Proof Of Work (PoW) – Kriptoda İş Kanıtı Nedir?

Proof of work (PoW) iş kanıtı, blockchain için geliştirilmiş bir mutabakat algoritmasıdır. Bir sistemin işleyişini aksatmaya yönelik saldırıların veya spamların engellenmesi amacıyla oluşturulmuştur.İş kanıtı, Bitcoin’in en temel özelliği olup POW kullanımına liderlik eden ve en bilinen uygulamasıdır. İlk, 1990 – 1993 yılları arasında tanımlanmıştır. O günden bu yana, üzerinde birçok yenilik ve güncellemeler yapılmıştır.Cryptonews uzman ekibi olarak POW nedir, nasıl çalışır, avantajları ve dezavantalarını sizler için araştırdık. Dilerseniz Proof of work konusunun detaylarına birlikte bakalım.

İş Kanıtı (PoW) Kısaca Nedir?

POW konsensüsün oluşumu, e-mail kavramının kullanıldığı dönemde meydana gelmiştir. O dönemde, Cynthia Dwork ve Moni Naor adlı iki bilim insanı tarafından, mail spamlarını engelleme amacıyla makalede ele alınmıştır.Proof of work kripto teknolojisinin nasıl çalıştığını ve güvenliğini nasıl kontrol altına aldığını açıklayan bir kavramdır aslında.Bu bağlamda, blockchainin temel yapı taşı olarak da tanımlayabiliriz. 

• Örneğin, geleneksel banka havalesi yapma evresini düşünün.
• Fon, hesaptan çıkmadan önce bankanın izin vermesi gerekir.
• Fonların hesabınıza aktarılmasından önce, alıcının bankası da işlemi  onaylaması gerekir.
• Bu işlem, banka transferinin mutabakata varılmadan önce iki onaya ihtiyaç duyduğu anlamına gelir.

Örnekteki işlemlerin, maliyet ve işlem evresinin uzatması gibi sıkıcı durumlara sebebiyet verdiğini hatırlatmak isterim.Bitcoin ağında her 10 dakikada bir, yeni bir işlem bloğu oluşturulmaya hazır hale gelir. Bu mutabakata ancak blockchain defterine işlenmesi için özel bir kriptografik denklem çözüldüğünde varılır.Denklemin çözülmesi için herkes efor sarf edebilir. Fakat bu süreç, son derece ileri düzeyde donanım ihtiyacı doğurur.Denklem karmaşasını gideren, işlem bloğunu blockchain’e ekleyen madenci, 6,25 Bitcoin ödülü kazanır.Bu olayın ardından madencilik için yeni bir fırsat oluşturan bir başka işlem bloğu serbest bırakılır ve bu döngü her 10 dakikada bir yenilenir.Proof of work algoritması, yüksek derecede enerji harcaması ile bilinir. Bu durum, madencilik işlemi sırasında çözülmesi gereken denklemlerin karmaşık olmasından kaynaklanır.İş kanıtı terimi de burdan kaynaklanıp, Bitcoin işlemlerinin gerçekleştirilmesi için gerekli olan ve altın madenciliğine paralel bir emek sarf edilmesini temsil eder. Aynı zamanda yeni Bitcoinlerin dolaşıma girmesini de sağlar.İş kanıtı, Bitcoin sistemi için önemli bir unsurdur. Ayrıca iş kanıtı, finansal işlem onayı için birden fazla aracının gerektiği geleneksel bankacılık sisteminin aksine, merkeziyetsiz ve güvende tutmayı temin eder. 

Proof of Work Algoritmasının Tarihi 

PoW, türkçede iş kanıtı yada iş ispatı olarak tanımlanır. İş kanıtının tarihi, 1990’lara dayanmakta olup Cynthia Dwork ve Moni Naor tarafından, “Fiyatlandırma Yoluyla İşleme veya Önemsiz Postayla Mücadelede” adlı akademik makalesi ile ortaya atıldı.Yukarıda da bahsettiğimiz gibi (PoW) algoritması, email spamları ile mücadele etmenin ve sunucunun kötüye kullanımını önlemek için bir yöntemdir.Kullanıcılar, e-mail göndermeden önce hesaplama karmaşasını gidermek zorundaydılar.Yıl 2008’e gelindiğinde Bitcoin beyaz kağıdı, iş kanıtı modelini benimsedi.Spam e-postalarını güvende tutmak yerine, Bitcoin ağının güvenliğini sağlamak ve blockchain işlemlerinin doğrulama görevini üstlendi.Proof of work modeli sayesinde Bitcoin ağı, meşru işlemlerin doğrulanmasını ve aynı zamanda çift harcamaların önlenmesini garanti altına alacak bir yapıya sahip oldu.Sürecin bu yönde işlemesi, Bitcoin ağının güvenilir, sağlam ve spekülasyona karşı dayanıklı olmasını sağlar.Bitcoin, var olduğundan bu yana farklı konsensüs algoritmaları geliştirilmiştir. En popüler olan algoritmalardan biri, Ethereum tarafından kullanılan Proof of Stake (PoS) hisse kanıtı algoritmasıdır.Bitcoin taraftarlarından bazıları, Proof of stake (PoS) hisse kanıtı modelini savunsa da iş kanıtı tercih edilen model olmaya devam ediyor.Bunun nedeni olarak da iş kanıtı modeli, ağı daha güvenli ve merkeziyetsiz hale getirme avantajına sahip olmasıdır.

