Blockchain Nedir? Ağ,Kod ve Mimarisi Nasıl Oluşturulur

Tıpkı Yapay Zeka ve Makine Öğrenimi gibi, Blockchain de bugün endüstride ana akım bir teknoloji olmak için hızla büyüyor. Blockchain teknolojisi artık BFSI sektörüyle sınırlı değil ve varlığını sağlık, yönetişim, perakende ve lojistik dahil olmak üzere diğer alanlarda bilinir hale getiriyor. Bununla birlikte, Blockchain ortak kelime dağarcığında yolunu açmış olsa da, pek çoğu Blockchain mimarisinin ve nasıl çalıştığının farkında değil.

Bu yazıda Blockchain ve Blockchain mimarisi hakkında bilmeniz gereken her şeyden bahsedeceğiz. İlk olarak, temel bilgilerle başlayalım.

Dünyanın En İyi Üniversitelerinden Çevrimiçi Yazılım Programlarını Öğrenin. Kariyerinizi hızlandırmak için Yönetici PG Programları, Gelişmiş Sertifika Programları veya Yüksek Lisans Programları kazanın.

Blockchain nedir?

Blockchain, 1991 yılında finansal işlemleri depolamak ve kaydetmek için tasarlanmış merkezi olmayan ve dağıtılmış bir defterdir. Ancak, değeri olan her şeyi saklama yeteneğine sahiptir. Esasen Blockchain, tek bir merkezi sunucuya bağlı olmak yerine birbirine bağlı bilgisayarların birbirine bağlı bir ağı veya ağıdır. Bu ağdaki tüm makineler (veya düğümler), üzerinde oybirliğiyle kabul edilen bazı kısıtlamalara bağlı kalarak paylaşılan bir veri durumu tanımlayabilir ve üzerinde anlaşabilir - sistem birden fazla düğümden oluşsa da, tek bir düğüm, bütünün mutabakatı olmadan verileri değiştiremez. ağ.

Blockchain dağıtılmış bir ağ olduğundan, ağ içindeki her düğüm yeni girişleri korur, onaylar ve günceller. Her üye kayıtları ve prosedürleri çapraz doğrular, böylece Blockchain ağını geçerli ve güvenli hale getirir. Bu sayede üyeler birbirlerine güvenmeseler bile ortak paydalarda birlik kurabilirler.

Adından da anlaşılacağı gibi, bir Blockchain, eşler arası (P2P) ağ içindeki tüm bağlı makineler tarafından paylaşılan belirli bilgileri içeren bloklardan oluşur. Bu bloklar, işlem kümelerini bir araya getiren ve aynısını P2P ağındaki tüm düğümlere dağıtan veri yapılarıdır. Her blok, son derece özel bir şifreleme anahtarıyla güvence altına alınır. Ayrıca, her blok, bloğun geçerliliğini doğrulayan bir Blok Başlığı (meta veriler) içerir. Bir bloğun blok meta verileri aşağıdaki altı bileşenden oluşur:

• Sürüm – Blok yapısının geçerli sürümü.
• Önceki blok başlığı karması – Bu bloğun Ana Bloğuna referans .
• Merkle kök karması – Blokta kaydedilen tüm işlemlerin kriptografik karmasıdır.
• Zaman damgası – Bloğun oluşturulma zamanı.
• nBits – Blok başlığındaki hedef eşiğin kodlanmış şekli .
• Nonce (bir kez kullanılan sayı) – Bloğu oluşturanın istediği şekilde ve istediği şekilde değiştirebileceği rastgele bir değer.

Görüntü Kaynağı

Bu altı bileşen Blok Başlığını oluştururken, bir bloğun geri kalan kısmı madencinin blok oluştururken yaptığı işlemleri içerir. Bir ağdaki kullanıcılar bu tür işlemleri oluşturur ve bir bloğa dahil edilmek üzere ağa gönderir. Bu işlemler büyümeye devam ettikçe, Blockchain'in boyutu da genişlemeye devam ediyor.

Blockchain'in merkezi olmayan ve dağıtılmış özellikleri, onu şeffaf ve hesap verebilir kılar (ağdaki her kullanıcı, zincirdeki herhangi bir değişiklikten sorumludur). Ve bir Blockchain'de kaydedilen her şeyin kriptografi ile güvence altına alınması, onu güvenli ve güvenilir kılar. Blockchain'in bu özellikleri, Blockchain tabanlı uygulamalar geliştirmek için Blockchain mimarisine kolayca yatırım yapan tüm endüstrilerdeki meraklıları çekici hale getirdi.

