Bitcoin İkinci Kat Ağı'nın Temel Bilgi Sistemi

Bitcoin madenciliğinin yükselişi, Bitcoin ekosistemine yeni bir canlılık getirdi ve daha fazla insanın Bitcoin'e yeniden odaklanmasını sağladı. Bazı görüşler, bunun Bitcoin ekosisteminin Pandora'nın kutusunu açtığını savunuyor. Bitcoin ekosisteminin teknik gelişiminde, ikinci katman inşası hayati önem taşıyor. Bu makale, Bitcoin ikinci katmanının temel bilgilerini özetlemekte ve umarız ki daha fazla kişinin ilgili düşünceleri geliştirmesine ve bu alanın ilerlemesine katkı sağlar.

Bazı görüşler, blok zinciri dünyasının Bitcoin ile başladığını ve Bitcoin ekosistemi ile sona erdiğini savunuyor. Ethereum da Bitcoin'in bir tür yan zincir teknolojisi araştırması olarak görülebilir.

Bu yazıda "ikinci katman inşası" ve "ikinci katman ağı inşası" aynı kavram olarak değerlendirilmektedir; ikincisi daha dar anlamda, ilki ise daha geniştir. Sektörde yaygın olarak kullanılan ifadeye uyum sağlamak için, yazıda "ikinci katman ağı inşası" terimi de kullanılacaktır.

1. İkinci Kat Layer2'nin Misyonu

Bitcoin ikinci katman inşasında çözülmesi gereken temel sorunları anlamak için, önce blok zinciri sisteminin temel özelliklerinden başlayalım.

1.1 Blok zincirinin temel özellikleri ve gereksinimleri

Blockchain'ın çeşitli özelliklerini anlamak için Vitalik'in önerdiği kavramı kullanıyoruz: "Blockchain bir dünya bilgisayarıdır". Daha sonra bu "dünya bilgisayarı"nın gelişim olasılıklarını analiz etmek için bilgisayarın Von Neumann yapısını kullanacağız.

Blockchain'in temel özellikleri şunlardır:

• Açık ve şeffaf: Blok zincirinin veri depolama ve uygulama talimatları özellikleri, aynı zamanda dağıtılmış düğümlerin işbirliği için içsel bir gereksinimidir. Kullanıcıların verilere dair bilgi edinme hakkını karşılamaktadır.

• Merkeziyetsizlik: Blok zincirinin mimari özellikleri, derecesi ve hata toleransı, Bizans generalleri teorisi tarafından desteklenmektedir. Güvenliğin önemli bir göstergesidir.

• Güvenlik: İçsel ihtiyaçların ve kullanıcıların ihtiyaç duyduğu dışsal ihtiyaçların mimari özelliklerden kaynaklandığı bir bileşimdir. Mikroskopik olarak kriptografi ile, makroskopik olarak ise merkeziyetsizlik ile sağlanır.

• Hesaplama gücü: Ana işlevlerden biri, genellikle Turing tamlığı ile ölçülür. Bazı zincirler, özelliklerini korumak için kasıtlı olarak Turing tam olmayan şekilde tasarlanmıştır.

• Performans: Aynı hesaplama gücünde ana yetenek göstergesi, genellikle TPS ile ölçülür.

• Depolama: Verileri kaydetme yeteneği, şu anda esasen blok içinde depolanmaktadır.

• Gizlilik: Veri erişim alanının korunması gereksinimi, hesaplama ve depolama sürecinde, sansüre karşı dayanıklılığını da içermektedir.

Bu özellikler genellikle "imkansız üçgen" tarafından kısıtlanmaktadır; örneğin, DSS varsayımı ( merkeziyetsizlik, güvenlik, ölçeklenebilirlik ) ve CAP ilkesi ( tutarlılık, kullanılabilirlik, bölünme toleransı ).

1.2 İkinci katmanın inşasının rolü

İkinci katman inşası, birinci katman sisteminin eksikliklerini gidermek ve birinci katman sisteminin tamamlayamadığı işleri tamamlamak için kullanılmaktadır. Başlıca işlevleri arasında şunlar bulunmaktadır:

• Temel yetenekleri genişletme: şeffaflık, merkeziyetsizlik, güvenlik, hesaplama gücü, performans, depolama, gizlilik vb.
• Maliyetleri düşürmek: Bir katmanlı ağda işlem yapmanın toplam maliyeti oldukça yüksektir.
• Özelleştirilmiş özellikler: Belirli uygulamalar için çeşitli özelliklerin uygulanabilirliğini ayarlama

Kapasite artırımı, maliyet düşürme, özel özellikler olmak üzere üç boyutta özetlenebilir. İkinci katman inşası, çeşitli temel yetenekler arasında bir denge kuracak, bazı özelliklerin önemli bir şekilde artırılması için bazı özelliklerin azaltılmasını veya bırakılmasını gerektirebilir.