Proof Of Work (PoW) Nasıl Çalışır?

İş kanıtı modeli, Bitcoin ekosisteminin üçüncü kişilere gerek duymadan, işlemleri onaylamasını sağlar.Geleneksel Bitcoin felsefesine, saygı duymayı sağlamasının yanı sıra göndericiler ve alıcılar arasında gerçek zamanlı işlemlerin göstergesidir.PoW, blockchain üzerine eklenecek diğer bloğun kim tarafından yerleştirileceğini belirlerken, ağın olası spekülasyonlara karşı korunmasını sağlamak için kullanılır.Ağ üzerindeki katılımcıların koşulsuz bir şekilde blok eklemelerine izin verilirse, ağın spekülasyona açık hale gelmesi kaçınılmazdır. Burada asıl önemli olan, madenciler olmaz ise proof of work algoritmasının işlevsiz kalmasıdır. Madenciliği herkes yapabilir bunun için, donanımlı ekipman ve bilgisayar yeterli olacaktır. Bu noktada, kısıtlı ve kıymetli olan hesaplama gücü önemli bir role sahiptir.Madencilik yaparken her madencilik cihazı her 10 dakikada bir matematiksel bulmacayı çözmeye çalışır. Matematiksel problemin ilk çözüme ulaşan madenci, yeni bloku ekler ve bir miktar ödül kazanır.İş kanıtı modeline daha yakından bakarken, temelleri ile ele alalım.

Madencilik süreci

Madencilik Proof of work algoritması, Bitcoin’nin merkezinde yer alır. Bitcoin’i teşvik yolu ile merkezi olan bir yapı içinde tutar.Bu da madencilerin yalnızca meşru işlemlerin onaylaması ve geri kalan her şeyi Bitcoin defterinden çıkarma konusunda finansal olarak teşvik edilmelerinden kaynaklanır.Madencilik ödülünü çözmenin bedeli finansal olarak başlangıçta 50 BTC’dir. Bitcoin koduna göre madencilik ödülü her 210.000 blokta %50 oranında azaltılır. Bir blok yaklaşık 10 dakikada çıkarıldığına göre Bitcoin Halving olayı yaklaşık her dört yılda bir gerçekleştirilir.Bu hesaplamaya göre 2012, 2016 ve 2020’de madencilik ödülü sırası ile 25 BTC, 12 BTC ve 6,25 BTC’ye düşürüldü. Yaklaşan 2025 Nisan Halving döngüsünde bu oran 3,125 BTC’ye düşürülecek.Proof of work finansal teşviklere dayandığını öğrendiğimize göre madenciliğin gerçekte nasıl çalıştığını gelin birlikte özetleyelim.Madenciler, karmaşık matematiksel denklemleri çözmek için adeta rekabet ederler. Bu denklemler insanların manuel olarak çözemeyeceği kadar karmaşıktır. Bu yüzden madencilik uzman donanım cihazları gerektirir.Başlangıçta merkezi ve grafik işlem birimleri olan CPU’lar ve GPU’lar yeterli geliyordu. Bitcoin popülaritesi arttıkça, madencilik artık Uygulamaya Özel Entegre Devreler (ASIC’ler) gerektiriyor.Madencilik için gerekli olan donanım cihazları, maliyetli olduğu kadar fazla enerji de tüketiyorlar. Bunun sebebi olarak da ASIC donanımının, yeni çözümler bulması için sürekli denemeler yapmasından kaynaklanıyor.Denklemin çözülmesi yaklaşık olarak 10 dakika sürüyor. Çok sayıda farklı ASIC’in aynı şeyi yaptığı göz önüne alındığında, bu olay Bitcoin işlemlerinin fikir birliğine varmasını sağlar.İşlemler, daha sonra işlenir ve blok zinciri defterine eklenir. Blok zincir teknolojisi ile ilgili bilgi almak isterseniz yazımıza göz atabilirsiniz.Defter, Bitcoin ağının 2009 yılında piyasaya sürülmesinden bu yana her bir işlemi içerir. Bu yönüyle de Bitcoin’i, şeffaf bir ekosistem haline döndürür.Bitcoin ($BTC) , Dogecoin ($DOGE), Ethereum Classic ($ETC), Litecoin ($LTC) , Monero ($XMR), Proof of Work modeliyle çalışan bazı kripto paralardır.

