Decred'in Hibrit PoW/PoS Konsensüsü Nedir?

Bir blok zincirinin mevcut durumu konusunda katılımcılar arasındaki uzlaşmayı sürdürmek, konsensüs mekanizmasının ana görevidir. Bu mekanizma, yeni işlem bloklarını eklemeye yetkili kişileri belirlemekten sorumludur. Konsensüs mekanizmasının temel amacı zincirin yeniden yazılmasını engellemektir.

Proof of Work (İş Kanıtı) Konsensüsü

Bitcoin gibi blok zincirlerinde kullanılan birincil konsensüs mekanizması saf Proof of Work'tür. Bu mekanizma, madencilerin özel donanım kullanarak matematiksel bir problemin çözümünü tahmin etmelerine ve böylece blok zincirine yeni bloklar eklemelerine izin verir. Bir madenci geçerli bir tahminde bulunduğunda, ağ tarafından kabul edilen bir blok oluşturarak zincire ekleyebilir. Madenciler herhangi bir zincirde madencilik yapabilse de, meşru zincir, ağ tarafından en çok birikmiş Proof of Work ile belirlenir; bu da en çok hash veya tahmin içeren en uzun zincir anlamına gelir.

En Uzun Zinciri Kabul Etme

Ağ, en uzun zinciri meşru zincir olarak kabul etmeye eğilimli olduğu için madenciler uzun zincirde madencilik yapmaya teşvik edilir. Madenciler geçerli yeni bir blok bulduklarında, önceki bloğun üzerine inşa edebilmelerini sağlayacak sonraki blok için bir çözüm bulmaya çalışırlar.

Yeniden Yazma Zorluğu

Blok zincirinin yeniden yazılmasının zorluğu, onun finansal işlem defteri olarak kullanılmasının temelidir. Bir cüzdana coin gönderen bir işlem bir blokta göründüğünde ve üzerine birkaç blok inşa edildiğinde (onaylar), o blokun (ve içindeki işlemin) yeniden yazılma olasılığı düşüktür.

%51 Saldırısı

Saf Proof of Work kripto paralarında, bir varlık dürüst zinciri aşacak kadar hashing gücüne sahipse, en güncel blok yerine eski bir blok üzerinde madencilik yaparak blok zincirini yeniden yazabilir veya yeniden düzenleyebilir. Bu tür saldırıya %51 saldırısı da denir.

Saldırgan, blok X'te coinleri bir borsaya göndererek harcar ve gizlice paralel bir zincir kazmaya başlar. Bu bloklar ağa yayınlanmaz. Gerekli onay sayısı elde edildikten sonra saldırgan coinleri takas eder ve borsadan çeker. Çekim tamamlandıktan sonra saldırgan paralel zinciri yayınlar. Paralel zincir orijinal zincirden daha fazla Proof of Work'e sahipse, ağ tarafından meşru zincir olarak kabul edilir ve orijinal zincirin temsil ettiği tarihçe, saldırganın yatırdığı tutar da dahil olmak üzere, ortadan kalkar. Saldırgan daha sonra coinleri tekrar harcayabilir.

Madencilerle Yönetişim

Madenciler, blokları doğrudan zincire ekleyebilen tek taraf oldukları için saf PoW kripto paralarının yönetişiminde hayati bir rol oynar. Ağın konsensüs kurallarında herhangi bir değişiklik yapılabilmesi için, hash gücünün çoğunluğunun desteği gerekir. Yazılım uyumlu bir şekilde yeni bir kural setini tanıdığında soft forklar mümkün olur; kullanıcılar işlemlerinin uygun şekilde işleneceğini ve bloklara dahil edileceğini bekleyebilir. Öte yandan hard forklar ağı ikiye böler ve madenciler, genelde "en çok Proof of Work'e sahip zincir izlenecek doğru zincirdir" kuralına dayanarak hangi parçanın meşru kabul edileceğine karar verirler.

Proof of Stake (Hisse Kanıtı) Konsensüsü

Proof of Stake konsensüsü, yeni blokları kimlerin ekleyebileceğini ve blok zincirinin mevcut durumunu kimlerin doğrulayacağını belirlemede Proof of Work'e alternatif bir yaklaşımdır. Madencilerin bir problemi çözmek için yarışması yerine, bir sonraki blok üreticisi cüzdanlarda tutulan coin sayısına (veya "stake" edilen miktara) göre belirlenir. Bu güvene dayalı sistem, en yüksek stake'e sahip olanların tüm ağ için sorumlu kararlar alacakları varsayımına dayanır.

