Modüler Blok Zincirleri ve Rolluplar: Ethereum'un ve Ötesinin Geleceği

Modüler Blok Zincirlerine Giriş

İşin içine girmeden önce, blok zinciri rolluplarının ve modülerliğin neden birlikte tartışıldığını anlamanız gerekiyor. Burada fark etmeniz gereken en önemli şey, her iki kavramın da performansı artırma amacıyla farklı blok zinciri işlevlerini çözmeye yönelik olduğu. Ne demek istediğimi anlayacaksınız, sadece biraz daha sabredin.

İlk Ethereum gibi monolitik blok zincirleriyle başlayalım. Bu blok zincirleri, tüm ana bileşenleri—konsensüs, akıllı sözleşmeler, veri erişilebilirliği, işlem yürütme ve uzlaşma—tek katmanlı bir çerçeve içinde ele alır. Ancak bu entegre tasarım işlevsel olsa da, her şeyin tek bir katmanda ele alınması, aynı düğüm setine dayanarak ölçeklenebilirlik sorunları yaratır ve bu da darboğazlara yol açar.

Bunu modern modüler blok zincirleriyle karşılaştırın. Ana işlevleri, farklı görevlerin farklı düğümlerde yürütüldüğü uzman katmanlarına ayırarak farklı bir mekanizma kullanırlar. Örneğin, Uzlaşma Katmanı, işlem sonuçlarını kesinleştirir ve genellikle rolluplarda yürütme ile birlikte güveni minimize eden bir defter oluşturur. Temel amacı, rolluplar için kanıt doğrulama ve anlaşmazlık çözümü sağlamaktır. Veri Erişilebilirliği Katmanı ve Konsensüs Katmanı, işlemlerin verilerinin zincir dışı doğrulama ve işleme için mevcut olmasını sağlar çünkü ağın blok zincirinin durumu üzerinde bir konsensüse sahip olması için bu kritik öneme sahiptir. Akıllı Sözleşmeler, dApp'ler için işlemleri işleyen yürütme katmanında çalışan koddur. Ve Yürütme Katmanı, işlemleri ve akıllı sözleşmeleri işler ve tüm hesaplama işinin verimli bir şekilde gerçekleştirilmesini sağlar. Rolluplar, işlemleri zincir dışı olarak yürüten ve verileri zincir içi bir yürütme katmanına gönderen bir ölçeklenebilirlik çözümüdür.

Monolitik ve Modüler Blockchain Yaklaşımları

Tüm bunlar söylendikten sonra, Arbitrum ve Optimism gibi rolluplar, Ethereum gibi monolitik blockchainler için bir ölçeklenme çözümü haline geldi ve işlemleri zincir dışı gerçekleştirdi.

Ancak, bu modüler yaklaşımda hayati bir rol oynamaya başladılar ve genellikle işlemleri işleyen ve verileri Layer 1'e geri yayınlayan ayrı bir katman olarak hizmet ediyorlar. Rolluplar ile modüler mimari arasındaki bu yakın ilişki, blockchain ölçeklenebilirliğinin geleceğini araştırırken sıkça birlikte tartışılmalarının nedenidir. Bu konuyu sonraki bölümlerde daha derinlemesine inceleyeceğiz! Takipte kalın. Monolitik ve Modüler Blockchainler Artık monolitik blockchainler ve modüler blockchainlerin, her birinin avantajları ve dezavantajları olan iki farklı mimari form olduğunu biliyorsunuz. Ancak teoriden bahsetmek yerine, farkları netleştirelim ve bazı gerçek kullanım modüler blockchainleri ile monolitik eşdeğerlerini karşılaştıralım.

Ethereum 2.0 yükseltmeleri öncesinde Ethereum gibi monolitik blok zincirleri ile başlamak, gaz maliyetleri çok yüksek olduğu için ölçeklenebilirlik sorunları vardı ve ağ tıkanıklığı nedeniyle işlemler daha yavaştı.

Tıkanıklık ile birlikte, Ethereum büyüdüğünde, monolitik bir formda olduğu için, her düğüm her işlemi işleyip depoladığından, verimliliği kısıtladı ve ölçeklenmeyi daha zor hale getirdi.

