Önemli notlar:
İş İspatı (PoW), dijital ödeme sistemlerinde çift harcamayı önlemek için yaratılmış bir mutabakat mekanizmasıdır.
PoW, blockchain'e yeni işlem blokları eklemeyi ve kripto paralarda yeni birimler oluşturmayı içeren madencilik sürecinin önemli bir parçasıdır.
Bitcoin ve diğer birçok kripto para, blockchain ağını ve verilerini güvende tutmanın bir yöntemi olarak PoW'u kullanır.
Giriş
Kısaca ifade edecek olursak, İş İspatı (PoW), dijital ödeme sistemlerinde çift harcamayı önlemek için yaratılmış bir mekanizmadır. Bitcoin ve diğer birçok kripto para, blockchain ağını ve verilerini güvende tutmanın bir yöntemi olarak PoW'u kullanır. Birden fazla tarafın birbirine güvenmek zorunda kalmadan mutabakata varmasını içerdiği için bu tür mekanizmalara mutabakat algoritması veya mutabakat mekanizması adı verilir.
İş İspatı, ilk mutabakat algoritmasıdır ve Hisse İspatı (PoS) ile birlikte en önemli mutabakat algoritmalarından biri olmayı sürdürmektedir. PoW, Satoshi Nakamoto tarafından 2008'de yayınlanan Bitcoin whitepaper'ında tanıtılmıştır, fakat teknolojinin kendisi çok daha önce ortaya çıkmıştır.
Adam Back'in HashCash'i, kripto paraların ortaya çıkmasından önce İş İspatı algoritmasının ilk örneklerinden biridir. Göndericilerin bir e-postayı göndermeden önce küçük bir hesaplama yapmasını zorunlu kılarak alıcıların spam e-postaları azaltmasını sağlamıştır. Bu hesaplamanın meşru bir gönderici için neredeyse hiçbir maliyeti yoktur, fakat birisinin toplu e-posta göndermesi durumunda maliyet artar.
Çift Harcama Nedir?
Çift harcama, aynı fonların birden fazla kez harcanması durumunda ortaya çıkar. Bu terim neredeyse yalnızca dijital para bağlamında kullanılır. Ne de olsa aynı fiziksel parayı iki kez harcamak mümkün değildir.
Bir kahve için ödeme yaptığınızda parayı kasiyere verirsiniz ve o da bu parayı muhtemelen yazar kasaya koyar. Başka bir kafeye gidip kahve için ödemeyi aynı parayla yapmanız mümkün olmaz. Fakat dijital para sistemlerinde bunu yapabilmeniz mümkündür.
Mutlaka daha önce kopyala ve yapıştır komutlarını kullanarak bir bilgisayar dosyasını kopyalamışsınızdır. Aynı dosyayı onlarca kişiye e-posta ile göndermeniz de oldukça kolaydır. Fakat dijital paralar yalnızca verilerden oluştuğu için insanların çift harcama yapmasını, yani aynı birimleri kopyalayıp farklı yerlerde harcamasını engellemeniz gerekir. Çift harcamayı engellemeyi başaramayan bir dijital ödeme sistemi kısa sürede çöker.
Çift harcama hakkında daha fazla bilgi için Çift Harcama Nedir? başlıklı makalemize bakabilirsiniz.
İş İspatı Neden Gereklidir?
Eğer blockchain teknolojisi hakkındaki makalemizi okuduysanız, kripto para kullanıcılarının sürekli olarak ağa işlem yayınladığını biliyorsunuzdur. Fakat bu işlemler hemen geçerli kabul edilmez. İşlemler ancak onaylanıp blockchain'e eklendiğinde geçerli kabul edilir.
Örneğin Bitcoin blockchain'i, tüm kullanıcıların görebildiği herkese açık bir işlem veritabanı (kayıt defteri) olarak işlev görür. Sizin ve üç arkadaşınızın bitcoin işlemlerinizi birlikte takip edebileceğiniz bir not defteriniz olduğunu varsayalım. Biriniz ne zaman değer transferi yapmak istese, bunu deftere yazarsınız:
Ayşe, Ahmet'e 5 BTC ödedi ve Ahmet Ceyda'ya 2 BTC ödedi vb.
