Bitcoin İkinci Kat Ağı'nın Temel Bilgi Sistemi

Bitcoin mühürlerinin yükselişi, Bitcoin ekosistemine yeni bir canlılık getirdi ve daha fazla insanın Bitcoin'e yeniden odaklanmasını sağladı. Bazıları bunun Bitcoin ekosisteminin Pandora'nın kutusunu açtığını düşünüyor. Bitcoin ekosistemindeki birçok teknolojik gelişim arasında, ikinci katman inşası en önemli konudur. Bu makale, internetteki bazı tanınmış yazılardan ve birçok arkadaşla yapılan tartışmalardan faydalanarak, Bitcoin'in ikinci katmanının temel bilgilerini özetlemektedir. Umarım bu, daha fazla insanın ilgili düşünceleri geliştirmesine ve bu alanın gelişimini teşvik etmesine yardımcı olur.

Blok zinciri dünyası Bitcoin ile başlıyor ve Bitcoin ekosistemi ile sona erecek. Ethereum esasen Bitcoin'in bir yan zincir teknolojisi keşfidir.

Bu yazıda "ikinci katman inşası" ve "ikinci katman ağı inşası" kavramları birbirinin yerine kullanılmaktadır. İkinci katman inşası daha geniş bir kavramdır, ancak sektörde yaygın olarak kullanılan ifadeye uyum sağlamak için "ikinci katman ağı inşası" terimi de kullanılmaktadır.

1. İkinci Kat Layer2'nin Misyonu

Bitcoin ikinci katman inşasının çözmesi gereken temel sorunları anlamak için, önce blockchain sisteminin temel özelliklerinden bahsedelim.

1.1 Blok zincirinin temel özellikleri ve gereksinimleri

Vitalik'in ortaya koyduğu kavramı benimsiyoruz: blok zinciri bir "dünya bilgisayarı"dır. Bu açıdan blok zincirinin çeşitli özelliklerini anlamak daha net olacaktır. Daha sonra bu "dünya bilgisayarı"nın gelişim olasılığını analiz etmek için bilgisayarın Von Neumann yapısını da dikkate alacağız.

Blockchain'ın bazı temel özellikleri:

Açık ve Şeffaf: Bu, blockchain'in bu "dünya bilgisayarı" olarak veri depolama ve talimatları yürütme özelliğidir ve ayrıca dünya çapında birçok dağıtık düğümün birlikte hesaplama yapmasını gerektiren içsel bir ihtiyaç özelliğidir. Bu özellik, kullanıcıların verilere karşı bilgilendirilme hakkını karşılar ve bu "dünya bilgisayarı"nın iç işbirliği gereksinimleri ile kullanıcıların dış taleplerinin ortak sonucudur.

Merkeziyetsizlik: Bu, bu "dünya bilgisayarı"nın mimari özelliğidir. Merkeziyetsizlik derecesi ve hata toleransı teorik olarak Bizans generalleri teorisi ile desteklenir. Non-Bizans general sistemleri teorik olarak bir blok zinciri sistemi değildir. Merkeziyetsizlik derecesi, blok zinciri güvenliğinin önemli bir göstergesi olup, bazı özelliklerin temelidir.

Güvenlik: Güvenlik, bu "dünya bilgisayarı"nın mimari özelliklerinden kaynaklanan içsel gereksinimler ve kullanıcıların ihtiyaç duyduğu dışsal gereksinimlerin bir bileşimini oluşturur. Mikroskobik düzeyde güvenlik, kriptografi ile ilgili teknolojilerle sağlanırken, makroskobik düzeyde mimarinin merkeziyetsizliği ile temin edilir; böylece mikroskobik verilerin sahteciliği veya makroskobik mimarinin bozulması güvenliği etkilemez.

Hesaplama Gücü: Blok zincirinin bu dünya bilgisayarının temel işlevlerinden biri hesaplama gücüdür. Bu ölçütü değerlendirmek için genellikle Turing tamlığına sahip olup olmadığına bakılır. Bazı zincirler, kendi temel özelliklerini korumak için kasıtlı olarak Turing tam olmayan şekilde tasarlanmıştır. Örneğin Bitcoin ağı, Satoshi Nakamoto yalnızca kod talimatlarının Turing tam olmamasını sağlamakla kalmamış, aynı zamanda gelişim sürecinde bazı talimat setlerini kasıtlı olarak kısaltarak istikrarını ve güvenliğini korumuştur. Tüm Turing tam teknolojileri, blok zincirinin hesaplama gücünü genişletmek içindir.

