Blockchain'te Layer 1 Nedir? Rolü, İşlevi ve Örnekleri

Polygon ile Ethereum veya Polkadot ile onun para zincirleri arasındaki bağlantı nedir diye merak ettiyseniz, blockchain mimarisinin Layer 1 ve Layer 2 katmanlarını tanımak size cevaplar sağlayabilir. Bu terimler, blokzincirleri, projeleri ve geliştirme araçlarını daha iyi anlamanıza yardımcı olur.

Temel Bilgiler

Layer-1 blokzincirleri, Bitcoin, BNB Chain ve Ethereum gibi birçok popüler ağın temelini oluşturur. Bu ağlar, başka bir ağa ihtiyaç duymadan işlemleri kendi başlarına kesinleştirmek ve doğrulamak üzere tasarlanmıştır. Ancak, layer-1 ağlarının ölçeklenebilirliğini artırmak zor olabilir; Bitcoin bunun tipik bir örneğidir. Bu sorunu aşmak için geliştiriciler sıklıkla alttaki layer-1 ağı ile birlikte çalışan layer-2 protokolleri yaratırlar ve kullanıcılara daha yüksek hız ve işlem kapasitesi sağlarlar. Bunun başlıca örneği Bitcoin'in Lightning Network'üdür. Lightning Network, off-chain işlemler yapılmasına izin veren bir layer-2 protokolü olarak çalışır; bu işlemler daha sonra ana zincire kaydedilir.

Layer 1 Nedir?

Layer 1, OSI modelinin fiziksel katmanına atıfta bulunur ve ağ üzerinden ham bitlerin iletilmesinden sorumludur. Bir layer-1 protokolü, kendi blokzincirinde işlemleri işleyip sonuçlandırabilir. Ayrıca aynı protokolün, bu işlem ücretlerini ödemek için kullanılan kendi token'ı vardır.

Layer-1 ağları, blockchain teknolojisinin temel yapı taşlarıdır. Bunlar arasında BNB Smart Chain, Ethereum, Bitcoin ve Solana gibi ağlar yer alır. Bunlara layer-1 denilmesinin nedeni, ilgili blokzinciri ekosistemlerinin temelini oluşturan ana ağlar olmalarıdır. Off-chain ve layer-2 çözümleri layer-1 protokollerinin üzerine inşa edilir. 

Layer 1 Ölçeklendirme

Bitcoin gibi layer-1 ağların ölçeklenebilirliği genellikle alttaki fikir birliği mekanizması olan Proof of Work (PoW) ile sınırlıdır. Talep arttıkça, PoW yeterli sayıda işlemi zamanında işleme konusunda zorluk çıkarır ve bu da ölçeklenebilirlik sorunlarına yol açar. Bu sorunu azaltmak için blok boyutunun genişletilmesi ve sharding gibi çeşitli çözümler önerilmiştir.

Ne yazık ki, PoW ağlarının merkezsizliği ve güvenliğini koruma zorluğu, işlem hızlarının düşmesine ve işlem sayısı arttığında ücretlerin yükselmesine neden olur. Bunun sonucu olarak onay bekleme süreleri uzar ve maliyetler artar.

Yıllardır hangi ölçeklendirme çözümünün blockchain teknolojisi için en iyisi olduğu konusunda yoğun tartışmalar yapılmıştır. Blokzinciri geliştiricileri, sharding ve off-chain çözümler gibi layer-1 ölçeklendirme seçeneklerini araştırdı. Layer-1 ölçeklendirme için değerlendirilen bazı seçenekler şunlardır:

1. Her bloğun boyutunun artırılması, daha fazla işlemin eşzamanlı işlenmesini sağlar.
2. Gelecek Ethereum 2.0 güncellemesi ile fikir birliği mekanizmasının değiştirilmesi mümkün olabilir.
3. Veri bölümlendirme türü olan sharding uygulanması.

Layer 1 yükseltmelerinin uygulanması büyük bir çaba gerektirir. Ne yazık ki, tüm ağ kullanıcılarının buna katılma olasılığı yoktur; bu da toplulukta bölünmelere veya 2017'de Bitcoin ve Bitcoin Cash örneğinde görüldüğü gibi bir hard fork'a yol açabilir.

