Quantum Blokchain’e doğru: Blockchain teknolojisinde ölçeklenme

Blokchain teknolojisinin göreli değerini ve kurumsal adaptasyon hızını önemli derecede etkileyen sorunlar var: maliyet, hız ve veri güvenliği Blockchain teknolojisi, kripto paralar ve NFT’ler sayesinde kavuştuğu hızlı farkındalığa ve yüksek talebe karşın, farklı iş kollarında kısa vadede adapte edilmesi güç bir teknoloji olmaya devam ediyor. Blokchain hali hazırda kullanımda olan en güvenilir dijital veri saklama çözümü. Bu  açıdan tedarik zinciri yönetiminden akıllı sözleşmelere kadar pek çok alanda rağbet gören çözümler sunuyor. Ancak teknolojinin son derece popüler oluşuna karşın, kurumsal olarak kabul edilme açısından bazı engeller barındırdığını görüyoruz. Teknolojinin göreli değerini ve adaptasyon hızını önemli derecede etkileyen konulardan ilki, maliyet. Blockchain tabanlı sistemler halka açık ve özel sistemler olarak ikiye ayrılıyor. Her iki zincir üzerinde inşa edilecek sistemlerin maliyetini etkileyen temel unsurlar ise şunlar: İşlem Hacmi: Bir blokzincir üzerinde gerçekleşen işlem sayısı. İşlem hacmi, işlem hızının da önemli belirleyicilerinden biri. İşlem hacminin yüksek olması durumunda hız düşüyor. İşlem Büyüklüğü: Ağ üzerinden iletilen her bir işlemin gerektirdiği veri saklama kapasitesi (boyutu). Örneğin kimlik doğrulama ve para transferi gibi işlemlerin işlem büyüklüğü daha azken, akıllı kontratların işlem büyüklüğü daha fazla. Bu durumda da maliyeti etkilene önemli faktörlerden biri olarak karşımıza çıkıyor: Hosting yöntemi: Blockchain platformuna ve gerektirdiği uygulamalara ev sahipliği yapacak sistem. Bunlar yerinde hosting ya da bulut sistemleri olarak ikiye ayrılıyor. Hangi hosting yönteminin seçileceği halka açık sistemlerden ziyade özel blokzincir sistemlerinde maliyeti belirleyen önemli unsurlardan bir diğeri. Konsensus protokolü: İşlemlerin hangi yöntemle doğrulanacağı (iş kanıtı, yetki kanıtı gibi farklı yöntemleri içerir). Seçilen yönteme göre merkeziyetsizleşme düzeyi, güvenlik seviyesi ve harcanan enerji miktarı değişiklik gösterir. Şirketlerin ihtiyaç duydukları blokzincir uygulamasına göre bu seçenekler arasından en uygun kombinasyon seçilerek bir maliyetlendirme yapılıyor. Ancak bahsettiğimiz üzere bu maliyetler şu anda pek çok şirketin karşılamak isteyeceği maliyet düzeylerinin üstünde seyrediyor. Ele almamız gereken bir diğer sorun bu sistemlerin hızına ilişkin sorunlar. Bu sorunların kaynağında, blockchain onay mekanizmasını oluşturan madencilerin (miner) kullandıkları teknolojiler yatıyor. Bilindiği üzere minerlardan oluşan ve merkezi olmayan onay mekanizması blockchain mantığının temeli. Eğer herhangi bir makine (minerın kullandığı teknoloji ve cihazlar) alan, bellek ya da ağ kapasitesi nedeniyle bir sorun yaşarsa, sistem bu sorun nedeniyle onay işlemini tamamlayamadığı için yavaşlıyor. Bulut üzerinden yapılan işlemler hıza ilişkin sorunları çözebildiği için, sunucusuz bir bilgi işlem mimarisi oluşturmak şu an için en uygun alternatif. Sunucusuz mimari ile, on-demand olarak çalışan makineler kullanarak her bir