Bölüm 1’de, klasik PBFT konsensüsünün nasıl çalıştığını ve önceki HotStuff sürümlerinin nasıl işlediğini inceledik. Ayrıca MonadBFT’nin, geçerli blokların bazen pipelined sistemlerde geride bırakıldığı bir sorun olan HotStuff’ın kuyruk çatallanma sorununu nasıl çözdüğüne de değindik.

Bu kuyruk-çatal sorunu iki temel soruna yol açar:

1. Dürüst blok üreticilerinin ödüllerini bozar
2. Ağı potansiyel olarak duraklatabilir

MonadBFT, kuyruk çatallanma sorununu ortadan kaldırmak için Yeniden Öneri (Reproposal) kuralı ve Onaylama Oyu (Attestation Vote) mekanizmalarını tanıtarak, dürüst bir önericiden doğru bir şekilde onaylanmış her bloğun zincire girmesini garanti altına alır.

Bu ikinci bölümde, MonadBFT’nin iki diğer önemli özelliği olan:

1. Spekülatif kesinlik
2. İyimser tepki üzerinde duracağız. Ayrıca geliştiriciler açısından MonadBFT’nin sağladığı avantajları da ele alacağız.

Tek Turda Spekülatif Kesinlik

Kuyruk çatal direncine ek olarak MonadBFT’nin öne çıkan bir diğer özelliği, tek turda spekülatif kesinlik sağlamasıdır. Pratikte bu, istemcilerin ve kullanıcıların, işlemleri bir blok süper çoğunluk oyu aldıktan hemen sonra -hatta bir sonraki tur tamamlanmadan önce bile- doğrulanmış sayabilecekleri anlamına gelir.

Protokolün temel aldığı HotStuff mekanizmasını hatırlayacak olursak: bir blok, genellikle en az iki aşamadan geçmeden kesin (geri alınamaz) olarak kabul edilmez. Bu aşamalar şunlardır:

• Blok için ≥2f+1 oyla bir Güven Sertifikası (Quorum Certificate - QC) alınması
• Sonraki liderin bu QC’ye dayalı bir blok üretip onaylaması

Bu iki aşamalı taahhüt sistemi güvenlik açısından gereklidir: yeterince dürüst düğüm bir bloğu kilitlediğinde, onunla çelişen bir blok destek toplayamaz. Bir sonraki turdaki taahhüt ise bloğu kalıcı hale getirir. Bu nedenle, normalde bir istemcinin bir işlemin kesin olduğunu bilmesi için bir sonraki turun tamamlanmasını beklemesi gerekir.

MonadBFT ise bir işlemin yalnızca bir turda yapılan oylama ile yeterince kesin kabul edilmesine izin verir. Bu yaklaşıma spekülatif kesinlik adı verilir. Bir lider blok önerdiğinde ve doğrulayıcılar bu blok için bir QC oluşturduğunda, blok “Oylandı” statüsüne geçer (bir kota tarafından kilitlenmiş olur). MonadBFT’de, doğrulayıcılar QC oluşturdukları anda bloğun işlemlerini hemen yürütür ve müşterilere bloğun spekülatif olarak kabul edildiğini belirten ön onay gönderir. Bu, “Bu bloğu destekleyen bir çoğunluk var - olağanüstü bir şey olmazsa bu blok onaylanmış sayılır” demek gibidir.

Bu onay iyimserdir çünkü blok henüz deftere kalıcı olarak yazılmamıştır. Bu, ancak bir sonraki teklifin geldiğinde ve mevcut QC üzerine inşa edildiğinde -QC-on-QC- kesinleşecektir. Ancak standart koşullar altında, spekülatif olarak yürütülen bu blokların geri alınması beklenmez.

Böyle bir bloğun geri çevrilmesi yalnızca bir durumda gerçekleşebilir: eğer lider aynı yükseklikte iki farklı blok önerirse. Bu durum, çakışan QC’lerle tespit edilebilir, ceza mekanizmalarıyla karşılık bulur ve oldukça nadirdir.