SegWit

Bitcoin'in SegWit (segregated witness), ağın güvenliğini etkilemeden ölçeklendirme sağlayan bir layer-1 çözümüdür. Bu, eski Bitcoin düğümlerinin işlem yapmayı sürdürmesine olanak tanıyan bir soft fork ile uygulandı. Blok verilerinin düzenlenme şeklini değiştirerek SegWit, işlem girdilerinden dijital imzaları ayırdı ve daha fazla alan açarak Bitcoin'in işlem kapasitesini artırdı.

Layer-1 Sharding

Layer-1 sharding, ağ bloklarını daha küçük bölümlere veya “shard”lara ayırarak blok işleme hızlarını ve işlem verimini artırmayı amaçlayan bir blokzinciri ölçeklendirme tekniğidir.

Sharding, işlem verimini maksimize etmek için yaygın olarak kullanılan bir layer-1 ölçeklendirme yaklaşımıdır. Bu veri bölme yöntemi genellikle dağıtık defterler için tercih edilir. Ağ ve düğümleri birden fazla shard'a bölünerek yük eşitlenir ve işlem hızı artırılır. Her shard, belirli bir ağ segmentine hizmet eder, kendi işlemlerini, düğümlerini ve bloklarını tutar.

Sharding, her düğümün tam bir blokzinciri kopyasına sahip olma gerekliliğini ortadan kaldırır. Bunun yerine, her düğüm yerel verileriyle ilgili bilgileri—adres bakiyeleri ve diğer önemli ölçümler gibi—ana zincire günceller.

Layer 1 VS Layer 2

Geliştirme söz konusu olduğunda, birçok konu ana blokzincirin layer 1 katmanında ele alınamaz. Bunun nedeni teknik sınırlamalardır; bazı değişikliklerin uygulanması zor veya imkansız hale gelir. Örneğin, Ethereum'un Proof of Work'ten Proof of Stake'e geçişi yıllar sürdü.

Bir kullanım durumu geniş ölçekli bir uygulama gerektiriyorsa, yalnızca layer 1 üzerinde çalıştırmak pratik olmayabilir; örneğin bir blockchain oyunu için bu geçerli olabilir. Oyunun yine de layer 1'in güvenliğinden ve merkezsizliğinden yararlanması isteniyorsa, ağı üzerine inşa etmek için en iyi seçenek bir layer-2 çözümü kullanmaktır. Bu, işlem sürelerini azaltır ve oyunun potansiyelini en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olur.

Lightning Network

Layer 2 çözümleri, işlemleri tamamlamak için Layer 1'i temel alır. Bunun ünlü bir örneği Lightning Network'tür. Bitcoin ağı yoğun olduğunda işlemlerin işlenmesi saatler sürebilir. Lightning Network ile kullanıcılar Bitcoin ile birincil olmayan bir blok üzerinde kolayca ödemeler gönderebilir. Sonuç sonunda orijinal bloğa geri yayınlanır, böylece zaman ve kaynak tasarrufu sağlanır. Bu şekilde herkesin işlemleri tek bir rapor halinde birleştirilir.

Layer 1 Blokzinciri Örnekleri

Layer 1'in ne olduğunu anladıktan sonra, mevcut birçok layer-1 blokzincirinden bazılarını daha yakından inceleyebiliriz. Bunlar farklı kullanım durumlarına çözümler sunar ve Bitcoin ile Ethereum'a alternatifler olduğunu gösterir. Farklı ağlar, merkezsizlik, güvenlik ve ölçeklenebilirlik arasında denge kuran kripto üçlemesine çeşitli çözümler getirmiştir.

Elrond

2018'de kurulan Elrond, ölçeklenebilirliğini ve performansını artırmak için sharding kullanan bir layer-1 blokzincir ağıdır. Kendine özgü Secure Proof of Stake (SPoS) fikir birliği protokolü ve Adaptive State Sharding teknolojisini kullanarak Elrond ağı saniyede 100.000'den fazla işlem (TPS) işleyebilecek kapasiteye sahiptir.

Adaptive State Sharding, kullanıcı sayısı ağda değiştikçe shard bölünmeleri, birleşmeleri ve doğrulayıcıların yeniden tahsisi yoluyla dengeli bir ağ topolojisinin korunmasını sağlar. Tüm blokzinciri altyapısı—işlem kayıtları, hesap bakiyeleri ve daha fazlası—ölçeklenebilirlik sağlamak ve kötü niyetli aktörlerin tek bir sharda hakim olmasını engellemek için shard'lara ayrılır.

