Katman 2 Nedir ve Neden Bu Kadar Önemlidir?

Basit bir benzetme yapmak gerekirse, büyük bir iş hacmine sahip büyük bir şirket düşünün. Bu iş yükünün bir kısmıyla başa çıkmak için bir yan şirket kuruyorlar. Ana şirket Katman 1’i temsil ederken, yan şirket Katman 2’yi temsil eder. Bu şekilde ana şirket üzerindeki yük azaltılmış olur.

İlk olarak, Katman 1’in ne olduğunu tanımlamamız gerekir: Katman 1 ağları, blok zincirlerinin temel katmanı ya da en alt katman altyapısıdır. Ana ağ ya da “Katman 1” olarak da adlandırılan bu ağ, ekosistemin temel kurallarını tanımlamakla kalmaz, aynı zamanda Ethereum, Bitcoin ve Solana gibi örneklerde görüldüğü gibi işlemleri doğrular ve sonuçlandırır.

Katman 1 blok zincirleri genellikle ademi merkeziyetçilik ve güvenliğe odaklanarak başlar – her sağlam ağın temel ilkeleri – ve istisnalar az olmakla birlikte çeşitli küresel geliştirici ve katılımcı ağları (doğrulayıcılar gibi) tarafından sürdürülür.

Ayrıca bakınız: Blockchain Teknolojisi Nedir?

Herhangi bir merkezi otorite veya gözetimin olmaması nedeniyle, bu platformlar kullanıcıları dolandırıcılık ve saldırılardan korumak için teknolojinin kendisinde doğal güvenlik talep etmektedir. Tasarımdaki bu önceliklendirme nedeniyle, tamamen işlevsel bir ekosistemi sürdürmek için gereken önemli kaynaklardan bahsetmeye gerek yok, genellikle ölçeklenebilirlikten yoksundurlar.

Bazı geliştiriciler güvenlik, ademi merkeziyetçilik ve ölçeklenebilirlik arasındaki dengenin sağlanamamasını teknolojinin kaçınılmaz bir kusuru olarak görürken (blok zinciri trilemması olarak adlandırılır), Ethereum’daki rollup’lar ve Bitcoin’deki Lightning Network gibi Katman 2 çözümleri bu sorunları ele almak için bir çözümdür.

Katman 2 nedir?

Katman 2, ölçeklenebilirlik ve azaltılmış veri yoluyla darboğazları hafifleten Katman 1’in (bağımsız blok zincirleri) üzerine inşa edilmiş bir dizi zincir dışı çözümü ifade eder. Bunu bir restoran mutfağı gibi düşünün; eğer her siparişin onaylanmadan ve teslim edilmeden önce baştan sona bir kişi tarafından tamamlanması gerekseydi, saatte yalnızca birkaç siparişin tamamlandığı yavaş bir süreç olurdu. Ancak Katman 2 hazırlık istasyonları gibidir – biri temizlik ve kesme, biri pişirme, biri de yemekleri birleştirme içindir – görevlerin odaklanmasına ve daha verimli bir şekilde tamamlanmasına olanak tanır. Doğru zaman geldiğinde, son personel bir araya getirilen her yemeği siparişlerle eşleştirebilir ve nihai hedeflerine (müşteriye) göndermeden önce onaylayabilir.

Visa gibi ödeme platformları da benzer sistemler kullanıyor. Visa, satıcılardan gelen binlerce günlük mikro işlemi tek tek işleme koymaz, bu da ağı dakikalar içinde tıkayacaktır; bunun yerine, bunları toplu hale getirerek bankacılık sisteminde periyodik olarak kapatır. Daha sonra bankalar işlemleri kendi içlerindeki mutabakat katmanları aracılığıyla kategorize eder ve saklar. Bu senaryoda Visa, hem Katman 2 hem de işlem kayıtlarını saklayan ve Katman 1’de finans sektörünün kurallarını tanımlayan daha geniş kurumlar ve devlet ağları ağı olarak hizmet vermektedir.

Ethereum da ana ağdaki işlemleri yönetme yükünü hafifleten, daha fazla işlem kapsayıcılığı ve verimi (saniye başına daha yüksek işlemler) sağlayan iyimser ve sıfır bilgi (ZK) toplamaları gibi özellikler aracılığıyla benzer yöntemler kullanır. Tüm bunlar daha sorunsuz ve pratik bir kullanıcı deneyimi sağlar. Ethereum’daki Katman 2 çözümlerine örnek olarak Arbitrum, Optimism, Loopring ve zkSync verilebilir.