Zorluk Ayarlama ve Hedef Blok Süresi 

Proof of work madencilik süreci, 10 dakikalık bir blok onay süresini hedefler. Ancak bu her zaman mümkün olmayabilir.Örneğin daha fazla madencinin rekabet etmesi, üretilen hesaplama gücünü artırır. Daha fazla hesaplama gücü, madencilik bulmacasının daha hızlı çözülebileceği anlamına gelir.Genellikle bu durum Bitcoin fiyatının yükseldiğinde meydana gelir. Nedeni ise daha fazla madencinin, kaynak tahsis etme konusunda motive olmasıdır. Tersi bir durumda yani Bitcoin fiyatı düşütüğünde genellikle daha az madenci rekabet halindedir. Bu durumda da üretilen hesaplama gücü azalır ve madencilik bulmacasını çözmek 10 dakikadan uzun sürebilir.Söz konusu böyle olunca, Bitcoin ağı madencilik zorluğunu her 2.16 blokta bir otomatik olarak revize edecektir. Ortalama 10 dakikalık blok süresine göre bu durum, yaklaşık iki haftaya tekabül ediyor.Bu durumu, isterseniz netleştirelim:

• Blok ödülü için daha az madenci rekabet ettiğinde, madencilik zorluğunun azaltılması gerekir. Bu sayede, blok süresinin 10 dakikayı aşması önlenir.
• Sektörde daha fazla madenci olduğunda, madencilik zorluğunun arttırılması gerekiyor. Bu, blok süresinin 10 dakikalık hedeften daha hızlı olmasını sağlar.

Bir diğer önemli durum, Bitcoin blok sürelerinin hiç bir zaman 10 dakika olmayacağıdır. Ancak, Proof of work algoritmasının özelliği sayesinde, birkaç saniye farkla üstünde veya altında olmasını sağlar.

Proof of Work – İş Kanıtının Avantajları 

İş kanıtı algoritması birçok avantajı beraberinde getirir. Bitcoin’i merkezi olmayan bir yerde tutmanın yanı sıra, ağı benzersiz bir güvenlik ile donatır.İş kanıtı, aynı zamanda madencileri, ağı güvenli ve meşru tutmaya teşvik eder. Finansal teşvik olmadan, madenciler hesaplama güçlerini adamazlar.İsterseniz iş kanıtının avantajlarına daha net ve yakından bakalım.

Güçlü Ağ Güvenliği 

Proof of work en güvenli uzlaşı algoritması olarak kabul görür. Madencilik blok ödülleri, önemli oranda enerji tüketimine yol açmasına sebep olarak, madencilik bulmacasında ki karmaşıklık gösterilir.Madencilerin bu süreçte yanlızca ASIC cihazına değil, matematiksel bulmacayı çözmesi için yaklaşık 10 dakikaya ihtiyacı vardır. Bitcoin’in güvenlik açığı yaşaması, yalnızca %51 saldırısının başarılı olması durumunda mümkündür. Bu da bir madencinin, Bitcoin’in toplam hesaplama gücünün %51’ini ele geçirmesi anlamına gelir.Böyle bir durumun gerçekleşmesi düşük olasılık olsada genel kanı, %51 saldırısının birkaç milyar dolara mal olacağı yöndedir.Tahmine dayalı birkaç milyar dolar harcansa bile, Bitcoin ağını 10 dakika boyunca kontrol etmenin pek bir yararı yoktur. Sonuçta işlem bloğu, düzeni yeniden sağlayacak. Saldırganın yapmış olduğu değişiklik, Bitcoin defterinden silinecek.Proof of work algoritması, bu gücün çoğunluğunu kontrol etmek için önemli miktarda hesaplama kaynakları harcaması gerektiğinden ağ için güvenlik sağlar. 