Elrond ağı, Proof of Stake fikir birliği mekanizmasından kaynaklanan CO2 emisyonlarından daha fazlasını dengeleyerek blokzinciri sertifikalı karbon negatif tek ağdır. Elrond'un yerel token'ı EGLD, işlem ücretleri, DApp dağıtımı ve ağın doğrulama süreçlerine katılan kullanıcıların ödüllendirilmesi için kullanılabilir.

Harmony

Harmony, Effective Proof of Stake (EPoS) kullanan bir layer-1 blokzinciri ağıdır. Sharding'i desteklemek için dört adet shard'a sahiptir; bu shard'lar paralel olarak yeni bloklar oluşturup doğrulamayı bağımsız şekilde yaparlar. Bu shard'lar farklı hızlarda çalışabildiğinden, blok yükseklikleri değişkenlik gösterebilir.

Harmony, geliştiricileri ve kullanıcıları çekmek için "Cross-Chain Finance" stratejisini kullanıyor. Bunu sağlayan güven gerektirmeyen köprüler Ethereum ve Bitcoin ile bağlantı kurarak token takasını güvenli şekilde mümkün kılar; genellikle bu tür köprülerle ilişkili riskleri azaltır. Harmony'nin Web3'te ölçeklenebilirlik sağlama yaklaşımının merkezinde DAO'lar ve sıfır bilgi kanıtları (zero-knowledge proofs) yer alır.

DeFi'nin yolu çoklu zincir ve zincirler arası yeteneklerle büyük potansiyele sahip görünüyor. Harmony'nin köprü hizmetleri özellikle NFT altyapısı, DAO araçları ve protokoller arası köprülerle ilgili fırsatlar nedeniyle rağbet görüyor.

Harmony'nin yerel ONE token'ı ağ işlem ücretlerini ödemek, konsensüs mekanizmasında stake yapmak ve yönetişimde rol almak için kullanılabilir. Başarılı doğrulayıcılar bu süreçlere katılarak blok ödülleri ve işlem ücretleri kazanabilirler.

Celo

2017'de kurulan Celo, Go Ethereum (Geth) tabanlı bir Layer 1 ağıdır. Ancak geliştiricileri, Proof of Stake uygulanması ve farklı bir adres sistemi gibi birçok önemli değişiklik yapmıştır. Celo platformu DeFi, NFT'ler ve ödeme çözümleri içerir ve yüz milyondan fazla doğrulanmış işleme sahiptir. Celo üzerinde herkes telefon numarası veya e-posta adresini bir açık anahtar olarak kullanabilir. Celo blokzinciri, sıradan bilgisayarlarda rahatça çalışacak şekilde tasarlandığından özel donanıma ihtiyaç duyulmaz.

Celo'nun ana token'ı CELO, işlemler, güvenlik ve teşvikler için kullanılan özel bir dijital paradır. Celo ağı ayrıca kullanıcılar tarafından yaratılan ve MakerDAO'nun DAI'sine benzer bir mekanizma ile sabit tutulan cUSD, cEUR ve cREAL adlı stablecoin'leri sunar. Ayrıca Celo'nun stablecoin'leriyle yapılan ödemeler başka herhangi bir Celo varlığı kullanılarak da tasfiye edilebilir.

CELO'nun adres sistemi ve stablecoin'leri, kriptoyu daha erişilebilir kılmak ve benimsenmeyi artırmak üzere tasarlanmıştır. Hızla dalgalanan kripto fiyatları ve deneyimsiz kullanıcıların kriptoyu öğrenme gereksinimi birçok potansiyel yatırımcı için caydırıcı olabilmektedir.

THORChain

THORChain, Cosmos SDK ve Tendermint fikir birliği protokolü ile çalışan bir layer-1 ağdır. Yatırımcılara peg veya wrapping mekanizmalarına ihtiyaç duymadan, izin gerektirmeyen ve merkezsiz bir ortamda zincirler arası varlık takası yapma imkânı sunmayı amaçlar; bu tür mekanizmalar risk ekleyebilir.

THORChain, merkezi aracıları ortadan kaldıran ve güvenli likidite sağlayan merkeziyetsiz bir kasa yöneticisidir. THORChain'in yerel token'ı RUNE, işlem ücretlerini ödemek ve yönetişim, güvenlik ve doğrulama süreçlerine katılmak için kullanılır.

