Bitcoin İkinci Kat Ağı'nın Temel Bilgi Sistemi

Bitcoin'in yazıtlarının yükselişi, Bitcoin ekosistemine yeni bir canlılık katmış ve insanların Bitcoin'e yeniden odaklanmasına neden olmuştur. Bazı görüşler, bunun Bitcoin ekosisteminin Pandora'nın kutusunu açtığını öne sürmektedir. Bitcoin ekosisteminin teknik gelişiminde, ikinci katman inşası en önemli konudur. Bu makale, bazı tanınmış yazılardan ve birçok arkadaşla yapılan tartışmalardan ilham alarak, ekibin Web3 ürün tasarımı ve geliştirme alanındaki keşif deneyimlerini birleştirerek, Bitcoin ikinci katmanının temel bilgilerini özetlemektedir. Umarım bu, daha fazla kişinin ilgili düşünceleri geliştirmesine ve bu alanın gelişimini teşvik etmesine ilham verir.

Blockchain dünyası Bitcoin ile başladı ve Bitcoin ekosistiği ile sona erecek. Ethereum esasen Bitcoin'in bir yan zincir teknolojisi araştırmasıdır.

Bu yazıda "ikincil yapı" ve "ikincil ağ yapımı" kavramları genel olarak eşanlamlıdır; ikincisi daha dar bir anlam taşırken, ilki daha geniştir. Sektörde yaygın olarak kullanılan ifadeleri karşılamak için, bu yazıda da "ikincil ağ yapımı" kavramı kullanılacaktır.

1. İkinci Kat Layer2'nin Misyonu

Bitcoin ikinci katman inşasının çözmesi gereken temel sorunları anlamak için öncelikle blok zinciri sisteminin temel özellikleri ile başlayalım.

1.1 Blok zincirinin temel özellikleri ve gereksinimleri

Bu makalede Vitalik'in önerdiği kavram benimsenmiştir: Blockchain bir "dünya bilgisayarı"dır. Bu açıdan bakıldığında blockchain'in çeşitli özelliklerini anlamak daha net olacaktır. Daha sonra Von Neumann yapısına dayanarak bu "dünya bilgisayarı"nın gelişim olasılığı analiz edilecektir.

Öncelikle bazı temel özellikleri özetleyelim:

Açık ve Şeffaf: Bu, blok zincirinin bu "dünya bilgisayarı"nın veri depolama ve talimat yürütme özellikleridir, ayrıca küresel birçok dağıtılmış düğümün birlikte hesaplamaya katılmasını gerektiren içsel bir ihtiyaç özelliğidir. Bu özellik, kullanıcıların verilere ilişkin bilgilendirilme hakkını karşılar; bu, bu "dünya bilgisayarı"nın iç işbirliği gereksinimlerinin ve kullanıcıların dış taleplerinin ortak sonucudur.

Merkeziyetsizlik: Bu, bu "dünya bilgisayarı"nın mimari özelliğidir, merkeziyetsizlik derecesi ve hata toleransı teorik olarak Bizans general teorisine dayanmaktadır. Anti-Bizans sistemler teorik olarak blockchain sistemleri değildir. Merkeziyetsizlik derecesi, blockchain güvenliğinin önemli bir göstergesidir ve bazı özelliklerin temelidir.

Güvenlik: Güvenlik, bu "dünya bilgisayarı"nın mimari özelliklerinden kaynaklanan içsel gereksinimler ve kullanıcıların ihtiyaç duyduğu dışsal gereksinimlerin bir birleşimidir. Mikroskopik düzeyde kriptografi ile ilgili teknolojilerle sağlanırken, makroskopik düzeyde mimarinin merkeziyetsizliği ile temin edilir, böylece mikroskopik veri sahtekarlığı veya makroskopik mimari bozulması nedeniyle bu "dünya bilgisayarı"nın güvenliği etkilenmez.

