Ana Sayfa > Nedir? > Proof of Work ve Proof of Stake: Temel Madencilik Rehberi

Proof of Work ve Proof of Stake: Temel Madencilik Rehberi

Proof of Work ve Proof of Stake

Son zamanlarda Proof of Work (PoW) sistemine dayalı bir Ethereum konsensusundan Proof of Stake sistemine geçiş fikrini duymuşsunuzdur.

Bu makalede Proof of Work ve Proof of Stake arasındaki temel farkları size anlatırken, madenciliğin ya da yeni dijital paranın ağ üzerinden piyasaya sürülmesine ilişkin işlemin tanımını yapacağız.

Ayrıca Ethereum topluluğunun “work” ten “stake” a geçiş yapmaya karar vermesi durumunda madencilik teknikleriyle ilgili olarak ne değişecek, ona da bakacağız.

Bu makale bahsettiğimiz soruların anlaşılması için temel bir kılavuz olacaktır.

Proof of Work Nedir?

Öncelikle temel tanımlardan başlayalım.

Proof of work, ana hedefi birden fazla sahte istek göndererek bilgisayar sisteminin kaynaklarını tüketmek amacıyla yapılan DDoS (dağıtılmış hizmeti engelleme saldırısı) gibi siber saldırıları caydırma olan bir protokoldür.

Proof of work kavramı bitcoin’den önce bile vardı; ancak Satoshi Nakamoto (hala Nakamoto’nun kim olduğunu bilmiyoruz) geleneksel işlemlerin gerçekleşme şeklini kökten değiştirerek bu tekniği dijital paralara uyguladı.

Aslında PoW fikri Cynthia Dwork ve Moni Naor tarafından 1993’te yayınlanmışt; ancak “proof of work” terimi ilk olarak 1999’da Markus Jakobsson ve Ari Juels tarafından yayınlanan bir belgede kullanıldı.

Bugüne dönecek olursak, Güvene Bağlı Olmayan ve Dağıtılmış Konsensus sağladığı için Proof of work Nakamoto’nun Bitcoin adlı tanıtım yazısının (2008’de yayınlanmıştı) altında yatan en büyük fikir olabilir.

Güvene Bağlı Olmayan ve Dağıtılmış Konsensus Nedir?

İngilizcede Trustless and Distributed Consensus olarak geçen Güvene Bağlı Olmayan ve Dağıtılmıi Konsensus sisteminde, birine para göndermek veya birinden para almak istemeniz halinde üçüncü taraf hizmetlerine güvenmek zorunda kalmazsınız.

Geleneksel ödeme yöntemlerini kullandığınızda ise işlemlerinizi gerçekleştirmek için üçüncü taraflara güvenmek zorunda kalırsınız (örneğin, Visa, Mastercard, PayPal, bankalar). Bu üçüncü taraflar, her hesabın geçmişini ve bakiyesini içeren kendi özel kayıtlarını tutarlar.

Bu davranışı daha iyi açıklayabilecek yaygın örnek şu şekildedir: Mehmet’in Ahmet’e 100 $ göndermesi durumunda, güvenilir üçüncü taraf hizmeti Mehmet’in hesabını borçlandıracak ve Ahmet’e ödeme yapacaktır. Dolayısıyla her ikisi de bu üçüncü tarafın doğru olanı yapacağına güvenmek zorundadır.

Bitcoin ve diğer birkaç dijital para ile birlikte herkeste defterin bir kopyası (Blockchain) vardır. Bu yüzden hiç kimse üçüncü taraflara güvenmek zorunda değildir; çünkü herkes doğrudan yazılı bilgiyi doğrulayabilir.

Proof of Work ve Madencilik

Daha da derine inecek olursak proof of work, blok zinciri olarak adlandırılan dağıtılmış bir defterde (sözde blok) yeni bir güvensiz işlem grubu oluşturmak için yapılması gereken madencilik olarak da adlandırılan pahalı bir bilgisayar hesaplamasını tanımlamak için bir gerekliliktir.

Madencilik iki amaca hizmet etmektedir:

  1. Bir işlemin meşruiyetini doğrulamak veya iki kez harcama yapmanın önüne geçmek;
  2. Bir önceki görevi yerine getirdikleri için madencileri ödüllendirerek yeni dijital paraları oluşturmak

Bir işlem gerçekleştirmek istemeniz durumda işin aslı şu şekildedir:

  •   İşlemler blok dediğimiz şeyle bir araya getirilir;
  •   Madenciler her blok içindeki işlemlerin meşru olduğunu doğrular;
  •   Bunu yapmak için madenciler proof-of-work problemi olarak bilinen bir matematik bulmacasını çözmelidirler;
  •   Her blok problemini çözen ilk madenciye bir ödül verilir;
  •   Doğrulanmış işlemler herkese açık blok zincirinde tutulur.