1.3 Neden katmanlı tasarım yapmak gerekir?

Katmanlı tasarım, karmaşık sistemleri ele almanın bir yöntemidir; modülerlik, bakım kolaylığı ve ölçeklenebilirlik sağlamak için katmanlı bir yapı oluşturur. Büyük protokol yapıları için katmanlı tasarımın şu avantajları vardır:

1. Her kat bağımsızdır, sadece katlar arası arayüze odaklanmanız gerekir.
2. İyi esneklik, tek katman değişiklikleri diğer katmanları etkilemez.
3. Yapı bölünebilir, her kat en uygun teknolojiyi kullanabilir.
4. Kolayca uygulanabilir ve bakım yapılabilir
5. Standartlaşmayı teşvik et

Katmanlı modüler tasarım, teknik alanda karmaşık, çoklu işbirliği ve sürekli iyileştirme projelerini ele almanın etkili bir yoludur.

2. Bitcoin Layer2'nin birkaç inşa düşüncesi

Bitcoin'in ikinci katman inşası esasen üç ana yol içerir:

1. Zincir tabanlı genişleme rotası: EVM benzeri ikinci katman, blok zinciri yapısıdır.
2. Dağıtık Temelli Yol: Lightning Network'ü temsil eder, dağıtık bir yapıdır.
3. Merkezi sistemler üzerine kurulu yol haritası: Merkezi indeks ile temsil edilen merkezi yapı.

İki yöntem de kendine özgü özelliklere sahiptir ve hali hazırda kullanımı ve keşfi yapılan ürünler bulunmaktadır. Birinci yöntem, Ethereum'un gelişimi nedeniyle daha fazla referans vakasına sahiptir. İkinci yöntem daha zordur ve gelişimi daha yavaştır. Üçüncü yöntem tartışmalıdır, ancak aynı zamanda ikinci katman genişlemesi olarak da görülebilir.

Şu anda en iyi çözüm yok, pazar testinden geçmesi gerekiyor, hangi çözümün toplam kilitli değeri (TVL) daha yüksek olacak. Zamanla ve teknoloji geliştikçe, en iyi çözüm değişecektir.

Sadece Bitcoin ağına dayanarak, teknik ilişkiler kurarak, bazı özelliklerin birinci katman ağından daha iyi olduğu her şey, Bitcoin ikinci katman ağı inşası olarak kabul edilebilir. Yani, BTC'yi gaz olarak tüketerek, BTC'yi taban varlık olarak kullanarak, Bitcoin performansını genişleten sistemlerin hepsi ikinci katman inşası olarak sayılır.

2.1 Zincir Üzerine İnşa

Erken dönem Bitcoin, "renkli coinler", çeşitli ölçeklenebilirlik çatalları, yan zincirler gibi birçok keşif yaptı. Ethereum da Bitcoin'in geliştirilmiş bir keşfi olarak görülebilir.

Ethereum'un gelişimi, Bitcoin'in zincir tabanlı ikinci katmanı için bir referans sağladı. Çeşitli Rollup çözümleri, çapraz zincir çözümleri, mesaj kanalı teknolojileri vb. Ethereum ekosisteminin canlı bir şekilde gelişmesini sağladı. Ancak bu sadece ikinci katman inşasının bir yoludur, tüm ekosistemi tamamlamak için diğer teknolojilere ihtiyaç vardır.

Bitcoin'a dayalı ikinci katman esasen iki tür zincir içerir:

1. EVM uyumlu hesap modeli: Ethereum, Polygon, BSC, Arbitrum gibi
2. Bitcoin benzeri UTXO modeli: Nervos CKB, Chia vb.

Zincir tabanlı ikinci katman inşasının avantajları:

• Blok zincirinin çoğu temel özelliğini koruma
• Turing tam yeterlilik sorununu çözmek
• İşlem ücretlerini önemli ölçüde azaltmak
• Belirli bir ölçüde bir ağ yeteneğini genişletmek
• Teknik uygulama görece kolaydır, zaten birçok keşif örneği vardır.
• Üst düzey uygulamaların taşınması kolaydır

Eksiler:

• Hala blok zinciri kısıtlamalarına tabi, performans artışı sınırlı
• Güvenliği azaltabilir
• İkinci katmanın ikinci katmanı (Layer3/4) daha fazla genişletilmesi gerekiyor.