Fakat her işlem yaptığınızda, fonların geldiği işlemi ifade edersiniz. Ahmet Ceyda'ya 2 BTC ödeme yapıyorsa, girdi aslında aşağıdaki gibi olacaktır:
Ahmet, Ayşe ile yaptığı önceki işlemden gelen 2 BTC'yi Ceyda'ya ödedi.
Bu şekilde, BTC birimlerini takip etmenin bir yolu vardır. Ahmet Ceyda'ya gönderdiği 2 BTC ile başka bir işlem yapmaya çalışırsa, bundan herkes hemen haberdar olur. Grup işlemin not defterine eklenmesine izin vermez, çünkü bu 2 BTC zaten harcanmıştır.
Bu süreç küçük bir grupta gayet güzel işleyebilir. Herkes birbirini tanımaktadır, bu nedenle de işlemleri not defterine kimin ekleyeceği konusunda muhtemelen fikir birliğine varabilirler. Peki ya bu grup 10.000 katılımcıdan oluşursa? Not defteri fikri, ölçeklendirme açısından çuvallar, çünkü hiç kimse bir yabancıya kayıtların yönetilmesi konusunda güvenmek istemez.
İşte bu noktada devreye İş İspatı girer. Kullanıcıların harcama hakkına sahip olmadığı fonları harcayamamasını sağlar. PoW algoritması, oyun teorisi ve kriptografinin bir bileşimini kullanarak herkesin sistemin kuralları uyarınca blockchain'i güncellemesine imkan tanır.
PoW Nasıl İşlev Görür?
Yukarıdaki örnekteki not defterimizin blockchain olduğunu varsayalım. Fakat burada işlemler tek tek eklenmek yerine önce bloklar haline getirilir. İşlemler ağa duyurulur ve daha sonra blok oluşturan kullanıcılar bu işlemleri bir aday bloka dahil eder. İşlemler, ancak bir aday blokun onaylanmış bir blok haline gelmesi, yani blockchain veritabanına eklenmesi durumunda geçerli kabul edilir.
İşlemleri doğrulama ve yeni bloklar ekleme sürecine madencilik adı verilir. Madencilik pahalı ve zordur, fakat aynı zamanda ödüllendirici de olabilir. Blok ödülü, kullanıcılardan gelen işlem ücretlerinden ve protokol tarafından oluşturulan yeni bitcoin'lerden oluşur.
İş İspatı mekanizması, bir madencinin (bloku oluşturan kullanıcı) bir bulmacaya çözüm bulana kadar aday blokunun verilerini hash edebilmesi için elektrik ve hesaplama gücü gibi kaynaklara yatırım yapmasını gerektirir.
Blokun verilerini hash etmek, bir blok hash'i oluşturmak için verileri hashing fonksiyonundan geçirmek anlamına gelir. Blok hash'i bir "parmak izi" gibidir, yani girdi verileriniz için bir kimliktir ve her bir blok için benzersizdir.
Diğer bir deyişle, madencinin beklemede olan işlemleri doğrulaması ve toplaması, bunları bir aday blok altında bir araya getirmesi ve geçerli bir hash yaratmak için blokun verilerini bir hashing fonksiyonundan geçirmesi gerekir. Eğer aday bloku için geçerli bir hash bulmayı başarırsa bunu ağa yayınlar, bloku blockchain'e ekler ve madencilik ödüllerini alır.
Bir madenci aday blokunu ve hash'ini ağa yayınladığında, diğer ağ katılımcıları çıktının gerçekten geçerli olduğunu doğrulamak için hashing işlemini tekrarlar.
Geçerli bir hash bulmak için sayısız kez denenmesi gerekse de oluşturulan hash'in doğru olup olmadığının herkes tarafından onaylanmasına gerek yoktur. Yalnızca aynı girdinin (blok verisi) hash fonksiyonundan geçirilmesi ve çıktının aynı olup olmadığının kontrol edilmesi yeterlidir.
İş İspatında, hash'i belirli koşulları karşılayan veriler sunmanız gerekir. Fakat bu verilerin ne olduğunu önceden bilmeniz mümkün değildir. Tek seçeneğiniz verileri bir hash fonksiyonundan geçirmek ve hash'in koşulları karşılayıp karşılamadığını kontrol etmektir. Eğer koşulları karşılamıyorsa, farklı bir hash elde etmek için verilerinizde küçük bir değişiklik yapmanız gerekir. Verilerinizdeki tek bir karakteri bile değiştirmek tamamen farklı bir sonuç verecektir, bu nedenle çıktının ne olacağını önceden tahmin etmenin herhangi bir yolu yoktur.
