Proof of Work (İş İspatı, PoA): Bir Devrin Doğuşu

Bugün kripto paralarla ilgilenen çoğu yatırımcı ya da madenci için, çeşitli “Proof of …” mekanizmaları yani ispat türleri karşısında çoğunlukla ne anlama geldiğine dair bir bilinmezlik bulunmaktadır. Aslında bunun nedeni kripto para piyasalarında işlem yapmak için teknik bilgilere ihtiyaç duyulmamasından kaynaklıdır.

Ancak bir piyasada alım satım yaparak kazanç elde etmeye çalıştığımız metaların işleyişine dair daha anlamlı ve bütüncül bilgilere sahip olmak şüphesiz ki elimizde güçlü bir koza dönüşebilir.

Özellikle son zamanlarda giderek artan kripto para yatırımcıları, artık “İş İspatı” (PoW) gibi protokollerin nasıl çalıştığına dair daha hevesli bir öğrenim süreci yaşamaktadır.

Haydi beraber bu PoW nedir ne değildir birlikte inceleyelim.

İçindekiler

1. İş İspatı (PoW) Nedir?
2. İş İspatı (PoW) Nasıl Çalışır?
3. İş İspatı (PoW) Neden Gereklidir?
4. İş İspatı (PoW) Kurucuları ve Tarihçesi
5. İş İspatı (PoW) ve Hisse İspatı (PoS) Karşılaştırması
6. İş İspatı (PoW) Kullanılan Kripto Paralar Nelerdir?

İş İspatı (PoW) Nedir?

İş İspatı (PoW) bazı kaynaklarda “emek ispatı” şeklinde de ele alınmaktadır ancak “work” kelimesinin Türkçe karşılığı çalışma / iş kelimeleriyle daha ilintili olduğu için “İş İspatı” daha doğru bir kullanım olarak göze de kulağa da daha çok hitap eder.

Bilindiği üzere bütün blok zincir teknolojileri, varlık ve verilerin aktarılması esnasında çeşitli mutabakat (konsensus ya da fikir birliği olarak da bilinir) algoritmaları üzerinden işlemektedir.

Bu algoritmaların başında ise Proof of Work gelir.

Mutabakat algoritması denilen sistemler, kripto varlıkların açık kaynak kodlu ve anonim biçimde tutulan kayıt defterlerini daha güvenilir kılmak adına kullanılan yöntemlerdir. İş ispatı ise bu yöntemlerin hem ilk icat edileni hem de en yaygın kullanılanıdır.

İş İspatı (PoW) mutabakatı kısaca herhangi bir dijital para biriminin yer aldığı blok zincir ağlarında bir kullanıcının belirli miktarda coin ya da tokenle aynı işlemi iki kere yapmasını engeller.

Peki iş ispatı (PoW) nasıl çalışır? Sonraki başlıkta, detaylarıyla bu soruyu cevaplamaya çalışacağız.

İş İspatı (PoW) Nasıl Çalışır?

İş ispatının nasıl çalıştığını anlamak için öncelikli amacını bilmemiz büyük önem taşır.

Bu doğrultuda bu mutabakat algoritmasının “çift harcama” denilen bir hatanın önüne geçmek için üretildiğini bilmek gereklidir.

Bu durum bize kriptografi ve dijital paraların hatta bütün blok zincir projelerinin bir soruna çözüm amacıyla ortaya çıktıklarını bir kez daha net biçimde hissettirir.

Bu nedenle önce “çift harcama” nedir sorusunu cevaplamak arkasından aktarılacak Proof of Work algoritmasının çalışma prensiplerini anlamayı kolaylaştıracaktır.

Kemerlerinizi bağladıysanız kripto teknolojilerinin en esaslı düşmanı “çifte harcama tehlikesi” nasıl bir tehdit oluşturuyor öğrenelim.

Çift Harcama Nedir?

