Enerji Sektöründe Kayıt Zinciri
Can ARSLAN
Ankara, 24/11/2017
İçerik1. Kayıt Zinciri
1. Kayıt Zinciri Mutabakat Mekanizmaları2. Kapalı Zincir (Private)3. Açık Zincir (Public)
2. Açık Zincir Ölçekleme Problemi3. Kriptografik Özetleme Fonksiyonları (HASH)4. İşlemcinin Gücü Adına - Moore’s Kanunu5. Kriptografi ve İşlemci6. Özetleme Hızı (Hash Rate) ve Zorluk7. Açık Kayıt Zinciri Ekonomik Modeli8. Elektrik Sektöründe Değişim9. Enerji ve Kayıt Zinciri
1. Kapalı Zincir Uygulamaları2. Açık Zincir ve Modeller
1- Kayıt Zinciri
Neden kayıt zinciri?
Neden Teknoloji
Anonimlik Şifreleme – Kriptografi
Değiştirilemezlik Dağıtık Kayıt
İletişim Hızı Ağ Sunucuları Yazılım Dili
Kayıt Zinciri Tasarımı
1- Açık veya Kapalı Sistem2- Mutabakat Mekanizması3- Ölçekleme Sistemi4- Ekonomik Sistem
1- Kayıt Zinciriİletişim Tercihi Blockchain ağına dileyen
herkes erişebilir mi?
Evet, ağ açıktır ve
herkes katılabilir.
Hayır, ağ özeldir ve
katılım izine tabidir.
Mutabakat Tercihi
Ağa katılan herkes
mutabakat sistemine
dahil olabilir mi?
Bütünüyle izin
gerektirmeyen
sistem
Kısmen izin
gerektirmeyen
sistem
EVET HAYIR
Ağa katılan herkes
mutabakat sistemine
dahil olabilir mi?
Kısmen izin
gerektiren sistem
Bütünüyle izin
gerektiren sistem
EVET HAYIR
Açık Kayıt Zinciri Ağları Kapalı Kayıt Zinciri Ağları
Usta, Ahmet and Serkan Doğantekin. Blockchain 101. İstanbul: Kapital Medya Hizmetleri A.Ş., 2017.
1.1- Kayıt Zinciri Mutabakat Mekanizmaları
Ağa katılan herkes mutabakat sistemine dahil olabilir mi?
Bütünüyle izin
gerektirmeyen sistemKısmen izin
gerektirmeyen sistem
EVET HAYIR
Ağa katılan herkes mutabakat sistemine dahil olabilir mi?
Kısmen izin gerektiren
sistemBütünüyle izin gerektiren
sistem
EVET HAYIR
Açık Kayıt Zinciri Ağları Kapalı Kayıt Zinciri Ağları
Mutabakat Tercihi
Bizans Generalleri Problemi Algoritması(Practical Byzantine Fault Tolarence)Hyperledger, Stellar, and Ripple
Atanmış Ortaklığın İspatı Algoritması(Delegated Proof of Stake)
İşin İspatı Algoritması(Proof of Work)Bitcoin, Ethereum
Ortaklığın İspatı Algoritması (Proof of Stake)
Bizans Generalleri Problemi Algoritması(Practical Byzantine Fault Tolarence)
https://www.persistent.com/wp-content/uploads/2017/04/WP-Understanding-Blockchain-Consensus-Models.pdf
1.2- Kapalı ZincirKısmen İzin Gerektiren Sistem
Bütünüyle İzin Gerektiren Sistem
İşlem Adeti Sınırlı SınırlıAnlık İşlem Sayısı Sınırsız SınırlıMutabakat Tüm Katılımcılar İzin Verilen Taraflar
Verinin Şifrelenmesi Tüm Katılımcılar İzin Verilen TaraflarVerinin Saklanması Tüm Katılımcılar Tüm Katılımcılar
Uygulama Alanları Ticaret Platformları Tedarik Zinciri Uygulamaları
Katılımcı 2
Katılımcı 1
Katılımcı 4
Katılımcı 3
Katılımcı n
Kısmen İzin Gerektiren Sistem
İşlem
İşlemin mutabakatı ve kayıt oluşturulması
Mutabakat için kaydın saklanması