7 Ekim 2024 itibarıyla, Optimism, Arbitrum ve zkSync gibi Ethereum rolluplarında gaz fiyatları genellikle sırasıyla 0.001 ile 0.02 ETH, 0.0015 ile 0.015 ETH ve 0.001 ile 0.005 ETH arasında değişiyordu.

Bu nedenle, Ethereum'da kripto paranız varsa ve ücretlerden veya zamandan tasarruf etmek istiyorsanız, bir rollup kullanmak akıllıca bir seçimdir.

Genellikle şu olur: Cüzdanınızı açarsınız, örneğin MetaMask veya WalletConnect, ve eğer bakiyeniz Ethereum ana ağında tutuluyorsa, bunu zkSync gibi bir rollupa köprülemiş olursunuz.

Daha sonra zkSync hesapları arasında işlemleri basitçe gönderebilirsiniz. Basit ve verimli! Ama bir rollup'ın arka planında nasıl çalışıyor? 

1. Off-Chain İşleme: Celestia gibi modüler blok zincirlerinde, işlemlerin yürütülmesi ve akıllı sözleşmelerin işlenmesi gibi çoğu off-chain hesaplama işi, ana zincir tıkanıklığını azaltarak rollup katmanında gerçekleşir. Her bir işlemi doğrudan ana blok zincirinde yürütmek yerine, rolluplar milyonlarca işlemi tek bir paket halinde toplar, bu da hesaplama yükünü azaltır. 
2. Toplu Gönderim: Off-chain işlendiğinde, ana zincire toplu bir gönderim olarak birlikte gönderilirler. Gönderim minimum boyuttadır ve temel zincirde her işlemi ayrı ayrı işlemekle karşılaştırıldığında çok daha küçük olan yalnızca doğrulama ile ilgili verileri içerir. 
3. On-Chain Veri Erişilebilirliği: Yürütme off-chain yapılır, ancak verilerin doğrulanabilir ve uzlaşma sağlanabilir olması gerekir. Rolluplar, ana zincirde açık işlem doğrulamasını sağlamak için sıkıştırılmış verilerin kanıtlarını, Geçerlilik veya Dolandırıcılık Kanıtları yayınlar. İki tür rollup kanıtı mevcuttur: Geçerlilik Kanıtları (ZK-Rolluplar tarafından kullanılır) ve Dolandırıcılık Kanıtları (İyimser Rolluplar tarafından kullanılır).
4. Katman 1 Güvenlik Bağımlılığı: Rolluplar hala Katman 1 zincirinin güvenliğine ve uzlaşmasına dayanır. Eğer rollup iyimserse, herkes dolandırıcılık kanıtları aracılığıyla işlemlerin geçerliliğini sorgulayabilir. ZK-rolluplarda, geçerlilik kanıtı yalnızca geçerli işlemlerin kabul edilmesini sağlar. Buna bir saniye içinde geleceğiz, bekleyin!
5. İşlem Nihaiyeti: İşlem paketinin Katman 1 blok zincirinde yerleştiğinde, paket içindeki işlemler nihai hale gelir. Rollup'ın iyimser veya ZK tabanlı olmasına bağlı olarak, nihaiyet neredeyse anında gerçekleşebilir.

Farklı rollup türleri hakkında konuşma zamanı, çünkü eminim sorularınız var.

İyimser Rolluplar Açıklandı

Optimism ve Arbitrum, iyimser rollupların oldukça popüler uygulamalarıdır, ancak diğer bazı dikkat çekici çözümler Base, Metis ve Cartesi'dir. 

Diğer bazı dikkat çekici çözümler Base, Metis ve Cartesi'dir.  

İyimser rolluplar, Ethereum'un işlem hacmini artırmak için işlemleri off-chain yürütmeyi amaçlayan Katman 2 ölçeklenebilirlik çözümü kategorisidir.

İyimser rolluplar, işlemleri varsayılan olarak geçerli kabul eder ve bu nedenle bu doğrulama yöntemine atıfta bulunmak için "iyimser" adını alır.

