreleri: Bitcoin’de yeni bir blok ortalama her 10 dakikada bir eklenir. İşlem hızı bu sürenin kapasitesini aşarsa birikme yaşanır.
• Tıkanıklığın sonuçları
• Ağ tıkanıklığı, ağın verimli çalışmasını zorlaştıran çeşitli sonuçlar doğurur:
• Yüksek işlem ücretleri: Kullanıcılar, işlemlerinin öncelikli işlenmesi için daha yüksek ücret ödemek zorunda kalır.
• Onay gecikmeleri: İşlemler saatler, günler hatta daha uzun süre bekleyebilir.

• Kötü kullanıcı deneyimi: Yüksek maliyet ve yavaş işlem, kullanıcı memnuniyetini azaltır.
• Piyasa dalgalanmaları: İşlem gecikmeleri, belirsizliği artırarak fiyat oynaklığını tetikleyebilir.
• Güvenlik riskleri: Uzun onay süreleri çifte harcama saldırılarını kolaylaştırabilir, yüksek ücretler ise madenciliğin merkezileşmesine yol açabilir.

ÇÖZÜM YÖNTEMLERİ

Ağ tıkanıklığını azaltmak için farklı yaklaşımlar bulunuyor:

• Blok boyutunu artırmak: Daha fazla işlem kapasitesi sağlar, ancak yayılım süresini uzatabilir.
• Blok süresini kısaltmak: İşlemler daha hızlı işlenir, ancak yetim blok riski artar.
• Katman 2 çözümleri: Lightning Network (Bitcoin) ve Plasma (Ethereum) gibi zincir dışı çözümler.
• Sharding: Ağı parçalara bölerek her parçada işlem yapılmasını sağlamak.
• Yeni ölçeklenme teknikleri: Optimistic rollup ve ZK-rollup gibi yöntemler.

SONUÇ

Blok zincir, teknolojisinin yaygınlaşmasıyla birlikte ağ tıkanıklığı, çözülmesi gereken temel sorunlardan biri haline geldi. Yüksek işlem hacmini verimli bir şekilde işleyebilmek, gerçek hayatta anlık işlemler için kritik önem taşıyor. Topluluk, ölçeklenebilirliği artıracak çözümler geliştirmeye devam ediyor. Bu nedenle, blok zinciri alanında yapılan ölçeklenme araştırmaları, sektörün öncelikli gündem maddelerinden biri olmaya devam edecek.