ZK Rollup Nedir? Bilmeniz Gereken Her Şey

Kişisel bilgilerinizin oturum açtığınız andan itibaren korunduğu yeni nesil, güvenli bir internet hayal edin. Bu yeni internette verileriniz, hırsızlık veya dolandırıcılık riskini ve korkusunu ortadan kaldırarak tamamen sizin kontrolünüz altında cihazınızda kalır. Güvenlik ve gizliliğe öncelik veren gelecekteki bir internet altyapısının beklenenden daha erken gelebileceğine inanıyoruz.

Günümüzün internet altyapısı, her etkileşimden veri elde etmek ve bunları merkezi veri depolama alanında saklamak üzere tasarlanmıştır. Şirketler daha sonra bu verileri çevrimiçi kullanıcı davranışlarını analiz etmek ve kullanıcıya çok az değer vererek kar amaçlı reklamları hedeflemek için kullanmaktadır. Elbette veri paylaşımı birçok internet uygulamasının işlevselliği için de gereklidir. Arama motorlarından sosyal medya platformlarına ve e-ticaret sitelerine kadar, veri paylaşımı günlük hayatımızda güvendiğimiz çok çeşitli çevrimiçi etkinlikleri mümkün kılmaktadır.

Bununla birlikte, birçok internet kullanıcısı giderek daha fazla özel bir internet istemektedir. Bu da kullanıcıların verilerini otomatik olarak uygulamalarla paylaşmadığı ancak yine de ağ odaklı çevrimiçi uygulamalardan faydalanabildiği yeni bir altyapı gerektiriyor.

Bu, istemci tarafında hesaplamalar yaparak ve daha sonra bunları merkezi bir varlığa veya bilgisayara kanıtlayarak başarılabilir. Sıfır Bilgi Kanıtları (ZKP’ler) ve protokoller, gizliliğin varsayılan ayar olduğu bu yeni internet altyapısının temel katmanını oluşturmak için önde gelen adaylardır.

Bu sadece fütüristik bir hayal değil; bu alandaki muazzam potansiyel şimdiden birikmeye başladı. Steel DAO’nun yeni kurulan kripto para araştırma departmanı bu alanı takip ediyor ve 2022 yılında Sıfır Bilgi Kanıtı çözümleri oluşturma konusunda uzmanlaşmış “saf oyun” şirketlerine 725 milyon doların üzerinde para akışına tanık oldu.

En büyük finansman turları Aleo ve Matter Labs için 200 milyon dolar olurken, bunu Aztec için 100 milyon dolar takip etti. Diğer şirketler arasında Scroll, RiscZero, Elusiv ve Mina Protocol yer alıyor.

ZK hakkındaki bu araştırma ünlü Amerikan yatırım firması Bessemer Venture Partners’a aittir. Bu makale, ZKP’leri ve zkEVM’leri kolay anlaşılır bir şekilde açıklayacak ve bu alandaki üç ana yenilik kategorisine odaklanacaktır: gizlilik, ölçeklenebilirlik ve yeni uygulamalar, potansiyelleri ve üstesinden gelinmesi gereken zorluklarla birlikte.

Sıfır Bilgi Kanıtı (ZKP) nedir?

Sıfır Bilgi İspatı (ZKP), bir ifadeyi veya hesaplamayı, ifadenin kendisi hakkında herhangi bir bilgi vermeden doğrulama yöntemidir.

Örneğin, alkollü içecek satan bir web sitesi bir tüketicinin 21 yaşından büyük olup olmadığını doğrulamak isterse, bir ZKP tüketicinin gerçek yaşını veya diğer kimlik bilgilerini açıklamadan soruyu “evet” veya “hayır” şeklinde yanıtlayabilir.

Tipik olarak, ZKP’ler iki taraf içerir: kanıtlayıcı ve doğrulayıcı. Doğrulayıcı ifadeyi kanıtlamaktan, doğrulayıcı ise doğrulamaktan sorumludur.