Çift harcama, kripto dijital varlıklar ekosistemi içindeki potansiyel olarak en temel problemlerin başında gelir. Çift harcama sorununu şu maddelerle anlayabiliriz:

• Bu konsept aslında bir parayı iki kere harcama durumuyla benzetilebilir.
• Öncelikle belirtmek gerekir ki; bu konuda daha detaylı bir perspektif isteyen okuyucularımız “çift harcama nedir?” makalemize göz gezdirebilir.
• Bir kripto paranın eş zamanda iki farklı alıcıya harcanması bir değerindeki bir metanın iki katının olmayan bir şekilde görünmesine neden olur.
• Bu sorun adına gerekli önlemler uygulanmaz ise problemin devam ettiği protokol köklerinden hasar alır.
• Keza ağdaki katılımcı ve kripto kullanıcıları kendilerine gelen paranın daha önce başka bir yere harcanıp harcanmadığından emin olamazlar.
• Fırına gidip bir ekmek aldığınızda fırıncı sizden aldığı parayı dükkân kasasına koyar ve bu parayla başka bir harcama yapamazsınız.
• Ancak kripto gibi sanal para sistemlerinde özellikle gecikmeler nedeniyle bu bir olasılıkdır.
• Tam da bu nedenle tamamen ve sadece verilerden oluşan kripto paraların, başka kişiler tarafından kopyalanmasını ve başka cüzdanlara harcanmasının önüne geçmek gerekir.  
• Aksi takdirde bahsi geçen coin ya da token ekosistemi süratle dağılacaktır.
• Bu noktada yardımımıza PoW çalışma prensipleri koşar.

İş İspatı (PoW) Çalışma İlkeleri

Mutabakat algoritmaları başta olmak üzere kripto piyasalarındaki projelerin teknik çalışma ilkeleri çoğu zaman yatırımcılar için karmaşık görünebilmektedir.

Ancak PoW’un nasıl çalıştığını anlamak için bilgisayar ya da yazılım mühendisi olmanız gerekmez:

• Proof of Work yatırımcıların ödeme hakkı bulunmayan kripto paraları harcamamalarını garanti eder.
• Bir iş ispatı mutabakatı hem kriptografinin hem de “game theory’nin” sentezi yoluyla herhangi birinin ekosistem kuralları çerçevesinde blok zincir ağının güncellemesine imkân tanır.
• Blok zincir ağlarında işlemler tek tek kayıtlanmak yerine bloklar haline getirilir.
• İşlemler ağa bildirilir ve blok üreten madenciler sonrasında bu işlemleri bir aday bloğa dahil eder.
• İşlemler sadece aday bloğun doğrulanmış bir blok haline gelmesinin yani blok zincire katılmasından sonra geçerli sayılır.
• Ancak çoğumuzun bilgidiği gibi bir blok zincire yeni bir blok eklemek pek maliyetli bir iştir.
• Bu noktada PoW, blok üreten katılımcının (madencinin) bu ayrıcalık adına kendi kaynaklarının bir bölümünü harcamasını gerektirir.
• Bu kaynaklar, hesaplama gücünü ortaya çıkarır ve blok ekleme bulmacasına bir çözüm üretene kadar blok verilerini hash etmek için kullanılır.
• Blok verisini hash etmek, bir blok hash'i oluşturmak için veriyi hash fonksiyonundan geçirmek anlamına gelir.
• Blok hash'i bir “parmak izi” niteliğindedir, böylece her veri girişiniz bir noktada kimlik görevi görür ve her blok için eşsizdir.
• Blok hash'ini ters döndürerek veri girişine ulaşmak hemen hemen olanaksızdır.
• Lakin bu veri girişinin biliniyor olması halinde hash'in doğru olup olmadığını onaylamak oldukça kolaydır.
• Bu evrede veriyi fonksiyona girmeniz ve çıktının aynı olup olmadığını kontrol etmeniz yeterli olacaktır.

Bütün bu çalışma prensipleri; bizi farklı görünen ama doğrudan ilintili başka bir bağlama götürür.

Blok Madenciliğinin İncelikleri

İş ispatı (Proof of Work, PoW) mutabakatında, giriş yaptığınız verilerin hash değeri spesifik şartları tam olarak sağlamalıdır.