Tüm işlemleri on-chain doğrulamak yerine, iyimser rolluplar yalnızca Ethereum Katman 1'e bir işlem paketinin özetini bildirir, bu da Katman 1'in hesaplama yükünü ve depolamasını azaltır ve Katman 1 için hesaplama ve depolama yükünü azaltır. Bu, işlemlerin geçerliliğini doğrulamak için kriptografik kanıtlara dayanan zk-rolluplardan oldukça farklıdır. İyimser rollupların güvenlik modeli, dolandırıcılık kanıtlarına dayanır ve kullanıcılar bir anlaşmazlık süresi içinde dolandırıcılık işlemlerini sorgulayabilir. İşlemler off-chain yerleştirildikten sonra, belirsiz bir işlemi dolandırıcılık kanıtı sunarak sorgulayabileceğiniz bir zaman penceresi vardır—genellikle birkaç hafta. Dolandırıcılık tespit edildiğinde, sistem işlemi yeniden yürütür ve işlemin meşru olup olmadığını kontrol eder. Çoğu işlemin doğrudan doğrulama olmadan geçmesine izin vererek ölçeklenebilirlik ve güvenliği dengeler, ancak kötü niyetli faaliyetleri geri alma imkanı sunar. Arbitrum ve Optimism gibi iyimser rolluplar, gaz ücretlerinin azaltılması ve işlemler için artırılmış kapasite aracılığıyla ölçeklenebilirlik avantajları sunar, bu nedenle gaz ücretlerini azaltmak ve işlem kapasitesini artırmak için optimize edilmiş dApp'ler için idealdir. Dezavantajı, meydan okuma süresi nedeniyle daha uzun nihaiyet süresi şeklindedir, bu da zaman açısından hassas işlemler için daha az ideal hale getirir.

ZK Rolluplar: Derinlemesine İnceleme 

Sıfır Bilgi (ZK) rolluplar, Ethereum için işlem doğrulama ve verimlilikte kriptografik kanıtlar kullanarak ölçeklenme için yüksek kaliteli bir çözüm sunar. İşlemlerin geçerli olduğu varsayılan iyimser rollupların aksine, ZK rolluplar, bir paket içindeki tüm işlemlerin gerçekten geçerli olduğunu sağlamak için kriptografik kanıtlar kullanır. Kriptografik kanıtların kullanımı, ZK rollupları, özellikle aciliyet ve yüksek güvenilirlikte nihaiyetin önemli olduğu durumlar için sağlam bir güvenli seçim haline getirir. ZK rollupların çalışması bir dizi anahtar adımı içerir. Öncelikle, iyimser rolluplara benzer şekilde, ZK rolluplar işlemleri off-chain yürütür. Ancak, bu işlemleri doğrulama yaklaşımında bir ayrım vardır: ZK rolluplar, ana zincire sunulmadan önce doğrulanmış bütünlüğü sağlamak için işlemlerin paketler halinde geçerlilik kanıtlarını (zk-SNARK'lar) üretir. Daha sonra, bir işlem paketi için ZK rolluplar, zk-SNARK (Sıfır Bilgi Kısa Etkileşimsiz Bilgi Argümanı) olarak adlandırılan kısa bir kripto kanıtı üretir. Bu kanıt, bir paket içindeki tüm işlemlerin doğruluğunu doğrular, ancak herhangi bir temel bilgiyi açığa çıkarmadan ve ana blok zincirinin her işlemi doğrulamasını gerektirmeden.

zk-SNARK oluşturulduktan sonra, yalnızca kanıt ve bir miktar partiye özgü verinin ana blok zincirine gönderilmesi gerekir.

Bu, veri miktarını ve işlem ücretlerini azaltır.

Gönderimden sonra, ana blok zinciri zk-SNARK kanıtını sağlanan verilerle kontrol eder.

Kontrol başarılı olursa, tüm parti geçerli kabul edilir ve başka bir kontrol yapılmadan sonuç olarak neredeyse anında kesinlik sağlanır.

Bu hızlı doğrulama mekanizması, özellikle zamanın kritik olduğu kullanım durumları için kullanıcı deneyimini büyük ölçüde artırır.

Güvenlik ve güven açısından, ZK rolluplar, temel Katman 1 blok zincirinden (örneğin, Ethereum) güvenliği miras alır ve kriptografik kanıtlar sayesinde işlem doğruluğuna yüksek bir güven düzeyine sahip olurlar. Bu yaklaşım, iyimser rollupların meydan okuma döneminde meydana gelebilecek dolandırıcılık olasılığını azaltır.

