Bitcoin İkinci Kat Ağı'nın Temel Bilgi Sistemi

Bitcoin mühürlerinin yükselişi, Bitcoin ekosistemine yeni bir canlılık getirdi ve daha fazla insanın Bitcoin'e yeniden ilgi duymasını sağladı. Bazıları bunun Bitcoin ekosisteminin Pandora'nın kutusunu açtığını düşünüyor. Bitcoin ekosistemindeki birçok teknik gelişim arasında, ikinci katman inşası son derece önemlidir. Bu makale, bazı tanınmış yazılardan ve birçok arkadaşla yapılan görüşmelerden yararlanarak, Bitcoin ikinci katmanının temel bilgilerini özetlemiş, bu alanın gelişimine katkıda bulunmayı ummaktadır.

Blockchain dünyası Bitcoin ile başlar, Bitcoin ekosistemi ile sona erer. Ethereum da Bitcoin'in bir tür yan zincir teknolojisi keşfi olarak görülebilir.

1. İkinci katman Layer2'nin misyonu

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

1.1 Blok Zincirinin Temel Özellikleri ve Gereksinimleri

Blockchain'ı "dünya bilgisayarı" olarak görebiliriz. Bu açıdan blockchain'in çeşitli özelliklerini anlamak daha net olacaktır. Öncelikle bazı temel özellikleri özetleyelim:

Açık ve Şeffaf: Bu, blok zincirinin bu "dünya bilgisayarı" nın veri depolama ve yürütme talimatları özellikleridir ve aynı zamanda dünya genelindeki birçok dağıtılmış düğümün hesaplamaya ortak katılımını gerektiren içsel bir ihtiyaç özelliğidir. Bu özellik, kullanıcıların verilere dair bilgi edinme hakkını tatmin eder ve bu "dünya bilgisayarı" nın kendisinin içsel işbirliği gereksinimi ile kullanıcıların dışsal ihtiyaçlarının bir araya gelmesinin ortak sonucudur.

Merkeziyetsizlik: Bu, bu "dünya bilgisayarı"nın mimari özelliğidir; merkeziyetsizlik derecesi ve hata toleransı teorik olarak Bizans general teorisi tarafından desteklenmektedir. Merkeziyetsizlik derecesi, blok zincirinin güvenliğinin önemli bir göstergesidir ve bazı özelliklerin temelidir.

Güvenlik: Güvenlik, bu "dünya bilgisayarı"nın mimari özelliklerinden kaynaklanan içsel gereksinimlerle kullanıcıların ihtiyaç duyduğu dışsal gereksinimlerin bir araya gelmesiyle oluşur. Mikro düzeyde güvenlik, kriptografi ile ilgili teknolojilerle sağlanırken, makro düzeyde mimarinin merkeziyetsizliği ile güvence altına alınır; böylece mikro verilerin sahteciliği veya makro mimarinin bozulması bu "dünya bilgisayarı"nın güvenliğini etkilemez.

Hesaplama Gücü: Blok zincirinin bu dünya bilgisayarındaki ana işlevlerinden biri hesaplama gücüdür. Bu göstergenin ölçülmesinde, genellikle Turing tamlığına sahip olup olmadığına bakarız. Bazı blok zincirleri, ana özelliklerini korumak için kasıtlı olarak Turing tam olmayan şekilde tasarlanmıştır. Örneğin, Bitcoin ağı, Satoshi Nakamoto sadece kod talimatlarının Turing tam olmamasını sağlamakla kalmamış, ayrıca gelişim sürecinde bazı talimat kümesini kasıtlı olarak kaldırmış, böylece istikrarını ve güvenliğini korumuştur. Tüm Turing tam teknolojiler, blok zincirinin hesaplama gücünü genişletmek içindir. Katmanlı tasarım düşüncesi açısından, basit sistemler alt katman olarak daha uygun görünmektedir.

Performans: Aynı hesaplama gücünde, performans blok zinciri dünyasındaki bilgisayarların başka bir ana yeteneğini değerlendirmektedir. Genellikle TPS, yani saniyede işlenen işlem sayısı ile ölçülmektedir.