https://wiki.hyperledger.org/groups/requirements/use-case-inventory
Ripple, Hyperledger, Corda
1.3- Açık Zincir
İşlem
İşlemin mutabakatı ve kayıt oluşturulması
Kayıtın saklanması
Kısmen İzin Gerektirmeyen Sistem
Bütünüyle İzin Gerektirmeyen Sistem
İşlem Adeti Sonsuz Sonsuz
Anlık İşlem Sayısı Sınırlı Sınırsız
İşlem Kaydı Oluşturulması İzin Verilen Taraflar İsteyen katılımcılar (İşçi Miner)
Mutabakat İzin Verilen Taraflar Tüm KatılımcılarVerinin Saklanması İzin Verilen Taraflar İsteyen katılımcılar (Nodlar)
Uygulama Alanları E-Devlet Uygulamaları Ödül Mekanizması Olan Sistemler (Bitcoin, Ethereum)
Bütünüyle İzin Gerektirmeyen Sistem
Adres 1
Adres 2Adres 4
Adres 5
Adres 6
Adres n
Adres 3
İşçi 5
İşçi 4İşçi 3
İşçi 1
İşçi 2
İşçi 6
İşçi n
Kayıt Tutan Nod
0
2.000.000
4.000.000
6.000.000
8.000.000
10.000.000
12.000.000
14.000.000
0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
300.000
350.000
400.000
2012-01-03 2013-01-03 2014-01-03 2015-01-03 2016-01-03 2017-01-03
Öze
tlem
e H
ızı (
has
hra
te)
TH/s
İşle
m A
det
i
Bitcoin İşlem Adeti ve Özetleme Hızı
İşlem Sayısı Hash Rate (TH/S)
2- Açık Zincir İşlem Hızı Ölçekleme Problemi1- İşlem Kaydı Oluşturulması (Bloğa İşleme)
2- İşlemin Mutabakatı
İŞÇİ
NOD
İşlem Verisi
Kayıt Bloğu
0,00
200,00
400,00
600,00
800,00
1000,00
1200,00
1400,00
İşlem Süreleri (s)
Ethereum İşlem Süresi Bitcoin İşlem Süresi
Çözümler:1- Kayıt bloğunun büyüklüğü2- Mutabakat Mekanizmasında değişim
X
Onaylanmamış İşlem Verisi
3- Kriptografik Özetleme Fonksiyonları (HASH)
1. Ön-Görüntüleme Dayanıklılığı (pre-image resistance) • H(A) hash çıkış verisi olsun, A hash giriş verisi. H(A)’dan yolan çıkarak A’yı bulmak mümkün olmayacaktır.
Örneğin 128-bit hash fonksiyonu kullandığımızı varsayalım: • En kötü ihtimalle 2^128-1 deneme sonra H(A)’dan A’yı çıkarabilirsiniz, ortalama ihtimalde 2^128/2
deneme yapacaktır yani 1.7X10^38 defa denemeniz gerekecek.2. Çakışma Dayanıklılığı (Collision resistant)
• H(A)’nın H(B)’ye eşit olması mümkün değildir. • 128-bit hash 2^128 farklı sonuç verir. • Çakışma dayanıklılığını kırmak için %50 şansımız olduğunu düşünürsek sqrt(2^128)=2^64 ihtimal
denenmesi lazım. • Ön-Görüntüleme dayanıklılığını kırmaktan daha kolay. Hiçbir hash fonksiyonu çakışma dayanıklılığına
sahip değildir, sadece bu çakışmayı bulmak çok uzun sürecektir.
H(A)
H(B)B
A
4- İşlemcinin Gücü Adına: Moore’s Kanunu
1,E+03
1,E+04
1,E+05
1,E+06
1,E+07
1,E+08
1,E+09
1,E+10
1970 1980 1990 2000 2010
Mikroişlemci Transistör Adeti
1,00E+06
1,00E+07
1,00E+08
1,00E+09
1,00E+10
1,00E+11
1996 2001 2006 2011 2016
Grafik İşlemci Üniteleri Transistör Adeti
https://ipfs.io/ipfs/QmXoypizjW3WknFiJnKLwHCnL72vedxjQkDDP1mXWo6uco/wiki/Transistor_count.htmlhttps://www.research.ibm.com/ibm-q/
Kuantum Bilgisayarlar Transistör sayısı her 18 ayda 2 katına çıkar.
