modüler blok zinciri: tak-çıkar çözümleri ile blok zinciri performans darboğazı

Blok Zinciri teknolojisi doğduğu günden bu yana ölçeklenebilirlik zorluklarıyla karşı karşıyadır. Monolitik blok zincirleri, veri depolamadan işlem doğrulamaya kadar ağın her yönünü bağımsız olarak üstlenmeleriyle kapsamlılıklarıyla tanınır. Ancak, bu tasarım aynı zamanda performans darboğazlarına yol açmıştır. Modüler blok zinciri, blok zincirinin farklı işlevlerini bağımsız modüllere ayırarak belirli işlevlerde daha iyi performans desteği ve kullanıcı deneyimi sunmakta, "imkansız üçgen" sorununu bir ölçüde çözmektedir.

Ethereum, akıllı sözleşmeleri destekleyen ilk blok zinciri platformu olarak, modüler tasarım için verimli bir zemin sağladı. Teknolojinin gelişimiyle birlikte, Bitcoin ekosistemi de modüler olasılıkları keşfetmeye başladı. Yeni modüller ekleyerek daha gelişmiş işlevler elde etmeyi, örneğin, geliştirilmiş gizlilik koruması, daha verimli işlem işleme veya artırılmış akıllı sözleşme işlevselliği sağlıyor.

Modüler teknoloji, daha "esnek" bir tak-çık ürün yaklaşımını temsil etmektedir. Gelecekte, daha esnek ve özelleştirilebilir Blok Zinciri çözümlerinin ortaya çıkması muhtemeldir; çeşitli hizmetler ve işlevler, Lego blokları gibi kolayca takılabilir ve çıkarılabilir. Bu esneklik, geliştiricilerin belirli uygulama senaryolarının ihtiyaçlarına göre hızlı bir şekilde Blok Zinciri çözümleri oluşturup dağıtmasına olanak tanır.

Monolitik Blok Zinciri ve Modüler Blok Zinciri

Modüler blok zinciri üzerinde konuştuğumuzda, önce monolitik blok zinciri kavramını anlamamız gerekiyor. Monolitik zincirler, Bitcoin, Ethereum gibi, kapsayıcılıkları ile tanınır ve ağın her yönünü bağımsız olarak üstlenirler; veri depolamadan işlem doğrulama, akıllı sözleşme yürütmeye kadar. Bu süreçte, monolitik zincir çok yönlü bir rol oynar ve tüm aşamalara dahil olur.

Ethereum örneğinde olduğu gibi, olgun bir monolitik blok zinciri genellikle dört mimariye ayrılabilir:

• İcra Katmanı (Execution Layer)
• Ödeme Katmanı (Settlement Layer )
• Veri Erişilebilirliği Katmanı/ DA Katmanı (Veri Erişilebilirliği Katmanı)
• Konsens Katmanı (Consensus Layer)

Modüler blok zinciri, blok zinciri sistemini belirli görevleri yerine getiren özel bileşenler veya katmanlar halinde parçalayan yeni bir mimaridir; her bir bileşen, konsensüs, veri kullanılabilirliği, yürütme ve hesaplama gibi belirli görevleri üstlenir.

Modüler blok zinciri, kendi alanlarında derinlemesine araştırma ve teknik yeniliklere odaklanan bir grup uzmana benziyor. Bu odaklanma, modüler blok zincirinin belirli işlevlerde olağanüstü performans ve kullanıcı deneyimi sunmasını sağlıyor; örneğin, daha düşük maliyetle daha hızlı işlem işleme hızı sağlayabiliyorlar.

Düğüm mimarisi açısından, monolitik zincir tam düğümlere bağımlıdır; bu düğümlerin tüm blok zincirinin veri kopyasını indirmesi ve işlemesi gerekir. Bu, hem depolama hem de hesaplama kaynakları için yüksek talepler getirir ve ağın ölçeklenme hızını da sınırlar. Buna karşılık, modüler blok zinciri hafif düğüm tasarımını benimser; yalnızca blok başlığı bilgilerini işlemek yeterlidir, bu da işlem hızını ve ağ verimliliğini önemli ölçüde artırır.