Bu kanıtlar, ilk olarak Toronto Üniversitesi’nden Charles Rackoff ile birlikte MIT araştırmacıları Shafi Goldwasser ve Silvio Micali tarafından çalışılan önemli hesaplama gerektiren matematiksel denklemlerle çözülmektedir.

Bu kanıtlar doğası gereği teknik olsa da, çözebilecekleri kullanım durumları aslında oldukça geniştir.

Örneğin, bir kredi başvurusunu ele alalım. Günümüz gerçekliğinde, başvuru sahiplerinin krediye uygunluklarını kanıtlamak için fon kanıtlarını, kredi puanlarını ve diğer ilgili bilgileri açıklamaları gerekir. Başvuru sahiplerinin, bankanın hassas ve kişisel bilgileri kötüye kullanmayacağına güvenmeleri gerekir.

Bununla birlikte, ZKP ile insanlar herhangi bir hassas veriyi ifşa etmeden kredi başvurusunda bulunabilirler. Bu, hem gerçek hem de sanal dünyada gizliliği ele alma şeklimizi temelden değiştirme, mevcut temel zincirleri genişletme ve merkezi olmayan yapay zeka gibi diğer (şu anda niş) uygulamaları geliştirme potansiyeline sahiptir.

Önümüzdeki yıllarda ZKP’nin yaygın olarak benimsenmesi için aşağıdaki üç faktörün gerekli olacağına inanıyoruz:

1. Sıfır Bilgi Ethereum Sanal Makinelerinin (zkEVM’ler) sürekli iyileştirilmesi;
2. Kullanıcılar arasında veri gizliliği konusunda artan farkındalık ve talep;
3. Katman-2 ölçeklendirme çözümlerinin kullanılmaya devam edilmesi.

zkEVM Nedir? Neden Önemlidir?

Bir zkEVM, ZKP hesaplamalarını çalıştırabilen Ethereum Sanal Makinesi (EVM) ile uyumlu bir sanal makinedir. EVM, Ethereum üzerinde konuşlandırılan akıllı sözleşmeler için çalışma zamanı ortamıdır. Başka bir deyişle, ZKP’ler artık Ethereum’daki akıllı sözleşmelerle etkileşime girebilir ve ZK-rollup’lar da dahil olmak üzere daha geniş bir yelpazede gizliliği koruyan kullanım durumlarının geliştirilmesine olanak tanır.

Rollup’lar, birden fazla işlemi zincir dışında işleyen ve daha sonra bunları Ethereum’da tek bir işlemde bir araya getirerek işlem maliyetini ve süresini azaltan bir ölçeklendirme çözümüdür. Bundan önce, ZKP’ler Ethereum’daki akıllı sözleşmelerle uyumlu değildi ve belirli uygulamalar (örneğin, ödemeler, token borsaları) için geliştirilmesi gerekiyordu. Bu makalede, ZKP’nin gizlilik ve ölçeklenebilirlik alanındaki uygulamalarını daha ayrıntılı olarak inceleyeceğiz.

Gizlilik

Sıfır Bilgi Kanıtlarının (ZKP’ler) önemli bir matematiksel özelliği, bir doğrulayıcının bir ifadenin doğruluğunu sıfır bilgi ile doğrulamasına izin vermesidir. Günümüz uygulamaları, verilerin hesaplama için yerel makinelerden merkezi sunuculara aktarılmasını gerektirmektedir.

ZKP’ler şu anda öncelikle kripto topluluğunda popüler olsa da, uygulamaları blok zinciri alanının çok ötesine uzanıyor. Aslında, büyük teknoloji şirketleri bu alana girmiş ve ZKP ile ilgili çok sayıda patent talep etmişlerdir.

2010’dan 2021’e kadar Alibaba 1.111 ZKP patenti yayınlarken, onu Tencent (382 patent) ve IBM (225 patent) yakından takip etti. Özellikle Alibaba ve Tencent, ZKP’nin müşteri kimlik doğrulaması, kredi işlemleri ve yatırım hesaplarının açılması gibi birçok bankacılık işleminin temel altyapısı haline gelebileceği finansal hizmetlerdeki kullanım alanlarına odaklanmış durumda.

