Modüler Derinlemesine İnceleme: Takılabilir Çözüm Blok Zinciri Performans Darboğazı

Tekil Blok Zinciri, veri depolamadan işlem doğrulamasına kadar ağın her yönünü bağımsız olarak üstlenmesiyle kapsamlılıkla tanınır. Modüler Blok Zinciri ise blok zincirinin farklı işlevlerini bağımsız modüllere ayırarak, belirli işlevlerde performans desteği ve akıcı bir kullanıcı deneyimi sunabilir ve belirli bir ölçüde "imkansız üçgen" sorununu çözebilir.

Ethereum, akıllı sözleşmeleri destekleyen ilk blok zinciri platformu olarak, modüler tasarım için verimli bir zemin sağlamıştır. Blok zinciri teknolojisinin gelişimiyle birlikte, Bitcoin ekosistemi de modüler olasılıkları keşfetmeye başladı ve gelişmiş gizlilik koruması, daha verimli işlem işleme veya güçlendirilmiş akıllı sözleşme işlevleri gibi daha yüksek düzeyde işlevsellik sağlamak için yeni modüller eklemektedir.

Modüler teknoloji, daha "ruhsal" bir tak-çıkar ürün yaklaşımını temsil ediyor. Gelecekte daha esnek ve özelleştirilebilir Blok Zinciri çözümleri ortaya çıkacak; çeşitli hizmetler ve işlevler, Lego parçaları gibi kolayca takılıp çıkarılabilir. Bu esneklik, geliştiricilerin belirli uygulama senaryolarının ihtiyaçlarına göre hızlı bir şekilde Blok Zinciri çözümleri inşa etmelerini ve dağıtmalarını sağlıyor.

Monolitik Blok Zinciri ve Modüler Blok Zinciri

Modüler Blok Zinciri'ni tartıştığımızda, önce Monolitik Blok Zinciri kavramını anlamamız gerekiyor. Monolitik zincirler, Bitcoin, Ethereum gibi, kapsamlılıklarıyla tanınır ve ağın her yönünü bağımsız olarak üstlenirler; veri depolamadan işlem doğrulamaya, akıllı sözleşmelerin yürütülmesine kadar. Bu süreçte, monolitik zincir, her aşamada yer alan çok yönlü bir rol üstlenir.

Örnek olarak Ethereum'u alırsak, olgun bir tekil Blok Zinciri genellikle dört mimariye yaklaşık olarak ayrılabilir:

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

Bu benzetme ile, blok zincirinin çeşitli mimarilerinin nasıl işbirliği içinde çalıştığını daha net bir şekilde anlayabiliriz. Monolitik blok zinciri, tüm fonksiyonların aynı zincir üzerinde bir araya toplandığı bir yapıdır; modüler blok zinciri (Modular Blockchain) ise blok zinciri sistemini, her biri belirli görevleri yerine getirmekten sorumlu olan, konsensüs, veri kullanılabilirliği, yürütme ve hesaplama gibi birçok özel bileşene veya katmana ayıran yeni bir blok zinciri mimarisidir.

Modüler Blok Zinciri, kendi alanlarında derinlemesine araştırma ve teknik yeniliklere odaklanan bir grup uzman gibi çalışır. Bu odaklanma, modüler blok zincirinin belirli işlevlerde olağanüstü performans ve kullanıcı deneyimi sunmasını sağlar; örneğin, daha düşük maliyetle daha hızlı işlem işleme hızı sunabilirler.

Düğüm mimarisi açısından, monolitik zincir tam düğümlere dayanır; bu düğümlerin tüm blok zincirinin veri kopyasını indirmesi ve işlemesi gerekir. Bu, depolama ve hesaplama kaynakları üzerinde yüksek talepler getirirken, ağın ölçeklenme hızını da sınırlar. Buna karşılık, modüler blok zinciri hafif düğüm tasarımı kullanır ve yalnızca blok başlık bilgilerini işlemek zorundadır, bu da işlem hızını ve ağ verimliliğini önemli ölçüde artırır.

Modüler Blok Zinciri'nin belirgin bir avantajı, esnekliği ve işbirliğidir. Temel olmayan işlevleri diğer uzmanlara dış kaynak sağlama yeteneğine sahip olmaları, bir ortaklık etkisi oluşturarak genel performansta önemli bir iyileşme sağlamalarına olanak tanır. Bu tasarım felsefesi, geliştiricilerin proje ihtiyaçlarına göre farklı modülleri serbestçe birleştirmesine izin veren Lego bloklarına benzer ve çeşitli çözümler yaratmalarını sağlar.

