Herhangi bir otorite ya da merkeze ihtiyaç duymadan çalışan Bitcoin’in (BTC) yapısını anlayabilmek için, internet teknolojilerinin kilometre taşlarından biri olan Peer-to-Peer (Eşten Eşe – P2P) ağ protokolünü bilmek önemlidir.

“Peer-to-Peer (P2P) network nedir?” ve “Eşten eşe Bitcoin ağı protokolü nasıl çalışır?” gibi soruları yanıtlamanın yanı sıra, merkezi sunucu yapıları ve bunların dezavantajlarından bahsedeceğiz. P2P denilince ilk akla gelen BitTorrent protokolünün çalışmasına dair açıklamaları da yazımızda bulabileceksiniz.

Peer-to-Peer (P2P) nedir?

Merkezi kontrole ihtiyaç duymadan, iki veya daha fazla bilgisayarın veri paylaşmak amacıyla birbirine bağlandığı ağ protokolüne Peer-to-Peer ya da P2P denir. Buradaki “peer” sözcüğü “eş” anlamında kullanılır. Eşler, herhangi bir otoriteye ihtiyaç duymadan ya da merkezi kontrol olmadan kendilerine ait veri depolama donanımlarını ağın kullanımına açarlar.

Bu protokolde, ağa bağlı bilgisayarlara veri paylaşabildiği gibi, onların cihazlarındaki verilere de erişmek mümkündür. Yani;

P2P ağlarında merkezi sunucu yapısına ihtiyaç yoktur. Eşler hem sağlayıcı, hem de tüketicidirler.

P2P yasal mı?

Bilgisayarların doğrudan birbirine bağlandığı P2P ağ protokollerinde, her dosya tipini paylaşma olanağı bulunduğundan işlemler daima yasalara uygundur diyemeyiz.

P2P ağ protokolü yasalara uygun olsa da, kullanıcılar arasında aktarılan dosyaların telif hakları ile korunması ya da bunların ücretli içerikler olması transfer işlemini yasa dışı hale getirebilir. Telif hakları ile korunan sanat eserleri, filmler, lisanslı yazılımlar gibi içeriklerin kullanıcılar arasında el değiştirmesi, teknolojinin kötüye kullanımı olarak yorumlanır ve birçok ülkede bunun cezai yaptırımı söz konusudur.

Eşten eşe ağ protokolünün detaylarına inmeden önce, internet üzerinde aktif biçimde kullandığımız merkezi veri yapılarından bahsetmemizin, kıyas yapmamız açısından faydalı olacağını düşünüyoruz. O yüzden kısaca merkezi ağ yapısına biraz değinelim.

Server (sunucu) nedir?

Ağa bağlanan kullanıcıların, veriye erişmek amacıyla iletişim kurdukları merkezi bilgisayara “server” ya da sunucu denir. Finans ve bankacılık alanında da merkezi sunucu yapısı ile karşılaşıyoruz. Dijital bankacılık işlemlerinin tamamı bankacılık kurumunun merkezi sunucuları üzerinden gerçekleştiriliyor. Kısacası;

Merkezi sunucu yapılarında, ağdaki her kullanıcı aynı bilgisayara bağlanır.

Merkezi sunucuların dezavantajları

İşin aslı, birçok hizmet sağlayıcı merkezi sunucu modelini tercih eder. Çünkü bu model, yönetici açısından kolaylık sağlar. Veriler merkezde birikir, bir sorun yaşandığında ana bilgisayar üzerinden çözüm sağlanır.

Öte yandan merkezi sistemler, kalabalık kullanıcı gruplarıyla baş etme konusunda yetersizdirler. Aynı anda yüz binlerce kullanıcının tek bilgisayara bağlanmaya çalışması sistemin çökmesine neden olur. “Denial-of-service attack” ya da bilinen kısaltmasıyla “DDoS” saldırıları tam da bu şekilde yapılır. Sunucunun kaldıramayacağı ölçekte kullanıcının aynı anda bağlantı kurmaya çalışması, sistemin geçici süre hizmetlerini durdurmasına neden olur.

Merkezi sistemler yalnızca geçici değil, uzun vadeli saldırıların da kurbanı olabilirler. Sunucuya yapılan siber saldırılarla veriler kopyalanabilir veya değiştirilebilir. Bu tip saldırılara karşı daima yedekleme planı bulunur, ancak sistemin yedeklerinden yüklenmesi zaman alır. Bu esnada geçici işlem kesintileri olabileceği gibi, son işlemlerin silinme ihtimali de vardır.

Merkezi ağ yapılarında tüm bilgisayarlar aynı sunucuya bağlanırken, P2P yapılarında ağ içindeki her ullanıcı birbirine bağlanarak veri paylaşımında bulunur.

Merkezi olmayan ağ yapılarında ise, herhangi bir bilgisayarın siber saldırıya uğraması veya teknik sorun yaşaması verilerin zarar görmesine neden olmaz. Ağın çoğunluğu tarafından veriler saklanmaya devam eder.

P2P ağı nasıl çalışır?

Eşten eşe (Peer-to-Peer – P2P) ağlarda bilgisayarlar merkezi sunucuya bağlanmazlar. Ağ üzerindeki bilgisayarlar, çeşitli protokoller aracılığıyla birbirleri ile doğrudan iletişim kurarlar. Kullanıcı, ihtiyaç duyduğu veriye sahip olan bilgisayar hangisiyse, doğrudan ona bağlanıp veriye erişir. Dosyayı edindikten sonra ağa bağlı kalmaya devam ederse, kendisi de sağlayıcıya dönüşür.

