Dağıtılmış Konsensüs

Dağıtık Mutabakat, birden fazla düğümün veya katılımcının belirli bir durum veya değer üzerinde anlaşmaya varması gereken dağıtık sistemlerde temel bir kavramdır. Ağ gecikmeleri, arızalar veya kötü niyetli saldırılar nedeniyle düğümlerin farklı görüşlere veya deneyimlere sahip olabileceği dağıtılmış sistemlerde tutarlılığı ve güvenilirliği korumak için çok önemlidir.

Dağıtık bir sistemde, düğümler ortak bir hedefe ulaşmak için birbirleriyle iletişim kurar ve bilgi paylaşır. Ancak ağ gecikmesi, düğüm arızaları veya mesaj kayıpları gibi çeşitli faktörler nedeniyle düğümler farklı bakış açılarına sahip olabilir veya aynı anda aynı bilgiyi alamayabilir. Dağıtılmış Mutabakat bu zorlukların üstesinden gelmeyi ve tüm düğümlerin bir anlaşmaya veya tutarlı bir duruma ulaşmasını sağlamayı amaçlamaktadır.

Dağıtık Mutabakat alanındaki klasik problemlerden biri Bizans Generalleri Problemidir. Bu problemde, bir grup Bizans generali bir şehri kuşatır ve saldırmak ya da geri çekilmek konusunda anlaşmaları gerekir. Ancak generallerden bazıları hain olabilir ve sadık generallerin kafasını karıştırmak için çelişkili mesajlar gönderebilir. Buradaki zorluk, hainlerin varlığına rağmen sadık generallerin bir uzlaşmaya varmasını sağlayan bir protokol tasarlamaktır.

Dağıtılmış Mutabakatı sağlamak için çeşitli mutabakat protokolleri ve algoritmaları geliştirilmiştir. Yaygın olarak kullanılan protokollerden bazıları şunlardır:

1. Paxos: Paxos, dağıtılmış bir sistemin arızaların varlığında bile tek bir değer üzerinde anlaşmasını sağlayan bir fikir birliği protokolüdür. Düğümler arasında fikir birliğine varmak için iki aşamalı bir oylama süreci kullanır.

2. Raft: Raft, Paxos'a daha anlaşılır ve daha basit bir alternatif sunan bir mutabakat algoritmasıdır. Dağıtık sistemi lider ve takipçi düğümlere ayırır ve fikir birliğine ulaşmak için lider seçimi ve günlük çoğaltma mekanizmalarını kullanır.

3. Pratik Bizans Hata Toleransı (PBFT): PBFT, düğümlerin keyfi davranabildiği Bizans hatalarını tolere etmek için tasarlanmış bir fikir birliği algoritmasıdır. Mesajların bütünlüğünü ve gerçekliğini sağlamak için üç aşamalı bir oylama süreci ve dijital imzalar kullanır.

4. İş Kanıtı (PoW): PoW, Bitcoin gibi blok zinciri sistemlerinde kullanılan bir mutabakat algoritmasıdır. Katılımcıların yeni bloklar önermek ve doğrulamak için hesaplama açısından yoğun bir bulmacayı çözmelerini gerektirir. Bu, katılımcıların çoğunluğunun blok zincirinin durumu üzerinde hemfikir olmasını sağlar.

Bu mutabakat protokolleri ve algoritmaları, dağıtılmış düğümler arasında anlaşmaya varmak için oylama, lider seçimi, mesaj çoğaltma ve kriptografik mekanizmalar gibi çeşitli teknikler kullanır. Tüm düğümlerin sistem hakkında aynı görüşe sahip olmasını ve üzerinde anlaşmaya varılan değer veya durumun tutarlı ve güvenilir olmasını sağlamayı amaçlarlar.

Dağıtık Mutabakat, dağıtık veritabanları, dağıtık dosya sistemleri, blok zinciri teknolojisi ve dağıtık bilgi işlem platformları dahil olmak üzere geniş bir uygulama alanına sahiptir. Bu sistemlerin bütünlüğünün, tutarlılığının ve hata toleransının sağlanmasında çok önemli bir rol oynar.

Özetle, Dağıtık Mutabakat, dağıtık sistemlerde birden fazla düğüm veya katılımcı arasında anlaşma veya mutabakat sağlamayı amaçlayan temel bir kavramdır. Tüm düğümlerin aynı görüşe veya duruma sahip olmasını sağlamak için ağ gecikmeleri, arızalar ve kötü niyetli saldırılar gibi zorlukları ele alır. Farklı senaryolarda Dağıtılmış Mutabakat sağlamak için Paxos, Raft, PBFT ve PoW gibi çeşitli mutabakat protokolleri ve algoritmaları geliştirilmiştir.