0
1
Bit KuBit
D-Wave Çipi (Google & Nasa)Normal bilgisayarlardan 100 milyon kat daha hızlı
5- Kriptografi ve İşlemci Gücü Genel Kriptografik Özetleme Algoritmalarının Tarih Cetveli
Fonksiyon 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
SnefruMD2 (128-bit)MD4MD5RIPEMDHAVAL-128SHA-0SHA-1RIPEMD-160SHA-2 familySHA-3 (Keccak)
Akran DeğerlendirmesiGüçlü Kabul Edilme
Önemsiz ZayıflıkZayıflatıldıKırıldı
Çakışma Bulundu
Google ve CWI, 23 Şubat 2017’de SHA-1 fonksiyonununda çakışma buldu!6,610 İşlemci Yılı
http://valerieaurora.org/hash.htmlhttps://shattered.io/
6- Özetleme Hızı (Hash Rate) ve Zorluk
0
2E+11
4E+11
6E+11
8E+11
1E+12
1,2E+12
1,4E+12
1,6E+12
0
2.000.000
4.000.000
6.000.000
8.000.000
10.000.000
12.000.000
14.000.000
2014-01-03 2015-01-03 2016-01-03 2017-01-03
Bitcoin Özetleme Hızı ve Zorluk
Hash Rate (TH/S) Difficulty
https://www.quandl.com/data/BCHAIN-Blockchainhttps://etherscan.io/charts
0,00E+00
5,00E+05
1,00E+06
1,50E+06
2,00E+06
2,50E+06
3,00E+06
3,50E+06
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
30.07.2016 30.11.2016 31.03.2017 31.07.2017
Ethereum Özetleme Hızı ve Zorluk
Hashrate (GH/s) Difficulty
Özetleme Hızı: İşçilerin işlemleri onaylamak ve kayıt bloğu üretmek için harcadığı işlemci gücü Zorluk: İşçilerin Rekabeti, daha fazla işlemci gücü daha yüksek zorluk
Kayıt Zinciri 2.0Sınırsız blok ve Blok-Veri Yönetimi (Sharding)Uygulamaların çalıştırıldığı platform
Kayıt Zinciri 1.0Sınırlı blok ve Kesin Blok BüyüklüğüDijital para sistemi
7- Açık Kayıt Zinciri Ekonomik Modeli
𝑃𝑛𝑒𝑡 =𝑅𝑛𝑒𝑡𝜀 İşlemcinin Enerji Verimliliği
Özetleme Hızı (Hash Rate)
http://eprints.maynoothuniversity.ie/6009/1/DM-Bitcoin.pdf
Mutabakat MekanizmalarıKriptografik Teknoloji
İşlemci Teknolojileri
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
0
2.000.000
4.000.000
6.000.000
8.000.000
10.000.000
12.000.000
14.000.000
2014-01-03 2015-01-03 2016-01-03 2017-01-03
Yıllı
k El
ektr
ik T
üke
tim
i (TW
h)
Öze
tlem
e H
ızı (
TH/s
)
Bitcoin Enerji Tüketimi
Hash Rate (TH/S) Yıllık Elektrik Tüketimi (TWh)
0
2
4
6
8
10
12
14
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
30.07.2016 30.11.2016 31.03.2017 31.07.2017
Elek
trik
Tü
keti
mi (
TWh
)
Öze
tlem
e H
ızı (
TH/s
)
Ethereum Enerji Tüketimi
Hashrate (GH/s) Enerji Tüketimi (TWh)
Yerli Silikon Vadisi Yatırımları Desteleme Mekanizması?Yeni Elektrik Fiyatlama Mekanizmaları?
8- Elektrik Sektöründe Değişim
Fosil Yakıtlı Üretim İletim DağıtımPerakende & Serbest Tüketici Üreten Tüketici
- Fosil Üreticiden müşteriye satış
- Hizmet sağlayıcı- Danışmanlık- Finansal Kiralama
- Göz ardı edilen üretim- Sisteme elektrik üretim fazlasını satar
- Popüler- Dağıtım dengeleme- Pilin gücü
- Elektrik üreticisi - Piyasa bazlı karlılık
- Esneklik sağlayıcı- Yan hizmetler karlılık
- Üreticiden dağıtıma
- Esnekliğin başlangıcı- Yenilenebilir yönetimi
- İletimden müşteriye
- Yenilenebilir yönetimi- Dağıtık sistem akışı
9- Enerji ve Kayıt Zinciri
Dağıtım Seviyesi
İletim Seviyesi
9.1- Kapalı Zincir Uygulamaları
İletim Seviyesi
EnerChain: Toptan Ticaret Platformu
Pil (sonnen GmBH) ve İletim Operatörü (TenneT) arasında iletişim için
GridSingularity: Dengeleme Platformu
9.2- Açık Zincir Uygulamaları
Dağıtım Seviyesi
Solar Chain:Güneş yatırımı destekeleme fonu
Power Ledger: Dağıtım seviyesi ticaret platformu
Slock.it:Elektrikli Araç Şarj Üniteleri ödeme sistemi