Tahmin edileceği üzere P2P sisteminin idaresi oldukça zordur. Sistemdeki işlemlerin takip edilmesi, kullanıcının nereye bağlandığını ve neyi transfer ettiğini izlenmek imkansıza yakındır. Ayrıca, hedef dosyanın hangi eşte olduğunu önceden zorunludur.

Basit P2P ağ yapılarında karşılaşılacak bir diğer sorun da bağlantı hızı olabilir. Örneğin, boyutu büyük dosyanın ağdaki az sayıda kullanıcıda bulunduğunu ve yüzlerce kullanıcının da bu dosyaya erişmek istediğini varsayalım. Tıpkı merkezi sunucularda olduğu gibi, yüzlerce bilgisayar az sayıda bilgisayara bağlanmak isteyecek ve darboğaz oluşacaktır.

İşte tam bu noktada karşımıza BitTorrent çözümü çıkıyor. BitTorrent protokolü, yavaşlama ve darboğaz sorunu olmadan büyük boyutlu dosyaların ağdaki tüm kullanıcılara paylaşılmasına imkan sağlıyor.

BitTorrent nedir? Torrent dosyaları nasıl çalışır?

Merkezi sunucuya ihtiyaç duymadan, tanımlama dosyaları (.torrent) sayesinde kullanıcıların birbirlerine bağlanmalarına ve büyük boyutlu dosyaları paylaşmalarına imkan tanıyan takas protokolüne BitTorrent denir.

Ağa bağlı olan kullanıcılar üç kategoride değerlendirilirler:

Leecher: Sömürücü anlamına gelen bu kullanıcılar, ihtiyaçları olan dosyaya erişmek için ağa bağlanır, indirme işlemi bitince ağla bağlantılarını keserler.

Seeder: Paylaşıcı olarak tanımlanabilecek bu kullanıcılar, indirme işlemi bittikten sonra ağ bağlantısını kesmez ve diğer kullanıcıların dosyaya erişmesine izin verirler.

Peer: Eş anlamına gelen bu kullanıcılarda indirme işlemi tamamlanmamıştır. İndirmeyi sürdürürken bir yandan da dosyanın indirdikleri kısmını ağa paylaşırlar.

BitTorrent protokolünde büyük boyutlu dosyalar birçok küçük parçaya bölünerek listelenir. Kullanıcı, ihtiyacı olan dosya parçasına erişmek için ağ üzerinde bulunan eşlere bağlanır. Dosya parçalarının küçük olması sayesinde aynı anda birçok kullanıcıya bağlantı kurulabilir. Bilgisayarın ve internet bağlantısının kapasitesine göre, aynı anda binlerce kullanıcıya ve dolayısıyla binlerce dosya parçasına erişim sağlanabilir.

Kaynak dosya, parçalara ayrılarak erişime açılır. Her bilgisayar, indirdiği parçayı diğerlerine paylaşır. Kullanıcı, ihtiyacı olan veriyi, o parçaya sahip ağdaki herhangi kullanıcıdan alabilir. Kaynak: Wikipedia

Dosya parçaları küçük olduğundan kısa sürede yüzlercesi bilgisayara indirilir ve diğer kullanıcılara paylaşılmaya başlanır. BitTorrent protokolünün gücü, dosyanın tamamı indirilmeden de paylaşılmaya başlamasında yatar. Dolayısıyla ağda ne kadar çok kullanıcı varsa, dosya parçasına erişim o kadar kolay ve bağlantı hızı o kadar fazladır.

Merkezi sunucu yapılarının aksine BitTorrent protokolünde, bağlı kullanıcı sayısı arttıkça dosyaya erişim kolaylaşır, bağlantı hızı yükselir.

Parçaların tamamı indirildikten sonra veri doğrulaması yapılarak dosyanın bütünlüğü kontrol edilir. Burada genellikle MD5 ismi verilen hash algoritması kullanılır.

Bitcoin P2P ağı nasıl çalışır?

P2P protokolü ile benzer mantık üzerinde inşa edilen Bitcoin ağında, herhangi bir merkeze ihtiyaç duymadan şifrelenmiş verilerin iletimi sağlanır. Kullanıcılar, dijital imzalı mesajlar aracılığıyla BTC gönderir veya alırlar. Tüm işlemler dağıtık defter üzerine kaydedilir ve ağa bağlı kullanıcılar tarafından defterdeki kayıtların doğruluğu kontrol altında tutulur.

Bitcoin ağında “node” ismi verilen, veri doğruluğunu ve bütünlüğünü sağlayan bilgisayarlar bulunur. Node’lar, diledikleri zaman ağa dahil olur veya ayrılırlar. Blockchain üzerindeki kayıtların birer örneğini ellerinde tutan node’lar verilerin bozulmadığına dair güvenlik mekanizması oluştururlar.

P2P ağ protokolünün temel özelliklerine sahip olan node’lar, blockchain’in devamlılığı için kritik öneme sahiptir. Tıpkı “BitTorrent” protokolünde olduğu gibi, veri sadece tek bilgisayarda dahi bulunsa, ağa bağlanan herkes o veriye ulaşabilir. Ne kadar çok bilgisayar bağlanırsa, ağ o kadar güçlü demektir.

Blockchain üzerinde gerçekleşen tüm işlemlerin depolandığı bilgisayarlar olduğu gibi sadece güncel işlemlerin kaydını tutan node çeşitleri de vardır.

2009 yılında oluşturulan ilk Bitcoin bloku (Genesis Blok) dahil olmak üzere tüm verilerin yer aldığı tam içerikli node’lar yüksek donanıma ihtiyaç duyduklarından daha az sayıdadırlar.

Dileyen herkes Bitcoin.org adresinden Bitcoin Core dosyasını indirerek ağa destek verebilir.