Ethereum: Yeni Nesil Akıllı Sözleşme ve Merkeziyetsiz Uygulama Platformu

Abstract

Ethereum, yerleşik Turing-complete bir programlama dili içeren bir blockchain sunan, yeni nesil bir kripto para ve merkeziyetsiz uygulama platformudur. Bu, herkesin mülkiyet, işlem biçimleri ve state transition fonksiyonları için kendi kurallarını oluşturabilecekleri smart contract'lar ve merkeziyetsiz uygulamalar yazmasına olanak tanır.

Ethereum'un temel yeniliği, Bitcoin tarafından öncülük edilen blockchain teknolojisini genel amaçlı bir programlama ortamıyla birleştirmesidir. Bitcoin, bir hesaptan diğerine para transferi için basit bir state transition sistemi sağlarken, Ethereum geliştiricilerin alternatif para birimlerinden ve finansal araçlardan alan adı kayıt sistemlerine ve merkeziyetsiz organizasyonlara kadar hayal edebilecekleri her türlü merkeziyetsiz uygulamayı oluşturabilecekleri bir platform sunar.

Ethereum bunu, özünde nihai soyut temel katmanı inşa ederek başarır: yerleşik Turing-complete bir programlama diline sahip bir blockchain, herkesin mülkiyet, işlem biçimleri ve state transition fonksiyonları için kendi kurallarını oluşturabilecekleri smart contract'lar ve merkeziyetsiz uygulamalar yazmasına olanak tanır. Namecoin'in temel bir versiyonu iki satır kodla yazılabilir ve para birimleri ile itibar sistemleri gibi diğer protokoller yirmiden az satırda oluşturulabilir.

Introduction and Existing Concepts

Merkeziyetsiz dijital para birimi kavramı ve mülk kayıtları gibi alternatif uygulamalar onlarca yıldır var olmaktadır. 1980'lerin ve 1990'ların anonim e-nakit protokolleri, büyük ölçüde Chaumian blinding olarak bilinen bir kriptografik ilkeye dayanan, yüksek düzeyde gizlilik sunan bir para birimi sağlıyordu, ancak bu protokoller merkezi bir aracıya bağımlılıkları nedeniyle büyük ölçüde ilgi görmedi. 1998'de Wei Dai'nin b-money'si, hesaplama bulmacalarını çözerek para yaratma ve merkeziyetsiz uzlaşma fikrini ortaya koyan ilk teklif oldu, ancak teklif merkeziyetsiz uzlaşmanın gerçekte nasıl uygulanabileceği konusunda ayrıntılardan yoksundu.

2009'da Satoshi Nakamoto tarafından ilk kez pratikte merkeziyetsiz bir para birimi uygulandı; public key kriptografisi aracılığıyla sahiplik yönetimi için yerleşik ilkeleri, "proof of work" olarak bilinen, kimin madeni paralara sahip olduğunu izlemek için bir uzlaşma algoritması ile birleştirdi. Proof of work'ün arkasındaki mekanizma bu alanda bir atılımdı çünkü aynı anda iki sorunu çözdü. Birincisi, ağdaki düğümlerin Bitcoin defterinin durumuna ilişkin güncellemeler üzerinde toplu olarak anlaşmasını sağlayan basit ve orta düzeyde etkili bir uzlaşma algoritması sağladı. İkincisi, uzlaşma sürecine serbest girişe izin veren bir mekanizma sağladı; uzlaşmayı kimin etkileyeceğine karar verme siyasi sorununu çözerken aynı anda sybil saldırılarını önledi.

Bitcoin blockchain'i yıllarca süren işleyişinde dikkate değer bir sağlamlık göstermiştir, ancak doğası gereği sınırlıdır. Bitcoin'in betik dili kasıtlı olarak kısıtlayıcı ve Turing-complete olmayan şekilde tasarlanmıştır; daha karmaşık uygulamalar oluşturmak için gerekli olan döngüler ve birçok özellikten yoksundur. Bu sınırlama sonsuz döngüleri ve diğer hesaplama saldırılarını önlemek için mevcuttur, ancak Bitcoin üzerine ne inşa edilebileceğini ciddi şekilde kısıtlar.

Son beş yılda Bitcoin'in işlevselliğini genişletmek için birçok girişim olmuştur. Colored coins alternatif varlıkların sahipliğini izlemek için Bitcoin blockchain'ini kullanmayı amaçladı, Namecoin merkeziyetsiz bir isim kayıt veritabanı oluşturmaya çalıştı ve çeşitli metacoin protokolleri Bitcoin'in üzerine ek katmanlar inşa etmeyi hedefledi. Bu yaklaşımlar umut vaat etse de, nihayetinde Bitcoin'in betik yetenekleri ve betikler içinden blockchain verilerine erişim yetersizliği nedeniyle sınırlı kaldılar.

Ethereum'un sağlamayı amaçladığı şey, rastgele state transition fonksiyonlarını kodlayabilen "sözleşmeler" oluşturmak için kullanılabilecek, yerleşik tam donanımlı Turing-complete bir programlama diline sahip bir blockchain'dir; bu sayede kullanıcılar yukarıda açıklanan sistemlerden herhangi birini ve henüz hayal etmediğimiz birçoğunu, mantığı birkaç satır kodla yazarak oluşturabilirler.

Bitcoin As A State Transition System

Teknik açıdan, Bitcoin gibi bir kripto para biriminin defteri, tüm mevcut bitcoin'lerin sahiplik durumundan oluşan bir "durum" ve bir durum ile bir işlem alıp sonuç olan yeni bir durum üreten bir "state transition fonksiyonu"nun bulunduğu bir state transition sistemi olarak düşünülebilir. Standart bir bankacılık sisteminde, örneğin, durum bir bilanço, işlem A'dan B'ye \(X transfer etme talebi ve state transition fonksiyonu A'nın hesabındaki değeri \)X azaltıp B'nin hesabındaki değeri \(X artıran fonksiyondur. A'nın hesabında başlangıçta \)X'den az varsa, state transition fonksiyonu bir hata döndürür.

Bitcoin'deki "durum", basılmış ve henüz harcanmamış tüm madeni paraların (teknik olarak, "harcanmamış işlem çıktıları" veya UTXO) koleksiyonudur; her UTXO'nun bir değeri ve bir sahibi vardır (20 baytlık bir adresle tanımlanır ve bu esasen kriptografik bir public key'dir). Bir işlem, her biri mevcut bir UTXO'ya referans ve sahibin adresiyle ilişkili private key tarafından üretilmiş kriptografik bir imza içeren bir veya daha fazla girdi ve her biri duruma eklenecek yeni bir UTXO içeren bir veya daha fazla çıktı içerir.

State transition fonksiyonu APPLY(S,TX) - S' kabaca şu şekilde tanımlanabilir:

1. TX'teki her girdi için, referans verilen UTXO S'de yoksa, hata döndür.
2. Sağlanan imza UTXO'nun sahibiyle eşleşmiyorsa, hata döndür.
3. Tüm girdi UTXO'larının değerlerinin toplamı tüm çıktı UTXO'larının değerlerinin toplamından azsa, hata döndür.
4. Tüm girdi UTXO'ları kaldırılmış ve tüm çıktı UTXO'ları eklenmiş S'yi döndür.