Blok Zinciri Mimarisi

Şimdi, Blockchain mimarisinin temellerini temizlediğimize göre, daha derine ineceğiz. Blok zinciri mimarisi iki temel veri yapısından oluşur:

• İşaretçiler – Bunlar, başka bir değişkenin konumu hakkında bilgi kaydeden değişkenlerdir. Başka bir deyişle, başka bir değişkenin konumunu gösterirler.
• Bağlantılı listeler – Bunlar, her bloğun benzersiz bir veriye sahip olduğu ve bir işaretçi aracılığıyla onu izleyen bloğa bağlandığı bir blok dizisidir.

Görüntü Kaynağı

Bu mantıktan hareketle, zincirdeki ilk blok, diğer adıyla Genesis Bloğu, bir işaretçi içermez (başlangıç ​​bloğudur). Benzer şekilde, zincirdeki son blok bir boş göstericiye sahip olacaktır (değeri olmayan).

Blockchain Mimarisinin Özellikleri

Blockchain mimarisi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birkaç benzersiz özelliğe sahiptir:

• Kriptografi - Bir Blockchain'de kaydedilen her işlem, ilgili tüm paydaşlar tarafından doğrulanan karmaşık kriptografik hesaplamalarla güvence altına alınır.
• Ademi merkeziyetçilik - Blockchain ağının her üyesinin eksiksiz veritabanına erişimi vardır.
• Kaynak – Blockchain defterinde yer alan her işlemin kaynağı izlenebilir ve izlenebilir.
• Değişmezlik - Bir işlem bir Blockchain'e kaydedildikten sonra silinemez. Kayıt ancak tüm tarafların rızasıyla değiştirilebilir.
• Anonimlik – Ağdaki her kullanıcının sistemin kendisi tarafından oluşturulan bir adresi vardır – bir kimlikleri yoktur. Bu şekilde, kullanıcılar anonimliklerini koruyabilirler (özellikle halka açık bir blok zinciri yapısında gereklidir).
• Şeffaflık - Blockchain'in her üyesi sisteme erişebildiği ve işlemleri izleyebildiği için süreçte tam bir şeffaflık vardır. Bir bloğu değiştirmek, tüm zincirin değiştirilmesi gerektiği anlamına gelir ve bunun olması pek olası değildir (blok zinciri ağının üzerine yazmak için muazzam bir hesaplama gücü gerektirir).

Blockchain Mimarisi Türleri

Öncelikle üç tür Blockchain Mimarisi vardır:

• Genel Blockchain Mimarisi

Halka açık bir blok zinciri mimarisinde, blok zinciri ağına katılmak isteyen herhangi bir kişi hem verilere hem de sisteme erişim sağlar. Bitcoin, Ethereum ve Litecoin, halka açık blok zinciri sistemlerinin bazı mükemmel örnekleridir.

• Özel Blockchain Mimarisi

Genel blok zinciri mimarisinden farklı olarak, özel bir blok zinciri mimarisi, yalnızca belirli bir kuruluşa ait bir grup yetkili kullanıcı veya ağa katılma daveti olanlar tarafından kontrol edilebilir.

• Konsorsiyum Blockchain Mimarisi

Konsorsiyum blok zinciri mimarisi, bir grup organizasyondan oluşur ve sistem için prosedürler, seçilen atanmış kullanıcı grubu tarafından belirlenir ve kontrol edilir.

Halka açık bir Blockchain, açık uçlu olduğu ve bir anlaşmaya veya sisteme katılmak isteyen herkes tarafından erişilebilir olduğu için tamamen merkezi olmayan Blockchain'dir. Tüm kayıtlar, ağdaki her katılımcı kullanıcı tarafından görülebilir. Aksine, özel bir Blockchain, daha fazla mahremiyete sahip seçkin bir kullanıcı grubu tarafından yönetilip kontrol edildiğinden, daha merkezi bir sistemin davranışını tasvir eder.

Blockchain Mimarisinin Temel Bileşenleri

Altı temel bileşen Blockchain Mimarisini oluşturur. Onlar:

• Düğüm – Blok zinciri mimarisindeki bir kullanıcıyı/bilgisayarı ifade eder. Her düğüm, tüm blok zinciri defterinin bağımsız bir kopyasını tutar.
• İşlem - Bir blok zinciri sisteminin en küçük yapı taşını, yani blokta depolanan kayıt ve bilgileri ifade eder.
• Blok – Daha sonra ağdaki tüm düğümler arasında paylaşılan (dağıtılan) bir dizi işlemi saklayan/kaydeden bir veri yapısıdır.
• Zincir – Belirli bir sıraya göre düzenlenmiş bir dizi blok için kullanılan bir terimdir.
• Madenciler – Bu, blokları blok zinciri yapısına eklemeden önce doğrulayan belirli düğümler için kullanılan bir terimdir.
• Konsensüs algoritması – Blok zinciri işlemlerini gerçekleştirmek için kesinlikle uyulması gereken bir kurallar ve prosedürler topluluğudur.