Sonuç olarak, bir blok oluşturmak istiyorsanız, bir tahmin oyunu oynuyorsunuz demektir. Genellikle, eklemek istediğiniz tüm işlemlere ilişkin bilgileri ve diğer bazı önemli verileri alır ve bunların hepsini hash edersiniz. Fakat veri kümeniz değişmeyeceği için değişken bir bilgi eklemeniz gerekir. Aksi takdirde, çıktı olarak her zaman aynı hash'i alırsınız. Bu değişken veriye nonce adı verilir. Nonce, her denemede değiştireceğiniz, dolayısıyla da her seferde farklı bir hash elde etmenize imkan tanıyan bir sayıdır.
Özetle madencilik, blockchain verilerini bir araya getirmekten ve belirli bir hash değerini bulana kadar verileri bir nonce ekleyerek hash etmeyi içeren bir süreçtir. Protokolün belirlediği koşulları karşılayan bir hash bulduğunuzda yeni bloku ağa duyurma hakkına sahip olursunuz. Bu noktada ağın diğer katılımcıları yeni bloku eklemek için kendi blockchain'ini günceller.
Günümüzde büyük kripto paralar için koşulların karşılanması son derece zordur. Ağdaki hash oranı ne kadar yüksekse, geçerli bir hash bulmak da o kadar zor olur. Bu zorluğun amacı blokların çok hızlı bir şekilde bulunamamasını sağlamaktır.
Tahmin edebileceğiniz gibi çok yüksek miktarlarda hash tahmin etmeye çalışmak bilgisayarınız için maliyetli olabilir. Hesaplama döngüsü ve elektrik harcamanız gerekir. Fakat geçerli bir hash bulursanız protokol sizi kripto para ile ödüllendirir.
Şu ana kadar öğrendiklerimizi özetleyelim:
Madencilik zor ve pahalıdır, fakat ağın güvenliğini sağlar.
Geçerli bir blok oluşturmayı başaran madenciler yeni çıkarılan kripto paralar ve işlem ücretleri ile ödüllendirilir.
Geçerli bir hash oluşturmak zaman alır, fakat diğer kullanıcılar hashing işlemini tekrarlayarak hash'in geçerliliğini kolayca kontrol edebilir.
Şimdilik her şey yolunda. Peki, ya hile yapmaya çalışırsanız? Sizi bir dizi sahte işlemi bir araya getirerek geçerli bir hash oluşturmaktan alıkoyan nedir?
Herkese açık anahtar kriptografisi de bu noktada devreye girer. Makalemizde bu konunun ayrıntılarına girmeyeceğiz, fakat Herkese Açık Anahtar Kriptografisi Nedir? başlıklı makalemizden daha fazla bilgiye ulaşabilirsiniz. Kısacası, bir kişinin harcamaya çalıştığı fonları taşıma hakkına sahip olup olmadığının herhangi bir kullanıcı tarafından doğrulanmasına imkan tanıyan bazı etkili kriptografik yöntemler kullanılır.
Bir işlem oluşturduğunuzda, bu işlemi imzalarsınız. Ağdaki herkes imzanızı herkese açık anahtarınızla kıyaslayabilir ve bunların eşleşip eşleşmediğini kontrol edebilir. Ayrıca fonlarınızı gerçekten harcayıp harcayamayacağınızı ve girdilerinizin toplamının çıktılarınızın toplamından yüksek olup olmadığını (yani elinizdeki tutardan daha yüksek bir harcama yapmadığınızı) da kontrol ederler.
Geçersiz bir işlem içeren tüm bloklar ağ tarafından otomatik olarak reddedilir. Hile yapmaya teşebbüs etmeniz bile masraflıdır. Hiçbir ödül almadan kendi kaynaklarınızı harcamış olursunuz.
İş İspatının güzelliği de burada yatar: Hile yapmayı pahalı, dürüst davranmayı ise kârlı bir hale getirir. Sağduyulu tüm madenciler yatırımından getiri elde etmeyi hedefler, dolayısıyla da gelir elde etmelerini sağlayacak bir şekilde davranmaları beklenir.