İlk adımın ilk yarısı, işlem göndericilerinin var olmayan madeni paraları harcamasını önler; ilk adımın ikinci yarısı, işlem göndericilerinin başkalarının madeni paralarını harcamasını önler ve ikinci adım değer korunumunu sağlar. Bunu ödeme için kullanmak üzere protokol şöyledir: Alice'in Bob'a 11,7 BTC göndermek istediğini varsayalım. İlk olarak, Alice en az 11,7 BTC'ye ulaşan sahip olduğu mevcut UTXO'lar kümesini arayacaktır. Gerçekçi olarak, Alice tam 11,7 BTC elde edemeyecektir; diyelim ki elde edebileceği en küçük miktar 6+4+2=12'dir. Daha sonra bu üç girdi ve iki çıktı ile bir işlem oluşturur. İlk çıktı, sahibi Bob'un adresi olan 11,7 BTC olacaktır ve ikinci çıktı, sahibi Alice'in kendisi olan kalan 0,3 BTC "para üstü" olacaktır.

Mining

Güvenilir merkezi bir hizmete erişimimiz olsaydı, bu sistemi uygulamak önemsiz olurdu; tam olarak açıklandığı gibi kodlanabilir, durumu takip etmek için merkezi bir sunucunun sabit diskini kullanarak. Ancak Bitcoin ile merkeziyetsiz bir para birimi sistemi inşa etmeye çalışıyoruz, bu nedenle herkesin işlemlerin sırası üzerinde anlaşmasını sağlamak için state transition sistemini bir uzlaşma sistemi ile birleştirmemiz gerekecek. Bitcoin'in merkeziyetsiz uzlaşma süreci, ağdaki düğümlerin sürekli olarak "blok" adı verilen işlem paketleri üretmeye çalışmasını gerektirir. Ağ, yaklaşık her on dakikada bir blok üretmeyi amaçlar; her blok bir zaman damgası, bir nonce, önceki bloğa bir referans (yani hash) ve önceki bloktan bu yana gerçekleşen tüm işlemlerin bir listesini içerir.

Zamanla bu, Bitcoin defterinin en son durumunu temsil etmek için sürekli güncellenen kalıcı, sürekli büyüyen bir "blockchain" oluşturur. Bir bloğun geçerli olup olmadığını kontrol etme algoritması, bu paradigmada şu şekilde ifade edilir:

1. Blok tarafından referans verilen önceki bloğun var olduğunu ve geçerli olduğunu kontrol et.
2. Bloğun zaman damgasının önceki bloktan büyük ve gelecekte 2 saatten az olduğunu kontrol et.
3. Blok üzerindeki proof of work'ün geçerli olduğunu kontrol et.
4. S önceki bloğun sonundaki durum olsun.
5. TX, n işlem içeren bloğun işlem listesi olsun. 0...n-1'deki tüm i için S = APPLY(S,TX[i]) ayarla. Herhangi bir uygulama hata döndürürse, çık ve false döndür.
6. true döndür ve S'yi bu bloğun sonundaki durum olarak kaydet.

Esasen, bloktaki her işlem, işlem yürütülmeden önceki kanonik durumdan yeni bir duruma geçerli bir state transition sağlamalıdır. Durumun blokta hiçbir şekilde kodlanmadığını unutmayın; tamamen doğrulama düğümü tarafından hatırlanacak bir soyutlamadır ve herhangi bir blok için yalnızca genesis durumundan başlayarak her bloktaki her işlem sıralı olarak uygulanarak (güvenli bir şekilde) hesaplanabilir.

Madenci, hesaplama çalışması için yeni oluşturulan bitcoin'ler ve işlem ücretleri ile ödüllendirilir. Madencilik süreci şöyle çalışır: madenciler blok başlığını alır ve belirli bir zorluk hedefinin altında bir hash bulana kadar farklı nonce değerleriyle tekrar tekrar hash ederler. Bir madenci böyle bir hash bulduğunda, bloğu ağa yayınlar ve diğer düğümler hash'in geçerli olduğunu ve bloktaki tüm işlemlerin geçerli olduğunu doğrular. Zorluk hedefi, blokların yaklaşık sabit bir hızda üretilmesini sağlamak için protokol tarafından her 2016 blokta (yaklaşık iki hafta) otomatik olarak ayarlanır.

Uzun vadede, blockchain'in güvenliğinin madencilerin dürüst davranmaları için finansal teşvike sahip olmasına bağlı olduğunu unutmayın. Bir saldırgan ağın madencilik gücünün %50'sinden fazlasını kontrol ederse, dürüst zincirden daha hızlı büyüyen alternatif bir blockchain oluşturarak potansiyel olarak bir "%51 saldırısı" gerçekleştirebilir. Ancak böyle bir saldırı muazzam hesaplama kaynakları gerektirir ve ağ blockchain'in bütünlüğüne olan güvenini kaybettikçe saldırganın madencilik ödülleri muhtemelen değersiz hale gelir.

Merkle Trees

Merkle tree'ler, Bitcoin bloklarında işlem dahilinin verimli ve güvenli doğrulanmasını sağlamak için kullanılan temel bir veri yapısıdır. Merkle tree, yaprak düğümlerin bireysel işlemlerin hash'lerini içerdiği, her iç düğümün iki çocuğunun hash'ini içerdiği ve blok başlığında saklanan tek bir kök hash'e kadar özyinelemeli olarak inşa edilen bir ikili hash ağacıdır. Bu hiyerarşik yapı, herhangi birinin, bloktaki tüm işlemleri indirmek yerine yalnızca Merkle dalını—işlemden köke kadar olan hash zincirini—indirerek belirli bir işlemin bir blokta yer aldığını doğrulamasına olanak tanır.

Verimlilik kazanımları önemlidir: tam bir Bitcoin düğümü tüm blockchain'i (2013 itibarıyla yaklaşık 15GB) depolamak zorundayken, basitleştirilmiş ödeme doğrulama (SPV) düğümünün yalnızca Merkle köklerini içeren blok başlıklarını indirmesi gerekir ve bu yalnızca 4MB veri gerektirir. Bir işlemi doğrulamak için, SPV düğümü tam düğümlerden Merkle dalını talep eder ve bu yalnızca O(log n) veri gerektirir; burada n bloktaki işlem sayısıdır. Bu logaritmik ölçekleme, mobil cihazlarda ve düşük kaynaklı ortamlarda hafif istemcilerin çalıştırılmasını mümkün kılar.

Bitcoin'in Merkle tree kullanımı önemli bir ilkeyi gösterir: kriptografik yapılar, merkeziyetsiz bir ağa katılmak için güven ve kaynak gereksinimlerini dramatik şekilde azaltabilir. Aynı ilke Ethereum'un tasarımının temelini oluşturur; burada Merkle tree'ler yalnızca işlemler için değil, aynı zamanda durum ve makbuz depolama için de kullanılır ve daha sofistike hafif istemci protokollerini mümkün kılar.