Aşağıda verilen blok zinciri mimarisi şeması, sistemin dağıtılmış bir dijital cüzdan olarak nasıl çalıştığını daha da açıklamaktadır:

Görüntü Kaynağı

Daha önce, Blok Meta Verilerinin bileşenlerini tartışmıştık. Şimdi, bir Blockchain'deki bir bloğun öğelerine bir göz atacağız. Her blok şunlardan oluşur:

• Veri – Bir bloğun verileri, büyük ölçüde altına düştüğü blok zinciri mimarisinin türüne bağlıdır. Örneğin, Bitcoin veya Litecoin için bloklarda bulunan veriler gönderici, alıcı ve jeton sayısı bilgilerini içerecektir.
• Bloğun karması – Karma, neredeyse parmak izi gibi benzersiz bir anahtardır. Rakam ve harflerin karmaşık bir birleşimidir. Her blok karma, belirli bir şifreleme karma algoritması - SHA256 kullanılarak oluşturulur. Hemen bir blok oluşturulur, bir hash anahtarı oluşturulur. Blokta yapılan herhangi bir değişiklik, onun hash değerini de otomatik olarak değiştirecektir. Başka bir deyişle, blok karması, bir blokta yapılan herhangi bir değişikliğin tespit edilmesine yardımcı olur.
• Önceki bloğun hash'i – Bir blok, benzersiz hash anahtarını içermesinin yanı sıra, hemen önündeki bloğun hash'ini de içermelidir. Blok zinciri mimarisinde bağlantılı bir zincir oluşturmaya yardımcı olan ve güvenliğinin arkasındaki ana unsur bu özelliktir.

Bir Blockchain'deki tüm doğrulanmış bloklar Genesis Block'tan türetildiği için, tek bir bloğu bozmaya veya ihlal etmeye yönelik herhangi bir girişim, tüm blokların değişmesini teşvik eden bir zincirleme reaksiyon yaratacaktır. Bu olursa, tüm bloklar yanlış bilgileri ileriye taşıyacak ve böylece tüm Blockchain'i geçersiz hale getirecektir. Ancak Consensus Algoritması aracılığıyla Blockchain mimarisinde değişiklikler yapılabilir.

Konsensüs Algoritması nedir?

Konsensüs Algoritması, bireysel üyelerin sahip olduğu Blockchain defterinin yerel kopyasının birbiriyle tutarlı olmasını ve en son sürüme güncellenmesini sağlayan mekanizma veya protokolü ifade eder. Bu, blok zinciri mimarisinde tekdüzelik ve eşzamanlılığın sağlanmasına yardımcı olur. İşte en yaygın olarak kullanılan üç Konsensüs Algoritması:

İş Kanıtı (POW)

POW, Blockchain ağında yeni bloklar oluşturmak ve eklemek için karmaşık bir hesaplama bulmacasını çözmenizi gerektirir. Bu nedenle, SHA256 karma algoritması tarafından yayılan 256 bitlik bir karma üreten belirli dizeyi tahmin etmeniz gerekir. Karmayı doğrulamak için milyonlarca tahminde bulunmak gerektiğinden, “iş kanıtı” adını alır.

Proof of Stake (POS)

POS protokolü, sistemdeki tüm düğümleri, işlem ücretleri kazanmak için işlemleri doğrulayabilen doğrulayıcılar olarak kabul eder. POS, blokları doğrulamak için bu düğümleri rastgele seçer - bir düğümün rastgele seçilmesinin ardındaki olasılık, düğümün sahip olduğu hisse miktarına bağlıdır.

Basitleştirilmiş Bizans Hata Toleransı (SBFT)

Bu yaklaşımda, Blockchain'de yeni bir blok oluşturmak için önerilen işlemleri bir araya getiren tek bir düğüm (doğrulayıcı) vardır. Doğrulayıcı Taraf olarak adlandırılır. Burada, ağdaki diğer düğümlerin minimum sayısı yeni oluşturulan bloğu düzelttiğinde, bir fikir birliği sağlanır.

Blockchain Mimarisi nasıl oluşturulur?

Bir Blockchain Mimarisi oluşturmak için önce iki şeye dikkat etmelisiniz:

• Blockchain ağı - Bir veya birkaç kuruluşta belirli bir ortama yerleştirilen Blockchain uygulamasının altyapısı ile ilgilidir.
• Blockchain kodu – Blockchain uygulamasının gerçekleştirmeyi amaçladığı görevleri ve hedefleri ifade eder.