Bu “matematik bulmaca” önemli bir özelliğe sahiptir: asimetri. Aslında, yapılacak iş talep eden kişi açısından orta zorlukta, ancak ağın kontrol etmesi açısından kolay olmalıdır. Bu fikir aynı zamanda bir CPU maliyet işlevi, istemci bulmacası, hesaplamalı bir bulmaca veya CPU fiyatlandırma işlevi olarakta bilinir.

Tüm ağ madencileri, aday bloğu ile ilgili matematik problemine bir çözüm bulmak için yarışırlar. Bu problem kaba kuvvet dışında başka yollardan çözülemediği için aslında çok sayıda girişim gerektirmektedir.

Bir madenci nihayet doğru çözümü bulduğunda protokol tarafından verilen bir kripto para ödülünü alarak aynı zamanda bunu tüm ağa bildirir.

Teknik açıdan bakıldığında, madencilik süreci bir ters karma işlemidir: Bir sayıyı (tek seferlik anahtar) belirler, böylece blok verilerinin kriptografik karma algoritması belirli bir eşikten daha az sonuç verir.

Zorluk olarak adlandırılan bu eşik, madenciliğin rekabetçi doğasını belirleyen şeydir: Ağa daha fazla hesaplama gücü eklenir, bu parametre arttıkça, yeni bir blok oluşturmak için gereken ortalama hesaplama sayısı da artar. Bu yöntem aynı zamanda olumlu bir ekonomik dengeyi sürdürmeleri amacıyla madencileri madencilik sistemlerinin verimliliğini artırmaları için zorlayarak blok yaratmanın maliyetini de arttırır. Bu parametre güncellemesi yaklaşık 14 günde bir gerçekleşmeli ve her 10 dakikada bir yeni bir blok oluşturulmalıdır. Proof of work sadece bitcoin blok zinciri tarafından değil, aynı zamanda ethereum ve diğer birçok blok zinciri tarafından da kullanılır.

Her bir blok zinciri için özel olarak oluşturulduğundan Proof of work sisteminin bazı işlevleri farklıdır, ancak şimdi aklınızı çok teknik verilerle karıştırmak istemiyoruz.

Anlamanız gereken en önemli şey, ethereum geliştiricilerinin proof of stake olarak adlandırılan yeni bir konsensus sistemi kullanarak durumu tersine çevirmek istemeleridir.

Proof of Stake Nedir?

Proof of stake, işlemleri doğrulamak ve dağıtılmış konsensusa ulaşmak için farklı bir yoldur.

Hâlâ bir algoritmadır ve amacı proof of work ile aynıdır. Ancak hedefe ulaşma süreci oldukça farklıdır.

Proof of stake fikri ilk kez 2011’de Bitcointalk forumunda önerilmiş, ancak bu yöntemi ilk kez 2012 senesinde Peercoin kullanmıştır. Sonrasında ShadowCash, Nxt, BlackCoin, NuShares/NuBits, Qora ve Nav Coin bu kervana dahil olmuştur.

Proof of Work’ta algoritma, işlemleri doğrulamak ve yeni bloklar oluşturmak amacı ile matematik problemlerini çözen madencilere ödül verirken; Proof of Stake’te ise, yeni bloğun yaratıcısı servetine (stake) bağlı olarak deterministik bir şekilde seçilir.

Blok ödülü yoktur.

Ayrıca, tüm dijital paralar ilk başta oluşturulur ve bu rakam asla değişmez. Bu da PoS sisteminde blok ödül olmadığı ve madencilerin ise işlem ücretlerini aldığı anlamına gelir. Bu yüzden, aslında PoS sisteminde madencilere işleyici denmektedir.

Ethereum Niçin PoS Kullanmak İstiyor?

Ethereum topluluğu ve kurucusu Vitalik Buterin, proof of work’ten proof of stake’e geçiş yapabilmek adına sıkı bir çalışma yapmayı planlamaktadır.

Ama niçin birinden diğerine geçiş yapmak istiyorlar?

Proof of work’e dayalı dağıtılmış bir konsensusta, madencilerin çok fazla enerjiye ihtiyaçları olmaktadır. Bir Bitcoin işlemi bir gün için neredeyse bir buçuk evin bütün elektrik ihtiyacına denk gelebilmektedir. Üstelik bu enerji masrafları, dijital para değerinde sürekli geriye doğru bir baskıya yol açan itibari paralarla ödenmektedir.

Son zamanlarda yapılan bir araştırmada uzmanlar Bitcoin işlemlerinin 2020 yılına kadar Danimarka kadar elektrik tüketebileceğini öne sürmüştür.

Geliştiriciler bu sorun hakkında oldukça endişeliler ve Ethereum topluluğu da daha yeşil ve daha ucuz dağıtılmış bir konsensüs biçimi için proof of stake kullanmak istemektedir. Ayrıca yeni bir bloğun yaratılması için ödüller farklıdır: Proof of Work ile madenci olanaklar dâhilinde madenciliğini yaptığı dijital paranın hiçbirine sahip olmayabilir. Proof of Stake’te ise işleyiciler her zaman basılan paraların sahibi olanlardır.