Performans: Aynı hesaplama gücünde, performans blockchain bu dünya bilgisayarının bir başka ana yeteneğidir. Genellikle TPS ile ölçülür.

Depolama: Blockchain "dünya bilgisayarı" olarak tanımlanıyorsa, kesinlikle bir depolama işlevine sahip olmalıdır, yani verileri kaydetme yeteneği. Şu anda temel olarak blok içinde depolanıyor, daha profesyonel olan blok dışındaki zincir üstü depolama ise henüz gelişim aşamasında.

Gizlilik: Gizlilik, "dünya bilgisayarı" içindeki bir alt ihtiyaçtır, yani verilerin üreticisi ve kullanıcıları arasındaki yetki alanının hesaplama ve depolama sürecinde korunmasını gerektirir. Bu esasen kullanıcıların dış ihtiyaçları tarafından yönlendirilir.

Ayrıca bir bütünleştirici ölçeklenebilirlik göstergesi vardır, genellikle tüm mimarinin ölçeklenebilirliğini ifade eder, bu özellik çoğu temel özelliği etkiler. Mimari düzeyde, sistemin ölçeklenebilirliği çok önemli bir göstergedir.

Bu blok zincirlerinin temel özellikleri arasında, çoğunlukla imkansız üçgenin karşılıklı gelişim ilişkilerini kısıtladığı görülmektedir. Örneğin, DSS varsayımı, merkeziyetsizlik ( Decentralization ), güvenlik ( Security ) ve ölçeklenebilirlik ( Scalability ) ile ilgilidir.

Dağıtık sistemlerde, benzer bir imkansız üçgen CAP ilkesidir. CAP, bir dağıtık sistemde tutarlılık (Consistency), erişilebilirlik (Availability) ve bölünme toleransı (Partition tolerance) üçlüsünün bir arada sağlanamayacağını ifade eder. Blok zinciri sistemleri, Bizans general problemi olan dağıtık sistemlerdir, bu nedenle CAP ilkesine de uygulanabilir.

1.2 İkincil katman inşasının rolü

İkincil katman inşası hangi rolleri tamamlamalıdır? Hangi işlevleri sağlamalıdır? İkincil katman inşası, birincil sistemin eksikliklerini gidermek zorundadır ve birincil sistemde tamamlanması uygun olmayan şeylerin ikincil katman inşasında tamamlanması gerekmektedir.

Yukarıda özetlenen blok zinciri özelliklerinden, bu temel yetenekleri genişletmek gerektiği yönünde bir ön sonuç çıkarılabilir:açık şeffaflık, merkeziyetsizlik, güvenlik, hesaplama gücü, performans, ( işleme hızı ), depolama, gizlilik vb. Bu teknik açıdan temel yeteneklerin yanı sıra, çözülmesi gereken çok önemli bir ekonomi sorunu daha vardır, o da maliyetleri düşürmektir; genellikle birinci katman ağlarının işlem gerçekleştirme maliyetleri oldukça yüksektir ve bu maliyetleri azaltmak için ikinci katman ağlarının kullanılması gerekmektedir.

Özetle, kapasite artırma, maliyet düşürme ve özel özellikler üç boyutunda çözümler, ikinci katman inşasıdır. Özel özellikler için şu anda yeterince belirgin değil veya genellikle ilk iki özellik arasında gizleniyor, bu da bazı karmaşıklıklara neden oluyor. Bunu şöyle anlayabiliriz: Birinci katman ağının özellikleri birçok uygulama için farklı derecelerde gereklidir; ikinci katman üzerinde belirli uygulamalar için çeşitli özelliklerin gerçekleştirilme düzeyini yeniden ayarlamak mümkündür.

İkincil katman inşasında, blok zincirinin temel yetenekleri çeşitli tercihleri olacaktır, bazı özelliklerin azaltılması veya hatta bazı özelliklerin terk edilmesi yoluna gidilecektir; bu da bazı özelliklerin kayda değer bir şekilde artırılmasıyla değiştirilecektir. Örneğin: bazı ikincil katmanlar performansı artırmak için merkeziyetsizlik derecesini düşürecek, güvenliği azaltacaktır; bazı ikincil katmanlar, Lightning Network gibi, işlem hacmini artırmak için sistemin yapısını ve hesaplama şeklini değiştirecektir. Ayrıca, temel özellikleri azaltmadan belirli bir özelliği artıran bazıları da vardır, örneğin RGB işleme yöntemi, belirgin bir şekilde gizliliği ve sansüre karşı direnci artırmıştır, ancak teknik uygulama zorluğunu artırmıştır.