Zincir tabanlı birçok ikinci katman projesinin ortaya çıkması bekleniyor. Farklı uygulama gereksinimlerini karşılamak için çeşitli dikey alanlarda birden fazla ikinci katman olacak. Değeri, üst katman uygulama sayısı ve toplam değerle belirlenecek.

2.2 Dağıtık sistemlere dayalı ikinci katman inşası

Bu tür ikinci katmanlar blok zinciri yapısı değildir, bunun yerine Channel üzerine kurulmuş dağıtık sistemlerdir. Lightning Network tipik bir örnektir.

Dağıtık sistemler iki katmana ayrılır:

1. Sadece değer transferi tamamlandı: örneğin Lightning Network
2. Değer transferini ve Turing tam hesaplamayı tamamlama: RGB gibi

Bu tür ikinci katmanlar daha zordur, kanal içindeki toplam değer kapasitesi, işlem titizliği, ikincil tüketimi önleme gibi sorunları içerir. Gelişimi yavaş, olgun örnekleri pek yok.

Channel üzerinde Turing tam hesaplama gerçekleştirmek daha zordur. RGB protokolü, istemci doğrulaması ve tek kullanımlık mühürleme aracılığıyla dağıtık sistemlerde Turing tam hesaplamayı gerçekleştirir.

Mevcut örnekler arasında: Lightning Network, RGB vb. Ethereum'un Raiden Network'ü, Plasma da bu kategoriye giriyor.

Dağıtık sistemlere dayalı ikinci katmanın avantajları:

• Sistem daha merkeziyetsiz hale geliyor
• Sayısız düğümü barındırabilir
• Gizlilik ve sansüre karşı direnç daha iyi
• Teorik olarak sonsuz ölçeklenebilirlik ve çok yüksek performansa sahiptir.

Eksikler:

• Teknik uygulama karmaşık
• Yönlendirme algoritması, değer ayrıştırma ve paketleme algoritması karmaşık
• Mühendislik uygulama deneyimi ve altyapı eksik.
• Turing tam tamamlayıcı bir sistemi gerçekleştirmek son derece zordur.

Sadece birkaç paralel projenin var olması bekleniyor, çünkü sınırsız genişleme kapasitesi ve teknik zorluğu var. Bu tür sistemler, daha açık tasarım ve kavramlar gerektirir, daha fazla insanın katılımını kabul edebilir. Bu tür ikinci katman uygulama geliştirme ekipleri de ikinci katmanın gelişimini teşvik edecektir.

2.3 Merkezi sistemlere dayanan ikinci katman inşası

Ordinals'ın merkezi indeks yapısı veya bazı işlevsel düğümlerin indeksleyicisi gibi. Bu düşünce, aşırı merkeziyetçi olduğu ve birinci katman ağının ölçeklenmesine sınırlı etkisi olduğu için daha az kabul görmektedir.

Merkezi sistemlere dayalı ikinci katmanın avantajları:

• Sistem çok olgun, birçok kullanılabilir vaka ve optimizasyon çözümü var.
• Tam Turing Tam
• Üstün performans

Dezavantajlar:

• İkinci kat aşırı merkeziyetçilik
• Tüm blok zinciri temel özellikleri bir ağ katmanına bağlıdır.

Beklentiler, yalnızca az sayıda projenin var olacağı ve bunların muhtemelen geçici olacağı yönünde. Zincir tabanlı ve dağıtık yapıların ikinci katmanlarının olgunlaşmasıyla birlikte, çoğu merkezi ikinci katmanın ortadan kalkması, yalnızca belirli sahnelerde kullanılmak üzere az sayıda kalması olasıdır.

3. İkinci Kat İnşasıyla İlgili Şeyler

3.1 Birinci ve ikinci kat arasındaki bağlantı teknolojisi

Bitcoin'in kendine ait teknolojik gelişimi ( OP_RETURN değişikliği, Taproot, Schnorr imzası, MAST, Tapscript ) esasen birinci ve ikinci katmanları bağlamak için kullanılmalı, fazla işlev geliştirmenin önüne geçilmelidir.