Ancak bu değere ne şekilde ulaşabileceğinizi bir kullanıcının önceden tahmin etmesi mümkün değildir. Bu durum bazı yüksek nitelik gerektiren işlemlere ihtiyaç duyar:

• Blok madenciliği en nihayetinde bir tahmin oyunundan ibarettir.
• Veriyi bir hash fonksiyonuna tabi tutmak ve hash'in gerekli şartları sağlayıp sağlamadığını kontrol etmek bu noktada tek seçenektir.
• Eğer şartları sağlamıyorsa değişik ve yeni bir hash elde etmek için girilen verilerde ufak bir değişiklik yapmanız çıktıyı tamamen değiştirecektir (tek bir karakteri bile değiştirseniz).
• Birçok karakterden oluşan veri girdilerinde bir noktanın bile eklenmesi ya da çıkarılması sonucu tahmin edilemez biçimde etkiler.
• Ağ katılımcıları çoğunlukla eklemeyi düşündükleri bütün işlemleri ve diğer önemli verileri alarak, hepsini hash eder.
• Lakin veri setinin tamamen değiştirilemeyeceğinden kaynaklı olarak değişebilecek yeni bir veri daha eklenmelidir ve ekleyeceğiniz değişken veriye nonce adı verilir.
• Öteki türlü sonuç olarak sürekli aynı hash'i elde edersiniz.
• Bu verideki karakterleri her denemede değiştirebilir bu sayede her defasında farklı bir hash elde edebilirsiniz.
• Bütün bu süreçler kısaca madencilik (mining) dediğimiz eylemlerin özünü oluşturur.
• Nihayetinde protokollerin gerektirdiği şartları sağlayan bir hash ürettiğinizde, yeni bloğu bütün blok zincir ağına duyurma hakkına sahip olursunuz.
• Sonrasıda blok zincir ağının öteki katılımcıları da yeni bloğu eklemek için kendi blok zincirlerini günceller.

Madencilik Adına Bazı Dezavantajlar

Bir zamanlar yeteri kadar arz edilmemiş kripto paraların madenciliği hem kolay hem de oldukça kazançlı olabilmekteydi.

Ancak neredeyse on beş yılı devirdiğimiz madencilik sektörü ve faaliyetleri artık bazı dezavantajlara ve kısıtlılıklara da sahiptir:

• Günümüzde başlıca dijital paraların (BTC, ETH) blok üretimleri adına şartları sağlamak giderek daha da zor ve külfetli bir iş haline gelmiştir.
• Bir ağ üzerinden üretilen coin ve tokenlerin arzı, yükselen hash oranlarıyla paralel ilerler.
• Arz ve hash oranları ne kadar yüksek olursa, kontrol sonucu onaylanacak bir hash bulmak da o kadar zorlaşır.
• Sistemin bu niteliği, blok zincir için yeni blokların bulunmasını oldukça yavaşlatır.
• Anlaşılabileceği üzere yüksek miktarlarda hash tahmini üretme en önce bilgisayarınız için masraflıdır.
• Üst seviyelerdeki işlemci gücü ve hesaplama döngüsü, elektrik ve diğer enerji maliyetlerini arttırır.
• Bu noktada geçerli bir hash bulduğunuzda alacağınız kripto para ödüllerinin maliyetlerinizden yüksek olması zarar etmemeniz için en önemli noktadır.

İş İspatı (PoW) Neden Gereklidir?

İş ispatı neden gereklidir anlamak için bir ilkokul problem şematiği çok faydalı olabilir:

• Mesela üç arkadaşın aralarındaki para alışverişini tuttukları bir kayıt defteri düşünün.
• Bahsi geçen üç arkadaşın isimleri; Zeynep, Ayşe ve Mehmet olsun.
• Bu üç arkadaş birbirlerine her para verdiklerinde bu deftere kayıt tutuyor olsunlar.
• Bu deftere Zeynep, Mehmet’e beş TL verdi gibi işlemleri net şekilde işliyorsunuz.
• Bu sistem aranızdaki değer transferlerinin kayıtı için yeterli olabilmektedir.
• Ancak üç kişiye yeterli olan bu defteri bin kişilik bir varlık ekosisteminde tutmak ne kadar mümkün olacaktır?
• Ayrıca karşılıklı transfer edilen değer tek bir çeşit ve sınırlı arza sahipse, bir süre sonra işlemleri şu şekilde kaydetmeniz gerekir: “Mehmet daha önce Zeynep’ten aldığı 5 TL ile Ayşe’ye ödeme yaptı.”

