İş ispatı (proof of work) açıklaması

İş ispatı (proof of work, PoW), madenci adı verilen bilgisayarların hesaplamalı bir bulmacayı çözmek için yarıştığı ve kazananın bir sonraki işlem bloğunu blokzincire ekleme hakkı kazandığı bir mutabakat mekanizmasıdır. Bulmacayı çözmek çok büyük sayıda tahmin ve gerçek enerji gerektirir, ancak herkes cevabı anında doğrulayabilir. Bu da defteri saldırmak için pahalı, kontrol etmek için ucuz hale getirir.

Bitcoin 2009'dan beri bu sistemle korunmaktadır. Onu anlamak; madenciliğin neden var olduğunu, Bitcoin'in neden bu kadar çok elektrik kullandığını ve bazı ağların neden hisse ispatı gibi alternatiflere geçtiğini açıklar.

İş ispatının çözdüğü sorun

Merkeziyetsiz bir defterde hangi işlemlerin geçerli olduğuna karar verecek bir merkez bankası ya da şirket yoktur. Bazı katılımcılar dürüst olmasa bile binlerce bağımsız bilgisayarın tek bir geçmiş üzerinde anlaşması gerekir. Litecoin sizin için yeniyse Litecoin'in (LTC) ne olduğu ve nasıl çalıştığı yazısıyla başlayın.

En zor kısım çift harcamayı önlemektir: çelişkili işlemler yayınlayarak aynı coini iki kez harcamak. İş ispatı, blok oluşturmayı maliyetli hale getirerek bu sorunu çözer. Geçerli zincir, en fazla birikmiş işe sahip olan zincirdir; bu yüzden bir saldırganın onu yeniden yazabilmesi için ağın geri kalanının toplam hesaplama gücünü geride bırakması gerekir. Ethereum Classic (ETC) için 2026–2027 fiyat senaryolarımız aynı katalizör ve risk yaklaşımını ilgili bir projeye uygular. Daha ileri gitmek isterseniz Mutabakat mekanizmaları açıklaması yazısını okuyun.

Fikir Bitcoin'den daha eskidir. Adam Back'in 1997'de önerdiği Hashcash, spam e-posta göndermeyi maliyetli hale getirmek için benzer bir bulmaca kullanıyordu. Satoshi Nakamoto bu kavramı Bitcoin teknik raporunda (whitepaper) uyarladı.

Madencilik adım adım nasıl işler

1. 1İşlemleri toplayın. Madenci, mempool'dan bekleyen işlemleri toplar ve bir aday blok oluşturur.
2. 2Blok başlığını oluşturun. Başlık; önceki bloğa bir referans, işlemlerin bir özeti, bir zaman damgası ve nonce adı verilen bir alan içerir.
3. 3Tekrar tekrar hash'leyin. Madenci başlığı bir hash fonksiyonundan geçirir (Bitcoin'de iki kez SHA-256) ve her denemede nonce'u ve diğer alanları değiştirir.
4. 4Hedefi kontrol edin. Ortaya çıkan hash, ağın zorluk hedefinin altındaysa bulmaca çözülmüştür. Değilse yeniden denenir.
5. 5Bloğu yayınlayın. Kazanan madenci bloğu paylaşır. Diğer düğümler onu saniyenin çok küçük bir bölümünde doğrular.
6. 6Ödülü alın. Madenci, blok sübvansiyonunu (yeni basılan coinler) ve işlem ücretlerini alır.

Hash çıktıları öngörülemez olduğu için geçerli bir tane bulmanın tek yolu kaba kuvvetle tahmin etmektir. Bitcoin madenciliği rehberimiz donanımı ve ekonomisini ele alır.

Zorluk ayarı

Daha fazla madenci katılırsa bloklar daha hızlı bulunur; madenciler ayrılırsa daha yavaş. Sabit bir hızı korumak için iş ispatı ağları zorluğu otomatik olarak ayarlar.