Modüler blok zincirinin belirgin bir avantajı esnekliği ve işbirliği yeteneğidir. Temel olmayan işlevleri diğer uzmanlara dış kaynak sağlayarak, bir sinerji oluşturarak genel performansta önemli bir artış sağlamaktadır. Bu tasarım felsefesi, geliştiricilerin proje gereksinimlerine göre farklı modülleri özgürce bir araya getirmelerine olanak tanıyan Lego bloklarına benzemektedir ve çeşitli çözümler yaratmalarına imkan tanımaktadır.

Monolitik zincirler, küresel kontrol, güvenlik ve istikrar açısından avantajlara sahip olsalar da, ölçeklenebilirlik, güncelleme zorluğu ve yeni ihtiyaçlara uyum sağlama gibi zorluklarla karşı karşıyadır. Modüler blok zinciri ise yüksek esnekliği ve özelleştirilebilirliği ile öne çıkarak yeni blok zincirlerinin oluşturulmasını ve optimizasyon sürecini basitleştirir.

Ancak, modüler blok zinciri de kendine özgü zorluklarla karşı karşıyadır. Karmaşık mimarisi, geliştiricilerin tasarım, geliştirme ve bakım konusundaki iş yükünü artırmaktadır. Yeni bir teknoloji olarak, modüler blok zinciri henüz kapsamlı güvenlik testleri ve piyasa dalgalanmaları sürecinden geçmemiştir, uzun vadeli istikrarı ve güvenliği hala daha fazla doğrulamaya ihtiyaç duymaktadır.

modüler blok zinciri "imkansız üçgen" sorununu çözüyor

Blok Zinciri'nin "imkansız üçgeni", bir blok zinciri ağının aynı anda güvenlik, merkeziyetsizlik ve ölçeklenebilirlik gibi üç temel özellikte optimum duruma ulaşmasının zor olduğunu ifade eder.

• Ölçeklenebilirlik, ağın büyük miktarda işlemi işleme yeteneğine ve kullanıcılar ile işlem hacmi arttığında verimli, düşük maliyetli bir şekilde çalışmaya devam etme yeteneğine odaklanır. Genellikle TPS (saniyedeki işlem sayısı) ve gecikme (işlem onayı için gereken süre) ile ölçülür.

• Güvenlik, blok zinciri ağını saldırılardan korumanın maliyetini ve zorluğunu içerir. Örneğin, Bitcoin'in POW mekanizması, saldırganların ağın %51'inden fazlasına sahip olmasını gerektirirken, Ethereum'un POS mekanizması ise %⅓'ten fazla düğümün anlaşmasını gerektirir.

• Dağıtık yapı, ağın çalışmasının tek bir merkezi düğüme bağlı olmamasını, bunun yerine birçok düğümde dağıtılmasını tanımlar; düğüm sayısı arttıkça ve coğrafi dağılım genişledikçe, ağın merkezileşmemişlik derecesi de artar.

"İmkansız Üçgen"in temel görüşü, bir blok zinciri sisteminin bu üç özellikte de en iyi duruma ulaşmasının zor olduğudur. Örneğin: Çok sayıda kamu blok zinciri arasında, Bitcoin ve Ethereum, geniş düğüm dağılımı ve yeterli düğüm sayısı sayesinde, merkeziyetsizlik ve güvenlik açısından öne çıkmaktadır.

Ancak, belirli bir ölçeklenebilirlikten feragat ettiler, bu da işlem hızlarının yavaş ve işlem ücretlerinin yüksek olmasına neden oldu: Bitcoin'in blok oluşturma süresi yaklaşık 10 dakikadır, Ethereum'un TPS'si yaklaşık 13'tür, işlem hacmi patladığında, Ethereum'un işlem ücretleri yüzlerce dolara kadar çıkabilir.

Tam da bu bağlamda, modüler blok zinciri teknolojisi ortaya çıkmıştır; bu teknoloji, farklı işlevlerin özel modüllere dağıtılması yoluyla, geleneksel kamu zincirlerinin ölçeklenebilirlik ve işlem maliyetleri konusundaki zorluklarını çözmektedir. Örneğin, Bitcoin'in Lightning Ağı ve Ethereum'un Rollup teknolojisi, modüler düşüncenin birer yansımasıdır.