Hesaplama Gücü: Blok zincirinin bu dünya bilgisayarının ana işlevi hesaplama gücüdür. Genellikle Turing tamlığı ile ölçülür. Bazı zincirler ana özelliklerini korumak için kasıtlı olarak Turing tam olmayan şekilde tasarlanmıştır. Örneğin Bitcoin ağı, Satoshi Nakamoto sadece kod talimatlarını Turing tam olmayan hale getirmekle kalmamış, aynı zamanda bazı talimat setlerini de çıkarmıştır; bu da onun kararlılığını ve güvenliğini korumak içindir. Tüm Turing tam teknolojileri, blok zincirinin hesaplama gücünü genişletmek içindir. Katmanlı tasarım düşüncesinden bakıldığında, basit sistemler alt yapı için daha uygundur.

Performans: Aynı hesaplama gücünde, performans blockchain dünyasındaki bilgisayarların bir diğer ana yeteneğidir. Genellikle, TPS( her saniye işlenen işlem sayısı) ile ölçülmektedir.

Depolama: Blockchain, "dünya bilgisayarı" olarak, mutlaka bir depolama işlevine sahip olmalıdır, yani veri kaydetme yeteneğine. Şu anda temel olarak veriler blok içinde depolanmakta, daha profesyonel blok dışı bağlantılarla depolama ise hala gelişim aşamasındadır.

Gizlilik: Gizlilik, "dünya bilgisayarı" içindeki bir alt taleptir; yani verilerin üreticisi ve kullanıcısının yetki alanlarının hesaplama ve depolama sürecinde korunmasını talep eder. Bu, esasen kullanıcının dış talepleri tarafından yönlendirilir.

Ayrıca bir kapsamlı gösterge olan ölçeklenebilirlik vardır, genellikle tüm mimarinin ölçeklenebilirliğini ifade eder, bu özellik çoğu temel özellikleri etkiler ve mimari düzeyde önemli bir göstergedir. Diğerleri arasında bağlantı yetenekleri gibi belirli senaryoların yetenekleri de vardır, burada daha fazla tartışılmayacaktır.

Bu blockchain temel özellikleri arasında, çoğu birbirlerinin gelişim ilişkilerini sınırlayan imkansız üçgen ile kısıtlanmıştır. Örneğin, DSS varsayımı, yani merkeziyetsizlik (Decentralization, güvenlik )Security ve ölçeklenebilirlik (Scalability.

Dağıtık sistemlerde, benzer bir imkansız üçgen CAP ilkesi olarak bilinir; bu, bir dağıtık sistemde tutarlılık )Consistency(, kullanılabilirlik )Availability( ve bölünme toleransı )Partition tolerance( üçlüsünün bir arada sağlanamayacağını ifade eder. Blockchain sistemleri, Bizans general problemi olan dağıtık sistemlerdir, bu nedenle CAP ilkesine de uygulanır.

![Bitcoin ikinci katman ağına dair temel bilgi sisteminin özeti])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-afec9afaa32c50371c97fef06f76acca.webp(

) 1.2 İkinci katmanın inşasının rolü

İkinci katman inşası hangi rolleri tamamlamalı? Hangi işlevleri sağlamalı? İkinci katman inşası, birinci katman sisteminin eksikliklerini gidermeli ve birinci katman sisteminde tamamlanması uygun olmayan işleri ikinci katman inşasında gerçekleştirmelidir.

Yukarıda özetlenen blok zinciri özelliklerinden, bu temel yeteneklerin genişletilmesi gerektiği sonucuna varılabilir: açık şeffaflık, merkeziyetsizlik, güvenlik, hesaplama yeteneği, performans ( işlem hacmi ), 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 işlemlerin toplam maliyeti oldukça yüksektir, bu maliyetleri düşürmek için ikinci katman ağlarının kullanılması gerekmektedir.

Özetle, kapasiteyi artırmak, maliyetleri düşürmek ve özel özellikler açısından çözümler ikinci katman inşasıdır. Özel özellikler için şu anda yeterince belirgin değil ya da genellikle ilk iki özellik arasında gizleniyor. Bunu şöyle anlayabiliriz, birinci katman ağının özellikleri birçok uygulama için farklı derecelerde gereklidir, ikinci katmanda belirli uygulamalar için çeşitli özelliklerin uygulanabilirliğini yeniden ayarlamak mümkündür.

