Parçalama (Sharding) Nedir?

Sharding, yani parçalama, bir blok zinciri ağının işlem kapasitesini ve verimliliğini artırmak amacıyla ağı daha küçük alt ağlara veya parçalara bölme yöntemidir. Bu teknik, geleneksel veri tabanı sistemlerinden esinlenerek, blok zinciri sistemlerinde ölçeklenebilirliği çözmek için kullanılır. Her bir “shard” kendi işlemlerini işler ve kendi verilerini saklar. Bu sayede tüm ağın aynı anda her işlem için çalışmasına gerek kalmaz.

İlginizi Çekebilir: Public Address (Genel Adres) Nedir?

Neden Sharding’e İhtiyaç Duyulur

Blok zinciri ağları genellikle merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirlik arasında bir denge kurmak zorundadır (bu üçlü "blockchain trilemma" olarak bilinir). Bitcoin ve Ethereum gibi geleneksel blok zincirlerinde tüm düğümler her işlemi doğrulamak zorundadır. Bu durum:

Ağı yavaşlatır
İşlem ücretlerini artırır
Büyük ölçekli kullanımda darboğaz yaratır

Sharding ise bu darboğazı aşmak için geliştirilmiş bir çözümdür.

Sharding Nasıl Çalışır

Bir blok zinciri ağı parçalara (shard’lara) bölündüğünde şu yapı oluşur:

Her shard ayrı bir işlem setini işler.
Her shard’da farklı kullanıcılar, akıllı sözleşmeler ve veriler yer alır.
Bir shard, sadece kendi işlemlerini doğrular, tüm ağdaki işlemleri değil.
Bir koordinasyon katmanı (örneğin, bir beacon chain) shard’lar arasında veri bütünlüğünü sağlar.

Bu sistem, binlerce işlemin paralel biçimde gerçekleştirilmesini mümkün kılar.

Ethereum ve Sharding

Ethereum 2.0 (Ethereum’un “Serenity” yükseltmesi), sharding’i proof-of-stake ile birlikte uygulamayı planladı. Amaç:

İşlem hızını artırmak
Ağa daha fazla kullanıcıyı dahil edebilmek
Gas ücretlerini düşürmek

Ethereum’daki sharding sistemi üç temel bileşenden oluşacaktı:

Beacon Chain: Shard'ları senkronize eden ana zincir
Shard Chains: Gerçek işlemleri işleyen alt zincirler
Crosslinking: Farklı shard’lar arasında veri alışverişi sağlayan sistem

Ancak rollup teknolojilerinin hızlı gelişimi nedeniyle Ethereum, doğrudan execution sharding yerine data sharding üzerine odaklanmaya karar verdi. Bu, shard’ların veri taşıması ama akıllı sözleşme çalıştırmaması anlamına gelir.

Parçalama (Sharding)Avantajları

Yüksek Ölçeklenebilirlik: Aynı anda birden fazla shard’ın işlem yapabilmesi sayesinde saniyede daha fazla işlem (TPS) gerçekleştirilir.
Düşük Maliyet: İşlem yükü dağıtıldığı için ağ tıkanmaz ve işlem ücretleri düşer.
Daha Az Donanım Gereksinimi: Her düğüm sadece bir shard’ı doğruladığı için tüm blok zinciri verisini tutması gerekmez.

Parçalama (Sharding)Dezavantajları ve Zorluklar

Cross-shard iletişimi: Farklı shard’lar arasında güvenli ve hızlı bilgi paylaşımı karmaşıktır.
Güvenlik Açıkları: Her shard küçük bir validator grubu tarafından yönetildiği için saldırılara daha açık olabilir.
Komplekslik: Sharding uygulaması yazılım mimarisi açısından karmaşıktır ve hata riskini artırır.

Diğer Sharding Kullanan Projeler

NEAR Protocol: Sharding sistemini dinamik olarak uygulayan modern bir blok zinciridir.
Zilliqa: Sharding’i en erken uygulayan projelerden biridir.
Polkadot: Sharding benzeri bir sistem olan “parachain” mimarisiyle çalışır.
Elrond: Adaptive State Sharding adıyla hem veri hem ağ hem de işlem düzeyinde sharding sunar.

Sharding Türleri

Network Sharding: Ağ üzerindeki düğümleri bölerek iş yükünü dağıtır.
Transaction Sharding: İşlemleri farklı shard’lara yönlendirir.
State Sharding: Her shard kendi defter durumunu tutar. Bu en karmaşık fakat en verimli yöntemdir.

Sharding ile Layer 2 Çözümleri Arasındaki Fark

Sharding: Ana zincir üzerinde uygulanır. Doğrudan protokol seviyesinde bir ölçeklenme yöntemidir.
Layer 2 (örneğin rollup, plasma): Ana zincirin dışında çalışan ve işlemleri toplu olarak ana zincire bildiren çözümlerdir.

Sharding genellikle Layer 1 ölçekleme çözümü olarak değerlendirilir.

Sharding, blok zinciri teknolojisinin en büyük sorunlarından biri olan ölçeklenebilirlik sorununu çözmek için geliştirilen en güçlü yöntemlerden biridir. Özellikle Ethereum gibi yoğun işlem hacmine sahip ağlarda, merkeziyetsizlik ve güvenlikten ödün vermeden daha fazla işlem gerçekleştirme kapasitesi sunar. Ancak uygulanması karmaşıktır ve dikkatli bir güvenlik mimarisi gerektirir. Uzun vadede, sharding’in diğer çözümlerle birlikte kullanılması, blok zinciri altyapısını küresel düzeyde daha erişilebilir ve etkili hale getirebilir.