Alternative Blockchain Applications

Bitcoin'in blockchain'inin başarısı, kavramı basit para biriminin ötesine genişletmeye yönelik çok sayıda girişime ilham verdi. 2010'da başlatılan Namecoin, en erken örneklerden biriydi—bir blockchain üzerine kurulmuş merkeziyetsiz bir isim kayıt veritabanı, kullanıcıların hiçbir merkezi otoritenin sansürleyemeyeceği veya iptal edemeyeceği dağıtılmış bir ad alanında isim kaydetmesine izin veren. Colored coins, belirli işlem çıktılarını "etiketleyerek" gerçek dünya varlıklarının, şirket hisselerinin veya diğer kripto paraların sahipliğini temsil etmek için Bitcoin blockchain'inde alternatif varlıkları temsil etmenin bir yolu olarak ortaya çıktı. Metacoin'ler ve Mastercoin (sonradan Omni) gibi meta-protokoller, Bitcoin işlemlerine ek veri kodlayarak ve bunun üzerine ayrı protokol kuralları inşa ederek Bitcoin'in üzerine ek işlevsellik katmanladı.

Ancak tüm bu yaklaşımlar, Bitcoin'in mimarisi tarafından dayatılan temel sınırlamalardan muzdaripti. Bitcoin betik dili kasıtlı olarak kısıtlıdır—blockchain durumuna erişemez, döngülerden ve karmaşık kontrol akışından yoksundur ve işlem değerlerine sınırlı iç gözlem sağlar. Sofistike uygulamalar inşa etmek garip geçici çözümler gerektiriyordu: metadata'yı hiçbir zaman bu amaç için tasarlanmamış işlem alanlarına kodlamak, karmaşık mantık için zincir dışı altyapıya güvenmek veya protokolün başarabileceklerindeki ciddi sınırlamaları kabul etmek.

Bu kısıtlamalar, daha genel amaçlı bir blockchain platformu arayışını motive etti. Bitcoin'in sınırlı temeli üzerine bir başka özel amaçlı protokol inşa etmek yerine, Ethereum farklı bir yaklaşım benimser: yerleşik Turing-complete bir programlama diline sahip bir blockchain sağlayarak, herkesin sahiplik, işlem formatları ve state transition fonksiyonları için rastgele kurallarla smart contract'lar ve merkeziyetsiz uygulamalar yazmasına olanak tanır.

Scripting

Bitcoin Script, Bitcoin işlemleri için harcama koşullarını tanımlamak için kullanılan dil, kasıtlı olarak ciddi sınırlamalarla tasarlanmıştır. Turing-complete değildir—en önemlisi döngüler ve karmaşık kontrol akışı yapılarından yoksundur. Dil, işlemlerin değerleri ittiği ve çektiği, kriptografik koşulları değerlendirdiği ve nihayetinde bir işlemin geçerli olup olmadığını belirlemek için true veya false döndürdüğü basit bir yığın tabanlı yürütme ortamı olarak çalışır. Bu basitlik güvenlik avantajları sağlar ve biçimsel analizi kolaylaştırırken, birçok uygulama türünü uygulamayı imkansız kılar.

Bu sınırlamalar üç ana kategoriye ayrılır. Birincisi, Turing-completeness eksikliği karmaşık durum makinelerinin, karar ağaçlarının veya yineleme gerektiren herhangi bir algoritmanın uygulanmasını engeller. İkincisi, değer körlüğü, betiklerin çekim miktarları üzerinde ince ayarlı kontrol belirleyemeyeceği anlamına gelir—bir UTXO yalnızca bütünüyle harcanabilir ve para üstü yeni bir çıktıya gönderilir. Bir betik, örneğin, günlük maksimum X çekimle sınırlandırırken kalanı kilitli tutamaz. Üçüncüsü, blockchain durum farkındalığı eksikliği, UTXO'ların ya harcanmış ya da harcanmamış olduğu ve ara durumlar olmadığı anlamına gelir, bu da çok aşamalı sözleşmelerin tamamen zincir üzerinde uygulanmasını imkansız kılar.

Bu kısıtlamalar, merkeziyetsiz otonom organizasyonlar, çekim limitleri olan tasarruf cüzdanları, merkeziyetsiz borsalar veya tahmin piyasaları gibi sofistike uygulamaları ya imkansız kılar ya da garip zincir dışı mekanizmalar gerektirir. Gelişmiş bir finansal sözleşme, piyasa verilerine erişim, birden fazla işlem boyunca dahili durum sürdürme yeteneği ve karmaşık koşullu mantık gerektirebilir—bunların hiçbirini Bitcoin Script sağlayamaz. Ethereum, blockchain durumuna tam erişim ile Turing-complete bir dil sağlayarak bu sınırlamaları ortadan kaldırır.

Ethereum

Ethereum'un temel hedefi, herkesin smart contract'lar ve merkeziyetsiz uygulamalar yazabileceği, sahiplik, işlem formatları ve state transition fonksiyonları için kendi rastgele kurallarını oluşturabileceği yerleşik Turing-complete bir programlama diline sahip bir blockchain sağlamaktır. Para birimi, isim kaydı veya varlık ticareti gibi belirli uygulamalar için bir protokol tasarlamak yerine, Ethereum temel bir katman sağlar—geliştiricilerin hayal edebilecekleri herhangi bir uygulamayı inşa etmek için kullanabilecekleri blockchain tabanlı dağıtık bir bilgi işlem platformu.

Mimari, Bitcoin'in UTXO modelinden temelden farklıdır. Ethereum, blockchain durumunun adreslerden hesap nesnelerine bir eşlemeden oluştuğu hesap tabanlı bir sistem kullanır. Her hesabın bir bakiyesi, bir işlem sayacı (nonce) ve sözleşme hesapları için ilişkili kodu ve depolama alanı vardır. Platform, Ethereum Virtual Machine'de (EVM) yürütülen sözleşme kodu yazmak için yerleşik Turing-complete bir programlama dili içerir; EVM, işlemleri ve durum geçişlerini işleyen yığın tabanlı bir yürütme ortamıdır.

Bu genellik, geniş bir uygulama yelpazesini mümkün kılar: özel ihraç kurallarına sahip alternatif kripto paralar, finansal türevler ve stablecoin'ler, kimlik ve itibar sistemleri, merkeziyetsiz dosya depolama, merkeziyetsiz otonom organizasyonlar (DAO'lar) ve çok daha fazlası. Teknik rapor, Ethereum'un herhangi bir belirli kullanım durumu için optimize edilmediğini, bunun yerine temel yapı taşları—hesaplar, işlemler, Turing-complete bir dil ve gas ile ölçülmüş yürütme—sağladığını ve geliştiricilerin ekosistemin talep ettiği herhangi bir uygulamayı oluşturmak için bunları birleştirebileceğini vurgular.