ZK rollupların avantajları dikkate değerdir. Birden fazla işlemi tek bir kanıtta sıkıştırarak gaz maliyetlerini azaltarak işlem verimliliğinde büyük bir çarpan ile ölçeklenebilirliği önemli ölçüde artırırlar. zk-SNARK'lar sayesinde neredeyse anında kesinlik sağlandığından, ödemeler ve ticaret gibi işlemlerin hemen onaylanması gereken uygulamalar için özellikle idealdirler. Ayrıca, ZK rolluplar, belirli işlemlerin ayrıntıları ana blok zincirine sunulan kanıtlar içinde gizli olduğundan, kullanıcı anonimliğini güçlendirir ve bu nedenle gizlilik gereksinimleri olan uygulamalar için iyi bir şekilde uygundur. zkSync ve StarkWare gibi popüler zk rollup teklifleri, verimlilikleri nedeniyle Ethereum ekosisteminin bir parçası haline gelmiştir. Bu tür teklifler, verimli olmaları ve yeni nesil sıfır bilgi teknolojisini kullanmaları nedeniyle Ethereum ekosisteminde ilgi görmüştür. Ekim 2024 itibarıyla zkSync gibi zk-rollup'ların gaz ücretleri 0.001 ETH ile 0.005 ETH arasında değişmektedir, bu da daha hızlı işlem yaparken para tasarrufu yapmak isteyen kullanıcılar için büyük bir satış noktasıdır.

L2-MEV Kavramı

MEV veya Maksimum Elde Edilebilir Değer, blok zinciri ağlarında işlemlerin sıralanmasından elde edilen kârı ifade eder. 2019'da "Flash Boys 2.0" makalesinde resmi olarak tanımlandığından beri, MEV, özellikle rollup gibi L2 çözümlerinin ortaya çıkmasıyla birlikte, önemli bir konu olmuştur. MEV, arbitraj botlarının DEX işlemlerinde çıkarmaya çalıştığı şeydir ve madenciler ile doğrulayıcılar sıralanan işlemlerden kâr elde edebilirler. Sıralayıcı, rolluplardaki MEV çıkarımında da baskın bir rol oynar, işlem sıralamasını ve Katman 1'e blok gönderimini yönetir. Ancak mevcut Ethereum L2 rolluplarının çoğunda, işlem sıralamasını domine eden tek bir merkezi sıralayıcı bulunmaktadır. Merkezi sıralayıcı, MEV çıkarımı üzerinde büyük bir kontrol sağlar ve işlem sıralamasını ve kârları etkiler. Ancak, MEV çıkarılabilirliği, sıralama mekanizmasına bağlı olarak rolluplar arasında değişiklik gösterir. Arbitrum'un İlk Gelen İlk Hizmet sistemi, işlemlerin sıralanmasının makbuz sırasına göre gerçekleştiği ve MEV manipülasyonu için daha az alan sunduğu bir sistemdir.

Optimism'in sıralayıcısı ise, MEV çıkarımı için daha fazla esneklik sağlayarak işlem sıralama kontrolünde daha yüksek bir dereceye sahiptir.

Yine de, Optimism'in işlemleri gönderme süreleri gibi kontrolleri vardır, bu da sıralayıcının bu gücü maksimum düzeyde kullanmasını kısıtlar.

Ethereum'un rollup odaklı yol haritasıyla, rolluplar tam şekil alırken, gelecekte tüm şeylerin %99'unun L2'lerde gerçekleşeceği bir döneme bakıldığında, MEV çıkarım yarışını azaltacak mekanizmalarla rollupların dağıtılması, ağda adalet ve verimliliği sağlamak için kritik olacaktır.

L2-MEV'nin Ethereum Üzerindeki Etkisi

Katman 2 benimsemesi, Ethereum ekosistemini değiştirmiştir, özellikle Maksimum Elde Edilebilir Değer (MEV) dinamiklerinin nasıl gerçekleştiği konusunda. Ethereum, rolluplarla ölçeklenirken, işlem sıralama ve MEV çıkarım dinamikleri bu L2 ağlarına kayar; burada sıralayıcılar, merkezi veya merkeziyetsiz olsun, işlemlerin sırasını kontrol eder. Bu, Ethereum için bir dizi sonuç doğurur: 

1. Ticaret ile Ölçeklenebilirlik

Optimism ve Arbitrum gibi L2 çözümleri, Ethereum'un Katman 1 blok zincirini aşarak ölçeklenebilirliğini önemli ölçüde artırır. Ancak, sıralayıcıların merkeziyeti, MEV çıkarım potansiyelinin artmasına neden olan bir darboğaz yaratır. Ethereum'un rollup merkezli yol haritası, daha büyük ölçeklenebilirlik sunmaya kesinlikle bağlıdır, ancak işlemlerin adil sıralanması ile dengeyi bozar.