Modüler blok zincirinin avantajı, her bir katmanın belirli ihtiyaçlara göre optimize edilmesini sağlayan katmanlı mimarisidir. Veri katmanı, veri depolama ve doğrulamaya odaklanabilirken, yürütme katmanı akıllı sözleşme mantığını işleyebilir. Bu ayrım, yalnızca performansı ve verimliliği artırmakla kalmaz, aynı zamanda farklı blok zincirleri arasında birlikte çalışabilirliği teşvik eder ve açık ve bağlantılı bir ekosistem inşa etmek için bir temel sağlar.

Yukarıda özetlendiği gibi, modüler blok zinciri teknolojisi, geleneksel kamu zincirinin sınırlamalarını çözmek için yeni bir yol sunmaktadır. Dağıtık yapıyı ve güvenliği koruyarak, daha yüksek ölçeklenebilirlik ve daha düşük işlem maliyetleri sağlamaktadır; blok zinciri teknolojisinin yaygın kullanımı ve uzun vadeli gelişimi için derin anlamlar taşımaktadır.

Modüler Blok Zinciri'nin Türleri

Modüler blok zinciri, mimari özelliklerine göre farklı türlere ayrılabilir. Bu türler arasında, veri kullanılabilirlik katmanı ve konsensüs katmanı, sıkı karşılıklı bağımlılıkları nedeniyle genellikle tek bir bütün olarak tasarlanır. Bunun nedeni, düğümler işlem verilerini aldıklarında, genellikle işlem sırasını da belirlemeleridir; bu, blok zincirinin güvenliği ve değiştirilemezliğinin özüdür.

Bu tasarım prensiplerine dayanarak, modüler blok zincirinin farklı projelerini yürütme katmanı, veri kullanılabilirliği katmanı ve konsensüs katmanı ile hesap katmanı açısından ayrı ayrı anlayabiliriz.

yürütme katmanı: Layer 2 teknolojisi

Layer 2 teknolojisi, blok zinciri mimarisindeki yürütme katmanının bir uzantısı olarak, modüler blok zinciri kavramının bir tezahürüdür. Bu, temel blok zincirinin üzerinde inşa edilen zincir dışı ağlar, sistemler veya teknolojiler aracılığıyla ana zincirin ölçeklenebilirliğini artırmayı hedeflemektedir.

Layer 2 çözümleri, temel blok zincirinin güvenliği ve merkeziyetsiz özelliklerini korurken daha hızlı ve maliyet etkin işlem işlemlerine olanak tanır. Veri panosuna göre, Ethereum ekosisteminde Layer 2 doğrulama ve likidasyon için harcanan gaz oranı ortalama %10'dan düşüktür ve bu, kullanıcıların işlem maliyetlerinde büyük tasarruf sağlamaktadır.

Rollup teknolojisi, şu anda Layer 2'nin en yaygın çözümüdür, temel fikri "off-chain yürütme, on-chain doğrulama"dır. Off-chain'de hesaplama gibi işleri gerçekleştirir ve ardından calldata verisini ana ağa yükler.

Zincir Dışı Uygulama

Rollup modelinde, işlemler zincir dışında gerçekleştirilir ve temel blok zinciri yalnızca akıllı sözleşmelerdeki işlem kanıtlarını doğrulamaktan ve orijinal işlem verilerini depolamaktan sorumludur. Bu tasarım, ana zincirin hesaplama yükünü önemli ölçüde azaltır, depolama ihtiyacını azaltır ve böylece daha verimli işlem işleme olanağı tanır.

Maliyeti daha da düşürmek için Rollup, işlem paketleme teknolojisini kullanmaktadır. Bunu lojistikteki yük konteynerlemesine benzetebiliriz; her bir yükü ayrı ayrı göndermek yüksek nakliye maliyetleri doğurur. Ancak Rollup teknolojisi, birden fazla işlemi bir araya getirerek yalnızca bir kez "taşıma" gerektirir ve böylece her bir işlemin maliyetini önemli ölçüde düşürür.