Dürüst Davranışı Teşvik Etmek

İş kanıtının diğer bir özelliği de teşvik etmektir. Yukarıda da bahsettiğimiz gibi madenciler, bir Bitcoin bloğunu başarılı çıkardıklarında 6,25 BTC ile ödüllendirilir. Ancak madencinin bu süreçte önemli kaynak yatırımı yapması gerekir.Pahalı cihazlar ve üzerine eklenen yüklü elektrik tüketimi buna örnek gösterebiliriz.ABD Enerji Bilgi İdaresine göre, Bitcoin madenciliği küresel enerji kullanımının %0,9’unu oluşturuyor.Peki bu, iş kanıtı sistemini nasıl güvende tutar? En kolay haliyle söylemem gerekirse, madencilerin bu durumda kaybedecekleri bir şeyleri var. Donanım cihazlarına ve enerjiye büyük meblağlarda yatırım yaptılar, dolayısıyla ağı güvende tutmak için finansal teşvikleri var.Bitcoin güvenli olmayan bir ağ nedeniyle güvenliğini kaybederse, değeri dibe inebilir. Madencilerin bu durumda ciddi kayıplar yaşayacağı anlamına gelir, bu durumda da Bitcoin madenciliği yapmanın değeri kalmaz.Bu nedenle madenciler, %51 saldıraların engellenmesini ve tüm Bitcoin işlemlerinin meşru olmasını sağlar.

Proof of Work – İş Katının Dezavantajları 

Tüm blockchain mutabakatlarının iş kanıtı da dahil, avantajı olduğu kadar dezavantajları vardır. Yüksek Miktarda enerji kullanımı ön planda olurken, Bitcoin PoW algoritması kullandığı için çevreye oldukça zararlıdır.Dünyanın en büyük elektrikli araç üreticisi Tesla’nın artık ödemeleri Bitcoin ile kabul etmemesinin sebebi bu yüzdendir.Bitcoin madenciliği giderek daha çok kaynağa sahip olanları tercih ediyor.Dolayısıyla rakiplerin daha yüksek hesaplama gücü üretmesi için pahalı olan ASIC’leri satın almasını gerektirir.İsterseniz iş kanıtının dezavantajlarını daha detaylı ele alalım.

Yüksek Enerji Tüketimi 

İş kanıtı algoritması, Bitcoin madenciliği için kullanıldığında yüksek oranda enerji tüketimi gerektirir. Bazı veri hesaplamalarına göre, Bitcoin madenciliği yıllık olarak, Arjantin ülkesi kadar enerji harcadığı tespit edilmiş.Günümüz dünyasında, bu durum çevreci ve yenilebilir kaynaklara önem verenler için sorun teşkil etmektedir. Bitcoin, proof of work ağı olduğu sürece bu sorun olmaya devam edecektir.

Madencilik Faaliyetlerinin Merkezileştirilmesi

Bitcoin merkezi olmayan bir yapı olsa da, madencilik merkezi bir endüstri haline geldi.Önceleri ev ortamında CPU yada GPU kullanarak madencilik yapabiliyordu. Bu durum da madenciliği tarafsız ve ulaşılabilir kılıyordu.Zamanla madencilik endüstrisinin merkezi bir yapıya dönüşmesi ile rekabet ortamı kızıştı. Halihazırda en güçlü mali kaynaklara sahip olanlar, yüksek hesaplama gücüne kavuşmak için ASIC cihazlarını satın alarak madencilikte hakimiyet kuruyor.Gerçekleşen bu durum karşısında da daha fazla ASIC sahibi madencilerin, blok ödülü kazanma şansları artıyor.

Sınırlı Ölçeklenebilirlik 

Proof of work algoritması, Bitcoin’nin işlem hızını ve üretkenliğini sınırlayan, bir etkendir. Bu durum, ağın ölçeklenebilirliği açısından da sorunlara yol açmaktadır.Halihazırda, Bitcoin ağı saniyede sadece 7 işlem yapabiliyorken, Visa’nın saniyede 65.000 işlem yapabilme potansiyeli ile kıyaslandığında oldukça düşüktür.Bu durumun ana sebebi, her bir madencilik bulmacasının 10 dakika sürecek şekilde tasarlanmış olmasından kaynaklanır.Bitcoin ağı daha yoğun hale geldikçe ağda tıkanıklıklara yol açıyor. Bu durumun sonucu olarak da bekleme süreleri fazlalaşırken  yüksek işlem ücretlerine neden olmaktadır.