Ethereum Accounts

Ethereum'da durum hesaplardan oluşur ve iki temel tür vardır. Harici olarak sahiplenilmiş hesaplar (EOA'lar) özel anahtarlar tarafından kontrol edilir ve ilişkili kodları yoktur—blockchain ile etkileşime giren insan kullanıcıları veya harici varlıkları temsil ederler. Sözleşme hesapları, sözleşme kodları tarafından kontrol edilir ve bir mesaj veya işlem aldıklarında etkinleştirilir. Her iki tür de ortak bir yapıyı paylaşır: her hesabın bir nonce'u (her işlemin yalnızca bir kez işlenmesini sağlamak için kullanılan bir sayaç), bir ether bakiyesi ve özellikle sözleşmeler için sözleşme kodu ve kalıcı depolama alanı vardır.

Ether, Ethereum'un birincil dahili kripto para birimidir ve hem değer transferi aracı hem de işlem ücretlerini (gas) ödemek için temel birim olarak hizmet eder. Değerin birden fazla harcanmamış çıktıya dağıtıldığı Bitcoin'in UTXO modelinin aksine, Ethereum hesapları ether aldıklarında artan ve gönderdiklerinde azalan basit bir bakiye sürdürür. Bu hesap tabanlı model, özellikle kalıcı durum veya karmaşık erişim kontrolü gerektiren birçok uygulama türünü basitleştirir, ancak Bitcoin'in yaklaşımına kıyasla farklı güvenlik değerlendirmeleri sunar.

EOA'lar ve sözleşme hesapları arasındaki ayrım, Ethereum'un işleyişini anlamak için çok önemlidir. EOA'lar, özel anahtarlarıyla mesaj oluşturup imzalayarak işlem başlatabilir ve işlemlerinin bloklara dahil edilmesi için gas ücreti öderler. Sözleşme hesapları kendi başlarına işlem başlatamaz, ancak bir işlem veya mesaj almaya yanıt olarak diğer sözleşmelere mesaj gönderebilir; bu, tek bir harici işlemin birden fazla sözleşmeler arası etkileşimi tetiklediği karmaşık yürütme zincirlerini mümkün kılar.

Messages and Transactions

Ethereum'daki işlemler, harici olarak sahiplenilmiş hesaplar tarafından oluşturulan ve ağa yayınlanan imzalı veri paketleridir. Bir işlem; alıcı adresi, gönderenin kimliğini kanıtlayan kriptografik imza, transfer edilecek ether miktarı, isteğe bağlı bir veri alanı (sözleşmelerle etkileşim için kritik), STARTGAS (işlemin alabileceği maksimum hesaplama adımı sayısı) ve GASPRICE (gönderenin hesaplama adımı başına ödemeye razı olduğu ücret) içerir. Madenciler bu işlemleri toplar, doğrular, yürütür ve bloklara dahil eder; karşılığında gas ücretlerini alırlar.

Mesajlar kavramsal olarak işlemlere benzer ancak harici aktörler yerine sözleşmeler tarafından üretilir. Bir sözleşmenin kodu yürütüldüğünde, diğer sözleşmelere mesaj gönderebilir—bu dahili mesajlar göndereni (sözleşme adresi), alıcıyı, transfer edilecek ether miktarını, isteğe bağlı bir veri yükünü ve bir STARTGAS limitini içerir. Mesajlar, sözleşmeler arası iletişimi mümkün kılarak, karmaşık uygulamaların monolitik programlar yerine birden fazla etkileşen sözleşmeden inşa edilmesine olanak tanır.

Gas mekanizması, kötüye kullanımı önlemek için kritiktir: bir işlemdeki her hesaplama adımı, depolama işlemi ve veri baytı gas tüketir. Bir işlem tamamlanmadan önce gas'ı biterse, tüm durum değişiklikleri geri alınır (madenciye gas ödemesi hariç); bu, sonsuz döngülerin veya aşırı hesaplamanın ağı durma noktasına getirmesini önler. Gönderen hem toplam gas bütçesini (STARTGAS) hem de birim başına ödemeye razı olduğu fiyatı (GASPRICE) belirtir ve yürütme tamamlandıktan sonra kullanılmamış gas iade edilir.

Ethereum State Transition Function

Ethereum state transition fonksiyonu APPLY(S,TX) - S', bir işlemin blockchain durumunu nasıl dönüştürdüğünü tanımlar ve kesin bir adım dizisini takip eder. İlk olarak, sistem işlem geçerliliğini kontrol eder: imzanın doğru olduğunu doğrulama, nonce'un gönderenin hesap nonce'uyla eşleştiğini onaylama ve gönderenin peşin maliyeti (STARTGAS x GASPRICE artı gönderilen değer) ödemeye yetecek bakiyeye sahip olduğunu sağlama. Herhangi bir kontrol başarısız olursa, işlem yürütme başlamadan önce reddedilir. Geçerliyse, işlem ücreti gönderenin hesabından düşülür, gönderenin nonce'u artırılır ve başlangıç gas sayacı STARTGAS eksi işlem verileri için bayt başına ücret olarak ayarlanır.

Ardından, sistem belirtilen ether değerini göndericiden alıcıya transfer eder. Alıcı harici olarak sahiplenilmiş bir hesapsa, bu işlemi tamamlar. Alıcı bir sözleşme hesabıysa, sözleşmenin kodu Ethereum Virtual Machine'de çalışır ve her işlem için gas tüketir; kod başarıyla tamamlanana, kod açıkça durdurana veya gas bitene kadar devam eder. Yürütme sırasında sözleşme, depolama alanını okuyabilir ve değiştirebilir, diğer sözleşmelere mesaj gönderebilir ve yeni sözleşmeler oluşturabilir.

Son olarak, değer transferi başarısız olursa (yetersiz bakiye) veya kod yürütme başarısız olursa (gas bitmesi veya bir hataya çarpma), tüm durum değişiklikleri geri alınır—ancak gönderen yine de gerçekleştirilen hesaplama için madenciye gas ücreti öder. Yürütme başarılı olduysa, kalan gas göndericiye iade edilir ve tüketilen gas madenciye ücret olarak gönderilir. Bu mekanizma, madencilerin hesaplama için tazmin edilmesini sağlarken kontrolsüz yürütmenin sınırsız kaynak tüketmesini önler.

Code Execution

Ethereum Virtual Machine (EVM), sözleşme kodunun yürütüldüğü çalışma zamanı ortamıdır—kavramsal olarak Java Virtual Machine veya WebAssembly'ye benzer düşük seviyeli, yığın tabanlı bir sanal makine. Sözleşme kodu, her baytın EVM'nin yürütebileceği bir işlemi (opcode) temsil ettiği bir bayt dizisi olarak depolanır. Yürütme modeli kasıtlı olarak basit ve deterministiktir: aynı giriş durumu ve işlemle EVM'yi çalıştıran her düğüm aynı çıkış durumuna ulaşmalıdır, bu da ağ genelinde uzlaşmayı sağlar.

