30 Eylül 2022

PoS, PoW ve Bilmediğiniz 12 Diğer Blok Zinciri Protokolü

Fikir Birliği (Consensus) Nedir?

Geniş anlamıyla ifade edecek olursak, fikir birliği, tarafların her birinin üzerinde hemfikir olduğu bir anlaşmadır. Fikir birliği, genel olarak demokrasi ve merkezsizleşmenin, özel olarak ise dağıtık kayıt teknolojisinin anahtarıdır. BTC’ye bakalım: Her ne kadar esrarengiz kurucusu Satoshi Nakamoto olsa da, Satoshi Nakamoto’nun topluluk üzerinde hiçbir etkisi bulunmamaktadır. Tıpkı blok zinciri gibi Bitcoin de tamamen şeffaf ve açık olmakla birlikte ağdaki tüm düğümler eşittir.

Kriptografi bağlamında kullandığımız dar anlamıyla ise fikir birliği, bir karar alma prosedürüdür. Fikir birliğinin amacı, ağdaki tüm katılımcıların yeni bir bilgi, bir veri bloğu veya bir işlem grubu ekledikten sonra mevcut durumları konusunda hemfikir olmalarını sağlamaktır. Diğer bir ifadeyle, fikir birliği protokolü zincirin doğru olmasını sağlarken aynı zamanda dürüst birer katılımcı olarak kalmaları için de teşvikler sağlar. Sistemin tamamının tek bir kişi tarafından kontrol edilmesini önlemek açısından önemli bir yapı olmakla birlikte, herkesin ağ kurallarına uymasını sağlar.

Blok zinciri protokolüne kısa bir bakış

Protokol bir kurallar bütünüdür.

Protokol:

Çevrimiçi işlemlerin uygulanabilirliğini sağlamaya,
Çifte harcama olasılığını ortadan kaldırmaya,
Katılımcıların hile yapmamasını sağlamaya yarar.

Blok zinciri protokolü:

Deterministik mantıksal kuralları,
Güvenlik için bir temel olarak kriptografi ve şifrelemeyi,
Ağ protokolünü desteklemeye yönelik sosyal teşvik bütünüdür.

Haydi gelin günümüzde hangi blok zinciri protokollerinin mevcut olduğuna, nerelerde kullanıldıklarına ve bunların artı ve eksilerinin neler olduğuna bir göz atalım.

Sorumluluk Reddi: Bu makale, en doğru bilgileri sağlamak üzere tamamlanacak ve düzenlenecektir.

Sektörün mastodonlarıyla başlayalım. İş İspatı (Proof of Work ) (PoW) ve Hisse İspatı (Proof of Stake) (PoS), çoğunlukla diğer modern fikir birliği protokolleri için prototip görevi gören öncül protokollerdir.

İş İspatı (Proof of Work – PoW)

Prensip: Çözüm bulmak zor olabilir, ancak sonucu kontrol etmek kolaydır.

Performans: Düşük

DLT Ortamı: Halka açık blok zinciri

Tamamlama: Olasılıksal

Kullanım Örneği: Bitcoin, Ethereum, Litecoin

Bitcoin blok zinciri, büyük ihtimalle en çok kopyalanan blok zinciri protokolüdür. Buradaki işlemler çok sayıda düğüm tarafından PoW fikir birliği algoritmasına uygun olarak onaylanır. Katılımcının yeni bir blok ekleyebilmesi için belirli bir işi yaptığını kanıtlaması gerekmektedir. Daha açık olmak gerekirse, belirli kurallara uyan bir hash (kriptografik özüt) bulma gibi çok zor bir görevi üstlenir. Doğru kombinasyonu bulabilen ilk şanslı kişi, zincire bir blok ekleme fırsatını elde eder.