Tekil blok zincirleri, küresel kontrol, güvenlik ve istikrar açısından avantajlara sahip olsalar da, ölçeklenebilirlik, güncelleme zorluğu ve yeni ihtiyaçlara uyum sağlama gibi zorluklarla da karşılaşmaktadırlar. Modüler blok zincirleri ise yüksek esneklikleri ve özelleştirilebilirlikleri ile öne çıkarak yeni blok zincirlerinin oluşturulması ve optimize edilmesi sürecini basitleştirmektedir.

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 dalgalanmalarının sınavından geçmemiştir; uzun vadeli istikrarı ve güvenliği hâlâ daha fazla doğrulamaya ihtiyaç duymaktadır.

Modüler Blok Zinciri "İmkansız Üçgen"i Nasıl Çözer

Modüler blok zinciri teknolojisinin neden geniş bir ilgi gördüğü ve "gelecek eğilimi" olarak öngörüldüğü, blok zinciri alanında ünlü olan "imkansız üçgen" teorisi ile yakından ilişkilidir.

Blok zincirinin "imkansız üçgeni", bir blok zinciri ağının aynı anda güvenlik, merkeziyetsizlik ve ölçeklenebilirlik gibi üç temel özellikte en iyi duruma ulaşmasının zorluğunu ifade eder.

• Ölçeklenebilirlik, ağın büyük miktarda işlemi işleme yeteneğine ve kullanıcı ve işlem hacmi arttığında verimli ve düşük maliyetle çalışmayı sürdürme yeteneğine odaklanır. Genellikle TPS (saniye başına işlem) 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 toplam hesaplama gücünün %51'inden fazlasına sahip olmasını gerektirirken, Ethereum'un POS mekanizması ise %⅓'ten fazla düğümün komplo kurmasını gerektirir.
• Merkeziyetsizlik, ağın çalışmasının tek bir merkez düğümüne bağlı olmadan, birçok düğüm üzerinde dağıtılmış olduğunu tanımlar. Düğüm sayısı arttıkça ve coğrafi dağılım genişledikçe, ağın merkeziyetsizlik derecesi de artar.

"İmkansız Üçgen"in temel görüşü, bir blok zinciri sisteminin bu üç özellikte de en iyi şekilde optimize edilmesinin zor olduğudur. Örneğin: Pek çok 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 fedakarlık ederek, işlem hızının yavaş ve işlem ücretlerinin yüksek olmasına neden oldular: Bitcoin'in blok oluşturma süresi yaklaşık 10 dakikadır, Ethereum'un TPS'si ise 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 işlevleri özel modüllere atayarak, geleneksel genel blok zincirlerinin ölçeklenebilirlik ve işlem maliyetleri konusundaki zorluklarını çözmektedir. Örneğin, Bitcoin'in Lightning ağı ve Ethereum'un Rollup tekniği, modüler düşüncenin birer yansımasıdır.

Modüler Blok Zinciri'nin avantajı, her katmanın belirli ihtiyaçlara göre optimize edilmesine olanak tanıyan katmanlı mimarisindedir. Veri katmanı, veri depolama ve doğrulamaya odaklanırken, yürütme katmanı akıllı sözleşme mantığını işleyebilir. Bu ayrım hem performansı hem de verimliliği artırmakla kalmaz, aynı zamanda farklı blok zincirleri arasında etkileşimliliği teşvik ederek açık ve bağlı bir ekosistem oluşturmanın temelini sağlar.

Sonuç olarak, modüler blok zinciri teknolojisi, geleneksel halka açık blokların sınırlamalarını aşmanın yeni bir yolunu sunmaktadır. Merkeziyetsizlik ve güvenliği korurken, daha yüksek ölçeklenebilirlik ve daha düşük işlem maliyetleri sağlamaktadır; bu da blok zinciri teknolojisinin geniş kapsamlı uygulanması ve uzun vadeli gelişimi için derin bir anlam taşımaktadır.

Modüler Blok Zinciri Sınıflandırması

Modüler Blok Zinciri mimari özelliklerine göre farklı türlere ayrılabilir. Bu türler arasında, veri kullanılabilirliği katmanı ve konsensüs katmanı, sıkı karşılıklı bağımlılıkları nedeniyle genellikle bir bütün olarak tasarlanır. Bunun nedeni, düğümlerin işlem verilerini aldıklarında, genellikle işlemin sırasını da belirlemeleridir; bu, Blok Zinciri güvenliğinin ve değiştirilemezliğinin temelidir.

Bu tasarım prensibine dayanarak, modüler Blok Zinciri'nin farklı projelerini yürütme katmanı, veri erişilebilirliği katmanı ve konsensüs katmanı, uzlaşma katmanı olmak üzere üç açıdan anlayabiliriz.

Uygulama Katmanı

Layer 2 teknolojisi, blok zinciri mimarisinde yürütme katmanının uzantısı olarak, modüler blok zinciri kavramının bir yansımasıdır. Temel blok zincirinin üzerinde inşa edilen off-chain ağlar, sistemler veya teknolojiler aracılığıyla ana zincirin ölçeklenebilirliğini artırmayı amaçlamaktadır.

