Blokzincir Uzlaşı Algoritmaları Açıklandı

Blokzincirler, dağıtık bir ortamda kullanıcılar veya makineler arasında koordinasyonu kolaylaştıran uzlaşı algoritması olarak bilinen kritik bir mekanizmanın geliştirilmesiyle mümkün hale geldi. Bu algoritmanın temel işlevi, sistemdeki tüm ajanların bazı ajanlar başarısız olsa bile tek bir doğruluk kaynağı üzerinde anlaşmasını sağlamaktır. Bu hata toleransı, sistemin başarısı için elzemdir.

Tek bir varlığın sisteme tam kontrol uygulayıp dilediği gibi değişiklik yapabildiği merkezi bir düzenin aksine, merkeziyetsiz bir format önemli bir zorluk sunar. Örneğin dağıtık bir veritabanı söz konusuysa, hangi kayıtların eklenmesi gerektiği konusunda nasıl anlaşacağız?

Cevap, birbirine güvenmeyen yabancıların bile uzlaşabileceği karmaşık bir yönetişim sistemi geliştirmekte yatıyor. Bu zorluğun aşılması, blokzincirlerin gelişiminde önemli bir dönüm noktasıydı; blokzincirler, sistemin bütünlüğünü sağlamak için uzlaşı algoritmalarına dayanır.

Kriptoda Uzlaşı Algoritmaları

Blokzincir, kripto paraların veritabanı olarak hizmet eder ve kullanıcıların bakiyelerini kaydeder. Çelişkili bilgiyi önlemek için ağdaki tüm düğümlerin veritabanının aynı bir kopyasını tutması gerekir; aksi takdirde kripto para ağının tamamının amacı sarsılır.

Kamu anahtarlı kriptografi, kullanıcıların birbirlerinin coinlerini harcamasını engellemek için kullanılır. Bununla birlikte, fonların zaten harcanıp harcanmadığını ağ katılımcılarının belirleyebilmesi için hâlâ tek bir doğruluk kaynağına ihtiyaç vardır.

Bitcoin’de katılımcıları koordine etmek için yaratıcısı Satoshi Nakamoto bir Proof of Work (PoW) sistemi önerdi; bunu birazdan açıklayacağız. Ancak ondan önce uzlaşı algoritmalarının ortak özelliklerine bakalım.

İlk olarak, blok eklemek isteyen doğrulayıcıların hileli davranışı caydıran bir teminat sağlaması gerekir. Teminat, hesaplama gücü, kripto para veya itibar olabilir. Hile yaparlarsa teminatlarını kaybederler. Bir ödül mevcuttur; bu ödül protokolün yerel kripto parasından oluşur ve diğer kullanıcılar tarafından ödenen ücretler, yeni oluşturulan kripto para birimleri veya her ikisinin kombinasyonu olabilir.

Son olarak, şeffaflık hileyi tespit etmek için hayati öneme sahiptir. Doğrulayıcıların blok üretmesinin maliyetli, ancak diğerlerinin bunları doğrulamasının ucuz olması gerekir. Bu, doğrulayıcıların normal kullanıcılar tarafından denetlenmesini sağlar.

En Yaygın Uzlaşı Algoritmaları

Proof of Work

Proof of Work, Bitcoin ile popülerleşen fakat uzun zamandır var olan eski bir uzlaşı algoritmasıdır. Bu algoritma, madenciler olarak adlandırılan doğrulayıcıların zincire eklemek istedikleri veriyi belirli bir çözüme ulaşana kadar hashlemelerini gerektirir. Hash, veri bir hash fonksiyonundan geçirildiğinde oluşan harf ve rakam dizisidir ve küçük bir detayın bile değişmesi tamamen farklı bir çıktı üretir.

Proof of Work protokolü, bir bloğu geçerli kılan koşulları belirler. Örneğin, hash'i 00 ile başlayan bir blok geçerli sayılabilir. Bu kriterlere uyan bir blok oluşturmak için madencilerin girdileri kaba kuvvetle denemesi, veri parametrelerini doğru hash'i elde edene kadar değiştirmesi gerekir. Büyük blokzincirlerde çıta çok yüksektir ve madencilerin rekabet edebilmek için çok sayıda özel hashing donanımı ve elektrik tüketimine ihtiyaçları vardır.