İkincil katman inşasında, blok zincirinin temel yetenekleri farklı tercihlerle karşılaşacak, bazı özelliklerin düzeyini düşürecek veya hatta bazı özellikleri terk edecek ve belirli özelliklerin belirgin bir şekilde artırılması için takas yapacaktır. Örneğin: bazı ikincil katmanlar performansı artırmak için merkeziyetsizlik düzeyini düşürecek ve güvenliği azaltacaktır; bazıları, örneğin Lightning Network gibi, işlem hacmini artırmak için sistem yapısını ve hesaplama yöntemini değiştirecektir. Ayrıca, temel özellikleri azaltmadan belirli bir özelliği artıran bazıları da vardır; örneğin RGB işleme yöntemi, gizlilik ve sansüre karşı dayanıklılığı belirgin bir şekilde artırırken, teknik uygulama zorluğunu artırmıştır. İlerleyen örneklerde, birkaç özelliği aynı anda azaltan veya değiştiren ikincil katman inşasını göreceğiz.

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

![Bitcoin ikinci katman ağı temellerinin bilgi sisteminin özeti]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad899d00cda3df50aead693947e770bc.webp(

) 1.3 Neden katmanlı tasarım yapılmalı?

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

Kapsamlı ve büyük bir protokol sistemi için katmanlı yapı kullanmanın belirgin avantajları olacaktır. Bu yaklaşım, insanların anlamasını kolaylaştırır, iş bölümünü gerçekleştirmeyi kolaylaştırır ve modüler iyileştirmeleri kolaylaştırır. 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 avantajlarını belirlemek:

1.Her katman bağımsızdır. Bir katmanın, bir sonraki katmanın nasıl gerçekleştirildiğini bilmesine gerek yoktur; sadece bu katmanın katmanlar arası arayüzle sağladığı hizmetleri bilmesi yeterlidir. Böylece, tüm sorunun karmaşıklık derecesi azalır. Yani, bir önceki katmanın çalışma şekli, bir sonraki katmanın çalışma şeklini etkilemez; bu nedenle, her bir katmanın çalışma tasarımını yaparken, arayüzün sabit kaldığından emin olursak, 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 bir yenilik ortaya çıktığında veya bir katman çalışma sırasında bir sorunla karşılaştığında, diğer katmanların çalışmasını etkilemez; sorun giderilirken yalnızca bu katmanın ayrı sorununu dikkate almak yeterlidir.

3.Yapısal olarak bölünebilir. Her kat en uygun teknolojiyi kullanarak gerçekleştirilebilir. Teknolojinin gelişimi genellikle asimetriktir, katmanlı bir ayrım, ahşap kova etkisini etkili bir şekilde önler, belirli bir alandaki teknolojinin eksiklikleri nedeniyle genel çalışma verimliliğini etkilemez.

4.Gerçekleştirilmesi ve bakımı kolay. Bu yapı, büyük ve karmaşık bir sistemin gerçekleştirilmesi ve hata ayıklanmasını kolaylaştırır, çünkü tüm sistem birkaç göreceli olarak bağımsız alt sisteme ayrılmıştır. Hata ayıklama ve bakım sırasında, her bir katmanı ayrı ayrı hata ayıklayarak, yanlış sorunları bulma ve çözme durumunun önüne geçilir.

5.Standartlaşma çalışmalarını teşvik edebilir. Çünkü her bir katmanın işlevi ve sunduğu hizmetler tam olarak tanımlanmıştır. Standartlaşmanın faydası, içindeki herhangi bir katmanın serbestçe değiştirilmesi, kullanım ve araştırma açısından son derece pratiktir.

Katmanlı modüler tasarım düşüncesi, teknik alanda büyük bir işlevselliğe sahip, birden fazla kişinin iş birliği yapması gereken ve sürekli olarak geliştirilen mühendislik projeleri için yaygın bir işleme yöntemidir ve pratikte test edilmiş, etkili bir yöntemdir.