ZKP araçları ve altyapısındaki yeniliklerin ve dönüşümlerin, hem sanal hem de gerçek dünya iş akışlarına sahip uygulamalarla etkileşimimizi üç ana şekilde etkileyeceğine inanıyoruz:

1) Hesap Girişi

Günümüzde tüm uygulamalar şifreleri saklayarak kullanıcıların kimliklerini doğrulamaktadır. ZKP’lerle Güvenli Uzak Parola Protokolü (SRPP) bir süredir kullanılıyor olsa da, henüz hiçbir girişim Okta ile rekabet etmek için bu teknolojiden yararlanmadı.

Bunun nedeni, web uygulamalarının JavaScript ile yazılması ve SRPP’nin web uygulamalarında uygulanmasının olgunlaşmamış geliştirici araçları nedeniyle zor olmasıdır.

Sıfır Bilgi Kanıtları kullanılarak, yaygın olarak kullanılan uygulamaların kimlik doğrulama sürecinin yeniden tasarlanabileceğine ve kullanıcıların hesap şifrelerini uygulamaya açıklamadan kendilerine ait olduğunu kanıtlayabileceklerine inanıyoruz.

2) Ödemeler

Günümüzün e-ticaret siteleri, kullanıcıların finansal verilerini biriktirmekte ve bu veriler her zaman müşterinin lehine olmayan şekillerde kullanılabilmektedir.

Bu küçük bir sorun gibi görünse de, kullanıcı verilerini ifşa etmeden, tamamen sıfır bilgi ile ödemeleri kolaylaştıran standartlaştırılmış ödeme API’leri geliştirmek için yer olduğuna inanıyoruz. Bu, Aztec gibi gizlilik öncelikli Katman-2 ölçeklendirme çözümlerine benzer, ancak normal internet ödemeleri içindir.

3) Çevrimiçi (Sanal) ve Gerçek Dünyada Kimlik Doğrulama

Neredeyse tüm çevrimiçi ve gerçek dünya etkileşimlerinde, kullanıcıların kimliklerini doğrulamaları gerekir. Örneğin, vize başvurusunda bulunurken, bireylerin banka hesap özetleri, pasaportlar ve diğer hassas verileri üçüncü bir tarafa sunmaları gerekir.

Sıfır Bilgi Kanıtları ile vize başvurusu yalnızca “evet” veya “hayır” yanıtıyla sonuçlanır ve gerçek belgeleri göstermeden gerekli belgelerin mevcut olup olmadığını belirtir.

Benzer şekilde, çevrimiçi kripto para satın alırken, KYC/AML kontrolleri için “pasaportumuzu” ve diğer hassas belgelerimizi üçüncü bir tarafa göndermemiz gerekiyor.

Notebook Labs gibi şirketler, şüpheli kötü aktörlerin DeFi protokolleriyle etkileşime girmesini önlemek için Sıfır Bilgi Kanıtlarını kullanıyor. Bu şirket, uyumlu kullanıcılara ZKP tarafından doğrulanmış tokenlar vererek diğer protokollerin bu kullanıcıların belgelerini görüntülemeden uyumlu olduklarını bilmelerini sağlıyor.

Sıfır Bilgi Kanıtları için blok zinciri alanı dışında kullanım alanları görmeyi bekleyin, ancak bunların ölçeklenmesini benzersiz bir şekilde sağlayan blok zincirinin varlığıdır.

Ayrıca, blok zincirleri anonim olacak şekilde tasarlanmış olsa da, tüm işlemler tamamen şeffaf olduğundan gizlilik koruması sunmazlar. Bu nedenle, Aleo gibi gizlilik odaklı blokzincirlerin bu sorunu çözmek için gerekli olduğuna inanıyoruz.

Kullanıcılar tarafından devam eden gizlilik arayışına ek olarak, ölçeklenebilirlik sorununun da ele alınması gerekmektedir. Ethereum gibi Katman 1’ler ölçeklenebilirlik, güvenlik ve merkeziyetsizlik arasında ödünleşim yapılması gereken ölçeklenebilirlik “trilemması” ile karşı karşıyadır.