Arkadaş grubu arasında güvenilir kabul edebileceğiniz bu iptidai yöntemi bin kişilik bir kalabalıkla kimin kime ne kadar para verdiği konusunda yönetemeyebilirsiniz.

En nihayetinde kötü niyetli kişiler para vermeden ya da almadan deftere not yazarak olmayan paralarla kazanç sağlamaya çalışabilir.

Bunun güvenilir bir yönetişime tabi olması için blok zincir kayıt defteri teknolojisi yardıma koşar, Proof of Work algoritması işte tam da bu noktada bir gereklilik olarak doğar.

Blockchain Kayıt Defteri

Şimdi üç değil, bin değil, on binlerce kişilik bir kripto ekosistemi düşünün.

Bu noktada hiçbirimiz tanımadığımız bir yabancıya para transferlerinin kayıt altına alınması hususunda güvenemeyiz. Hele ki anonimse!

Blok zincir kayıt defterinin o hep övünüldüğü merkezi olmayan yapısı ve açık kaynak kodları bu yukarıda arkadaşların kullandığı not defterinin devasa bir veri tabanına dönüşmesini mümkün kılmıştır.

Artık bir X kişisi daha önce harcadığı kriptoları, kayıt defterini kimse okumaz edasıyla başkasına da gönderemez. Bu noktada blok zincir ağı katılımcılarının hepsi bu kişideki kripto sayısını ve daha önce yaptığı işlemleri veri tabanında görür ve işlemi onaylamaz.

Haliyle not defterine işlenmeyen bu işlem geçersiz sayılacaktır.

İş İspatı (PoW) Kurucuları ve Tarihçesi

Önceden de değindiğimiz gibi BTC (Bitcoin) ile popüler olan ve tanınan “İş İspatı (PoW) mutabakat algoritmasını kim icat etti?” sorusu teknolojik inovasyon peşinde koşan yeni nesil mucitlerin emeğine saygı göstermek için gereklidir.

Doğrusu 2009 gibi yakın bir tarihten çok çok daha önceleri, çoğumuzun evinde ne akıllı telefonlar ne internet hatta ne de bir bilgisayar bile yokken 1993 yılında ortaya atılan bu konseptin fikirsel mucitleri Cynthia Dwork ve Moni Naor isimleridir.

Dwork, Amerikan vatandaşı ve Harvard mezunu bir kriptografi uzmanı ve bilgisayar mühendisi akademisyendir.

Naor ise İsrail asıllı ve California Üniversitesi doktarsına sahip bir bilgisayar mühendisidir ve halen Weizmann Bilim Enstitüsünde profesördür.

Bu ikilinin muhteşem makaleleri ise “Pricing via Processing, Or, Combatting Junk Mail, Advances in Cryptology" ismiyle CRYPTO92 dergisinin Lecture Notes in Computer Science isimli bahar sayısında yayınlanmıştır.

İş İspatı (PoW) Gelişimi

Yukarıda bahsedilen iki akademisyen bu mutabakat algoritmasını bulmuş olsalar da PoW ismi ve gelişimi daha sonraları gerçekleşmiştir.

• Bu konsensus mekanizmasına İş İspatı (Proof of Work) ismini bulanlar ise Markus Jakobsson ve Ari Juels isimleridir.
• 1999 yılında yayınladıkları Communications and Multimedia Security dergisi bünyesindeki “Proofs of Work and Bread Pudding Protocols” makalesinde kullandıkları terim bugüne kadar süre gelmiştir.
• İş İspatı (PoW) ilk kullanımı ise bir varlık birimine değer kazandırmak gayesiyle Solomon Adaları’nda kullanıma sokulan shell money projesinde gerçekleşmiştir.

İş İspatı (PoW) ve Hisse İspatı (PoS) Karşılaştırması

İş İspatı (PoW) giderek popüler hale gelen ve kripto paralar için adeta olmazsa olmaz bir yöntem olan mutabakat algoritmaları içinde ilk zamanlarda tek altenatifti. Ancak kısa sürede birçok farklı fikir birliği algoritması daha türedi.