PoW Algoritmasının Gerçek Hayattaki Uygulamaları 

İş kanıtı (PoW) algoritmasının, geçmişi 1990 yıllarına dayanmasına rağmen, en büyük uygulayıcısı Bitcoin’dir.PoW algoritması, uzun yıllar ağı, güvenli tutmuş ve emniyetini sağlamıştır. Bu durum sayesinde Bitcoin, 2021 yılında piyasa değeri 1 trilyon doları aşarak benzersiz yüksekliğe ulaştığı görüldü.Dogecoin, Litecoin ve Bitcoin Cash gibi satın alınabilecek en iyi kripto paralarda proof of work algoritması kullanıyor. En büyük altcoin Ethereum da daha önce iş kanıtı algoritmasını kullanıyordu.Ethereum, 2022 yılında güncelleme nedeniyle PoW algoritmasından PoS algoritmasına geçiş yaptı. Ethereum, PoS sayesinde enerji tüketimini %99 oranda azalttı.PoS algoritması, uzun vadede Ethereum için ölçeklenebilirliğini arttırmaya yardımcı olarak saniyede 1 milyon işlemi hedefliyor. İş kanıtı algoritması, sadece kripto paralarda değil aynı zamanda diğer alanlarda da kullanılıyor. Fakat bu kullanım alanları Bitcoin madenciliğinde ki gibi matematiksel karmaşıklığı içermez.Özellikle web siteleri, spam mesajların önlenmesi için PoW algoritmasından faydalanır.

Sonuç 

Cryptonews ekibi olarak iş kanıtı hakkında bilmeniz gereken her şeyi ayrıntıları ile açıkladık.Genel olarak iş kanıtı algoritması, Bitcoin ve kripto paraların güvenliğini ve temel merkeziyetsiz yapısını sağlamada temel rol oynar. PoW algoritmasında, madenciler birbiriyle matematiksel bulmacayı çözmeye çalışır ve bu durum rekabetçi bir ortam yaratır.Proof of work algoritması, işlemlerin üçüncü taraf olmadan doğrulanmasını ve onaylanmasını sağlar.Ek olarak PoW, yoğun enerji tüketir. Ayrıca muadili olan hisse kanıtı (PoS) algoritmasına göre genişlemesi ve büyümesi sınırlıdır.

Referanslar

• Dwork, C.,Naor, M .(1993). Önemsiz Postaların İşlenmesi veya Mücadele Edilmesi Yoluyla Fiyatlandırma. İçinde: Brickell, EF(eds) Advances’in Cryptology – CRYPTO’ 92. CRYPTO 1992. Lecture Notes in Computer Science, cilt 740. Springer, Berlin, Heidelberg. 
• https://doi.org/10.1007/3-540-48071-4_10
• Bitcoin: Eşler Arası Elektronik Nakit Sistemi
• ABD Enerji Bilgi İdaresi: ABDkripto para madenciliği, operasyonlarından kaynaklanan elektrik tüketimini takip ediyor.
• CNET: Bitcoin Madenciliği: Ne Kadar Elektrik Gerekiyor ve İnsanlar Neden Endişeleniyor? 
• Visa : Yüksek performanslı bir blockchain ağı olan Solana’ya derinlemesine bir bakış 

Sıkça Sorulan Sorular 

Pow ne anlama geliyor?(PoW) iş kanıtı anlamına gelir. Bitcoin’i merkezi olmayan ve güvende tutan uzlaşı mekanizmasıdır. Blockchain teknolojisinde yaygın olarak kullanılır. PoW ve PoS arasındaki fark nedir?Proof of work madencilerin işlemleri doğrularken, karmaşık problemleri çözmeyi gerektirir. Proof of Stake ise, kripto paraları teminat olarak, kilitleyerek işlemleri doğrular. Her iki algoritmanın da avantajları ve dezavantajları vardır.Hangi blok zincirleri PoW kullanıyor?İş kanıtı (PoW) kullanan en popüler blok zincirlerinden bazıları, Bitcoin, Dogecoin,  Bitcoin Cash ve Litecoin’dir. Her biri farklı bir PoW çeşitliliği kullanır.Proof-of-Work avantajları nelerdir?İş kanıtının avantajları arasında yüksek güvenirlik, merkezi olmayan yönetim, ve ağı güvende tutanlara yönelik finansal teşvikler yer alır. Fakat iş kanıtı algoritması, fazla enerji tüketimi ve çevreci olmayan eksi yanları vardır.

Yasal Uyarı: Kripto paralar yüksek riskli varlıklar sınıfındadır. Bu yazı bilgilendirme amaçlıdır ve kesinlikle yatırım tavsiyesi değildir. Varlıklarınızı kaybedebilirsiniz.