Layer 2 çözümlerine geçmeden önce Layer 1 (birinci katman) kavramını açıklayalım. Layer 1, blockchain mimarisinin temel katmanıdır ve özellikle Bitcoin ve Ethereum gibi örneklerde görülür. Layer 2 ise bu temel katmanın üzerinde yapılan geliştirmeleri içerir ve blockchainin ana yapısını değiştirmeden işlem hızını ve işlem ücretlerini optimize etmeyi amaçlar.
Layer 2, mevcut blockchain ağlarına dayanan çözümlerdir ve özellikle transfer hızını ve ölçeklenebilirliği artırmayı hedefler. Örneğin, Ethereum ve Bitcoin şu an için saniyede yüksek kapasitede hızlı işlemler gerçekleştiremezler. Bu nedenle ağları daha etkili hale getirmek için Layer 2 çözümlerine ihtiyaç vardır. Örnek olarak, Bitcoin’in ölçeklenebilirlik sorununu çözmek amacıyla 2015 yılında hayata geçirilen Lightning Network’i örnek verebiliriz. Ethereum örneğinde ise Arbitrum, Optimism ve zkSync gibi çeşitli çözümler bulunmaktadır;
ZK-Rollup Nedir?
Layer 2 çözümleri Sidechainlerin aksine zincir güvenlikleri için güvenliği doğrudan ana zincirden alır. En genel tabir ile Layer-2 çözümlerinin en popüler olanları ise; zero-knowledge rollups (zk-rollups) and optimistic rollups. Zero-knowledge rollups’lar sıfır bilgi şifrelemesine dayanan bir çözümdür. (örnek olarak ZK-snarks ve ZK-starks) Ethereum üzerinde EVM’yi (Ethereum Virtual Machine) ne kadar çok çalıştırısak yani ne kadar fazla ağ kullanılır ise karşımıza yüksek ağ ücreti ve ölçeklenme sorunları çıkıyor. Ethereum bloklarına baktığımızda blokların çoğunu EVM kaplıyor ve bu da ölçeklenme sorunu çıkarıyor.
Kaynak: vitalik.ca
ZK-rollup’lar ise blokları kaplıyan işlemleri dışarı çıkarıp zk-snark ile ( zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge) işleyip küçük boyutlu bir kanıt datasına dönüştürdükten sonra bu kanıtları ana zincire ekleyip bütün bu ağır işlem yükünü dışarı taşımış oluyor. Böylece ana zincir (Ethereum) ölçeklenebilir bir şekilde hızlı ve ucuz bir şekilde çalışmış oluyor. Bu ağır işlem yükü ise rolluplar üzerinde de sıkıntı yaratması gerekirken, rolluplarda bütün işlemleri merkezi bir node (düğüm) üzerinden geçiyor. Böylece sistem tıkanmadan devam edebiliyor. Elbette bu merkezi node çalışmayı durduduğu durumlarda söz konusu (yakın zamanda Arbitrum’da yaşanan sıkıntı). Ancak bu durum ana zincirdeki varıkların güvenliğini tehlikeye atmaz aksine varlıklarınız hala ana zincirde güvenli bir şekilde durmaktadır. Burada ki merkezi yapı ise sadece işlemleri onayladığı için ancak ve ancak zincirin çalışmasını durdurabilir. Özetle bu merkezi nodelar sadece ve sadece olabildiğince hızlı olarak onay verip işlem yükünü sırtlıyor ve rollup teknolojisi ise bu hızlı merkezi yapıyı merkeziyetsiz bir şekilde kullanmamızı sağlıyor.
Optimistic Rollup Nedir?
Optimistic Rollups ise anında işlem ve akıllı sözleşmeler ile gas gerektirmez.(aggregator fee hariç) Optimistic Rollups’larda işlem hızları saniyede yaklaşık 100 işlemdir ve burada kullanılan imza yöntemimin değiştirilmesi ile ( ECDSA’dan BLS olarak değiştirlmesi) işlem hızı saniyede 500 adete kadar çıkmaktadır. Optimistic Rollups’larda 2 temel oyuncu söz konudur. Bunlar aggregators (toplayıcılar) ve validators (onaylayıcılar). Toplayıcılar rolluplar için işlemleri bir toplama bloğunda toplar ve bir bağ ile bu işlemleri ana zincire üzerindeki bir akıllı sözleşmeye paketler halinde gönderir. Bu rolluplar Merkle ağacı dediğimiz rollupların durumlarını içeren bir yapıya sahiptir. Eğer bu rollupların içerisinde şüpheli işlem var ise o paket geri getirilip yeniden hesaplanmaktadır. Eğer şüpheli işlem gerçektende şüpheli ve dolandırıcılık işlemi ise o paket içerisindeki bütün bloklar durumları yeniden hesaplanıp yeni paket haline getiriliyor.
Bu durumda bu ana zincire ilk gönderilen şüpheli işlem içeren paketi gönderen toplayıcı cezalandırılır. Yukarıda da bahsettiğim gibi toplayıcılar paketleri gönderirken bir bağ ile gönderirler ve bu bağ gereği toplayıcı olmak için için koyduğu fonun bir kısmını kaybeder. Optimistic Rollup’ların isminden de anlayabileceğimiz gibi, bu çözüm içerisinde ana zincire gönderilen işlemlerin büyük çoğunluğunun gerçek işlem olduğu ve dolandırıcılık amaçlı olmadığı varsayımına dayanmaktadır. Daha özet bir tabir ile herkesin etik çevresinde hareket ettiği varsatılmaktadır. Bu paketleme işlemi ana zincirdeki yapılan bütün işlemin verisini içerdiğinden dolayı ana zincirdeki işlem ücretlerini ve işlem miktarını azaltmaktadır. Ancak sadece bu paketteki veri zincir dışı yapıldığından ve ana zincirde sadece bu paketlerin başlıkları yayınlandığından önemli bir verimlilik iyileştirmesidir.