“Nothing at Stake” Problemi

PoS enerji yoğun madenciliği ihtiyacını ortadan kaldırır. Ancak önemli enerji harcaması olmaması başka bir soruna yol açar; buna "nothing at stake" (hiçbir şeyin riske girmemesi) problemi denir. Fork durumunda PoS forger'ları, fazladan bir zincirde çalışmanın maliyeti çok düşük olduğu için her iki zincirde de blokları doğrulamaya teşvik edilir ve her iki zincirden de ödül toplayabilirler. Bu, ağ için bir sorundur çünkü tek bir zincir olması gerekir ve tek bir zincirin durumunda uzlaşmak konsensüs mekanizmasının tüm amacıdır.

Token Dağılımı Problemi

Proof of Stake'in bir diğer problemi ise token dağılımıyla ilgilidir. PoW madencilerinin donanım ve elektrik gibi önemli maliyetleri vardır ve bu maliyetleri karşılamak için kazdıkları coinlerin önemli bir kısmını satmak zorunda kalırlar. Sonuç olarak, birçok mined coin piyasada satın alınabilir olur ve madenciler tarafından stoklanmaz. Ancak PoS forger'larının işletme maliyetleri çok düşüktür, bu yüzden ağın bakımı için aldıkları coinleri satma baskısı daha azdır. Büyük sahipler PoS ile paylarını artırma eğilimindedir; blok ödülleri ve işlem ücretleri yoluyla dolaşımdaki coin paylarını büyütürler. Bu durum, ağın fiilen coin sahipleri tarafından işletildiği ve kullanıcıların bu kullanımdan dolayı onlara bir tür kira ödediği bir feodalizme benzetilmiştir. Genellikle doğrudan PoS'e katılmanın mümkün olmadığı bir alt sınır mevcuttur.

Decred’in Hibrit PoW/PoS Yapısı

Decred, PoW ve PoS'yi birlikte kullanan benzersiz bir kripto para olup hibrit bir konsensüs mekanizması uygular. Hibrit sistemlerin amacı, her yaklaşımın zayıflıklarını dengelemek ve her birinin avantajlarını yakalamaktır. "Masternode coin'ler" de hibrit sayılabilir, ancak bu makale masternode veya Proof of Service taklit edenlerden ziyade PoS tabanlı hibrit coin'lere odaklanmaktadır.

Decred'in PoW bileşeni, diğer PoW projelerine benzer şekilde Blake-256 hash fonksiyonunu kullanır. Ancak PoS bileşeni kendine özgüdür. PoS'e katılmak için sahipler DCR'lerini zaman kilidiyle bağlayarak "bilet" satın almak zorundadır ve biletler, sistemin canlı bilet sayısı (40.960) hedeflediği piyasa benzeri bir mekanizma üzerinden alınır. Birisi bilet aldığında, kullandığı DCR, biletinin oy vermesi için sahte rasgele şekilde çağrılana kadar veya bilet süresi dolana kadar kilitlenir. Bu durum PoS için bir fırsat maliyeti oluşturur ve PoS seçmenlerinin oyda çıkarlarının olmasını sağlar; böylece ağın çıkarları doğrultusunda hareket etmeleri teşvik edilir.

PoS katılımcıları, yani paydaşlar, üç ayrı role sahiptir: blok oylama, konsensüs kurallarındaki değişikliklere oy verme ve Politeia Öneri Sistemi aracılığıyla proje düzeyinde yönetim oylaması. Bunlardan ilk olan blok oylama, PoS seçmenlerinin konsensüsün sürdürülmesine en doğrudan katkıda bulunduğu yoldur.

Blok Oylama

Decred'in PoW/PoS hibrit tasarımı, paydaşlara PoW madencileri üzerinde yetki vererek ağın konsensüs kurallarında yapılacak değişiklikleri veto etme imkânı tanır. PoS için doğrulama katmanı, yeni blokların geçerliliğini oylamak üzere rastgele bilet seçilmesini içerir. Bir bloğun geçerli sayılması için seçilen 5 biletten en az 3'ünden oy alması gerekir. PoS seçmenleri cüzdanlarını açık tutar ve oy çağrılarına yanıt vererek karşılığında bir ödül alırlar.