Dolayısıyla PoW’a katılmak beraberinde bilgi işlem kaynaklarının maliyetini getirmektedir, ancak katılımcıların birbirlerine kesinlikle güvenmedikleri bir ortamda uygulanabilmesi büyük avantaj sağlar. İzin gerektirmeyen -izinsizdir- bir blok zinciri olduğundan dolayı isteyen herkes ağa katılabilir. Öte yandan, eşler arası ölçeklenebilirlik yüksek olsa da işlem oranı düşük kalmaktadır.

Bir diğer sorun ise ağ üyelerinin motivasyonudur – üyeler genellikle adaleti sağlamaktan ziyade zengin olmak için ağa katılırlar. Zaman içinde madencilik ücretlerinin, gelecekte ise komisyonların düşürülmesi ağ güvenliğini büyük ölçüde etkileyebilir.

Hisse İspatı (Proof of Stake – PoS)

Prensip: Ağ, blok oluşturma yetkisi için kendi kaynaklarını teminat olarak gösteren doğrulayıcıya güvenir
Performans: Yüksek
DLT Ortamı: halka açık / Özel blok zinciri
Tamamlama: Olasılıksal
Kullanım Örneği: NXT, Tezos, çok yakında Ethereum

PoS’un teknik açıdan özelliği, karmaşık ve gereksiz hesaplamaların bulunmamasıdır. Ağ katılımcıları başkalarıyla rekabet etmek yerine, Ethereum’daki Ether (Ethereum) gibi kripto varlıklarını teminat olarak göstererek yeni bir birim oluşturmak için seçilmelerini beklerler.

Bu noktada katılımcılar, sistemin coinlerine kendileri sahip olduklarından güvenlikle ilgilenmektedirler. Algoritma, kendisine ait olan hisseye dayalı olarak bir doğrulayıcı seçer. Yani katılımcının %5 oranında bir hissesi olması durumunda işlemlerin %5’i kontrol edilecektir. Buradaki ana fikir, kripto paranın dayandığı doğrulayıcının payı ne kadar yüksekse, doğrulama sürecini manipüle etmeye olan ilgisinin de o kadar az olacağıdır.

Tıpkı PoW algoritmasında olduğu gibi, PoS’ta da bir işlemin tamamlanması olasılıksaldır. İşlemlerin Bitcoin ağındaki işlemlere kıyasla nispeten hızlı olmasına rağmen, bunun için de yine tokenlara ihtiyaç duyulmaktadır. Öte yandan konuya şüpheyle yaklaşanlar, büyük hisselere sahip doğrulayıcıların daha sık seçileceğine ve dolayısıyla daha fazla token alacağına dikkat çekmektedirler. Yani bu durumda zenginler daha da zenginleşmektedir.

Yetkilendirilmiş Hisse İspatı (Delegated Proof of Stake -DPos)

Prensip: Katılımcılar yeni bloklar oluşturmak üzere az ve sabit sayıda seçilmiş doğrulayıcıyı yetkilendirir.Rekabet yüksektir ancak oldukça karlıdır.

Performans: Yüksek

DLT Ortamı: Halka Açık/Özel Blok Zinciri

Tamamlama: Olasılıksal

Kullanım Örneği: EOS,BitShares

Yetkilendirilmiş Hisse İspatı (DPoS), doğrulayıcı sayısını azaltmak suretiyle blokların yüksek hızda oluşturulmasını ve saniye başına daha fazla işlem yapılmasını sağlar. Coin sahipleri, oylama sırasında blokları oluşturmak üzere doğrulayıcıları seçerler. Verilen her bir oyun ağırlığı, seçmenin varlıklarının toplamı üzerinden belirlenir. Coin sahipleri istedikleri zaman onaylayıcılar için oy kullanabilirler. Bu da ağın yüksek düzeyde esnekliğe sahip olmasını sağlamaktadır. İcracıların çoğunluğunun başarısız olması halinde, topluluk anında bunları değiştirmek üzere oy kullanacaktır.