Yaygın bağlantı teknolojileri şunlardır:

• Çapraz Zincir Teknolojisi
• İzolasyon Doğrulama Teknolojisi
• Yan zincir teknolojisi
• State Channel teknolojisi
• Plasma teknolojisi

Bağlantı teknolojisinin kalitesini aşağıdaki göstergelere göre değerlendirebilirsiniz:

• Birinci kat, ikinci kat işlemleri doğrulayabilir mi?
• Birinci kat varlıklar, ikinci kat çökerken başarılı bir şekilde kaçabilir mi?
• Bağlantı teknolojisi sistemin bazı özelliklerini azaltıyor mu?

3.2 Blockchain gelişimini von Neumann yapısı açısından değerlendirmek

Zaten blockchain "dünya bilgisayarı" olduğuna göre, geleneksel bilgisayarların Von Neumann yapısıyla karşılaştırılabilir.

Blok zinciri sisteminin gelişim kuralları, geleneksel bilgisayarlara benzer, şu anda 286 öncesi bir aşamada, işleme gücünü ve depolama kapasitesini genişletmeye devam ediyor, yapılabilecek şeyler sınırlı.

Geleneksel bilgisayar ile "dünya bilgisayarı" gelişimini karşılaştırma:

1. CPU genişletme, mevcut birinci ve ikinci katman hesaplama gücü ile veri akışı genişletmesini karşılaştırır.
2. Depolama genişlemesi, rekabetçi zincir üzerindeki alanlardan özel blok zinciri depolama kullanımına kadar uzanır.
3. Girdi-çıktı cihazları, üst düzey uygulamalarda daha fazla ihtiyaç duyuluyor.
4. Özel zincirler ve GPU, özel cihaz kartları gibi işlevler
5. Zincir üstü uygulamalar ve üst katman uygulamaları, işletim sistemi ile uygulama yazılımının evrimine benzetilmektedir.
6. Uygulamalar finansal alandan daha geniş alanlara doğru aşamalı olarak genişliyor, geleneksel bilgisayarların bilimsel araştırma, askeri alandan işletmelere, evlere ve bireylere geçişine benzer.

4. Günümüzde Bitcoin'in Layer2 inşaat durumu

4.1 Çalışan Bitcoin ikinci katman projeleri

1. Lightning Network (: Dağıtık temel üzerine inşa edilen ikinci katman

   • 2015'te önerildi, 2018'de tam olarak uygulamaya kondu
   • Özellikler: Hızlı, düşük maliyetli, ölçeklenebilir
   • Off-chain işlemleri ödeme kanalı aracılığıyla gerçekleştirme
   • Stabilite, yönlendirme algoritması, kullanıcı arayüzü gibi zorluklarla karşı karşıya

2. Likit: Zincir tabanlı ikinci katman inşası

   • 2015 yılında Blockstream tarafından sunulan yan zincir çözümü
   • Özellikler: Hızlı işlem onayı, işlem gizliliği, yüksek işlem hacmi
   • Confidential Transactions teknolojisi ve Federated Peg teknolojisi kullanıyor.

3. Rootstock)RSK(: Zincir üzerine inşa edilen ikinci katman

   • 2015'te önerildi, 2018'de resmi olarak piyasaya sürüldü
   • Özellikler: Bitcoin ile iki yönlü sabitlenmiş, akıllı sözleşmeleri destekler
   • Bitcoin ekosistemine Ethereum benzeri işlevler sağlamak

4. RGB: Dağıtık + Turing Tamamlayıcı İkinci Kat İnşası

   • 2016 yılında, LNP/BP standart derneği tarafından geliştirildi
   • Özellikler: Ölçeklenebilir, gizli akıllı sözleşme sistemi
   • Müşteri doğrulaması ve tek kullanımlık mühür konsepti üzerine

5. Stacks: Zincir tabanlı ikinci katman inşası

   • 2013 yılında önerildi, 2017 yılında ICO gerçekleştirildi
   • Özellikler: merkeziyetsiz kimlik doğrulama, depolama ve akıllı sözleşme işlevi
   • "Stacking" konsensüs mekanizması benimsenmiştir

6. Diğer yeni projeler:

   • B² Network: ZK-Rollup tabanlı Bitcoin ikinci katman ağı