PoW dışında en çok bilinen bu mutabakat algoritması ise Hisse İspatı’dır (Proof of Stake, PoS). “Hisse İspatı (PoS) Nedir?” makalemizi diğer algoritmalar hakkında bilgi almak isteyen okuyucularımıza şiddetle tavsiye ederek bu iki farklı sistemin karşılaştırmasına geçebiliriz.

• İş ispatında (PoW) sisteminde madenciler ödül için başa çıkılması zor bulmacaları çözmeye gayret gösterirler. Yani PoW’da ana dinamik madencilerdir.
• Hisse ispatı (PoS) ise madencilerin yerine doğrulayıcılar(onaylayıcılar) niteliğindeki katılımcıları kullanır.
• İlkinde mining seçeneği varken ikincisinde yoktur.
• PoS içinde madencilik faaliyetleri bulunmadığında hiçbir katılımcı tahmin çalışması yürütemez. Random seçilen katılımcılar, seçildikleri takdirde blok eklemeyi önermek durumundadır.
• Eğer önerdikleri blok onaylanırsa, madencilikteki gibi blok işlemlerinden oluşan ücreti ödül olarak alırlar.
• Bu doğrultuda İş İspatı (PoW) yöntemi madenciler herhangi bir şekilde belirli bir varlık ya da kripto para kilitlemeyi zorunlu kılmaz.
• Ancak Hisse İspatı (PoS) doğrulayıcıların her birinden çeşitli miktarda varlıklarını teminat olarak kilitlemelerini ister.
• Madencilik (PoW içinde) her blok zincirde aşağı yukarı aynı işlerken doğrulayıcılık (PoS içinde) her blok zincir ekosisteminde farklı gereklilikler içerebilir.
• Yani PoW daha sabit PoS daha değişken nitelikte birer protokoldür.
• İş İspatı (PoW) büyük oranda ölçeklendirilebilirlik ile fayda sağlar.
• Hisse İspatı (PoS) ise daha çok üst düzey işlemci gücü gerektirmediği için işlemlerde avantajlıdır.
• Bu nedenle PoS çok daha az karbon salınımına sahip daha çevreci bir seçenektir.
• Ancak PoW ise çok daha kapsamlı ve geliştirilmiş bir geçmişe sahiptir.
• Son kertede PoW güvenlik açısından neredeyse milyonlarca kez denenmiş bir protokol iken PoS yeni olmasından kaynaklı olarak çeşitli güvenlik zaafiyetleri içerebilir.

İş İspatı (PoW) Kullanılan Kripto Paralar Nelerdir?

İş İspatı (PoW) aslında mutabakat algoritmalarının öncülü ve kralıdır. Neden mi?

Çünkü kripto paralar arasında en meşhur ve değerli olanlarının çoğu bu Proof of Work algoritmasını kullanır.

PoW ile çalışan kripto paraları piyasadaki hacim büyüklüklerine göre büyükten küçüğe şu şekilde sıralayabiliriz:

• Bitcoin (BTC)
• Ethereum (ETH)
• Dogecoin (DOGE)
• Litecoin (LTC)
• Monero (XMR)
• Ravencoin (RVN)

Ayrıca unutulmamalıdır ki PoW kullanan bir blok zincir ağında yaşanan sert çatallanmalar (hard fork) sonrası ortaya çıkan bütün paralel coin ve tokenler de PoW kullanmaya devam ederler. Bu noktada başta Bitcoin’den ayrılanlar olmak üzere PoW kullanan bazıları şöyle listelenebilir:

• Bitcoin Cash (BCH)
• Wrapped Bitcoin (WBTC)
• Ethereum Classic (ETC)
• Bitcoin SV (BSV)

Artık kripto paraların arkasındaki teknolojiyi daha iyi anlayabilirsiniz, ancak unutmayın dünya çapında tanınan bir yazılımcı bile olsanız, bir ürünün (ki burada coin ya da token oluyor) üretilmesi ve transfer prensiplerini tamamen bilmek onun alınıp satıldığı piyasalarda kazanmayı garantilediğiniz anlamına gelmez.

Piyasa koşulları teknolojiden çok yatırımcı psikolojisi ve fiyat hareketleriyle ilgilidir.