EVM, hesaplama için üç farklı depolama türü sağlar. Yığın, anlık işlem değerleri için kullanılan, 1024 öğeyle sınırlı son giren ilk çıkar (LIFO) yapısıdır. Bellek, yalnızca tek bir mesaj çağrısı süresince var olan ve yürütmeler arasında sıfırlanan sonsuz genişletilebilir bir bayt dizisidir. Depolama, her sözleşme hesabıyla kalıcı olarak ilişkili olan ve sözleşmelerin işlemler boyunca uzun vadeli durumlarını sürdürdüğü kalıcı anahtar-değer deposudur. Bu depolama türleri gas'ta farklı şekilde fiyatlandırılır—yığın ve bellek işlemleri ucuzdur, depolama işlemleri ise blockchain şişmesini önlemek için pahalıdır.

Yürütme sırasında, sözleşme kodunun kritik bağlama erişimi vardır: mesaj gönderenin adresini, gönderilen ether miktarını, çağıran tarafından sağlanan veri yükünü ve mevcut blok numarası, zaman damgası ve madenci adresi gibi blok düzeyindeki özellikleri okuyabilir. Kod, çağırana bir çıkış bayt dizisi döndürebilir ve diğer sözleşmelere mesaj gönderebilir veya yeni sözleşmeler oluşturabilir. Bu yürütme modeli Turing-complete'dir—döngüler ve karmaşık kontrol akışı mümkündür—ancak gas mekanizması, tüm hesaplamanın sınırlı zamanda sona ermesini sağlar ve durma problemini dil kısıtlamalarıyla değil ekonomik olarak çözer.

Blockchain and Mining

Ethereum blockchain'i, yürütülen her işlemi içeren bir veritabanı olarak hizmet eden Bitcoin'inkine temelden benzerdir. Ancak Bitcoin yalnızca bir işlem listesi depolarken, Ethereum hem işlem listesini hem de en son durumu depolar. Ethereum'daki her blok; önceki bloğun hash'ini, bir durum kökünü (tüm durumu temsil eden Merkle Patricia trie'sinin kök hash'i), bir işlem kökünü, bir makbuz kökünü (işlem yürütmesinden verileri depolayan), zorluk, zaman damgası ve nonce değerlerini içerir. Durumun kendisi, adresleri hesap nesnelerine eşleyen büyük bir Merkle Patricia trie'sidir; her hesabın bakiyesi, nonce'u, kodu (varsa) ve depolama alanı vardır.

Ethereum, hızlı blok sürelerinden kaynaklanan güvenlik sorunlarını çözmek için GHOST (Greedy Heaviest Observed Subtree) protokolünün değiştirilmiş bir versiyonunu kullanır. Geleneksel en uzun zincir protokollerinde, hızlı bloklar yüksek eski blok oranlarına yol açarak ağ güvenliğini azaltır ve büyük madencilerin eskilerde daha az hesaplama israf etmesi nedeniyle merkezileşme risklerini artırır. GHOST, eski blokları (Ethereum'da "amcalar" olarak adlandırılır) en uzun zincir hesaplamasına dahil eder ve amca bloklara kısmi ödüller sağlayarak madencileri bunlara referans vermeye teşvik eder. Bu, Ethereum'un ağ güvenliğini korurken yaklaşık 12 saniyelik hedef blok süresini sürdürmesine olanak tanır.

Madencilik algoritması Bitcoin'in proof-of-work'üne benzer şekilde çalışır ve madencilerin bloğun hash'inin belirli bir zorluk hedefinin altında olacağı bir nonce bulmasını gerektirir. Ancak Ethereum'un bellek yoğun madencilik algoritması (Ethash), daha merkeziyetsiz bir madencilik ekosistemi teşvik ederek ASIC'e dayanıklı olacak şekilde tasarlanmıştır. Zorluk, ~12 saniyelik hedefi korumak için blok sürelerine göre dinamik olarak ayarlanır; bu, Bitcoin'in 10 dakikalık ortalamasına kıyasla daha hızlı blok sürelerine rağmen GHOST protokolünün güvenlik garantileri sağlarken tutarlı blok üretimini sağlar.

Applications

Ethereum üzerine inşa edilebilecek uygulamalar üç geniş kategoriye ayrılır. İlk kategori, kullanıcılara paralarını yönetme ve parayla ilgili sözleşmelere girme konusunda daha güçlü yollar sunan finansal uygulamalardır. Bunlar arasında alt para birimleri, finansal türevler, riskten korunma sözleşmeleri, çekim limitleri olan tasarruf cüzdanları, fonları otomatik olarak dağıtan vasiyetnameler ve hatta doğrulanmış iş tamamlamaya dayalı ödeme hesaplayan istihdam sözleşmeleri yer alır. Bu uygulamalar, geleneksel sistemlerde veya Bitcoin'de bile uygulanması imkansız veya son derece zor olan karmaşık finansal araçlar oluşturmak için Ethereum'un programlanabilirliğinden yararlanır.

İkinci kategori, paranın dahil olduğu ancak yapılanın önemli bir parasal olmayan bileşeninin de bulunduğu yarı-finansal uygulamalardır. Mükemmel bir örnek, hesaplama problemlerinin çözümleri için kendi kendini uygulayan ödüllerdir. Birisi bir hesaplama problemini bir ödülle birlikte yayınlayabilir ve sözleşme, sunulan çözümleri otomatik olarak doğrulayıp ilk doğru cevaba ödülü ödeyebilir. Bu kategori, sorunları çözmek veya davranışı koordine etmek için ekonomik teşvikleri kullanarak saf finans ile diğer alanlar arasında köprü oluşturur.

Üçüncü kategori, çevrimiçi oylama ve merkeziyetsiz yönetişim sistemleri gibi parayla hiç ilgisi olmayan uygulamalardır. Bu finansal olmayan uygulamalar, genel amaçlı bir platform olarak Ethereum'un esnekliğini gösterir. Örnekler arasında Namecoin gibi merkeziyetsiz alan adı sistemleri, itibar sistemleri, merkeziyetsiz dosya depolama ve organizasyonel yönetişim araçları bulunur. Tüm bu uygulama türleri arasında token sistemleri en yaygın ve temel olanı olarak öne çıkmış ve birçok diğer uygulama için yapı taşı görevi görmüştür.

Token Systems

Token sistemleri, en güçlü ve yaygın uygulamalardan biri olmalarına rağmen Ethereum üzerinde uygulanması şaşırtıcı derecede basittir. Özünde token sistemleri, tek bir işlemle basit bir veritabanıdır: A hesabından X birim çıkar ve B hesabına X birim ekle, A'nın işlemden önce en az X birimi olması ve işlemin A tarafından yetkilendirilmesi koşuluyla. Uygulama, adreslerden bakiyelere bir eşleme sürdürmeyi ve hesaplar arasında token transfer etmeden önce uygun kontrolleri gerçekleştiren bir transfer fonksiyonu sağlamayı gerektirir.