THORChain'in AMM modelinin temel çifti RUNE'dir ve bu token desteklenen diğer varlıklarla takas için kullanılabilir. Proje, Uniswap benzeri bir yapıdadır; RUNE likidite havuzları için tasfiye ve güvenlik varlığı olarak hareket eder.

Kava

Kava Network, Cosmos'un hızlı hızı ve zincirler arası iletişimini Ethereum'un güçlü geliştirici desteğiyle birleştiren bir layer-1 blokzinciridir. Mimarisinde EVM için bir blokzinciri ve Cosmos SDK için ayrı bir blokzinciri yaratan bir "co-chain" bulunur. Kava co-chain üzerindeki Inter-Blockchain Communication desteği, geliştiricilerin Cosmos ve Ethereum ortamları arasında sorunsuz şekilde iletişim kurabilen ve değer transferi yapabilen dapp'ler oluşturmasına olanak tanır.

Kava Network, EVM co-chain üzerindeki uygulamalar için güçlü ölçeklenebilirlik sağlamak amacıyla Tendermint PoS fikir birliği mekanizmasını kullanır. Ayrıca KavaDAO, kullanım düzeyine göre her co-chain'deki en iyi 100 projeye yönelik açık ve zincir üstü geliştirici teşvikleri sağlar.

KAVA ağının yerel token'ı KAVA ve ABD dolarına sabitlenmiş bir stablecoin olan USDX vardır. Doğrulayıcıların KAVA stake etmeleri ve KAVA emisyonlarından ödeme almaları gerekir. Ayrıca KAVA token sahipleri token'larını güvenilir doğrulayıcılara devredebilir ve KAVA enflasyon ödüllerine ek olarak ödüller kazanabilirler. Ağın tüm üyeleri, ağ parametrelerini etkileyebilecek protokol değişiklik teklifleri üzerinde oy kullanabilir. KAVA ayrıca işlem ücretlerini ödemek için de kullanılabilir.

IoTeX

2017'de kurulan IoTeX, blokzincir teknolojisini Nesnelerin İnterneti ile birleştirmeye odaklanan bir layer-1 ağıdır. Bu teknoloji kullanıcılara kendi cihazları tarafından üretilen verilere tam hakimiyet sağlar. Böylece "makine destekli DApp'ler, varlıklar ve hizmetler" inşa ederek kişisel verilerinin güvenli mülkiyetini garanti altına alabilirler.

IoTeX, kullanıcılara veri ve gizliliklerini korurken kullanıcı deneyiminden ödün vermeyen donanım ve yazılım kombinasyonu sunar. Bu sisteme MachineFi denir ve kullanıcıların gerçek dünya verileri üzerinden dijital varlıklar kazanmalarına imkan verir.

IoTeX iki öne çıkan donanım ürünü çıkarmıştır – Ucam ve Pebble Tracker. Ucam, gizlilik odaklı gelişmiş bir ev güvenlik kamerasıdır ve evinizi her yerden izleyebilmenizi sağlar. Pebble Tracker ise 4G destekli akıllı bir GPS cihazı olup takip ve izleme özelliğine sahiptir. Gerçek zamanlı GPS verilerini ve sıcaklık, nem, hava kalitesi gibi çevresel verileri kaydeder.

IoTeX, çeşitli layer-2 protokollerini içeren çok katmanlı bir mimariyi benimser. Bu mimari, geliştiricilerin IoTeX'i omurga olarak kullanarak özel ağlar oluşturmasına olanak tanıyan çok sayıda araç ve özellik sağlar. Bu ayrı alt-zincirler birbirine bağlanabilir ve veri paylaşabilir. Ayrıca kullanıcı işlemleri, stake, yönetişim aktiviteleri ve ağ doğrulama süreçleri IOTX token'ı aracılığıyla kolaylaştırılır.

Sonuç

Günümüz blokzinciri ortamı, ilk karşılaşıldığında kafa karıştırıcı olabilecek çok sayıda layer-1 blokzinciri ve layer-2 protokolden oluşur. Ancak temel kavramlar anlaşıldığında genel yapı ve tasarım daha sade hale gelir. Bu bilgi, zincirler arası iletişim ve zincirler arası atomic swap'ler gibi ağ tabanlı yeniliklere odaklanan yeni blokzinciri projelerini araştırırken faydalıdır.