blokchain düğümünde (node) binlerce makine çalıştırmak mümkün. Bu da ölçeklenmeyi engelleyen gecikme ve kesinti sürelerini önemli ölçüde azaltıyor. Geliştirilen yeni protokollerle işlem sürelerinde oldukça önemli mesafeler katedildiğine de tanık oluyoruz. Ethereum 2, saniyede 10.000 işlem hızına çıkmayı vaat ediyor (Ethereum’da bu hız saniyede yalnızca 30 işlemdi). Diğer yandan daha az enerji sarf ediyor ve %51 saldırılarına (tek bir madencinin ya da madenci grubunun Proof of Work tabanlı bir blok zincirin çoğunluk kontrolünü ele geçirmesi durumuna) karşı daha güvenli bir mimari sunuyor. Benzer şekilde Avalanche protokolü de saniyede onbinlerce işlem yapılmasına imkan sağlarken, merkeziyetsiz ve daha yüksek güvenlikli bir blockchain yapısı vaat ediyor. Blockchain teknolojisinin ölçeklenmesinin önündeki engellerden bir diğeri de veri güvenliği. 2020 yılında cloud sistemlerine yapılan siber saldırılar bir önceki yıla kıyasla %250 oranında artış göstermişti. Bu saldırıların büyük bir çoğunluğunun amacı, şirket verilerini elde etmekten ziyade, ele geçirilen sunucular üzerinden kripto para madenciliği yapmaktı. Açık blockchain sistemlerinde tek bir node (düğüm) üzerindeki bir saldırı, tüm blockchainin işleyişini ya da güvenliğini etkileyemiyor. Ayrıca her bir defterin pek çok sayıda kopyasının olması nedeniyle sistem, herhangi bir saldırı durumunda kaybolan veriyi yerine koyabildiği için normal işleyişine devam edebiliyor. Önümüzdeki süreçte yeni blockchain teknolojileri üzerinden hem ölçeklenebilirlik hem de güvenlik sorunlarına farklı çözümler getirildiğine tanık olacağız. Örneğin ETH2’de kullanılan “sharding” metodu ile, blockchain içinde alt zincirler oluşturularak güvenliğe ve merkeziyetçiliğe zarar vermeden ölçeklenebilirlik sağlanması hedefleniyor. Her bir alt zincirin birbiri ile iletişiminin ve senkronizasyonunun sağlanması ve sürekli olarak farklı zincirlere atanmak suretiyle bir düğümün direkt olarak bir “shard”ı yönetmesine engel olunması daha güvenli bir yapıya ulaşılmasına olanak sağlıyor. Her ne kadar blockchain teknolojisi sistemin hacklenmesini engellemek için yeterince imkan sunuyorsa da, gelecekte daha da güvenli blockchain sistemleri kurulması da mümkün olabilecek. Teorik fizikçiler Del Rajan ve Matt Visser tarafından yapılan son araştırmalar, tüm blokchain’i kuantum haline getirmenin güvenlik sorununu çözebileceğini öne sürüyor. Buna göre çözüm, kuantum kriptografi ile uzaydan ziyade zamanda dolanan kuantum parçacıklarına dayanan bir blokzincir yapısı oluşturmakta yatıyor. Bu yapıda blokzinciri hacklemeye veya manipüle etmeye yönelik herhangi bir girişim, kronolojik olarak daha eski blokların yeni eklenen bloklara transfer edilmesinden sonra, bu eski veri bloklarının yok edilmesi ile sonuçlanıyor. Ayrıca bu girişimler tüm geçmiş bağlantıları geçersiz kılacağı için saldırı girişiminin ağa bildirilmesi de sağlanmış oluyor. Her ne kadar şu anda teorik fiziğin tartışma alanında kalsa da, kuantum ve blockchain teknolojilerinin gelecekte birlikte işleyerek büyük kırılımlara neden olabilecekleri ileri sürülebilir.