Temel bir token sistemi için sözleşme kodu son derece basittir ve sadece birkaç satırda yazılabilir. Adresleri bakiyelere eşleyen bir veri yapısı, başlangıç token arzını atayan bir başlatma fonksiyonu ve transferi gerçekleştirmeden önce gönderenin bakiyesini ve yetkisini kontrol eden bir transfer fonksiyonundan oluşur. Bu basitlik, Bitcoin'in kısıtlı betik yetenekleri nedeniyle önemli geçici çözümler ve sınırlamalar gerektiren Bitcoin üzerinde benzer sistemlerin uygulanması için gereken karmaşıklıkla keskin bir tezat oluşturur.

Ethereum'daki token'lar fiilen değerli herhangi bir şeyi temsil edebilir. Kendi para politikalarına sahip alt para birimleri, harici varlıkları izleyen finansal türevler, temettü haklarına sahip şirket hisseleri, müşteri programlarındaki sadakat puanları, altın veya petrol gibi emtialar veya hatta fiziksel mülkün temsilleri olabilirler. Ethereum'un programlanabilirliği, bu token'ların davranışlarını yöneten transfer kısıtlamaları, otomatik yakma mekanizmaları, temettü dağıtımları veya yönetişim hakları gibi rastgele kurallara sahip olmasına olanak tanır. Bu esneklik, token sistemlerini Ethereum ekosisteminin çoğunun temel yapı taşı haline getirmiştir.

Financial Derivatives and Stable-Value Currencies

Finansal türevler, Ethereum smart contract'larının en temel ve önemli uygulamalarından birini temsil eder. Basit bir riskten korunma sözleşmesi temel mekanizmayı gösterir: A tarafı 1000\( değerinde belirli bir miktar ether yatırır, B tarafı eşdeğer bir miktar yatırır ve sözleşme bir veri beslemesi kullanarak o andaki ether'in USD değerini kaydeder. 30 gün sonra, sözleşme değeri yeniden hesaplar ve A'ya 1000\) değerinde ether, kalanını B'ye gönderir. Ether'in fiyatı yükseldiyse, A daha az ether alır ama 1000$ değerini korur; düştüyse, A bu değeri korumak için daha fazla ether alır. Bu, A'nın dalgalanmaya karşı korunmasına izin verirken B fiyat hareketleri üzerine spekülasyon yapar.

Bu tür sözleşmelerin uygulanması, oracle sözleşmeleri veya veri beslemeleri aracılığıyla harici verilere erişim gerektirir. Bu oracle'lar, sözleşmelerin düzgün çalışması için ihtiyaç duyduğu fiyat bilgisi, hava durumu verileri veya diğer gerçek dünya bilgilerini sağlar. Oracle'lar bir güven bağımlılığı getirse de, güvenilir veri sağlamak için yedeklilik ve kriptoekonomik teşviklerle tasarlanabilir. Sözleşmenin kendisi basitçe oracle'ı sorgular, bu verilere dayalı hesaplamalar yapar ve programlı mantığına göre fonları dağıtır.

Stablecoin'ler ve daha karmaşık finansal araçlar benzer mekanizmalar kullanılarak inşa edilebilir. Bir stablecoin sözleşmesi, bir ether rezervi tutabilir ve fiyat beslemelerine dayalı olarak arz veya teminat gereksinimlerini otomatik olarak ayarlayarak itibari para birimine sabitlenmiş token'lar çıkarabilir. Normalde karmaşık hukuki çerçeveler ve güvenilir aracılar gerektiren opsiyon sözleşmeleri, vadeli işlemler, takaslar ve diğer türevler bunun yerine kendi kendini yürüten smart contract'lar olarak kodlanabilir. Bu programlanabilir finans altyapısı, blockchain teknolojisinin şeffaflık ve güvenlik garantilerini korurken sofistike finansal mühendisliği mümkün kılar.

Identity and Reputation Systems

Namecoin'e benzer bir isim kayıt sistemi Ethereum üzerinde kolayca uygulanabilir ve bir kimlik sisteminin en basit örneğidir. Sözleşme, isimleri ilişkili verilere (IP adresleri, public key'ler veya diğer bilgiler gibi) eşleyen bir anahtar-değer tablosuna sahip bir veritabanı sürdürür. Herkes, isim daha önce alınmamış olmak koşuluyla, küçük bir kayıt ücreti ile sözleşmeye bir işlem göndererek bir isim kaydedebilir. Sahip, ilişkili verileri istediği zaman güncelleyebilir ve isimler, sözleşmede kodlanan kurallara göre transfer edilebilir veya kalıcı hale getirilebilir.

Bu temelden itibar puanlarını, güven ağı ilişkilerini ve merkeziyetsiz kimlik doğrulamayı içeren daha gelişmiş kimlik sistemleri inşa edilebilir. Örneğin, bir sözleşme doğrulanmış işlemlere, eş değerlendirmelerine veya görev tamamlamaya dayalı itibar puanları sürdürebilir. Bu puanlar kamuya açık ve belirli adreslere kriptografik olarak bağlı olacaktır, uygulamalar arasında kullanıcıları takip eden taşınabilir bir itibar oluşturur. Güven ağı sistemleri, kullanıcıların başkalarının kimliklerini onaylamasına izin vererek meşru kullanıcıları kötü aktörlerden ayırmaya yardımcı olan sosyal grafikler oluşturabilir.

Bu tür kimlik ve itibar sistemleri, diğer uygulamalarla entegre edildiğinde özellikle güçlü hale gelir. Bir pazar yeri satıcılar için minimum itibar puanı gerektirebilir, bir kredi platformu borçlu itibarına göre faiz oranlarını ayarlayabilir veya bir sosyal ağ spam ve dolandırıcılık içeriğini filtrelemek için güven ağını kullanabilir. Herhangi bir uygulamanın sorgulayabileceği paylaşımlı bir kimlik altyapısı sağlayarak, Ethereum merkezi kimlik sağlayıcılarına veya tescilli itibar sistemlerine dayanmayan yeni bir güven tabanlı uygulama sınıfını mümkün kılar.

Decentralized File Storage

Merkeziyetsiz dosya depolama, depolamaya ihtiyaç duyan kullanıcılar ile bunu sunan sağlayıcılar arasında koordinasyon sağlayan Ethereum sözleşmeleri aracılığıyla uygulanabilir. "Merkeziyetsiz Dropbox" modelinde, kullanıcılar dosya yüklemek için aylık ücret ödeyecek ve sözleşme, verileri gerçekten depoladıklarını kanıtlayan depolama sağlayıcılarına ödemeleri dağıtacaktır. Kanıt mekanizması periyodik kriptografik zorluklar aracılığıyla çalışır: sözleşme dosyaların bölümlerini rastgele seçer ve sağlayıcılardan bu verilere sahip olduklarını gösteren Merkle tree kanıtları sunmalarını ister. Zorluklarda başarısız olan veya çevrimdışı olan sağlayıcılar, depozitolarını ve gelecekteki ödeme akışlarını kaybedecektir.