Layer 2 çözümleri, temel blok zincirinin güvenliğini ve merkeziyetsizliğini korurken daha hızlı ve maliyet etkin işlem işleme olanağı sağlar. @0xning tarafından oluşturulan dune panosuna göre, Ethereum ekosisteminde Layer 2 doğrulama ve likidasyon için harcanan gaz oranı ortalama %10'un altında, bu da kullanıcıların işlem maliyetlerini önemli ölçüde tasarruf ettiriyor.

Rollup teknolojisi, şu anda Layer 2'nin en yaygın çözümüdür. Temel konsepti "ağ dışında yürütme, ağ üzerinde doğrulama"dır; ağ dışında hesaplamaları ve diğer işlemleri gerçekleştirir ve ardından calldata verilerini ana ağa yükler.

Zincir Dışı Uygulama

Rollup modelinde, işlemler zincir dışında gerçekleştirilir ve temel blok zinciri yalnızca akıllı sözleşmedeki işlem kanıtlarını doğrulamaktan ve ham işlem verilerini saklamaktan sorumludur. Bu tasarım, ana zincirin hesaplama yükünü önemli ölçüde hafifletir, depolama gereksinimlerini azaltır ve böylece daha verimli işlem işleme olanağı tanır.

Maliyetleri daha da azaltmak için, Rollup işlem paketleme teknolojisini kullanmaktadır. Bunu, lojistikteki yüklerin konteynerlenmesiyle kıyaslayabiliriz; her bir yükü ayrı ayrı göndermek yüksek nakliye masraflarına yol açar. Ancak Rollup teknolojisi, çok sayıda işlemi bir araya getirerek yalnızca bir kez "taşıma" yapar ve böylece her bir işlemin maliyetini büyük ölçüde azaltır.

Zincir üzeri doğrulama

Zincir üzerindeki doğrulama, Layer 2 ağının güvenliğinin anahtarıdır. Layer 2 ağları, temel blok zincirindeki potansiyel anlaşmazlıkları çözmek için kriptografik kanıtlar sunmalıdır. Şu anda, iki ana kanıt mekanizması hata kanıtı ve geçerlilik kanıtıdır; bunlar sırasıyla Optimistik Rolluplar ve ZK Rolluplarını desteklemektedir.

Optimistik Rolluplar'ın hata kanıtı

Optimistik Rolluplar, tüm işlemlerin varsayılan olarak geçerli olduğu, yalnızca bir hata olduğuna dair açık bir kanıt bulunmadığı bir iyimser varsayımı benimser. Bu model, hata kanıtlarının (dolandırıcılık kanıtı) zorlama süresi içinde sunulmasına dayanır; ağ katılımcıları, akıllı sözleşmenin durumunu sorgulamak için kanıt sunabilir ve bu da ağın adaletini ve şeffaflığını sağlar.

L2BEAT verilerine göre, 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 dikkatli bir yaklaşım benimser; tüm işlemlerin kabul edilmeden önce geçerlilik kanıtından geçmesi gerekmektedir. Bu kanıt mekanizması, Layer 2 ağındaki her işlemin ve hesaplamanın doğru olduğundan emin olmak için bir doğrulama sürecine benzer.

Kısacası, geçerlilik kanıtı ZK-Rollups'ın temelidir ve her işlem grubunun ilgili bir kanıtla birlikte gelmesini gerektirir, böylece temel Blok Zinciri üzerindeki akıllı sözleşmeler durum değişikliklerini doğrulayıp onaylayabilir. Doğrulama düğümleri için ZK Rollups, her işlemin katı bir geçerlilik doğrulamasından geçmesi gerektiğinden sıfır hata ile bir düzenleme mekanizması sunar.

L2BEAT'in verilerine göre, şu anda ZK Rollups mekanizmasını kullanan Layer 2 toplamda 11 tanedir, örneğin: Linea, Starknet, zkSync vb.

Veri Erişilebilirlik Katmanı ve Konsensüs Katmanı

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 katmanı üzerinde uygulama geliştiricileri, yürütme mantığının optimizasyonuna odaklanabilirken, verinin kullanılabilirliği ve konsensüs mekanizmasının karmaşıklığını Celestia'ya bırakabilir.

Celestia'nın mimari tasarımı modüler genişleme için çeşitli çözümler sunmaktadır, mimarisi esasen aşağıdaki üç türden oluşmaktadır:

• Egemen Rollup: Celestia, veri kullanılabilirliği katmanı ve konsensüs katmanı sağlarken, yerleşim katmanı ve yürütme katmanı kendi egemenleri tarafından sağlanır.