Bitcoin, ortalama her 10 dakikada bir blok hedefiyle, zorluğu her 2.016 blokta bir, yani kabaca iki haftada bir yeniden hesaplar. Diğer ağlar daha sık ayarlama yapar. Bu geri bildirim döngüsü sayesinde madencilerin büyük bir kısmı aniden kapansa bile ağ çalışmaya devam eder. Ayrıca bakınız: Kripto para nedir? Yeni başlayanlar için anlaşılır bir rehber.

Güvenlik: %51 saldırısı

İş ispatının güvenliği, hash gücünün çoğunluğunu elde etmenin maliyetine dayanır. Bunun yarısından fazlasına sahip bir saldırgan şunları yapabilir:

• Son işlemlerin sırasını değiştirebilir veya onları dışarıda bırakabilir.
• Onaylanmış bir işlemin yerine başkasını koyarak kendi coinlerini iki kez harcayabilir.

Ancak başkalarının adreslerinden coin çalamaz veya protokol kurallarının ötesinde coin oluşturamaz, çünkü her düğüm imzaları ve kuralları kontrol etmeye devam eder.

Bitcoin'de böyle bir saldırının maliyeti muazzamdır. Küçük iş ispatı zincirlerinde ise durum farklıdır: Örneğin Ethereum Classic, 2019 ve 2020'de birkaç %51 saldırısına maruz kaldı. %51 saldırısının ne olduğunu anlatan yazımız konuya daha derinlemesine girer.

İş ispatı ve hisse ispatı karşılaştırması

Ethereum, Eylül 2022'de iş ispatından hisse ispatına geçti. Kapsamlı bir karşılaştırma için PoW ve PoS yazımıza bakın. Monero ve Bitcoin makalemiz bu konuyu genişletir.

Madencilik algoritmaları farklıdır

Tüm iş ispatı coinleri aynı bulmacayı kullanmaz:

• SHA-256 — Bitcoin ve Bitcoin Cash. ASIC adı verilen özel makinelerin hâkimiyetindedir.
• Scrypt — Litecoin ve Dogecoin; bu ikisi birleşik madencilik (merge mining) ile birlikte kazılabilir.
• RandomX — Monero; sıradan CPU'ları kayırmak ve ASIC'lere direnmek için tasarlanmıştır.
• Etchash — Ethereum Classic.

Algoritma seçimi, kimin kârlı bir şekilde madencilik yapabileceğini ve madenciliğin ne kadar yoğunlaşacağını etkiler. Ayrıca bakınız: Mempool nedir?

Eleştiriler ve riskler

• Enerji tüketimi. Bitcoin madenciliği büyük miktarda elektrik kullanır. Destekçiler, giderek daha fazla atıl veya fazla enerji kullandığını savunur; eleştirmenler ise her durumda israf olduğunu öne sürer.
• Madencilik havuzlarında yoğunlaşma. Bireysel madencilerin çoğu, ödüllerini dengelemek için havuzlara katılır. Birkaç büyük havuz hash gücünün büyük bir kısmını kontrol edebilir, ancak bireysel madenciler havuz değiştirebilir.
• Donanımda merkezileşme. ASIC üretimi az sayıda şirkette yoğunlaşmıştır.
• Zaman içinde güvenlik bütçesi. Bitcoin'in blok sübvansiyonu yaklaşık her dört yılda bir yarıya indiğinden, ücretlerin madenci gelirinin daha büyük bir kısmını oluşturması gerekecek.
• Küçük zincirlerin savunmasızlığı. Hash gücü az olan coinlere kiralık kapasiteyle saldırılabilir.

Sonuç

İş ispatı, blok üretimini pahalı ve doğrulamayı ucuz hale getirerek bir blokzinciri korur. Bitcoin'de eşsiz bir geçmiş performansa sahiptir, ancak önemli miktarda enerji tüketir ve güvenliği büyük ölçüde ağın büyüklüğüne bağlıdır. Bir iş ispatı coinini değerlendirirken onu ne kadar hash gücünün koruduğunu, madenciliğin ne kadar yoğunlaştığını ve ağın uzun vadede güvenliğinin bedelini nasıl ödeyeceğini sorun.