Yeni bloklar her 1-2 saniyede bir oluşturulur. “Yetkilendirilmiş” doğrulayıcı daha sonra tokenları seçmenleriyle paylaştığından dolayı bu protokol PoS’a kıyasla daha hızlı ve adildir. Yine de, bitmiş blokları onaylama görevi hala ağın diğer tüm üyelerine aittir.

Etkinlik İspatı (Proof of Activity – PoA)

Prensip:PoW ve PoS protokollerinin birleşiminden oluşur, yani katılımcılar blokları doğrulamak için madencilik yapabilir ya da hisse yatırabilir.

Performans: Düşük

DLT Ortamı: Halka açık

Tamamlama: Olasılıksal

Kullanım Örneği: Decred

Konum İspatı (Proof-of-Location – PoL)

Prensip: Senkronize durumdaki bir düğümü fark etmek ve ardından varlığını geçici bir damga ile işaretlemek amacıyla beacon’lar kullanılır.

Performans: Orta

DLT Ortamı: Halka açık

Tamamlanma: Derhal

Kullanım Örneği: FOAM, Platin

Konum İspatı (PoL), kullanıcıların belli bir GPS konumunu güvence altına alarak ağ üzerindeki kimliklerini doğrulamalarını sağlar. Bu blok zinciri protokolü enteresan bir şekilde, coğrafi konum ve zaman imlerini blok zincirine kaydederek sistemdeki aksaklıkları ve sahtekarlıkları önleyen BFT beacon’larına dayanmaktadır.

Önem İspatı (Proof-of-Importance – PoI)

Prensip: Tıpkı PoS gibidir, ancak sıralamanızı etkileyen başka özellikleri de vardır.

Performans: Yüksek

DLT Ortamı: Halka açık

Tamamlama: Olasılıksal

Kullanım Örneği: NEM

Algoritma hemen hemen aynı PoS gibi işler, ancak şu üç bileşeni de içerir:

Hesaptaki token sayısı.

Hesap işlemleri etkinliği.

Hesap sahibinin ağ üzerinde geçirdiği süre.

İlk parametre, işlemleri doğrulama derecelendirmesinde önemli bir rol oynarken, ikinci ve üçüncü parametreler sadece hesabın “değerini” belirlemeye yarar. Token toplamı ne kadar küçükse, diğer parametrelerin etkisi o kadar güçlü olur.

Neticede, yüz binlerce token yatıran hesap, etkinliği ve ağdaki sürekli varlığı sayesinde önem katsayısını neredeyse 3 misline kadar artırabilmektedir. Diğer yandan, yüz milyonlarca tokena sahip olanlar için bunun hiçbir önemi yoktur.

Geçen Süre İspatı (Proof-of-Elapsed-Time – PoET)

Prensip: Bloklar güvenilir bir ortamda eşit periyotlarla oluşturulur.

Performans: Orta

DLT Ortamı: İzinli ve izinsiz özel blok zinciri

Tamamlama: Olasılıksal

Kullanım Örneği: Intel

Söz konusu bu sistem İş İspatı’na benzemekle birlikte daha az elektrik tüketmektedir. Kriptografik bir bulmacayı çözmeye çalışan katılımcılar yerine, algoritma, Intel Software Guard Extensions (SGX) gibi bir Güvenilir Yürütme Ortamı (TEE) dahilinde işlemektedir. PoET protokolü ile blokların rastgele ve herhangi bir çaba gerektirmeden oluşturulması sağlanmaktadır.

Yetki İspatı (Proof of Authority – PoA)

Prensip: Bankalar ve sigorta şirketleri için yarı merkezi blok zinciri.

Performans: Yüksek

DLT Ortamı: Halka açık, özel veya konsorsiyum.

Tamamlama: Olasılıksal

Kullanım Örneği: Kovan, Rinkeby, Giveth, TomoChain, Rublix, Swarm City, Colony, Go Chain.