Katman 2 için Talep

Blok zinciri teknolojisi 2008 yılında ortaya çıkmıştır. O zamandan beri binlerce araştırmacı ve geliştirici, uygulamaların artan taleplerini karşılamak için blockchain’in ölçeklenebilirlik darboğazını ele almaya kendini adamıştır. Bu darboğazlar yüksek işlem maliyetlerine, yavaş yürütme hızlarına yol açmış ve blok zinciri teknolojisinin ana akım olarak benimsenmesinin önündeki engeller olmuştur.

Vitalik Buterin, Ethereum’un kurucu ortağı, ilk olarak “blockchain trilemma” kavramını ortaya atmış ve blockchain’in aynı anda ölçeklenebilirlik, güvenlik ve ademi merkeziyetçiliğe ulaşamayacağını savunmuştur. Geliştiriciler bu üç boyut arasında ödünleşim yapmak zorundadır. Günümüzün blok zinciri ağları bu boyutlardan en fazla ikisini aynı anda karşılayabilmektedir.

Katman 2, blok zincirindeki ölçeklenebilirlik sınırlamasının blok zincirinin yerine getirmesi gereken aşırı görevlerden kaynaklandığını savunan gelişmekte olan bir teknolojidir. Mevcut blok zincirinin üç temel işlevi vardır:

• İşlem yürütme: işlemlerin işlenmesi ve tamamlanması. Ölçü, blok zincirinin saniyede tamamlayabileceği hesaplama sayısıdır (işlem sayısı dahil).
• Veri kullanılabilirliği: Ağdaki düğümlerin ve doğrulayıcıların işlemleri, durumları ve diğer verileri depolaması gerekir. Ölçü, MB ve GB gibi standart depolama birimleridir.
• Mutabakat: düğümlerin ve doğrulayıcıların ağ durumu ve işlem sıralaması üzerinde mutabakata varması gerekir. Ölçü, ademi merkeziyetçilik seviyesi ve kesinlik hızı veya tüm düğümlerin bir durum değişikliği üzerinde anlaşması için gereken süredir.

Katman 2 Neden Önemlidir?

Merkeziyetsizlik ve güvenlik Ethereum’un 1. Katmanının ya da ana ağının özellikleri olsa da, yıllarca süren piyasa benimsemesi ağın şu anki kapasitesinin günde 1,5 milyon işlemin üzerinde olmasına yol açmıştır. Buna ek olarak, ana ağın saniyede yaklaşık 15 işlemi işleme sınırlaması nedeniyle, yüksek ağ etkinliği dönemleri genellikle veri tıkanıklığına yol açmaktadır. Bu da gazın (işlem ücretlerinin) artmasına ve uygulama performansının yavaşlamasına neden olur. Her ne kadar bu durum mevcut ayı piyasasında belirgin olmasa da, her zaman ayı piyasasında olmayacağımız açıktır.

Bu sorunları ele almak için Katman 2, Ethereum’u Katman 1 ağının üstünde ayrı bir blok zinciri olarak genişletir. Daha önce de belirtildiği gibi, Ethereum üzerindeki akıllı sözleşmeler aracılığıyla güçlü bir merkezi olmayan güvenlik modeliyle iletişim kurarak ana ağ üzerindeki işlemlerin ağır yükünü hafifletmeye yardımcı olur. Esasen, Katman 1 güvenlik, veri kullanılabilirliği ve merkeziyetsizliği ele alırken, Katman 2 işlemle ilgili ölçeklenebilirlikle ilgilenir.

Çoğu durumda, Katman 1 blok zincirleri

• Ağı korumak ve doğrulamak için düğüm ağları
• Blok üreten ağlar
• Ana blok zinciri ve işlem verileri
• İlişkili mutabakat mekanizmaları

Katman 2 ile arasındaki fark, bunu sağlamasıdır:

• Maliyet azaltma: Katman 2, birden fazla zincir dışı işlemi tek bir Katman 1 işleminde bir araya getirerek veri yüklerinin azaltılmasına yardımcı olur. Ayrıca işlemleri ana ağ üzerinde gerçekleştirerek güvenliği ve merkeziyetsizliği korurlar.
• Pratiklik: Saniye başına daha yüksek işlem ve daha düşük ücretlerin birleşik avantajlarıyla, Katman 2 projeleri kullanıcı deneyimini geliştirmeye ve uygulama kapsamını genişletmeye odaklanabilir.