Proof of Work sisteminde madenciler, madencilik için gereken makineler ve elektriğin maliyeti şeklinde bir teminat sağlar. ASIC'ler veya özel madencilik donanımları pahalıdır ve kripto para madenciliği dışında bir kullanım alanı yoktur. Ancak madencilik, yeni bir bloğu başarılı şekilde ekleyenler için önemli ödüller getirebilir.

Ağın bir madencinin geçerli bir blok oluşturup oluşturmadığını doğrulaması kolaydır. Doğru hash'i elde etmek için trilyonlarca kombinasyon denemiş olsalar bile, ağın veriyi fonksiyondan bir kez geçirmesi yeterlidir. Veri geçerli bir hash üretiyorsa madenci ödülü alır; aksi takdirde ağ bloğu reddeder.

Proof of Stake

Proof of Work'e alternatif olarak önerilen Proof of Stake (PoS), Bitcoin'in erken dönemlerinde ortaya atılmıştır. Bu yöntem, özel donanım, devasa enerji tüketimi ve madencilere olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Bunun yerine, staking için uygun olmak üzere belirli bir miktarda kripto para tutmayı gerektirir.

Uygun hale gelen stake eden kişi fonlarını bir cüzdanda kilitler ve diğer doğrulayıcılarla bir sonraki bloğa hangi işlemlerin gireceği konusunda anlaşır. Protokol daha sonra bir bloğu seçer ve seçilen bloğa sahip doğrulayıcı, teminatına göre işlem ücretlerinin bir kısmını alır. Kilitlenen fon ne kadar fazla olursa kâr da o kadar artar. Hile yapıldığında teminatın bir kısmı veya tamamı kaybedilir.

Saf Proof of Stake yalnızca daha küçük kripto paralarda kullanılmıştır ve PoW'ye gerçek bir alternatif olup olmadığı belirsizdir. Genel olarak, doğrulayıcı ödülü olarak yeni oluşturulmuş coinler yoktur. Bu nedenle blokzincirin yerel para birimi başka yollarla verilmelidir; örneğin ilk dağıtım (ICO veya IEO) yoluyla veya protokol PoW ile başlatılıp daha sonra PoS'ye geçilerek.

PoS'ye geçiş, oyun teorisi ve finansal teşviklerin bir oyun alanıdır. Sadece canlı bir ağda uygulanabilir olacaktır; çünkü bir PoS sistemini "hack"leyebilecek bilgiye sahip olan herhangi biri ancak bundan kazanç sağlarsa böyle bir şey yapar.

Diğer Uzlaşı Algoritmaları

Proof of Work ve Proof of Stake dışında çeşitli uzlaşı algoritmaları vardır. Bu alternatiflerin her birinin kendi artıları ve eksileri bulunur. İşte bazıları:

• Delayed Proof of Work
• Leased Proof of Stake
• Proof of Authority
• Proof of Burn
• Delegated Proof of Stake
• Hybrid PoW/PoS Consensus

Sonuç

Uzlaşı mekanizmalarının kullanımı, dağıtık sistemlerin çalışması için hayati öneme sahiptir. Bitcoin'in en önemli yeniliğinin, kullanıcıların ortak bir gerçekler seti üzerinde anlaşmasını sağlayan Proof of Work'in tanıtımı olduğu yaygın şekilde kabul edilir.

Uzlaşı algoritmaları, geliştiricilerin dağıtık bir ağ üzerinde kod çalıştırmasını mümkün kılan dijital para sistemleri ve blokzincirlerin temelidir. Bunlar blokzincir teknolojisinin temel bileşenidir ve mevcut ağların uzun vadeli yaşayabilirliği bunlara bağlıdır.

Proof of Work hâlâ en yaygın uzlaşı algoritmasıdır ve henüz ondan daha güvenilir veya daha güvenli bir alternatif ortaya çıkmamıştır. Buna rağmen PoW'yi değiştirmeye yönelik yoğun bir araştırma ve geliştirme çabası vardır ve önümüzdeki yıllarda daha fazla alternatifin ortaya çıkması muhtemeldir.