Tıpkı PoS ve DPoS’ta olduğu gibi PoA’da da doğrulayıcılar blok zincirinin güvenliğini sağlamanın yanı sıra yeni bloklar oluşturabilmektedirler. Blok zincirindeki yeni bloklar ancak doğrulayıcılar üstün bir çoğunluğa ulaştığında oluşturulur.

Önden seçilmiş yetkililerin belirlenmesiyle birlikte PoA fikir birliği merkezileştirilmiş olur. Dolayısıyla, daha yüksek düzeyde bir ölçeklenebilirlik için özel blok zincirleri ve de bankalar veya sigorta şirketleri gibi konsorsiyumlar için uygundur. Doğrulayıcıların kimlikleri herkese açık olmakla birlikte herhangi bir üçüncü tarafça da doğrulanabilmektedir. Kimliklerini risk altında tutan doğrulayıcılar, ağın çıkarları doğrultusunda hareket ederler.

Yakma İspatı (Proof of Burn – PoB)

Prensip: Madencilik ayrıcalığı veya alternatif bir para birimindeki coinler/tokenlar karşılığında çıkarılan PoW kripto paralarının yakılması

Performans: Orta

DLT ortamı: Halka açık

Kullanım örneği: Slimcoin ve Counterparty

Madenciler coinleri, yanacak şekilde (coinlere artık erişilemez ve tekrar harcanamaz) harcama yapılamaz bir adrese (yiyici adres) gönderir. PoB işlemleri blok zincirine kaydedildiğinden dolayı, coinlere erişilemediğine dair reddedilemez bir kanıt söz konusu olur ve dolayısıyla da kullanıcı ödüllendirilir.

Buradaki ana fikir, uzun vadeli bir yatırım -sistemde ömür boyu madencilik yapma ayrıcalığı- uğruna kullanıcının kısa vadeli bir kayba uğramaya razı olduğunu göstermesidir. Kullanıcı ne kadar çok coin yakarsa, bir sonraki bloğu çıkarma şansı o kadar yüksek olur.

Kapasite İspatı (Proof of Capacity – PoC) veya Alan İspatı (Proof of Space – PoS)

Prensip: Madencinin gerçekleştireceği “iş” miktarı, plotting işlemine ayrılacak boş disk alanı miktarına bağlıdır.

Performans: Yüksek ve etkili

DLT Ortamı: Halka açık

Kullanım Örneği: Burstcoin ve Bitcoin Ore

PoC, PoW’a benzemekle birlikte aralarında önemli bir fark vardır: PoC’da blokları doğrulamak için büyük miktarda iş yapmak yerine, iş “plotting” adı verilen süreçte önceden gerçekleştirilir; daha sonra ise bu işlemden elde edilen sonuçlar her bir bloğu doğrulamak için kullanılır.

Plotting, çok sayıda önden hesaplanmış hash’in saklandığı “plot dosyaları” adı verilen özel dosyaların üretilmesi işlemidir. Madencilik algoritmasına yönelik en kısa çözüm, bir sonraki bloğu çıkarma hakkını verir. PoC verimli, ucuz ve dağıtıktır.

Hisse-Süre İspatı (Proof-of-Stake-Time – PoST)

Prensip: Bir hisse-süre bileşeninin eklenmesi ile birlikte, staking olasılığı zaman içinde artarak güvenlik ve merkeziyetsizlik artar.

Performans: yüksek

DLT ortamı: halka açık

Kullanım örneği: VeriCoin Blockchain Explorer

PoST; sınır, milliyet, devlet ve banka farkı gözetmeksizin dünya çapında neredeyse anında gerçekleştirilen ve ücretsiz bir işlem sistemi sağlar. PoST, PoS’un verimli yönlerini korurken aynı zamanda kanıt bulma ve ödül alma konusunda dağıtım ve güvenliği belirli bir olasılık çerçevesinde artırır.