Ölçeklenebilirlikle ilgili sorunların çoğu ademi merkeziyetçilikle ilgilidir. Kapalı ve daha verimli ödeme düzenleme yaklaşımlarına sahip geleneksel bankaların aksine, blockchain’in işlem ve veri yönetimi, güvenlik ve şeffaflığı korurken, ağ üzerinde (binlerce katılımcıyla) kabul, doğrulama ve dağıtım gibi bir dizi sistematik adımdan geçmelidir.

Katman 2 Nasıl Çalışır?

Katman 2 protokolleri, işlemlerin Katman 1’den ayrı olarak gerçekleşebileceği ikinci bir çerçeve sağlar. Bu, ana zincir tarafından gerçekleştirilen önemli miktarda işin Katman 2’ye taşınabileceği anlamına gelir. Ardından, Katman 2 uygulamaları işlem verilerini Katman 1’e yayınlar ve blok zinciri defterleri ve geçmişleri içinde korunur.

Diğer tüm açık veya kapalı platformlar gibi, Katman 2’ye erişilebilirlik de değişiklik gösterir. Bazıları bir dizi uygulama tarafından kullanılabilirken, diğerleri belirli projelerin kaprislerine hitap eder. Bununla birlikte, Katman 2 tarafından kullanılan birkaç temel bileşen arasında rollup’lar ve yan zincirler bulunmaktadır.

Katman 2 Toplayıcılar (Rollups)

Rollup’lar, yüzlerce işlemi zincir dışında gerçekleştiren ve bunları tek bir kompakt veri halinde sıkıştırarak herkesin inceleyebilmesi ve şüpheli görülmesi halinde itiraz edebilmesi için ana ağa geri yayınlayan özel bir Katman 2 çözümü türüdür. Bunu yaparak, rollup’lar yalnızca Ethereum’un güvenliğinden yararlanmakla kalmaz, aynı zamanda gaz ücretlerini 10-100 kata kadar azaltabilir.

Rollup’lar para yatırma, para çekme ve kanıt doğrulama işlemlerine yardımcı olurken, verileri Katman 1’e geri yayınlayan İyimserlik ve ZK rollup’ları gibi rollup’ların çalışma biçiminde ince farklılıklar vardır.

İyimser Toplamalar

İyimser toparlamalar tüm işlemleri Ethereum ana zincirine paralel olarak yürütür ve ardından verileri Katman 1’e geri yayınlar. Kullanıcılar, rekabetçi düşük ücretler nedeniyle bu Katman 2’de işlem yapmaya teşvik edilir. Sahte işlem şüphesi varsa, sahtekarlık kanıtları aracılığıyla bunlara itiraz edilebilir ve değerlendirilebilir. Bu senaryoda, rollup’lar işlemlerin hesaplanmasını mevcut durum verileriyle gerçekleştirir. ZK rollup’ları ile karşılaştırıldığında (aşağıda açıklanmıştır), bu, fonları Katman 1’e aktarmak ve çekmek için biraz daha uzun bir çıkış süresi anlamına gelir. Ancak, “içerideki” rollup kullanıcıları yine de hızlı işlem onayları alırlar.

Genel olarak, Optimistic rollup’lar Ethereum Virtual Machine (EVM) ve Solidity ile uyumludur, yani Ethereum Layer 1’de mümkün olan her şey Layer 2’de çoğaltılabilir.

İyimser toparlamalara örnek olarak Arbitrum, Optimism ve Boba verilebilir.

Yan Zincirler

xDai ve Polygon PoS gibi projelerden gelen yan zincirler, paralel olarak çalışan ve köprüler aracılığıyla ana ağ ile etkileşime giren bağımsız, EVM uyumlu blok zincirleridir. Ayrı mutabakat mekanizmaları kullandıkları ve Katman 1 tarafından korunmadıkları için teknik olarak Katman 2 olarak kabul edilmezler. Ancak, EVM’yi model aldıkları için Ethereum’a benzer şekilde çalışırlar. Bununla birlikte, yan zincirler operatörler için daha büyük risk taşır çünkü kullanıcılar onlara güvenir

Ethereum protokolü (veya uygun Katman 2) yerine fonları. Not: (Polygon, birleşme ve satın alma yoluyla birden fazla satın alma işlemini tamamlamıştır, bu nedenle “yan zincir” terimi artık doğru olmayabilir).