Bu nedenle maliyetleri düşürmek, tüm ikinci kat inşaatlarının temel bir gereksinimi olmalıdır.

1.3 Neden katmanlı tasarım yapmalıyız?

Katmanlı tasarım, karmaşık sistemleri ele almanın bir yolu ve metodolojisidir. Sistem, birden fazla katman yapısına ayrılarak, katmanlar arasındaki ilişkiler ve işlevler tanımlanır; böylece sistemin modülerliği, bakım kolaylığı ve ölçeklenebilirliği sağlanarak sistemin tasarım verimliliği ve güvenilirliği artırılır.

Geniş ve büyük bir protokol sistemi için, katmanlı bir yapı kullanmanın belirgin avantajları vardır. Bu yaklaşım, insanların anlayışını kolaylaştırır, iş bölümü yapmayı ve modüler iyileştirmeleri kolaylaştırır. Örneğin, bilgisayar ağlarındaki ISO/OSI yedi katmanlı model tasarımı gibi, ancak belirli bir uygulamada bazı katmanlar birleştirilebilir; örneğin, belirli bir ağ protokolü olan TCP/IP dört katmanlı bir protokoldür.

Protokol katmanlarının avantajları hakkında daha fazla bilgi:

1.Her katman bağımsızdır. Bir katman, bir sonraki katmanın nasıl uygulandığını bilmek zorunda değildir; sadece o katmanın katmanlar arası arayüzler aracılığıyla sağladığı hizmetleri bilmesi yeterlidir. Bu şekilde, tüm sorunun karmaşıklık düzeyi azalır. Yani, bir önceki katmanın nasıl çalıştığı, bir sonraki katmanın çalışmasını etkilemez; bu nedenle her bir katmanın çalışma tasarımını yaparken, arayüzlerin değişmemesini sağladığımız sürece, katman içindeki çalışma yöntemlerini serbestçe ayarlayabiliriz.

2.İyi esneklik. Herhangi bir katmanda bir değişiklik olduğunda, katmanlar arası arayüz ilişkisi değişmediği sürece, bu katmanın üzerindeki veya altındaki katmanlar etkilenmez. Bir katmanda teknik yenilik gerçekleştiğinde veya bir katman çalışma sırasında sorun yaşadığında, diğer katmanların çalışmasını etkilemez; sorunları giderirken sadece bu katmanın özel sorununu dikkate almak yeterlidir.

3.Yapısal olarak bölünebilir. Her kat, en uygun teknolojiyi uygulamak için kullanılabilir. Teknolojinin gelişimi genellikle asimetriktir, hiyerarşik bir bölünme, ahşap kova etkisini etkili bir şekilde önler, belirli bir alandaki teknolojinin eksikliğinin genel çalışma verimliliğini etkilemesine izin vermez.

4.Uygulaması ve bakımı kolay. Bu yapı, büyük ve karmaşık bir sistemin uygulanmasını ve hata ayıklamasını kolaylaştırır, çünkü tüm sistem, birbirine göre bağımsız olan birkaç alt sisteme ayrılmıştır. Hata ayıklama ve bakım yaparken, her katmanda ayrı ayrı hata ayıklama yapılabilir, yanlış sorunları bulma ve çözme durumunun önüne geçilir.

5.Standartlaşma çalışmalarını teşvik edebilir. Çünkü her bir katmanın işlevi ve sunduğu hizmetler için kesin açıklamalar yapılmıştır. Standartlaşmanın avantajı, içindeki herhangi bir katmanın serbestçe değiştirilebilmesidir, bu da kullanım ve araştırma açısından son derece kullanışlıdır.

Katmanlı modüler tasarım düşüncesi, teknik alanda büyük bir işlevi olan, çok sayıda kişinin iş birliği yapmasını gerektiren ve sürekli olarak geliştirilmesi gereken mühendislik projelerine karşı yaygın bir yaklaşım olup, pratikte test edilmiş ve etkili bir yöntemdir.

2. Bitcoin Layer2'nin çeşitli inşa yaklaşımları

Bitcoin'in ikinci katmanının üç belirgin inşa yolu vardır:

(1) Zincir tabanlı bir genişleme yolu ve EVM'nin ikinci katmanına oldukça benzer, blok zinciri yapısıdır;

(2) Dağıtık bir yapıya dayanan bir yol türüdür, Lightning Network ile temsil edilmektedir.

(3) Ayrıca merkezi sistemlere dayanan bir yol vardır, merkezi indeks ile temsil edilir, merkezi bir yapıdır.

İlk iki yöntem oldukça özgün, halihazırda kullanılan ürünler ve araştırma aşamasındaki ürünler var. Birinci yöntem için, Ethereum'un hızlı gelişimi ve diğer Bitcoin benzeri zincirlerin keşfi sayesinde, zincir tabanlı ikinci katman genişlemesi nispeten daha kolaydır ve referans alınacak daha fazla örnek bulunmaktadır. İkinci yöntem, dağıtık bir temele dayandığı için genellikle daha zorlayıcıdır, gelişimi biraz daha yavaş olmaktadır, Lightning Network bunun en iyi örneğidir. Üçüncü yöntem oldukça tartışmalıdır, çünkü ikinci katman inşası gibi görünmemektedir, ancak sanki ikinci katman inşası işlevini tamamlamış gibi durmaktadır.

Hangi ikinci katman inşa planı daha iyidir? Bir piyasa test sonucunu ölçüt olarak alalım, hangi ikinci katman ağının toplam kilitli değeri TVL(Total Value Locked) yüksekse, o plan en iyi plandır. Zamanla ve teknolojinin gelişimiyle, bu en iyi plan değişen bir süreç olacaktır.

Bitcoin'in ikinci katman ağı tanımı için, yalnızca Bitcoin ağına dayanmak, Bitcoin ağı ile teknik ilişki kurmak ve bazı özelliklerin Bitcoin'in birinci katman ağına göre daha üstün olması yeterlidir; bunlar Bitcoin'in ikinci katman ağı inşası olarak kabul edilir. Başka bir deyişle: BTC'yi gas olarak tüketen, BTC'yi temel varlık olarak kullanan ve Bitcoin'in performansını genişleten sistemler ikinci katman inşası olarak sayılır. Bu değerlendirmeye dayanarak, merkezi yapıdaki ikinci katman inşasını da kabul etmemiz gerektiğini düşünüyorum.

Bitcoin'ın kendine ait teknoloji gelişimi, OP_RETURN'ı değiştirme, Taproot, Schnorr imzaları, MAST, Tapscript gibi unsurlar, birinci ve ikinci katmanları bağlama amacıyla tasarlanmalıdır; bu teknolojileri fazla geliştirme işlevi için kullanmamalıdır. Çünkü birinci katman ağı ne kadar genişletilirse genişletsin, niteliksel bir sıçrama olmayacaktır, ikinci katman inşası gereklidir. Ancak daha iyi bir Bitcoin ikinci katman ürünü olmadığı sürece, bu birinci ve ikinci katmanları bağlama teknik yetenekleri bir süreliğine aşırı şekilde kullanılacaktır.

2.1 Zincir Üzerine İkincil İnşaat

Erken dönem Bitcoin taklit zincirleri çeşitli keşifler yaptı, örneğin "Colorcoin"( renkli coin), "CovertCoins" ve "MasterCoin"; çeşitli ölçeklendirme Bitcoin taklit zincirleri, örneğin BCH(Bitcoin Cash), BSV(Bitcoin SV), BTG(Bitcoin Gold); çeşitli yan zincir teknolojileri, zincirin genişletilmesine dayalı inşaat örnekleridir, bu da geniş bir anlamda ikinci katman olarak adlandırılabilir.

Ethereum'i de kapsayan, Bitcoin'e dayalı bir geliştirme keşfidir. Vitalik, diğer proje ekiplerini ikna edemedikten sonra, Bitcoin'in kusurlarına: UTXO'nun hesapsız sistemi, yürütme dilinin Turing tamlığı olmaması, ölçeklenebilirlik sorunları gibi konulara değinerek, kendi ekibini kurup bir beyaz kitap yayımladı ve yeni nesil bir blockchain sistemi geliştirdi. Ethereum'un bu keşfi, Bitcoin üzerinde doğrudan bir ikinci katman inşası olmasa da, geniş anlamda zincir tabanlı bir inşa keşfi olarak değerlendirilmektedir.

Ethereum için Bitcoin