On-Chain Doğrulama

Zincir üzerindeki doğrulama, Layer 2 ağlarının güvenliğinin anahtarıdır. Layer 2 ağları, temel blok zincirindeki potansiyel anlaşmazlıkları çözmek için kriptografik kanıtlar sağlamalıdır. Şu anda, iki ana kanıt mekanizması hatalı kanıt ve geçerlilik kanıtıdır; bunlar sırasıyla Optimistic Rollups ve ZK Rollups'ı desteklemektedir.

Optimistik Rolluplar için Hata Kanıtı

Optimistik Rollup'lar, tüm işlemlerin varsayılan olarak geçerli olduğu, ancak belirgin bir hata kanıtı yoksa geçerli kabul edilmediği bir optimistik varsayım benimser. Bu model, hata kanıtı (dolandırıcılık kanıtı) süresine dayanır; herhangi bir ağ katılımcısı, akıllı sözleşmenin durumunu sorgulamak için kanıt sunabilir, böylece ağın adaletini ve şeffaflığını sağlar.

Şu anda Optimistic Rollups mekanizmasını kullanan 16 adet Layer 2 bulunmaktadır, örneğin: Arbitrum, OP, Base, Blast vb.

ZK Rollups'un geçerlilik kanıtı

Optimistik Rolluplardan farklı olarak, ZK Rolluplar daha temkinli bir yaklaşım benimsemektedir; tüm işlemlerin kabul edilmeden önce geçerlilik kanıtından geçmesi gerekmektedir. Bu kanıt mekanizması, her bir işlemin ve hesaplamanın Layer 2 ağındaki doğru olduğundan emin olmayı sağlayan bir doğrulama sürecine benzemektedir.

Kısacası, geçerlilik kanıtı ZK-Rollups'ın temel taşıdır ve her işlem grubunun ilgili kanıtlarla birlikte gelmesini gerektirir, böylece temel blok zincirindeki akıllı sözleşmelerin durum değişikliklerini doğrulayıp onaylamasını sağlar. Doğrulama düğümleri için ZK Rollups, her işlemin titiz bir geçerlilik doğrulamasından geçmesi gerektiğinden sıfır hata ile bir mutabakat mekanizması sunar.

Şu anda ZK Rollups mekanizmasını kullanan Layer 2'lerin sayısı 11'dir, örneğin: Linea, Starknet, zkSync vb.

Veri Erişilebilirlik Katmanı ve Konsensüs Katmanı

Celestia

Celestia, modüler blok zinciri alanında bir öncü olarak, esasen dApps ve Rollup'ların geliştirilmesi için sağlam bir temel sağlayan bir veri kullanılabilirlik katmanıdır. Celestia'nın veri kullanılabilirlik katmanı ve konsensüs katmanında uygulama geliştiricileri, veri kullanılabilirliği ve konsensüs mekanizmasının karmaşıklığını Celestia'ya bırakırken, yürütme mantığını optimize etmeye odaklanabilirler.

Celestia'nın mimari tasarımı modüler genişleme için çeşitli çözümler sunmaktadır, mimarisi esas olarak aşağıdaki üç türü içermektedir:

• Egemen Rollup: Celestia, veri kullanılabilirliği katmanı ve konsensüs katmanı sağlarken, hesap katmanı ve yürütme katmanı kendi egemen zincirleri tarafından bağımsız olarak uygulanır.
• Hesaplama Rollup'ı (örneğin Cevmos projesi): Celestia tarafından sağlanan DA ve konsensüs katmanı temelinde, Cevmos hesaplama katmanı hizmeti sunar, uygulama zinciri ise yürütme katmanının rolünü üstlenir.
• Celestium: Veri kullanılabilirliği katmanı Celestia tarafından sağlanmaktadır, konsensüs katmanı ve hesaplama katmanı ise Ethereum'un güçlü ağına dayanarak, uygulama zinciri yürütme katmanına odaklanmaya devam etmektedir.