Örneğin, Ethereum mümkün olduğunca güvenli ve merkezi olmayan olmayı hedefliyorsa, ölçeklenebilirlikten ödün verebilir, bu da Ethereum kullanımı arttıkça daha yavaş işlemlere ve daha yüksek ücretlere yol açabilir. Bu nedenle, ölçeklenebilirliği artırmak için Sıfır Bilgi Kanıtları da kullanılabilir.

ZK Rollup’ın Ölçeklenebilirliği

Ethereum gibi blok zincirleri için ölçeklenebilirlik iki şekilde elde edilebilir: blokların işlem kapasitesini artırmak, ki bu da doğrulamayı daha zor hale getirmek gibi riskleri beraberinde getirir; ya da blok zinciriyle farklı şekillerde etkileşime girmek, örneğin işlemleri toplu olarak işlemek ve bunları ana ağa tek bir işlem olarak göndermek.

Ethereum’un bu yaklaşımı uygulayan üst katman ağlarına L2 ölçeklendirme çözümleri denir. Bu çözümler, geliştiricilerin Ethereum ekosistemi içinde yer alan, Ethereum’un güvenliğinden, merkeziyetsizliğinden ve ağ etkilerinden yararlanan uygulamalar geliştirmesine olanak tanırken, aynı zamanda işlem hacmini artırır ve işlem maliyetlerini düşürür.

Toplama olarak bilinen bu çözümler iki şekilde karşımıza çıkmaktadır: İyimser Toplama ve Sıfır Bilgi (ZK) Toplama. İyimser Toparlamalar “sahtekarlık kanıtlarına” dayanır, yani toplu işlemler 7 günlük bir itiraz süresi içinde geçerli kabul edilir ve bu süre zarfında herkes temel işlemlerin geçerliliğine itiraz edebilir.

Öte yandan, ZK Rollup’ları işlemlerin varsayılan olarak geçerli olduğunu varsaymaz, bunun yerine temel işlemlerin geçerliliğini doğrulayan “geçerlilik kanıtlarına” güvenir. “Sağlamlık” adı verilen matematiksel özelliklerine bağlıdırlar.

Sağlamlık, bir ifadenin yanlış olması durumunda, küçük bir olasılık dışında hiçbir hilekar doğrulayıcının dürüst bir doğrulayıcıyı doğru olduğuna ikna edemeyeceğinin matematiksel garantisidir. Bu, iyi araştırılmış kriptografik varsayımlar ve doğrulanabilir hesaplamalar yoluyla sağlanır ve bir doğrulayıcının girdileri değiştirmek gibi kötü niyetli bir şekilde sistemi kurcalamasını zorlaştırır.

ZK Rollup’lar işlemleri daha hızlı gerçekleştirebilir ve Optimistic Rollup’lar gibi 7 günlük meydan okuma süresi gerektirmez. Bu nedenle, kullanıcıların Katman 2‘den para çekilmesi için uzun süre beklemesi gerekmez.

Zorluklar ve Fırsatlar

zkEVM’ler de dahil olmak üzere Sıfır Bilgi Kanıtları ilk aşamalarındadır ve hem geliştirme zorlukları hem de önemli fırsatlarla karşı karşıyadır. Birçok ZK Toplama ağı henüz yerel zkEVM’leri uygulamamıştır ve zkEVM’ler uygulama oluşturmak için henüz geniş bir geliştirici kitlesine ulaşmamıştır.

Bu sorunun çözümünde iki faktörün çok önemli olacağına inanıyoruz:

1. Katman-2 çözümlerinin benimsenmesi ve mevcut altyapı ile entegre edilmesi ve
2. Daha kullanıcı dostu arayüzler geliştirmek.

ZK Rollup ve zkEVM inovasyonlarının hızla ilerlediği ve birçok ağın bu araçları henüz geliştirme yığınlarına entegre etmediği inkar edilemez.

