Layer 2 Ağları ve Ölçeklendirme

Neler öğreneceksiniz

• Ethereum’un neden ölçeklendirmeye ihtiyaç duyduğu ve Layer 2’nin (L2, Katman 2) ne olduğu.
• Optimistic rollup’lar ile zero-knowledge rollup’ların nasıl farklılaştığı.
• L2’lerin hangi güven varsayımlarını eklediği: sıralayıcılar (sequencer), yükseltme anahtarları ve köprüler.
• Bir L2’ye köprü kurmanın maliyetine değip değmediğinin nasıl hesaplanacağı.

Açıklama

Ethereum’un Layer 1 (L1, Katman 1) adı verilen ana zinciri, blok başına yalnızca sınırlı miktarda gas işleyebilir. Talep yüksek olduğunda temel ücret yükselir (bkz. 1. Ders). Layer 2, işlemleri L1 dışında yürüten ancak verileri veya ispatları L1’e geri gönderen ayrı bir ağdır; böylece Ethereum’un güvenliğinin bir kısmını devralır.

Rollup’lar

Başlıca L2 tasarımı rollup’tır. Rollup, çok sayıda işlemi bir araya toplar (“roll up”), bunları L1 dışında yürütür ve sıkıştırılmış işlem verilerini yeni durumla (state) birlikte bir L1 sözleşmesine yayımlar. Birçok kullanıcı tek bir L1 kaydını paylaştığı için kullanıcı başına maliyet çok daha düşüktür.

• Optimistic rollup’lar, aksi kanıtlanmadıkça işlem paketlerinin (batch) doğru olduğunu varsayar. Herkes, genellikle yaklaşık yedi gün süren bir itiraz süresi (challenge period) boyunca bir dolandırıcılık ispatı (fraud proof) sunabilir. Bu nedenle resmî köprü üzerinden L1’e geri çekimler genellikle yaklaşık bir hafta sürer.
• Zero-knowledge (ZK, sıfır bilgi) rollup’lar, yeni durumun doğru hesaplandığını gösteren kriptografik bir ispat olan geçerlilik ispatı (validity proof) yayımlar. Çekimler, ispat L1’de doğrulandığı anda, çoğu zaman birkaç saat içinde tamamlanabilir; ancak ispat teknolojisi daha karmaşıktır.

Dencun yükseltmesi (Mart 2024) blob’ları (EIP-4844) getirdi: rollup’ların normal calldata yerine kullandığı daha ucuz, geçici bir veri alanı. Sonraki yükseltmeler blob kapasitesini artırdı. L2 ücretlerinin keskin biçimde düşmesinin nedeni budur; ancak talep yüksek olduğunda ücretler yine de yükselir.

Ek güven nereden gelir

• Sıralayıcı (sequencer): L2 işlemlerini sıraya koyan operatördür. Birçok L2 tek bir sıralayıcı çalıştırır. Sıralayıcı çevrimdışı olursa L2 durabilir; kötü davranırsa işlemleri geciktirebilir veya sıralarını değiştirebilir. Bazı tasarımlar kullanıcıların işlemleri L1 üzerinden zorla geçirmesine izin verir, ancak bu daha yavaş ve tekniktir.
• Yükseltme anahtarları: Birçok rollup sözleşmesi küçük bir grup (bir “güvenlik konseyi” veya multisig, yani birden fazla imza gerektiren bir cüzdan) tarafından değiştirilebilir. Anahtarlar sözleşmeyi anında yükseltebiliyorsa kullanıcılar bu anahtar sahiplerine güvenmek zorundadır.
• İspat olgunluğu: Bazı optimistic rollup’ların henüz çalışan, izinsiz (permissionless) dolandırıcılık ispatları yoktur. Bağımsız izleyiciler rollup’ları olgunluk “aşamalarına” (0, 1, 2) ayırır; daha yüksek aşama, operatörlere daha az bağımlılık anlamına gelir.
• Köprüler: Kanonik köprü (canonical bridge), resmî L1–L2 sözleşmesidir. Üçüncü taraf köprüler veya “hızlı köprüler”, bir ücret karşılığında dakikalar içinde çıkmanızı sağlar; ancak bunlar kendine özgü riskleri olan ayrı sistemlerdir (köprü saldırıları 9. Ders’te ele alınmaktadır).

Başka ölçeklendirme tasarımları da vardır: Yan zincirlerin (sidechain) kendi doğrulayıcıları vardır ve Ethereum güvenliğini devralmazlar; validium’lar ise verileri L1 dışında tutar. Bunlar daha ucuzdur ancak daha fazla güven gerektirir.

Çözümlü örnek

Varsayımsal örnek: Her biri yaklaşık €1,000 tutarında birkaç token takası planlıyorsunuz. Varsayımlar: L1 temel ücreti 20 gwei, ETH €2,000, öncelik ücreti dikkate alınmıyor; L2 takas ücreti toplamda €0.05 (yürütme artı L1 veri maliyeti); borsanın kendisinin aldığı takas ücretleri, fiyat etkisi ve vergiler hariç tutulmuştur.

1. 150,000 gas ile L1 takası: 150,000 × 20 gwei = 3,000,000 gwei = 0.003 ETH = €6.00.
2. L2 takası: €0.05. Takas başına tasarruf: €6.00 − €0.05 = €5.95.
3. 100,000 gas’lık bir L1 işlemiyle köprüden giriş: 100,000 × 20 gwei = 0.002 ETH = €4.00.
4. Yalnızca köprü girişi için başa baş noktası: €4.00 ÷ €5.95 = 0.67; yani ilk takas bu maliyeti zaten karşılar.
5. Çıkış: Kanonik optimistic köprü yaklaşık 7 gün sürer. €1,000 üzerinden %0.1 ücret alan bir hızlı köprü, gas’a ek olarak €1.00’ya mal olur.

Karar yalnızca ücretlerle ilgili değildir: Fonlarınız L2’de kaldığı süre boyunca sıralayıcı, yükseltme anahtarı ve köprü riskini de kabul etmiş olursunuz.

Sık yapılan hata

Uygulama etkinliği

Kâğıt üzerinde: L1’de €2,000 tutuyorsunuz. Varsayımsal maliyetler: köprü girişi €4.00; hızlı köprü ile çıkış €2,000’nin %0.1’i artı €0.50 gas; L1 takası €6.00; L2 takası €0.05. Gidiş-dönüşün (giriş ve çıkış) takasları L1’de yapmaktan daha ucuz hâle gelmesi için L2’de kaç takas yapmanız gerekir?

Önemli çıkarımlar

• Rollup’lar işlemleri L1 dışında yürütür ve verileri veya ispatları L1’e gönderir; bu da maliyeti çok sayıda kullanıcıya yayar.
• Optimistic rollup’lar dolandırıcılık ispatlarına ve bir itiraz süresine dayanır; ZK rollup’lar geçerlilik ispatlarına dayanır.
• Sıralayıcılar, yükseltme anahtarları ve köprüler ek güven varsayımlarıdır.
• Yalnızca tek bir takasın maliyetini değil, toplam gidiş-dönüş maliyetlerini ve risklerini karşılaştırın.

Sonraki adım

Bir sonraki ders, L1 ve L2’deki DeFi faaliyetlerinin büyük bölümünün fiyatlandırıldığı token’lar olan stablecoin’leri derinlemesine inceliyor.