Bunu sağlamak için, tutulan coinlere eşdeğer ve ağ gücüne karşılık gelen döngüsel bir süre-kabul fonksiyonu kullanılır. Söz konusu bu süre-kabul modeli, nispeten aktif bir staking’in hem alınacak olan ödülü hem de ispat yoluyla fikir birliği oluşturma şansını artırmasını garanti eder.

Beyin İspatı (Proof-of-Brain – PoB)

Prensip: Protokol, yayıncılar ve içerik işletmeleri için akıllı ve sosyal bir para birimi sağlar.

Performans: Hızlı ve etkili

DLT Ortamı: Halka açık

Kullanım Örneği: Steemit

PoB, insanların beyinlerini ve dolayısıyla da ismini kullanmak suretiyle para kazanmalarını sağlayan hızlı ve ücretsiz bir dijital token – STEEM – ile beraber açıkça erişilebilir ve değişmez bir içerik için ölçeklenebilir yapıda bir blok zinciri protokolüdür. STEEM, dahili ödül yapısı ile değer katan üyelerle durmaksızın büyüyen topluluklar oluşturmaya yönelik bir araçtır.

PoB, bu değerli içeriğe katkıda bulunanları ödüllendirecek şekilde herhangi bir İnternet uygulamasının veri paylaşabileceği Steemit adlı halka açık bir yayın platformudur.

Konsept İspatı (Proof-of-Concept – PoC)

Prensip: Bir blok zinciri projesinin fizibilitesini gösterir.

Performans: Bilinmiyor

DLT Ortamı: Özel

Kullanım Örneği: Bilinmiyor

Konsept İspatı (POC), oy takibi, kayıt depolama, yasal belgeler gibi herhangi bir alanda kullanılabilir. POC, destekleyici kodu bulunmayan bir prototip ya da temel özellikler kümesi olan bir Asgari Uygunlukta Ürün (MVP) olabilir. POC, belirli bir projeyi daha iyi anlamak amacıyla dahili bir kuruluş için kullanılan bir modeldir.

Fiziki Adres İspatı (PoPA), gerçek hayattaki fiziksel bir unsuru blok zinciri teknolojisine bağlayan bir DApp’tir. Böylelikle bir bireyin kimliğinin doğrulanabilmektedir. PoPA, kişinin fiziki adresini, ilgili özel anahtarı kontrol ettiği cüzdan adresi ile ilişkilendirir.

Kullanıcı, kartını DApp’ta her doğruladığında PoPA protokolü kendi kaydını yeniler ve kullanıcı/adres bağlantısını saklamak üzere ERC780 uyumlu bir sözleşme kullanır.

Fikir birliği protokolleri dağıtık sistemlerin ayrılmaz bir parçasıdır. Bunlar, katılımcılardan biri – bir düğüm – başarısız olduğunda sistem arızalarının önüne geçilmesine ve adaletin sağlanmasına yardımcı olur. İkinci olarak ise, merkezsizleştirilmiş bir ortam, kimsenin kimseye güvenmediği bir ortamda bile ilerlemeye ve genel durumu değiştirmeye yardımcı olacak çözümler gerektirir. Belli başlı kurallar “fikir birliğine” ulaşılmasına yardımcı olur.

Bu yazıda, halihazırda onlarca projede kullanılan en popüler protokolleri inceledik. Buna rağmen Cross-resiliency (XFT), Paxos, Sieve, Raft Protocol, Byzantine Resiliency (BFT), Direct Acyclic Graphs (DAG) ve hatta daha zihinsel bir deneyle gerçekleştirilen blok zinciri olmayan zincirler de mevcuttur, ancak bunları daha sonra açıklayacağız.

ROKKEX’te güvenliği en üst düzeyde ciddiye alıyor ve kripto borsamızı ‘Önce Güvenlik’ ilkesi üzerine inşa ediyoruz. Dünyanın daha mutlu, güvenli ve daha bilinçli bir yer olması için uzmanlığımızı daha geniş kitlelerle paylaşmak istiyoruz