Bu yaklaşım, merkezi depolamaya göre birçok avantaj sunar. Merkle tree kanıtları verimli doğrulama sağlar—kullanıcılar ve sözleşme, dosyaların tamamını indirmeden dosya kullanılabilirliğini doğrulayabilir. Sistem doğal olarak dosyaları birden fazla bağımsız sağlayıcıya dağıtarak açık çoğaltma protokollerine ihtiyaç duymadan yedeklilik oluşturur. Ekonomik teşvikler, sağlayıcı davranışını kullanıcı ihtiyaçlarıyla uyumlu hale getirir: sağlayıcılar verileri güvenilir şekilde depolayarak para kazanır ve bunu yapamazlarsa para kaybederler. Bu, merkezi depolama çözümlerindeki doğal güven gereksinimini ortadan kaldırır.

Böyle bir sistemde depolama maliyetleri, birkaç nedenden dolayı merkezi alternatiflere göre potansiyel olarak daha düşük olabilir. Tekel fiyatlandırmasının ortadan kaldırılması, piyasa rekabetinin maliyetleri depolamanın gerçek maliyetine yaklaştırmasına olanak tanır. Benzer dosyaları depolayan birden fazla kullanıcıdan kaynaklanan örtük yedeklilik, toplam depolama gereksinimlerini azaltabilir. Pahalı veri merkezi altyapısına veya kurumsal genel giderlere gerek yoktur. Ancak ödeme mekanizmaları, yeterli sağlayıcı katılımını sağlama ve yedeklilik ile maliyet arasındaki dengeyi yönetme konularında zorluklar devam etmektedir. Bu zorluklara rağmen, merkeziyetsiz depolama, Ethereum'un yalnızca ekonomik teşvikler aracılığıyla karmaşık çok taraflı etkileşimleri nasıl koordine edebileceğini göstermektedir.

Decentralized Autonomous Organizations

Merkeziyetsiz Otonom Organizasyon (DAO), kuruluşun fonlarını harcama ve kodunu değiştirme hakkına toplu olarak sahip olan bir üye veya hissedar grubuna sahip sanal bir varlıktır. Tipik bir DAO basit bir kuralla çalışır: harcama kararları almak veya organizasyonun kodunu değiştirmek için üyelerin %67'si gereklidir. Üyeler teklifler sunabilir, bunlara oy verebilir ve bir teklif yeterli destek alırsa, sözleşme kararı otomatik olarak yürütür. Üyelik payları transfer edilebilir olabilir, DAO katılımı için likit bir piyasa sağlar ve farklı pay sınıfları farklı oy hakları veya ekonomik taleplere sahip olabilir.

En basit DAO tasarımı, üyelerin bir listesini sürdüren ve sözleşmenin herhangi bir yönünü, kendi oy kuralları dahil, değiştirmek için 2/3 çoğunluk oyu gerektiren kendi kendini değiştiren bir sözleşmedir. Üyeler kod değişikliklerini işlem olarak sunacak, diğer üyeler oy kullanacak ve eşiğe ulaşıldığında sözleşme kendini güncelleyecektir. Daha sofistike tasarımlar, üyelerin oy güçlerini temsilcilere atayabileceği yetkilendirilmiş oy sistemleri veya oyların devredilebildiği ancak önemli kararlar için herhangi bir zamanda geri alınabildiği likit demokrasi içerebilir.

DAO'lar basit fon yönetiminin ötesinde çeşitli amaçlara hizmet edebilir. Bir DAO, geleneksel hukuki yapılar yerine smart contract kodu tarafından yönetilen, yüklenicileri işe alan, hizmet satın alan ve hissedarlara kar dağıtan merkeziyetsiz bir şirket olarak işlev görebilir. Merkeziyetsiz bir yatırım fonu olarak çalışabilir; üyeler hangi projelere fon sağlanacağı konusunda oy kullanır. Bir ortak kaynağı yönetebilir; paydaşlar tahsis kuralları konusunda oy kullanır. Temel içgörü, yönetişim kurallarını şeffaf, değiştirilemez koda kodlayarak ve bunları ekonomik paya bağlayarak, DAO'ların geleneksel hiyerarşik yönetim veya hukuki uygulamaya ihtiyaç duymadan grup kararlarını koordine edebileceğidir.

Further Applications

Daha önce tartışılan ana kategorilerin ötesinde, Ethereum çok sayıda başka uygulamayı mümkün kılar. Sofistike güvenlik özelliklerine sahip tasarruf cüzdanları, günlük çekim limitleri uygularken kurtarma için acil anahtarlar sağlayabilir; kullanıcıları hırsızlıktan korurken nihai kontrolü sürdürür. Hasat sigortası sözleşmeleri, hava durumu veri beslemelerine dayalı olarak çiftçilere otomatik olarak ödeme yapabilir; talep işlemeyi ortadan kaldırır ve yönetim giderlerini azaltır. Eşler arası kumar uygulamaları, herhangi bir güvenilir aracı olmadan çalışabilir; smart contract'lar bahisleri tutar ve doğrulanabilir rastgele sayılara veya gerçek dünya olay verilerine dayalı olarak kazananlara otomatik olarak ödeme yapar.

Zincir üstü tahmin piyasaları, kullanıcıların gelecekteki olaylara bahis oynamasına olanak tanıyarak kalabalıkların bilgeliği aracılığıyla güçlü tahmin mekanizmaları oluşturur. Bunlar, merkeziyetsiz oracle'lar oluşturmak için SchellingCoin tarzı protokollerle güçlendirilebilir: katılımcılar bağımsız olarak verileri (seçim sonuçları veya hava koşulları gibi) raporlar ve raporları çoğunlukla eşleşenler ödül alırken sapanlar cezalandırılır. Bu kriptoekonomik yaklaşım dürüst raporlamayı teşvik eder ve herhangi bir tek oracle sağlayıcısına güven gerektirmeden diğer sözleşmelere güvenilir gerçek dünya verileri sağlayabilir.

Çoklu imza cüzdanları, birden fazla taraf arasında fonların paylaşımlı kontrolünü sağlayan bir diğer önemli uygulamayı temsil eder. 2-of-3 çoklu imza cüzdanı, fonlar harcanmadan önce belirlenen üç taraftan herhangi ikisinin işlemi onaylamasını gerektirebilir; emanet düzenlemeleri, kurumsal hazineler veya kişisel güvenlik için kullanışlıdır. Merkeziyetsiz pazar yerleri, kimlik sistemlerini, itibar puanlarını, emanet sözleşmelerini ve uyuşmazlık çözüm mekanizmalarını birleştirerek merkezi platformlar olmadan eşler arası ticareti mümkün kılabilir. Bu uygulamaların her biri, Ethereum'un programlanabilirliğinin yeni güven modelleri ve organizasyonel yapıları nasıl mümkün kıldığını göstermektedir.