Validiums

StarkWare gibi Validium’lar geçerlilik kanıtlarını (ZK rollup’larına benzer) kullanır ancak Katman 1’de veri depolamaz. Birden fazla geçerlilik zinciri paralel olarak çalışabilir ve her biri saniyede yaklaşık 10.000 işlemi işleme kapasitesine sahiptir. Bununla birlikte, daha özel dillere duyulan ihtiyaç nedeniyle, genel akıllı sözleşmeler için destek sınırlıdır.

Yan zincirler ve Validiumlar, Ethereum’a paralel olarak çalışan ve ana ağa bağlı köprüler aracılığıyla varlıklarla etkileşime giren blok zincirleridir. Ethereum’un kendisinden güvenlik veya veri elde etmezler, bu nedenle Optimistic veya ZK rollup’ları gibi uygun Katman 2 olarak kabul edilmezler. Potansiyel güvenlik ve güven etkileri göz önünde bulundurulduğunda bu özellikle doğrudur. Bununla birlikte, her ikisi de daha düşük işlem ücretleri ve yüksek verim sağlayarak Katman 2’ye benzer ölçeklenebilirliği genişletir.

ZK Rollups

Optimistic rollup’larla karşılaştırıldığında, ZK rollup’ları işlemin gerçekliğini doğrulamak için kriptografik kanıtlar üretir. Bu kanıtlar (Katman 1’de yayınlanan) geçerlilik kanıtları veya SNARK’lar (Bilginin Etkileşimli Olmayan Özlü Argümanı) veya STARK’lar (Bilginin Ölçeklenebilir Şeffaf Argümanı) olarak adlandırılır.

ZK toparlamaları, Katman 2’deki tüm transferlerin durumunu koruduğu ve yalnızca geçerlilik kanıtlarıyla güncellendiği için daha verimlidir. ZK rollup tam işlem verisi gerektirmediğinden, blokları doğrulamak ve Ethereum’un ana tokenı Ether’i (ETH) Katman 1’e taşımak daha kolaydır. Geçerlilik kanıtları (ZK rollup sözleşmeleri tarafından kabul edilir) işlemlerin gerçekliğini zaten doğrulamıştır. Yani, tam EVM desteğine sahip değildirler ve zincir üzerinde daha az etkinliği olan uygulamalar için hesaplamaları daha yoğun bir şekilde çalıştırırlar.

zkSync ve Starkware’in her ikisi de zk-proof çözümler kullanır, ancak farklılıklar vardır:

• Starknet teknik olarak bir ZKRollup (zincir üzerinde veri kullanılabilirliği) olsa da, esasen bir Validium’dur: Cairo VM’nin mevcut mimarisi, L1 aracılığıyla keyfi işlemlerin uygulanmasına izin vermez.
• Validium’un mekanizması zkRollup’a benzer, ancak bir fark, zkRollup’ta veri kullanılabilirliği zincir üzerindeyken, Validium bunu zincir dışında tutar. Bu, Validium’un daha yüksek verim elde etmesini sağlar, ancak bu merkezi parçaların bir bedeli vardır: Validium operatörleri kullanıcıların fonlarını dondurabilir. Oysa zkSync tamamen merkezsizleştirilmiştir.

Neden Bu Kadar Çok Katman 2?

Başlıca Katman 2’yi (Optimistic rollups, ZK rollups ve sidechains) ele almış olsak da, ekosistem sürekli gelişmektedir ve Plasma ve durum kanalları gibi bazı uygulamalar sonunda terk edilmektedir.

Daha Fazla Katman 2 Kaynağı ve Dikkat Edilmesi Gerekenler

Bu Katman 2 henüz ilk aşamalarında olduğundan, ana ağ üzerinde işlem yapmaya kıyasla hala riskler ve çeşitli derecelerde yanlış yerleştirilmiş güven varsayımları vardır. Ayrıca, ana ağ katmanının güvenliğinden yararlanırken, Katman 2’nin yalnızca dolandırıcılık kanıtları etkinleştirildiğinde gerçekten güvenli olduğunu belirtmek gerekir ki (bu yazının yazıldığı sırada) henüz değiller.

Blok zinciri köprüleri (insanların varlıkları Katman 2’ye taşımak için kullanabilecekleri) de gelişimin erken aşamalarında ve yüksek riskler taşıyor. Tüm bunlar göz önüne alındığında, herhangi bir Katman 2’ye dahil olmadan önce, diğerlerinin yanı sıra L2BEAT gibi kaynaklar aracılığıyla kapsamlı bir durum tespiti yapılması tavsiye edilir.