Depolama: Blok zinciri "dünya bilgisayarı" olarak tanımlanıyorsa, kesinlikle bir depolama işlevine sahip olmalıdır, yani verileri kaydetme yeteneği. Şu anda temelde blok içinde depolanıyor, daha profesyonel blok dışı zincir üstü depolama ise hala gelişim aşamasında.

Gizlilik: Gizlilik, "dünya bilgisayarı" içinde bir alt gereksinimdir; yani, veri üreticileri ve kullanıcılarının yetki sınırlarını hesaplama ve depolama sürecinde koruma talebidir. Bu esasen kullanıcıların dış gereksinimleri tarafından yönlendirilmektedir.

Ayrıca bir genel gösterge olan ölçeklenebilirlik, genellikle tüm mimarinin ölçeklenebilirliğini ifade eder, bu özellik çoğu temel özelliği etkiler. Mimaride sistemin ölçeklenebilirliği çok önemli bir gösterge.

Bu blockchain'lerin temel özellikleri arasında, genellikle birbirlerinin gelişim ilişkilerini kısıtlayan imkansız üçgen vardır. Örneğin, DSS varsayımı merkeziyetsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirliktir.

Dağıtık sistemlerde, benzer bir imkansız üçgen olan CAP ilkesi bulunmaktadır. CAP, bir dağıtık sistemde tutarlılık, kullanılabilirlik ve bölünme toleransı üçlüsünün bir arada sağlanamayacağını ifade eder. Blok zinciri sistemleri, Bizans general problemi ile ilgili olan dağıtık sistemlerdir, bu nedenle CAP ilkesine de uygulanabilir.

1.2 İkinci katmanın inşasının rolü

İkinci katman inşasının tamamlaması gereken hangi roller var? Hangi işlevleri sağlamalı? İkinci katman inşası, birinci katman sisteminin eksikliklerini gidermeli ve birinci katman sisteminde gerçekleştirilemeyen işleri ikinci katman inşasında tamamlamalıdır.

Yukarıda özetlenen blockchain özelliklerinden, bu temel yeteneklerin genişletilmesi gerektiği konusunda bir ön sonuç çıkarılabilir: açık ve şeffaflık, merkeziyetsizlik, güvenlik, hesaplama gücü, performans ( verimlilik ), depolama, gizlilik vb. Bu teknik açıdan temel yeteneklerin yanı sıra, çözülmesi gereken çok önemli bir ekonomik sorun daha vardır, o da maliyetleri düşürmektir, genellikle birinci katman ağında gerçekleştirilen işlemlerin toplam maliyetleri oldukça yüksektir, bu maliyetleri düşürmek için ikinci katman ağlarının kullanılması gerekmektedir.

Özetle, kapasiteyi artırmak, maliyetleri düşürmek ve özel özellikler üç boyutunda çözümler, ikinci katman inşasıdır. Özel özellikler için, şu anda yeterince net değil veya genellikle ilk iki özellik arasında gizleniyor, bu da bazı kafa karışıklıklarına neden oluyor. Bunu şöyle anlayabiliriz; birinci katman ağının özellikleri, birçok uygulama için farklı derecelerde gereklidir ve ikinci katman üzerinde belirli uygulamalar için çeşitli özelliklerin gerçekleştirilme derecesi yeniden ayarlanabilir.

İkincil katman inşasında, blok zincirinin temel yetenekleri çeşitli tercih ve fedakarlıklarla şekillenecek, bazı özellikler azaltılacak hatta bazı özellikler tamamen terk edilecek ve bunun karşılığında bazı özelliklerin belirgin şekilde artırılması sağlanacaktır. Örneğin: bazı ikincil katmanlar, performansı artırmak için merkeziyetsizlik derecesini düşürecek ve güvenliği azaltacaktır; bazı ikincil katmanlar, örneğin Lightning Network, sistemin yapısını ve hesaplama yöntemini değiştirecektir. Ayrıca bazıları, temel özellikleri azaltmadan belirli bir özelliği artırarak, örneğin RGB işleme yöntemi, belirgin şekilde gizliliği ve sansüre karşı direnci artıracak, ancak teknik gerçekleştirme zorluğunu artıracaktır.