İşleyiciler Nasıl Seçilir?

Eğer Casper (yeni proof of stake konsensüs protokolü) uygulanacaksa bir validatör havuzu bulunacaktır. Kullanıcılar işleyici olarak seçilebilmek için bu havuza katılabilirler. Bu süreç Casper sözleşmesinin ilan edilmesi ve Ether’in (veya Ethereum ağına güç veren paranın) bununla birlikte gönderilmesi ile mümkün olacaktır.

Reddit’te paylaştığı bir yazıda Vitalik Buterin, “Bir süre sonra otomatik olarak ikna olursunuz” diye açıkladı. “Validator havuzuna girilmesinin önceliği yoktur. Diğer katılımcıların sayısından bağımsız olarak herkes istediği herhangi bir turda katılım gerçekleştirebilir” diye devam etti. “Her bir validatorun ödülü “% 2-15 civarında bir yerde olacak.”

Ayrıca, Buterin, aktif validatörlerin (ya da işleyicilerin) sayısı üzerinde herhangi bir sınırlama getirilmeyeceğini, ancak çok fazla validator varsa faiz oranını düşürerek ve çok az varsa ödülü artırarak ekonomik olarak düzenleneceğini ileri sürmüştür.

Daha Güvenli Bir Sistem Mi?

Herhangi bir bilgisayar sistemi, özellikle hizmetin parayla ilgili olması durumunda, hacker saldırıları olasılığını ortadan kaldırmak ister. Öyleyse asıl sorun şudur: Proof of stake, proof of work’ten daha güvenli mi? Uzmanlar bu konuda endişeli ve toplumda da çeşitli şüpheler mevcut.

Bir Proof of Work sistemi kullanılarak, teknolojik ve ekonomik caydırıcı önlemler sayesinde kötü aktörler çıkarılıp atılır. Aslında, bir PoW ağına saldırının programlanması çok pahalıdır ve çalabildiğinizden daha fazla paraya ihtiyacınız olacaktır.;

Bunun yerine, ana PoS algoritması özellikle cezalar olmadan mümkün olduğunca kurşun geçirmez olmalıdır; çünkü bir proof of stake’e dayalı ağa saldırmak daha ucuz olabilir.

Buterin, bu sorunu çözmek için kötü bir validatörün yatırdığı parayı kaybedeceği bazı koşullarda seti kullanılabileceği bir algoritma tasarlayarak Casper protokolünü oluşturdu.

“Ekonomik kesinlik Casper’da validatörlerin katılım gerçekleştirmek için para yatırmalarını isteyerek ve protokolün birtakım kurallara (“kati koşullar”)  aykırı davrandıklarını belirlemesi halinde yatırdıkları paraları geri alarak gerçekleştirilir” diye açıkladı.

Kati koşullar, yukarıdaki koşulları veya kullanıcının ihlal edemeyeceği yasaları ifade ediyor.

Sonuç

Bir PoS sistemi sayesinde validatörlar bilgi işlem gücünü kullanmak zorunda kalmazlar; çünkü şanslarını etkileyen tek faktör kendi paralarının toplam sayısı ve ağın mevcut karmaşıklığıdır.

Bu yüzden PoW’dan PoS’a ileride gerçekleşecek bu olası geçiş aşağıdaki avantajları sağlayabilir:

  1. Enerji tasarrufu;
  2. Saldırılar daha pahalı hale geldikçe daha güvenli bir ağ: Bir hacker, toplam para sayısının % 51’ini satın almak isterse, piyasa hızlı fiyat takdiriyle tepki gösterir.

Bu şekilde, Casper bir ekonomik uzlaşma sistemine dayanan bir güvenlik protokolü olacaktır. Yeni blokların yaratılması sayesinde konsensüsün bir parçası olmak için ağlar (veya validatörlar) bir güvenlik teminatı ödemelidir. Casper protokolü, güvenlik teminatları üzerindeki kontrolü sayesinde validatorlar tarafından alınan belirli bir ödül miktarını belirleyecektir.

Eğer bir validatör “geçersiz” bir blok yaratırsa, güvenlik teminatının yanı sıra ağ konsensüsünün bir parçası olma ayrıcalığı da silinir.

Diğer bir deyişle, Casper güvenlik sistemi, bahis gibi bir şeye dayanmaktadır. PoS tabanlı bir sistemde, bahisler, konsensus kurallarına göre, validatörun üzerinde bahis oynadığı her bir zincirle birlikte bir para ödülü ile validatörünü ödüllendiren işlemlerdir.

Dolayısıyla, Casper, validatörlerin diğerlerinin bahislerine göre bahis yapacağı fikrine dayanır ve fikir birliğini hızlandırabilecek olumlu geri bildirimler bırakır.

Coinmoz
Coinmoz; bitcoin, ethereum, kripto para, blockchain, madencilik ve benzeri her konuda bilgiye, haberlere ulaşabileceğiniz bağımsız bir platformdur.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir