İş İspatı (Proof of Work; PoW) Nedir?

Sürekli bu terimi duyuyorsunuz ama ne olduğu konusunda hâlâ hiçbir fikriniz yok, değil mi? Merak etmeyin, yalnız değilsiniz! Bu İş İspatı dedikleri şey de nedir? Burada sade bir şekilde açıklıyoruz.

İş İspatı (Proof of Work; PoW) blok zinciri ağları için bir konsensüs (uzlaşma) algoritmasıdır ve Bitcoin’in temelinde yatan konsensüs modelidir. Bitcoin, PoW kullanımına öncülük etmiş olan kripto paradır.

Teknik terimlerle açıklayacak olursak, PoW algoritmasında elektrik enerjisi dijital blok zinciri “ağırlığına” dönüştürülür ve Bitcoin gibi PoW kullanan blok zincirlerine sahtesi oluşturulamayacak bir değer sağlar. Bunu yaparken de Bizans hatasına dayanıklı (BFT) dağıtılmış bir ağ üreten bir teşvik yapısı kullanır.

Bitcoin’in Nakamoto Konsensüsü

Devamlılığı sayesinde PoW’un başarılı ve sürdürülebilir bir şekilde uygulanabileceğinin başlıca örneği olan Bitcoin’in Nakamoto Konsensüsünün prizmasından bakarak, PoW’u oluşturan mekanikleri daha iyi anlayabiliriz.

PoW konsensüsü, ağda yayınlanacak olan bir sonraki bloku oluşturmak adına, belli bir eşiğin (nonce) altında olan bir değer karşılığında matematiksel bulmacaları çözmeye dayanır. Sonraki bloku oluşturan blok liderleri loto benzeri bir formatla seçilir. Bu seçim, madencilerin işlemi gerçekleştirmek için katkıda bulundukları işlem (hash) gücüne doğrudan bağlıdır. Satoshi Nakamoto’nun Bitcoin whitepaper’ında açıkladığı üzere:

“İş İspatı, çoğunluğu temel alan karar mekanizmasında temsilcilerin belirlenmesi problemini de çözüyor. Çoğunluğu oluşturmak için her IP adresi başına bir oy prensibi benimsenmiş olsaydı çok sayıda IP adresi edinebilecek herkes kendi başına çoğunluğu oluşturabilirdi. İş İspatı mekanizmasının temelinde ise her CPU başına bir oy prensibi bulunuyor. Çoğunluk kararını temsil eden en uzun zincir, aynı zamanda, en fazla İş İspatı çabasını sağlamış olan zincir. CPU gücünün çoğunluğu dürüst node’lar tarafından kontrol edilirse bu dürüst zincir, en hızlı büyüyen zincir olacaktır ve rakiplerinin önüne geçecektir.”

Satoshi Nakamoto’nun whitepaper’ı

En uzun zincir, en çok işi yapmış olan ve en fazla gücü (hash’ler) sağlamış olan zincirdir ve dolayısıyla kolayca tanımlanabilir.

PoW konsensüs modelinde iki ana katılımcı bulunur: madenciler ve full node (tam düğüm) operatörleri.

Madenciler

Madenciler, her 10 dakikada bir oluşturulan yeni blokları üretmek ve ağa yayınlamak için birbirleriyle rekabet eden bir katılımcı piyasasıdır. Her 10 dakikalık raundun sonunda kazanan madenci hem blok ödülünü (an itibarıyla 12,5 BTC) hem de bloktaki işlem ücretlerini alır. Bu sistem, iki sebepten dolayı madencilerin blok üretiminde dürüst davranmalarını teşvik eder.

İlk olarak madenciler, Bitcoin’in madencilik algoritmasını çözmek için pahalı donanım ekipmanlara yüksek miktarlarda yatırım yaparlar. Bu sayede, işlem gücünü sürekli olarak kullanıp tabiri caizse kaba kuvvetle çözümü bulmaya çalışırlar ve bunun için yüksek miktarda elektrik enerjisi tüketirler.

Madenciler kötü niyetli davranır ve madencilik sürecini çökertmeye çalışırlarsa hem Bitcoin’in itibarına zarar veriler hem de donanımlarına yaptıkları yatırımın maliyeti artar. Bunun sebebi, blok ödülü olarak kazandıkları BTC’lerden yatırım getirilerinin (ROI) düşecek olmasıdır ve bu da ikinci sebebi ortaya çıkarır.

Madenciler blok ödüllerini nakit olarak değil, doğrudan BTC olarak alırlar. Bunun sonucunda, gerçek dünyadaki bir kaynak olan elektrik enerjisini BTC üretimine harcarlar ve Bitcoin’in güvenlik modelinin temelindeki, sahtesi oluşturulamayacak değer üretimini desteklerler. Dahası, madenciler BTC üretiminde sade bir itibari parayı (donanım ekipman formunda) değil, gerçek bir kaynağı dönüştürdükleri için blok zinciri de gerçek hayatta geçerli olan bir tür değer kazanmış olur.

Dolayısıyla, Bitcoin üretimi ve ilgili para politikası madencilikle doğrudan bağlıdır. Ağın hash gücü bugünkü ölçülerine ulaşacak kadar büyüdüğü için bunu değiştirmek de neredeyse imkânsızdır. Madencilerin kâr etmek ve faturalarını ödemek adına ellerindeki varlıkların bir kısmını satması gerektiği için, Bitcoin’ler, madencilerden piyasalara Bitcoin’in spot fiyatı üzerinden zarif bir şekilde dağıtılmış olur.

Full node (tam düğüm) operatörleri

PoW modelindeki ikinci ana katılımcı, full node (tam düğüm) operatörleri veya full node çalıştıran sıradan kullanıcılardır. Full node’lar, ağdaki işlemleri ve blokları otomatik olarak doğrulayıp yayınlayan Bitcoin yazılımını çalıştıran yazılım sunucularıdır.

Kriptografik ispatlar ve Bitcoin’in konsensüs kurallarını kullanan full node operatörleri, esas itibarıyla ağın kalbinde yatar ve ağın durumunun nihai doğrulayıcılarıdır. Full node sunucuları, madenci sunucuları da olabilir ve ağdaki geçersiz blok ve işlemler sunucu tarafından reddedilir.

Yüksek enerji tüketen tasarımı ve on-chain işlemlerin gerçekleştirilmesi için düşük performans kapasitesi yüzünden eleştiri alan PoW’la ilgili dikkat edilmesi gereken bazı noktalar da bulunuyor. Örneğin, Bitcoin madenciliğinin büyük bir kısmı yenilenebilir enerjiyle yapılıyor. Enerji tüketimi masraflarını Bitcoin’in toplam değeri ve oluşturduğu zenginlik ile dengelemek son derece karmaşık bir iştir. Yine de PoW, hesaplama ve oyun teorisi tasarımlarında çok büyük bir yenilik olarak öne çıkıyor.

Bitcoin’in PoW modeli esas itibarıyla oyun teorisi teşvikleri, dağıtılmış işlem, sosyal konsensüs, piyasa ekonomisi ve kriptografik ispatların bir araya gelmesiyle oluşturulmuş bir güvenlik önlemidir. Bir blok zincirinin güvenli, sürdürülebilir ve dağıtılmış bir konsensüsle çalışmasını işte bu yenilik sağlıyor. Bitcoin’in neredeyse on yılı aşkın bir süredir var olması, bunun sağlam bir kanıtı.

Bilgi güçtür; öğrenmeye devam edin! Kriptolar ve blok zinciriyle ilgili bilgi edinmekten hoşlanıyorsanız School of Block bölümümüze göz atın Ethereum Layer 2.