Bununla birlikte, maliyetlerin düşürülmesi, tüm ikinci kat inşaatlarının temel bir gereksinimi olmalıdır.

1.3 Neden katmanlı tasarım yapılmalıdır?

Katmanlı tasarım, karmaşık sistemleri ele almanın bir yolu ve metodolojisidir. Sistemi birden fazla katman yapısına ayırarak, katmanlar arasındaki ilişkileri ve işlevleri tanımlayarak sistemin modülerliğini, bakımını ve ölçeklenebilirliğini sağlamak amacıyla sistemin tasarım verimliliğini ve güvenilirliğini artırır.

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

Protokol katmanlarının avantajlarını spesifik olarak söylemek gerekirse:

1.Her katman bağımsızdır. Bir katmanın, bir sonraki katmanın nasıl uygulandığını bilmesine gerek yoktur, yalnızca katmanın, katmanlar arası arayüzler aracılığıyla sunduğu hizmetleri bilmesi yeterlidir. Böylece, tüm problemin karmaşıklık düzeyi azalır. Yani, bir önceki katmanın çalışma şeklinin, bir sonraki katmanın çalışmasını etkilemediği anlamına gelir, bu nedenle her katmanın çalışma tasarımını yaparken, arayüzün sabit kalmasını sağlamak yeterlidir, katman içindeki çalışma yöntemini dilediğimiz gibi ayarlayabiliriz.

2.İyi esneklik. Herhangi bir katman değiştiğinde, katmanlar arası arayüz ilişkisi sabit kaldığı sürece, bu katmanın üzerinde veya altında bulunan katmanlar etkilenmez. Bir katmanda teknik yenilikler ortaya çıktığında veya bir katmanda çalışma sırasında bir sorun oluştuğunda, diğer katmanların çalışmasını etkilemez, sorun çözülürken de yalnızca bu katmanın ayrı sorununu dikkate almak yeterlidir.

3.Yapısal olarak bölünebilir. Her kat en uygun teknolojiyi uygulamak için kullanılabilir. Teknolojinin gelişimi genellikle asimetriktir; katmanlı bölme, kova etkisini etkili bir şekilde önler, belirli bir alandaki teknolojik eksikliklerin genel iş verimliliğini etkilemesine izin vermez.

4.Uygulaması ve bakımı kolaydır. 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 sırasında, her katmanın ayrı ayrı hata ayıklanabilmesi mümkündür, bu da yanlış sorunları bulma ve çözme durumlarının ortaya çıkmasını engeller.

5.Standartlaşma çalışmalarını teşvik edebilir. Çünkü her bir katmanın işlevi ve sağladığı hizmetlerin kesin bir tanımı vardır. Standartlaşmanın avantajı, içindeki herhangi bir katmanın serbestçe değiştirilmesi, kullanım ve araştırma açısından son derece uygun olmasıdır.

Katmanlı modüler tasarım anlayışı, teknoloji alanında büyük bir işlevselliğe sahip, birçok kişinin iş birliği yapmasını gerektiren ve sürekli olarak geliştirilmesi gereken mühendislik projeleri için yaygın bir işleme yöntemidir ve pratikte test edilmiş, etkili bir yöntemdir.

2. Bitcoin Layer2'nin çeşitli inşa yaklaşımları

Bitcoin'in ikinci katmanı üç belirgin ikinci katman inşa yoluna sahiptir:

(1) Bir tür, zincir tabanlı genişleme yoludur ve EVM'nin ikinci katmanına oldukça benzer, blok zinciri yapısıdır;

(2) dağıtık bir yapıya dayanan, Lightning Network'ü temsil eden bir yoldur.

(3) Ayrıca merkezi sistemlere dayalı bir yol vardır, merkezi indeksin temsil ettiği merkezi bir yapıdır.