Önceki protokollerde, yeni liderlerin önceki bloğu tekrar önermeyi garanti etmemesi nedeniyle kuyruk çatallanması mümkündü ve bu da spekülatif kesinlik varsayımlarını bozuyordu. Çoğu uzlaşma protokolünde, her turdan sonra bir tampon süre ya da zaman aşımı gibi yerleşik bir bekleme süresi bulunur. Bu mekanizma, liderin çökmesi ya da hiç mesaj göndermemesi gibi en kötü senaryolarda tüm mesajların ulaştığından emin olmak için tasarlanmıştır.

Ancak bu zaman aşımı genellikle fazla korumacıdır. Ağ düzgün çalışıyorsa ve tüm doğrulayıcılar düzgün davranıyorsa, bu sabit bekleme süresi gereksiz bir yük haline gelir. Aslında bloklar çok daha hızlı onaylanabilirken, protokol olasılıklara karşı kendini güvene almak adına beklemeyi tercih eder.

MonadBFT, bu noktada umutlu bir duyarlılık sunar. Bu da protokolün, sabit zamanlayıcılara bel bağlamadan, ağ mesajlarına göre anında ilerleyebileceği anlamına gelir. Bu tasarım ilkesi şöyle özetlenebilir: “Mümkün olduğunda hızlı, zorunda olduğunda sabırlı.”

MonadBFT, normal koşullarda ve hatta hatalardan kurtulurken bile, belirli bir zaman aşımı süresi boyunca durmaz, durmak zorunda değildir.

Mutlu senaryo (dürüst bir lider varsa):

Önerme ya da oy kullanma sürecinde herhangi bir dahili gecikme olmaz. Lider sırası geldiğinde hemen bir blok önerir. Doğrulayıcılar geçerli bir öneri aldıklarında derhal oy verirler. Oylar pipelined HotStuff’ta doğrudan bir sonraki önericiye gittiğinden, lider 2f+1 oyu topladığında bir QC oluşur ve yayılmaya hazır hale gelir. Umutlu duyarlılığa sahip bu tasarımda, bu durum hemen bir sonraki aşamayı tetikler.

Uygulamada bu, düğümler arası ağ gecikmesi 100 ms civarındaysa, bir tur uzlaşmanın sadece birkaç yüz milisaniyede tamamlanabileceği anlamına gelir (hesaplama ve toplama süresi dahil). Örneğin, sistem ihtiyaç duymadığı halde tam bir saniyelik “slot zamanı” beklemez. Bu durum, Ethereum ana ağındaki slot-and-epoch modeliyle zıtlık gösterir. Ethereum’da blok üretimi sabit 12 saniyelik aralıklarla yapılır. Herkes daha erken hazır olsa bile, protokol beklemek zorundadır.

MonadBFT’nin yaklaşımı, bu tür gereksiz gecikmeleri ortadan kaldırır. Boru hattı yapısını koruyarak, normal durumda “Δ saniye beklemelisiniz” gibi sıkı kuralları uygulamaz. Böylece, güvenlikten ödün vermeden, duyarlılık açısından süreye dayalı sistemlerin önüne geçebilir.

Mutlu olmayan senaryo (lider başarısızlığı):

Birçok uzlaşı protokolünde, eğer lider bir blok öneremezse diğer düğümler bunu yalnızca zaman aşımı süresi Δ geçtikten sonra fark eder. Örneğin Δ \= 1 saniyeyse, bu sürenin tamamı kaybedilmiş olur. MonadBFT bu durumu farklı şekilde çözer. Doğrulayıcılar eksik bir öneriyi algıladıklarında, derhal zaman aşımı mesajları yayınlarlar (TC veya Zaman Aşımı Sertifikası). Bu mesajlardan 2f+1 adedi görüldüğünde, bir sonraki lider devreye girer. Yeni görüşe geçiş süreci, saate bağlı değil, bu kümelenmiş kanıtlarla tetiklenir.