Serbest bırakılmış merkezi sıralayıcılar, Ethereum'un merkeziyetsiz ruhu pahasına işlem sıralamasından yararlanabilir, bu da fiyatları artırabilir veya belirli işlemleri tercih edebilir—Ethereum'un merkeziyetsiz ruhunu feda eder.

2. Sıralayıcıların Merkeziyetsizleştirilmesi

MEV çıkarımına karşı mevcut çabalardan biri, sıralayıcı işlevini merkeziyetsizleştirmektir. Merkeziyetsiz sıralama protokollerinin veya rekabetçi sıralayıcı sistemlerinin dağıtılması, MEV saldırılarını etkisiz hale getirebilir ve Ethereum'un merkeziyetsizleşme hedefleriyle uyumlu olabilir, rolluplar MEV istismarını potansiyel olarak azaltabilir. Bu, Ethereum'un L2 teknolojilerine giderek daha açık hale gelmesi nedeniyle özellikle önemlidir. Merkeziyetsizlik, Ethereum'un uzun vadeli merkeziyetsizlik hedefleriyle uyumlu olacaktır ve ağdaki genel güvenliği artıracaktır.

3. Ekonomik Teşvikler ve MEV Müzayedeleri

MEV daha yaygın hale geldikçe, MEV çıkarımının kârının sıralayıcıdan ziyade doğrulayıcılara veya son kullanıcılara geri döndüğü bazı L2'ler zaten MEV müzayedelerini test etmektedir. Bu protokol, MEV'nin olumsuz etkilerini önceliklendirmemek için ekonomik teşvikleri yeniden dağıtabilir, böylece değer, yalnızca birkaç kişide yoğunlaşmak yerine genel Ethereum ekosistemine geri dönebilir. 

4. Kullanıcı Deneyimi ve Gaz Ücretleri 

L2-MEV çıkarımı, özellikle kâr için işlemleri yeniden sıralayabilen merkezi sıralayıcılarla rolluplarda daha yüksek işlem ücretlerine ve gecikmeli kesinliğe yol açabilir. Buna karşılık, MEV çıkarımını en aza indiren daha merkeziyetsiz veya daha iyi tasarlanmış rolluplar, daha düşük maliyetli, daha düşük gecikmeli ve daha güvenli bir deneyim sunabilir.

L2'lerdeki daha düşük gaz fiyatları, Ethereum'un daha geniş bir benimseme sağlamasına da olanak tanıyabilir, ancak zorluk, bu çözümler arasında işlemlerin sıralanmasında adaletin nasıl sağlanacağıdır.

5. Güvenlik Dikkatleri

Katman 2'de daha fazla işlem işlendiğinde, Ethereum'un güvenliği, Katman 2 rolluplarındaki MEV yönetim tekniklerine daha fazla bağımlı hale gelecektir. Aşırı MEV çıkarımını kolaylaştıran kötü niyetli yapılandırılmış rolluplar, ağdaki güveni azaltabilirken, dolandırıcılık/geçerlilik kanıtları, merkeziyetsiz sıralayıcılar ve MEV sınırları olan rolluplar, Ethereum'un güvenliğini ve merkeziyetsizliğini artıracaktır.

Özellikle, rolluplar gibi L2 çözümleri, Ethereum'un ölçeklenebilirliği için ikna edici bir yol sunsa da, Ethereum L2-MEV'nin yeni sorunlarını yaratmaktadır. Ethereum'un rollup merkezli geleceğinin başarısı, bu sorunların merkeziyetsizlik, açıklık ve ekonomik yeniden dengeleme yoluyla çözülmesine bağlıdır ve Ethereum'u hem ölçeklenebilir hem de adil hale getirir.