BLOKZİNCİR AĞLARINDA PBFT TABANLI ALTERNATİF KONSENSÜS ALGORİTMALARININ NS-3 ORTAMINDA KARŞILAŞTIRMALI PERFORMANS ANALİZİ

Tez Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Yazılım Mühendisliği, Türkiye

Tez Danışmanı: Ahmet Coşkunçay

Tezin Onay Tarihi: 2026

Tezin Dili: Türkçe

Özet:

Amaç: PBFT tabanlı konsensüs protokollerinin farklı deney düzenleri nedeniyle doğrudan karşılaştırılamaması sorununa karşı, klasik PBFT ile on beş alternatiften oluşan toplam on altı protokollük araştırma portföyünü, her ölçütte doğrulanmış veri bulunan koşullarla sınırlı ortak bir değerlendirme çerçevesinde incelemek amaçlanmıştır.

Yöntem: Protokoller NS-3.33 ortamında düğüm sayısı, bağlantı gecikmesi, hatalı düğüm oranı ve işlem yükü eksenlerinde sınanmıştır. Uçtan uca gecikme, saniyedeki işlem sayısı ve operasyonel başarı temel ölçütler olarak alınmış; geçerli iletişim sayaçları yalnız seçilmiş bir koşuldaki gecikme–haberleşme ödünleşmesinin değerlendirilmesinde kullanılmıştır. PBFT, GamePBFT, D2BFT ve CG-PBFT ayrıca tam bağlantılı ve CSMA topolojilerinde karşılaştırılmıştır. Ortak ölçüm altyapısı korunurken, bazı protokollerin kendine özgü yürütme ve trafik özellikleri olduğu gibi bırakılarak değerlendirilmiştir.

Bulgular: Tam bağlantılı topolojide PBFT gecikmesi düğüm sayısından bağımsız olarak yaklaşık 15,5 ms düzeyinde kalmış; bağlantı gecikmesinin 3 ms'den 20 ms'ye yükselmesi ortalama gecikmeyi yaklaşık 100,5 ms'ye taşımıştır. Alternatiflerin çoğu PBFT'nin altında işlem verimi üretirken KBFT en büyük ölçekte temel çizginin yaklaşık on iki katına ulaşmış; aynı protokolde hata oranı 0,3 olduğunda operasyonel başarı yaklaşık 0,44'e gerilemiştir. TSBFT gecikme ile seçilmiş kesitteki haberleşme maliyetini artırmış; CSMA topolojisinde CG-PBFT gecikmesi N = 100'de yaklaşık 139 saniyeye ulaşmıştır. PBFT ile GamePBFT bazı CSMA çalışma noktalarında konsensüsü tamamlayamamıştır.

Sonuç: Protokol başarımı; algoritmik mekanizma, trafik modeli, işlem paralelliği, hata dağılımı ve ağ topolojisinin ortak etkisiyle biçimlenmektedir. Hiçbir protokol bütün ölçüt ve koşullarda koşulsuz üstün değildir. Operasyonel başarı, ortak bir güvenlik denetleyicisi bulunmadığından Bizans güvenliğinin deneysel kanıtı olarak yorumlanmamıştır.