Hotstuff-ailesi konsensüsüyle karşılaştırma

MonadBFT, HotStuff-ailesi uzlaşma protokollerinin mirasını oluşturur, ancak hiçbir önceki tasarımın takas yapmadan tamamen entegre olmasını başaramadığı istenilen özelliklerin bir kombinasyonunu elde ederek öne çıkar. Daha önceki protokoller genellikle boru hattı verimliliği veya doğrusal iletişim gibi bazı boyutlar için optimize edilmiş olsalar da diğerlerini feda etmek zorunda kaldılar. MonadBFT, doğrusal iletişim karmaşıklığını, boru hattı taahhütlerini, güçlü kuyruk-dal direncini, sabit gecikmeler olmadan anlık tepki verme ve hızlı kesinlik ve yüksek canlılık garantilerini korurken etkili kurtarma mekanizmalarını bir araya getirmeyi başarıyor. Aşağıdaki tablo, MonadBFT’nin diğer dönüşümlü lider BFT protokolleri ile karşılaştırıldığında bu kritik boyutlar açısından nasıl olduğunu özetler:

MonadBFT, HotStuff ailesine ait uzlaşma protokollerinin mirasını temel alır. Ancak onu farklı kılan, önceki hiçbir tasarımın ödün vermeden tam anlamıyla entegre edemediği istenen özellikleri bir araya getirmesidir. Önceki protokoller genellikle boru hattı verimliliği ya da doğrusal iletişim gibi bazı boyutlarda optimize edilmişti, ancak bu avantajları sağlarken başka alanlardan ödün vermeleri gerekiyordu.

Geliştiriciler ve Kullanıcılar İçin Ne Anlama Geliyor?

Daha Basit Kesinlik Modeli: MonadBFT ile bir QC (çoğunluk oyu) almış blok, çoğu amaç için fiilen kesin sayılır. Çünkü ya protokol onu kesinleştirecektir ya da kesintiye uğrayacaktır. Bu da geliştiricilere, yalnızca bir blok onayına dayanarak güvenle işlem yapma imkanı verir.

Uygulamalar İçin Daha İyi Kullanıcı Deneyimi: Borsa, oyun gibi yüksek işlem hacmine sahip uygulamalar geliştiriyorsanız, MonadBFT’nin düşük gecikme süresi ve fork direnci daha akıcı bir deneyim sunar. Kullanıcılar, eylemlerinin neredeyse anında onaylandığını görür, geri alınan işlemlerle karşılaşmaz. Bu, nihaiyeti ve hızlı güncellemeleri varsayarak uygulama geliştirmenize olanak tanır.

Belirli Davranışlar: MonadBFT’nin katı kuralları -örneğin yeniden öneri zorunluluğu- blok dahilindeki belirsizliği azaltır. Bir bloğun, bir oy ya da zaman aşımı mesajına göre dahil edilip edilmeyeceği gibi zaman duyarlı ‘köşe durum’ senaryoları en aza iner. MonadBFT bu belirsizliği, açık kurallar ve doğrulanabilir kanıtlarla değiştirir. Bu, protokolün mantığını kavramayı ve test etmeyi kolaylaştırır. Ayrıca hatalı düğümleri tanımlamak için net bir temel sağlar. Örneğin, bir lider yeniden önermeyi ihmal eder ya da çelişkili blok önerirse, protokol ihlali açıkça tespit edilebilir.

Yüksek Ölçeklenebilirlik: Eğer ölçeklenebilirlik senin için önemliyse, MonadBFT geleneksel kare protokollere göre daha fazla baş hacim sunar. Blok boyutlarını ya da doğrulayıcı sayısını daha esnek biçimde artırabilirsiniz. Ayrıca, “silinmiş kod blok yayılımı” gibi özellikler sayesinde, büyük veri miktarlarını ağda bireysel düğümleri yormadan iletmek mümkündür. Bu da daha yüksek işlem kapasitesi ve daha iddialı on-chain uygulamalar için geniş bir tasarım alanı yaratır.

Son Kullanıcılar İçin: Ortalama bir kullanıcı teknik detayları bilmez, ancak etkilerini doğrudan hisseder. Monad zincirini destekleyen MonadBFT sayesinde, kullanıcılar aşağıdaki avantajlardan yararlanabilir:

• Daha Hızlı Onaylar:
  Token gönderme, varlık takası, NFT oluşturma ve işlemleri tamamlama gibi işlemler çok kısa sürede onaylanır.
• Daha Az Sürpriz:
  Kuyruk çatalı gibi yeniden yapılanmalara yol açan durumlar ortadan kalktığı için zincirin durumu daha tutarlı hale gelir.
• Adillik ve Şeffaflık:
  Uzlaşma sürecindeki iyileştirmeler, zincirin daha adil çalışmasını sağlar. Tek bir doğrulayıcı, işlemleri sansürleme ya da bloklar arasında sıralama avantajı elde etme gücüne sahip olamaz.