Bir bilet oy vermek üzere çağrıldığında, sahibi bir önceki bloğun normal işlemlerini ya kabul edebilir ya da reddedebilir. En az 3 oy alınmazsa, yeni blok ağ tarafından geçerli kabul edilmez. PoS seçmenleri kötü niyetli veya verimsiz davranışı "hayır" oyu vererek reddedebilir; bu, kötü PoW madencilerinin ödül almasını engelleyebilir. Bu yetki, PoS seçmenlerinin kendi ödüllerinden ayrı olarak korunur; PoW madencileri tarafından bu ödüller ellerinden alınamaz.

Bu PoS katmanı, ağın çoğunluk saldırılarına karşı direncini güçlendirir. Çifte harcama saldırıları, alternatif bir zincirin gizlice kazılmasını gerektirir; oysa Decred'de yeni blokların geçerli sayılması için rastgele seçilen biletlerden giriş alınması gerektiği için bu mümkün değildir. Ayrıca hibrit sistem, bir saldırganın hem PoW hem PoS sistemlerini aşmasını gerektirdiğinden saldırı maliyetlerini artırır. Biletlerin yavaş edinilmesi de saldırganların yeterli gücü kısa sürede toplamasını zorlaştırır.

Her bloğun rastgele seçilen paydaşlar tarafından oylanma zorunluluğu ağın güvenliğini artırır. Ayrıca blok zinciri, herkes tarafından paylaşılarak çıkarılır. Genel olarak Decred'in PoW/PoS hibrit tasarımı, paydaşlara ağ üzerinde önemli kontrol sağlamak ve aynı zamanda saldırılara karşı güvenlik sunmak üzere titizlikle tasarlanmıştır.

Konsensüs Değişikliği Oylaması

PoS paydaşlarına blok zincirinin yönetişimi üzerinde daha fazla kontrol vermek için Decred, konsensüs kurallarına yükseltme onayı sürecini entegre etmiştir. Ağın konsensüs kurallarındaki değişiklikler, bir oylama sürecinden geçip en az %75 oy desteği aldığında uygulanır. Bu süreci başlatmak için belirli bir oranda madenci (%95) ve seçmen (%75), kurallara latent değişiklikler içeren yükseltilmiş yazılımı çalıştırmalıdır. Bir öneri 4 haftalık bir oylama dönemine girer; %75 destek alırsa kabul edilir, aksi takdirde reddedilir. Bir öneri ne süperçoğunluğa ne de basit çoğunluğa ulaşırsa yeniden oylama başlatılır. Bir öneri onaylandıktan sonra kural değişikliği bir ay sonra yürürlüğe girer.

Proje Yönetimi

Decred'in blok ödüllerinin dağılımı, %60'ının PoW madencilerine, %30'unun PoS seçmenlerine ve %10'unun projenin hedeflerini ilerleten açık kaynak yazılım geliştirmesini destekleyen bir Hazinede tutulacak şekilde tasarlanmıştır. Bilet sahipleri, Hazinenin nasıl kullanılacağına, hangi özelliklerin eklenmesi gerektiğine ve Politeia platformu aracılığıyla hangi politikaların oluşturulacağına oy vererek egemenliklerini kullanırlar.

Sonuç

Decred blok zinciri, onu PoS konsensüs grubundaki diğer projelerden ayıran bir PoW/PoS hibrit sistemi kullanır. PoS seçmenleri blok ödülünün yalnızca %30'unu aldıkları için, yalnızca staking yaparak dolaşımdaki DCR paylarını koruyamazlar. Yeni basılan DCR'nin çoğu, ağı güvence altına almaya yardımcı olan PoW madencilerine verilir; bu aynı zamanda saf PoS sistemlerinde görülen "nothing at stake" sorununu çözmeye yardımcı olur. Madenciler işletme giderlerini karşılamak için genellikle aldıkları ödüllerin önemli bir kısmını satmak zorunda kaldığından, piyasada adil bir DCR arzı korunur.

Decred'in blok zinciri mimari olarak benzersiz olsa da, gelecekte hibrit PoW/PoS yaklaşımını kullanan projeler mutlaka Decred'in çerçevesini takip etmeyebilir. Bu, PoS konsensüsünü kullanan projelere benzer şekilde, içinde önemli varyasyonlar olan genel bir gruplamadır.