Bugün, açık kaynaklı çözümlerin yaygın olarak bulunması sayesinde bir Blockchain Mimarisi geliştirmek daha kolay. Hyperledger by Linux Foundation, özel blok zinciri mimarisi oluşturmak için kullanılan en popüler platformdur. Hyperledger dışında, Ethereum ve Corda da Blockchain Mimarisi geliştirmek için mükemmel araçlardır.

Görüntü Kaynağı

Blockchain Ağı nasıl oluşturulur?

Bir veya bir grup kuruluş bir Blockchain çözümüne yatırım yapmaya karar verdiğinde bir Blockchain ağı oluşur. Bu ağ, çalışanları ile birlikte bireysel organizasyonlar olarak veya tüm organizasyonların bir araya geldiği teknik altyapı açısından bir bütün olarak düşünülebilir.

Genellikle, birden fazla taraf bir Blockchain ağına dahil olur. Blockchain uygulamalarının/çözümlerinin amacı, her üyenin tüm aktiviteleri gerçek zamanlı olarak takip edip izleyebileceği şeffaf bir eşler arası sistem oluşturarak bu tarafları organize etmektir. Bu özellik, işlem veya işle ilgili tüm riskleri ortadan kaldırmaya yardımcı olur.

Bir Blockchain ağında, katılan her kuruluş, Blockchain ağının (eşler) benzersiz protokolleri ve teknik katmanları ile senkronize edilen defterin bireysel bir kopyasına sahiptir. Sipariş Hizmeti, Blockchain ağındaki işlemleri ve siparişlerini kontrol eden tüm taraflar arasında paylaşılabilir. Yine, Üyelik Hizmetleri Sağlayıcısı (MSP) özelliği, ağın gizliliğini ve güvenliğini korumak için ağ içindeki belirli kullanıcılara erişim sağlar. Son olarak, ağda yer alan tüm işlemler bir defteri kebire kaydedilir.

Blockchain Kodu nasıl oluşturulur?

Blockchain ağı kurulduktan sonra, ilgili taraflar Blockchain Mimarisi içinde gerçekleşmesi gereken ticari işlemlerin türü konusunda fikir birliğine varmalıdır. Bu fikir birliği, Akıllı Sözleşmeler olarak bilinen yasal bir anlaşma şeklinde sağlanır. Bu Blockchain Kodu, diğer adıyla Chaincode. Herhangi bir yasal belge gibi Akıllı Sözleşmeler de katılımcıların bilgilerini, varlıklarını ve gerçekleşecek işlemleri içerir. Her işlem, işlem yürütüldükten sonra gerçekleşecek süreçleri özetleyen bir İşlem İşlemci İşlevi gerektirir.

Blockchain Mimarisinin Faydaları

Kuruluşlar, yerinde bir Blockchain Mimarisi kurarak aşağıdaki avantajlardan yararlanabilir:

• Maliyet azaltma

Şirketler genellikle siber saldırılara karşı hassas olan merkezi veri tabanlarının bakımına önemli miktarda para harcarlar. Yerinde bir Blockchain yapısıyla, kuruluşların güvenlik ve sistem ihlalleri konusunda endişelenmesine gerek olmadığı kesindir. Bu nedenle, sistem güvenliğini güçlendirmek için ek para harcamalarına gerek yoktur.

• Artan şeffaflık

Bir Blockchain yapısında, üyeler herhangi bir işlemin geçmişini istedikleri zaman kontrol edebilirler. Bu nedenle, merkezi bir veritabanından farklı olarak, bu, üyelerin tam şeffaflıktan yararlandığı sürekli büyüyen bir arşivdir.

• Veri güvenliği

Blockchain yapısına bir kez bilgi (veri) girdiğinizde, onu kurcalamak veya bozmak neredeyse imkansızdır. Blockchain'de yapılan herhangi bir değişiklik, ağdaki tüm üyeler tarafından doğrulanmalıdır, böylece süreci uzun ve zaman alıcı hale getirir. Doğal olarak Blockchain Mimarisinde veri güvenlik katsayısı çok yüksektir.

Yani, kısaca Blockchain Mimarisi!

Bunun, gelişmekte olan bu teknolojiyi biraz daha iyi anlamanıza yardımcı olacağını umuyoruz.

Blockchain teknolojisinde kariyerlerde bir artış var ve blockchain, teknoloji endüstrisinin yüzünü sonsuza dek muazzam bir şekilde değiştirdi. Bir blok zinciri geliştiricisi olmak ve akıllı sözleşmeler ve zincir kodları oluşturmakla ilgileniyorsanız, IIIT-B & upGrad'ın blok zinciri teknolojisinde Gelişmiş sertifika programına göz atın.