2. Bitcoin Layer2'nin birkaç inşa fikri

Bitcoin'in ikinci katmanının üç belirgin inşa yolu vardır:

###1( zincir tabanlı genişleme yolu, EVM'nin ikinci katmanına çok benzer, blockchain yapısıdır;

)2(Dağıtık bir yapı olarak, Lightning Network'ü temsil eden dağıtık bir rota.

)3( merkezi sistemlere dayanan bir yol, merkezi indeksin temsil ettiği gibi, merkezi bir yapıdır.

İlk iki yöntem oldukça karakteristik ve kullanımda olan bazı ürünler ile keşfedilen ürünler var. İlk yöntem için, Ethereum'un hızlı gelişimi ve diğer Bitcoin taklit zincirlerinin keşfi sayesinde, zincir tabanlı ikinci katman genişlemesi nispeten daha kolay, örnek vakalar daha fazladır. İkinci dağıtık tabanlı yöntem genellikle daha zordur, gelişimi de biraz daha yavaş, Lightning Network örnek gösterilebilir. Üçüncü yöntem ise oldukça tartışmalı, çünkü bir ikinci katman inşası gibi görünmüyor, ama sanki ikinci katman inşasının işlevlerini tamamlamış gibi.

Hangi ikinci katman inşa planı daha iyi? Biz toplam kilitli değer TVL)Total Value Locked('yi ölçüt olarak kullanıyoruz, hangi ikinci katman ağının TVL'si yüksekse, o plan en iyi plan olacaktır. Zaman ve teknolojinin gelişimi ile bu en iyi plan bir değişim süreci olacaktır.

Bitcoin'in ikinci katman ağ tanımı için, yalnızca Bitcoin ağına dayanarak ve Bitcoin ağıyla teknik bir ilişki kurarak, bazı özelliklerin Bitcoin'in birinci katman ağından daha iyi olması durumunda, bunlar Bitcoin'in ikinci katman ağı inşası olarak sayılır. Başka bir deyişle: BTC'yi gaz olarak tüketmek, BTC'yi temel varlık olarak almak ve Bitcoin'in performansını artıran sistemler ikinci katman inşası olarak kabul edilir. Bu değerlendirme doğrultusunda, merkezi yapıdaki üçüncü tür ikinci katman inşasını da kabul etmemiz gerektiğini düşünüyorum.

Bitcoin'in kendine ait teknolojisinin gelişimi, OP_RETURN, Taproot, Schnnor imzası, MAST, Tapscript gibi değişikliklerin, birinci ve ikinci katmanları bağlamak amacıyla tasarlanması gerektiğini göstermektedir. Bu tekniklerin fazla işlevsellik geliştirmek için kullanılmaması gerekir, çünkü birinci katman ağı ne kadar genişlese de niteliksel bir sıçrama olmayacaktır; ikinci katman inşaatı yapılması şarttır. Ancak daha iyi çalışan bir Bitcoin ikinci katman ürünü olmadığı sürece, bu birinci ve ikinci katmanları bağlayan teknik yetenekler bir süre aşırı şekilde kullanılacaktır.

![Bitcoin ikinci katman ağının temel bilgi sisteminin bir incelemesi])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aacf9b18cc5ef94cda4d153a96836ffe.webp(

) 2.1 Zincir Üzerine İki Katmanlı İnşaat

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

Ethereum, aynı zamanda Bitcoin tabanlı bir iyileştirme keşfidir. Vitalik, diğer proje ekiplerini ikna edemediği durumlarda, Bitcoin'in eksikliklerine: UTXO'nun hesapsız sistemi, yürütme dilinin Turing tam olmaması, ölçeklenebilirlik sorunları gibi konulara dikkat çekerek, kendi ekibini kurup bir beyaz kağıt yayımlayarak yeni nesil bir blok zinciri sistemi geliştirdi. Ethereum'un bu keşfi, Bitcoin üzerinde doğrudan bir ikinci katman inşası olmasa da, geniş anlamda zincir tabanlı bir inşaat keşfi olarak değerlendirilebilir.

Ethereum, Bitcoin'in eksik yönlerini düzeltmek için.