İş İspatı (PoW) ve Hisse İspatı (PoS) Karşılaştırması
PoW'un dışında pek çok mutabakat algoritması vardır ve en popülerlerinden biri Hisse İspatıdır (PoS). 2011 yılından beri var olan bu kavram Ethereum'da ve diğer birkaç protokolde uygulamaya koyulmuştur.
Hisse İspatı sistemlerinde madencilerin yerine doğrulayıcılar vardır. Madencilik yapılmaz ve hash'leri tahmin etme yarışı yoktur. Bunun yerine kullanıcılar rastgele seçilir ve seçilen kullanıcılar bir blok teklif etmeli ya da diğer bir deyişle "oluşturmalıdır". Blok geçerliyse, bloktaki işlemlerden alınan ücretlerden oluşan bir ödül alırlar.
Fakat her kullanıcı doğrulayıcı olarak seçilemez. Protokol belirli faktörleri dikkate alarak seçim yapar. Seçilebilmeleri için kullanıcıların bir stake'i, yani blockchain'in yerel para biriminden daha önceden belirlenmiş bir tutarda kilitlemiş olması gerekir. Stake, kefalet gibidir: Sanıkları kaçmaktan caydırmak için yüksek miktarda bir ödeme yapmaya zorunlu kılmak gibi doğrulayıcılar da hile yapmamaları için bir stake'i kilitlemeye zorunlu tutulur. Dürüst olmayan bir şekilde hareket ederlerse, stake'lerinin tamamı veya bir kısmı ellerinden alınır.
Hisse İspatı, İş İspatına kıyasla bazı avantajlara sahiptir. Bunlardan en dikkat çekici olanı, daha düşük bir karbon ayak izidir. PoS'ta yüksek güçte madencilik çiftlikleri olmadığı için, tüketilen elektrik PoW'da tüketilene kıyasla çok daha düşüktür.
Bununla birlikte, PoS kendisini PoW kadar ispat etmemiştir. Madencilik, savurganlık olarak algılanabilse de on yılı aşkın bir süredir test edilen tek mutabakat algoritmasıdır. Bitcoin'in PoW'u, kullanıma sunulduğundan bu yana trilyonlarca dolar değerinde işlemi güvence altına almıştır. PoW'un güvenliğine PoS'un rakip olup olamayacağını kesin olarak söylemek için, staking'in uzun vadede gereğince test edilmesi gerekir.
Son Söz
İş İspatı, çift harcama sorunu için ortaya atılan ilk çözümdür ve yıllar içinde hem güvenilir hem de güvenli olduğunu ispat etmiştir. Bitcoin, aynı fonların iki kez harcanmasını önlemek için merkezi birimlere ihtiyacımız olmadığını kanıtlamıştır. Kriptografinin akıllıca kullanımı, hash fonksiyonları ve oyun teorisi sayesinde merkeziyetsiz bir ortamdaki katılımcılar bir finansal veritabanının durumu hakkında fikir birliğine varabilir.
Ek Okumalar
Sorumluluk Reddi: Bu içerik, size hiçbir beyan ve garanti verilmeksizin "olduğu gibi", genel bilgilendirme ve eğitim amaçları doğrultusunda sunulmaktadır. Bu içerik finansal, hukuki veya diğer bir mesleki tavsiye olarak yorumlanmamalıdır ve belirli bir ürün veya hizmetin satın alınmasını önerme amacı taşımamaktadır. Bu konuda uygun mesleki danışmanlardan tavsiye almalısınız. Makaleye bir üçüncü taraf tarafından katkıda bulunulduğunda, ifade edilen görüşlerin katkıda bulunan o üçüncü tarafa ait olduğunu ve Binance Academy'nin görüşlerini yansıtmadığını lütfen unutmayın. Daha fazla bilgi için sorumluluk reddimizin tam metnini buradan okuyabilirsiniz. Dijital varlık fiyatları dalgalanabilir. Yatırımınızın değeri yükselebileceği gibi düşebilir de ve yatırım yaptığınız tutarı geri alamayabilirsiniz. Yatırım kararlarınızın tüm sorumluluğu size aittir ve Binance Academy yaşanacak hiçbir kayıp için sorumluluk kabul etmez. Bu materyal finansal, hukuki veya diğer bir mesleki tavsiye olarak yorumlanmamalıdır. Daha fazla bilgi için Kullanım Koşulları ve Risk Uyarısı bölümlerimize bakabilirsiniz.