Sonuç

Özetle, MonadBFT pipelined HotStuff tarzı uzlaşma üzerine dört temel yenilik getiriyor:

Kuyruk Çatalı Direnci: MonadBFT, kuyruk çatalı saldırılarını ortadan kaldıran ilk boru hattı BFT protokolüdür. Bu dayanıklılığı, bir önceki liderin başarısız olması durumunda, yeni liderin son oylanan bloğu yeniden önermesini veya bu bloğun desteklenmediğini kanıtlayan bir Bitiş Belgesi Sertifikası (NEC) sunmasını zorunlu kılarak sağlar. Böylece, çoğunluk tarafından onaylanan hiçbir bloğun terk edilmeyeceği garanti altına alınır, dürüst liderlerin ödülleri korunur ve kötü niyetli yeniden yapılanmalar ile bloklar arası MEV çıkarımı önlenir.

Bir Turda Spekülatif Nihaiyet: Doğrulayıcılar, yalnızca bir tur iletişimin ardından (bir liderin teklifi ve oylama) bir bloğu onaylayabilir ve müşterilere hemen dahil edilme güvencesi verebilir. Bu spekülatif onay, yalnızca liderin iki yüzlü davranması durumunda (kanıtlanabilir ve cezalandırılabilir bir ihlal) risk taşır. Pratikte bu, güvenli bir varsayım olarak kabul edilebilir.

İyimser Duyarlılık: MonadBFT, doğal gecikmeler olmadan ağın hızıyla çalışır. Liderler gerekli oyu aldıkları anda uzlaşma sürecini ilerletir. Görünüm değişiklikleri ise sabit bir zaman aşımı süresinin dolmasını beklemeden, zaman aşımı kotasının gözlemlendiği anda gerçekleşir. Bu iyimser ve tepki odaklı tasarım, bekleme sürelerini en aza indirirken asenkronluk ve hataları da güçlü biçimde ele alır.

Doğrusal İletişim: Mutlu senaryoda -yani liderin dürüst olduğu durumda- iletişim ve kimlik doğrulama karmaşıklığı, doğrulayıcı sayısıyla doğrusal olarak artar. MonadBFT, HotStuff’ın verimli iletişim modelini korur. Toplu imzalar ve liderden doğrulayıcılara yapılan sade yayınlar sayesinde, performans darboğazı olmadan yüzlerce doğrulayıcıya ölçeklenebilirlik sağlar.

Yasal Uyarı

Bu makale, Michael_lwy’den alıntılanmıştır. İçeriğin tüm telif hakları yazara aittir. Telif haklarına ilişkin sorularınız için bizimle iletişime geçebilirsiniz.

Bu içerik yalnızca bilgilendirme amacı taşımaktadır ve yazarın kişisel görüşlerini yansıtır. Gate.TR’nin resmi görüşlerini yansıtmamaktadır. İçerikte yer alan marka, kurum, kuruluş veya kişilerle Gate.TR’nin herhangi bir ilişkisi bulunmamaktadır.

Bu içerik, yatırım tavsiyesi niteliğinde değildir. Dijital varlık alım-satımını teşvik etmeyi amaçlamaz, yalnızca bilgilendirme amaçlıdır.

Kripto varlıklar yüksek risk içerir ve ciddi fiyat dalgalanmalarına maruz kalabilir. Yatırım kararı vermeden önce kendi finansal durumunuzu değerlendirmeli ve kararınızı bağımsız olarak vermelisiniz.

Makalede yer alan veriler ve grafikler yalnızca genel bilgilendirme amacıyla sunulmuştur. Tüm içerikler özenle hazırlanmış olsa da, olası hata veya eksikliklerden dolayı sorumluluk kabul edilmez.

Gate TR Akademi ekibi bu içeriği farklı dillere çevirebilir. Hiçbir çeviri makale; kopyalanamaz, çoğaltılamaz veya izinsiz dağıtılamaz.