Miscellanea And Concerns

Ethereum'un değiştirilmiş GHOST protokolü uygulaması, amca dahil etme ve ödüller için özel kurallar içerir. Amcalar, mevcut bloğun atasının doğrudan çocukları olmalıdır (2 ile 7 nesil arasında), geçerli blok başlıkları olmalıdır, önceki amcalardan farklı olmalıdır ve mevcut bloğun doğrudan ataları olmamalıdır. Amca bloklar standart blok ödülünün %87,5'ini alır, dahil eden blok ise dahil edilen amca başına ek %3,125 alır (en fazla iki amca). Bu teşvik yapısı, madencileri gözlemledikleri eski blokları referans almaya teşvik ederek ağ güvenliğini güçlendirir ve ağ yayılımında geçici kötü şansa maruz kalan madencileri ödüllendirir.

Ücret sistemi, her hesaplama işleminin sabit bir gas maliyetine sahip olduğu "gas" kavramına dayanır. Örneğin, bir çarpma işlemi 5 gas, bir SHA256 hash'i 20 gas maliyetindedir ve her işlemin temel maliyeti 21.000 gas'tır. Kullanıcılar hem gas limiti (tüketmeye razı oldukları maksimum gas) hem de gas fiyatı (gas birimi başına ne kadar ether ödeyecekleri) belirtir. Bu sistem birden fazla amaca hizmet eder: tüm hesaplamanın ücretli olmasını sağlayarak sonsuz döngüleri ve hizmet reddi saldırılarını önler, kullanıcıların gas fiyatları aracılığıyla teklif verdiği blok alanı için bir piyasa oluşturur ve madencilerin kabul etmeye razı oldukları minimum gas fiyatını belirlemelerine izin vererek ağ kaynaklarını korur.

Ölçeklenebilirlik önemli bir endişe olmaya devam etmektedir, çünkü her tam düğüm durumu doğrulamak için her işlemi işlemek zorundadır. Mevcut blockchain mimarileri, merkezi sistemlerin işlem hacmiyle eşleşmekte zorlanır. Potansiyel çözümler arasında farklı düğümlerin farklı işlem alt kümelerini işlediği durum parçalama ve daha verimli blok üretimini mümkün kılabilecek proof-of-work'ten proof-of-stake uzlaşmasına geçiş yer alır. Merkle kanıtları kullanan hafif istemciler tüm blokları işlemeden işlemleri doğrulayabilir, ancak birinin yine de her şeyi işlemesi gerekir. Bu ölçeklenebilirlik zorlukları, Ethereum'un uzun vadeli yaşayabilirliği için kritik aktif araştırma ve geliştirme alanlarını temsil eder.

Conclusion

Ethereum protokolü başlangıçta bir kripto para biriminin geliştirilmiş versiyonu olarak tasarlandı; yüksek düzeyde genelleştirilmiş bir programlama dili aracılığıyla zincir üstü emanet, çekim limitleri ve finansal sözleşmeler gibi gelişmiş özellikler sunan. Ancak Ethereum protokolü sadece para biriminin çok ötesine geçer. Merkeziyetsiz dosya depolama, merkeziyetsiz hesaplama ve merkeziyetsiz tahmin piyasaları etrafındaki protokoller, düzinelerce başka kavramla birlikte, bilgi işlem endüstrisinin verimliliğini önemli ölçüde artırma ve ilk kez ekonomik bir katman ekleyerek diğer eşler arası protokollere büyük bir destek sağlama potansiyeline sahiptir.

Belirli kullanım durumları için tasarlanmış sınırlı bir işlem seti sağlamak yerine, Ethereum geliştiricilerin tasarlayabildikleri herhangi bir uygulamayı inşa etmelerini sağlayan Turing-complete bir programlama dili sunar. Kendi finansal türevinizi icat etmek mi istiyorsunuz? Kendi para biriminizi oluşturmak mı? Blockchain üzerinde bir hükümet kurmak mı? Bunların hepsi Ethereum'un betik sistemiyle kolayca uygulanabilir. Platformun gücü, hangi uygulamaların inşa edileceğini tahmin etmekte değil, onları inşa etmeyi kolaylaştıran temel altyapıyı sağlamaktadır.

Ethereum protokolü tarafından uygulanan rastgele state transition fonksiyonu kavramı, benzersiz potansiyele sahip bir platform sunar. Veri depolama, kumar veya finans alanındaki belirli uygulamalar için tasarlanmış kapalı uçlu, tek amaçlı bir protokol olmak yerine, Ethereum tasarım gereği açık uçludur ve hem finansal hem de finansal olmayan çok sayıda protokol için önümüzdeki yıllarda temel katman olarak hizmet etmeye son derece uygun olduğuna inanıyoruz. Gelecekte Ethereum üzerine inşa edilecek uygulamalar, bugün hayal bile edemeyeceğimiz uygulamalar olabilir ve bu açık uçlu olasılık platformun gerçek vaadini temsil eder.

References and Further Reading

Ethereum teknik raporu, kripto para ve dağıtık sistemler araştırmasındaki kapsamlı önceki çalışmalar üzerine inşa edilmiştir. Temel Bitcoin protokolü, blockchain tabanlı dijital para birimi kavramını tanıtan Satoshi Nakamoto'nun 2008 orijinal makalesi "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System"de açıklanmıştır. Bitcoin'in işlevselliğini genişletmeye yönelik erken girişimler arasında, Bitcoin'in kısıtlı betik yetenekleri tarafından sınırlandırılmış olsa da para biriminin ötesinde blockchain uygulamalarını gösteren merkeziyetsiz bir isim kayıt sistemi olan Namecoin bulunur.

Colored coins teknik raporu, belirli bitcoin'leri diğer varlıkları temsil etmek üzere "renklendirerek" Bitcoin blockchain'inde alternatif varlıkları temsil etmek için bir yöntem önerirken, Mastercoin daha karmaşık finansal araçlar için Bitcoin'in üzerine bir protokol katmanı oluşturmaya çalıştı. Her ikisi de Bitcoin üzerine inşa etmenin sınırlamalarını vurguladı ve daha esnek bir platform ihtiyacını motive etti. Bitcoin Magazine'de incelenen merkeziyetsiz otonom şirketler kavramı, smart contract'lar aracılığıyla organizasyonel yönetişim için teorik temeller sağladı.

Temel teknik bileşenler arasında hafif istemciler için basitleştirilmiş ödeme doğrulaması (SPV), verimli veri doğrulama için Merkle tree'ler ve Ethereum'un durum temsili için Patricia trie'leri yer alır. 2013 kriptografi makalesinde açıklanan GHOST (Greedy Heaviest Observed Subtree) protokolü, hızlı blok sürelerinden kaynaklanan güvenlik sorunlarını ele alır ve Ethereum'un uzlaşma mekanizmasının temelini oluşturur. Bu referanslar, genel amaçlı bir blockchain platformu oluşturmak için kripto para, dağıtık sistemler, kriptografi ve oyun teorisinden içgörüleri birleştiren Ethereum'un inşa edildiği entelektüel temelleri temsil eder.