Örneğin, Loopring ve ImmutableX ZK Rollup’ları sunmasına rağmen, hiçbiri bir zkEVM çözümünü entegre etmemiştir. Bunun nedeni kısmen ZK Rollup kanıtlarının karmaşıklığı, zkEVM araçlarının hızlı yinelenmesi ve olgun bir zkEVM geliştirme ortamının olmamasıdır.

Bununla birlikte, Matter Labs‘ın zkSync’i, zkEVM’yi destekleyen ve daha fazla geliştirme için yüksek fon alan en popüler L2 ölçeklendirme çözümlerinden biridir. Ethereum Vakfı ve Arbitrum’un (Optimistic Rollup ölçeklendirme çözümü) arkasındaki ekip zkEVM’yi kendi L2 çözümlerinde uygulamak için harekete geçerken, zkSync ve diğerlerinin zkEVM’yi inşa etme yolunda adımlar attığına inanıyoruz.

zkEVM ayrıca ağın daha geniş ekosistemi için birleştirilebilirliğini ve denetlenebilirliğini geliştirmede zorluklarla karşı karşıyadır. zkEVM’ler, aynı ekosistem içinde daha karmaşık uygulamalar oluşturmak için farklı uygulamaları birleştirmenin kolaylığını ifade eden birleştirilebilirliği ele almanın henüz ilk aşamalarındadır.

zkEVM araçları hala olgunlaşmamıştır ve bu da yeni tür zk uygulamaları oluşturmak isteyen geliştiriciler için önemli bir zorluk teşkil etmektedir. Ayrıca, zkEVM denetlenebilirliği, özellikle kurumsal alanda olmak üzere birçok sektör için kritik öneme sahiptir.

Bununla birlikte, zkEVM denetlenebilirliğinin sağlanması, akıllı sözleşmelerin resmi olarak doğrulanmasını içeren karmaşık bir süreçtir ve bu da onu geleneksel EVM denetiminden daha zor hale getirmektedir. ZkEVM’nin birleştirilebilirliğinin ve denetlenebilirliğinin geliştirilmesinin, ZK Rollup çözümlerinin daha geniş çapta benimsenmesi için kritik önem taşıyacağına inanıyoruz.

ZK uygulamaları, zkEVM geliştirme zorluklarına ek olarak, farklı blok zincirlerini ve ekosistemleri kapsayan yeni uygulamalar oluşturmak için daha geniş bir fırsatla karşı karşıyadır.

zkSync ve Celestia ve StarkNet gibi diğerleri, çapraz zincir iletişimi olarak bilinen bir gelişme olan birden fazla blok zinciri arasında etkileşime girebilen zkEVM ve ZK uygulamaları oluşturmaya yatırım yapıyor.

Bu özellik, ZK uygulamalarının farklı blok zincirlerinin güçlü yönlerini birleştirerek zincirler arası DeFi ve zincirler arası sosyal ağlar dahil olmak üzere yeni uygulama biçimleri oluşturmasını sağlayabilir.

ZKP Pazar Haritası

Son Düşünceler

ZK alanı henüz emekleme aşamasındadır, ancak hızla gelişmektedir ve çeşitli sektörler üzerinde geniş bir etkiye sahip olacaktır. ZKP’lerin ve zkEVM’lerin gelecekte gizlilik odaklı altyapı ve uygulamaların geliştirilmesinde ve blok zinciri ağlarının ölçeklenebilirliğinin ve işlevselliğinin artırılmasında önemli bir rol oynayacağına inanıyoruz.

ZKP’ler henüz nispeten yeni olsa da, yenilik ve dönüşüm potansiyeli muazzamdır ve önümüzdeki yıllarda büyümenin ve benimsenmenin devam etmesini bekliyoruz. Daha fazla şirket, geliştirici ve kullanıcı Sıfır Bilgi Kanıtlarının değerini anladıkça, teknolojinin dijital dünyamızın ayrılmaz bir parçası haline geleceğine ve daha güvenli, özel ve ölçeklenebilir bir internetin yaratılmasını sağlayacağına inanıyoruz.