İlk iki yöntem, kullanımda olan bazı ürünler ve keşfedilmekte olan ürünlerle belirgin özelliklere sahip. Birinci yöntem için, Ethereum'un hızlı gelişimi ve diğer Bitcoin taklit zincirlerinin keşfi sayesinde, zincir tabanlı ikinci katman genişletmesi nispeten daha kolaydır ve daha fazla referans vakası bulunmaktadır. İkinci yöntem ise dağıtık bir temele dayandığı için genellikle daha zordur ve gelişimi biraz daha yavaştır, örneğin Lightning Network bunun bir temsilcisidir. Üçüncü yöntem ise, bir ikinci katman inşası gibi görünmemesi nedeniyle çok tartışmalıdır, ancak sanki ikinci katman inşasının işlevlerini tamamlamış gibidir.

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

Bitcoin'in ikinci katman ağı tanımı için, yalnızca Bitcoin ağına dayanması, Bitcoin ağı ile teknik bir ilişki kurması ve bazı özelliklerinin Bitcoin'in birinci katman ağından daha iyi olması durumunda, bunların hepsi Bitcoin'in ikinci katman ağı inşası olarak sayılır. Başka bir deyişle: BTC'yi gaz olarak tüketmek, BTC'yi temel varlık olarak kullanmak ve Bitcoin'in performansını artıran sistemler, ikinci katman inşası olarak kabul edilir. Bu değerlendirmeye dayanarak, merkezi yapıdaki ikinci katman inşasını da kabul etmemiz gerektiğini düşünüyorum.

Bitcoin'in kendine ait teknolojisinin gelişimi, OP_RETURN, Taproot, Schnorr imzası, MAST ve Tapscript gibi tekniklerin birinci katman ve ikinci katmanı bağlama amacıyla tasarlanması gerektiğini göstermektedir. Bu tekniklerin fazla fonksiyonel gelişim için kullanılmaması gerekir, çünkü birinci katman ağı ne kadar genişletilirse genişletsin, niteliksel bir sıçrama olmayacaktır; ikinci katman inşası zorunludur. Ancak daha iyi bir Bitcoin ikinci katman ürünü olmadığı sürece, bu birinci katman ve ikinci katmanı bağlama teknik yetenekleri bir süre aşırı şekilde kullanılacaktır.

2.1 Zincir Üzerine İkincil Yapıların İnşası

Erken dönem Bitcoin taklit zincirleri çeşitli keşifler yaptı, örneğin "Colorcoin"( renkli coin), "CovertCoins" ve "MasterCoin"; çeşitli genişletilmiş Bitcoin taklit zincirleri, örneğin BCH( Bitcoin Cash), BSV( Bitcoin SV), BTG( Bitcoin Gold); çeşitli yan zincir teknolojileri zincirin genişletilmesi üzerine inşa edilmiş örneklerdir, bu da geniş anlamda ikinci katman olarak adlandırılabilir.

Ethereum'i de içeren, Bitcoin'e dayalı bir geliştirme keşfi. Vitalik, diğer proje ekiplerini ikna etme çabaları sonuçsuz kalınca, Bitcoin'in eksiklikleri: UTXO'nun hesapsız sistemi, yürütme dilinin Turing tam olmaması, ölçeklenebilirlik sorunları gibi konulara odaklanarak, kendi ekibini kurup bir beyaz kitap yayınladı ve yeni nesil bir blockchain sistemi geliştirdi. Ethereum'un bu keşfi, Bitcoin üzerinde doğrudan bir ikinci katman yapısı olmasa da, geniş anlamda zincir bazlı bir yapı keşfi olarak değerlendirilmektedir.

Ethereum'un Bitcoin'in eksikliklerini gidermeye yönelik geliştirme arayışları ve Ethereum üzerindeki ikinci katman gelişimi ve doğrulama, Bitcoin üzerinde zincir tabanlı ikinci katman ağ gelişimi için bir referans vakası oluşturdu. Çeşitli Rollup çözümleri, çapraz zincir çözümleri, mesaj kanalı teknolojileri ve Ethereum'un kendi parçalama teknolojisi, Ethereum teknolojisi ekosisteminin gelişmesini sağladı ve birçok kişi bir dönem kamu zincirinin gelişim yönünün ve geleceğinin belirlendiğini düşündü; Ethereum'un temsil ettiği ekosistem öne çıktı.