Hibrit PoW ve PoS Konsensüsü

Bir blockchain’in konsensüs mekanizması, blockchain’in mevcut durumu hakkında katılımcılar arasında bir anlaşmaya varılmasına olanak sağlar. Konsensüs mekanizması, yeni işlem bloklarının kim tarafından eklenebileceğini belirler. Bu mekanizmanın birincil amaçlarından biri, zincirin tekrar yazılmasının önüne geçmektir.

Proof of Work (İş İspatı) Konsensüsü

Bitcoin gibi tamamen Proof-of-Work (PoW) konsensüsüne sahip blockchain’ler, yalnızca matematiksel donanımı kullanan madenciler tarafından eklenen yeni bloklara sahip olabilir. Bu doğrultuda da bir madenci, geçerli bir tahminde bulunduğu her sefer için ağın kabul ettiği bir bloğu oluşturabilir.

Madenciler, madencilik işlemi için herhangi bir zinciri seçebilirken; ağ, sadece en çok birikmiş Proof-of-Work’e sahip zinciri, meşru zincir olarak kabul eder. Birikmiş Proof-of-Work, zincirdeki hash ya da tahmin miktarını ifade eder. PoW sistemi, madencilerin en uzun zincirde madencilik yapmaya teşvik edildiği bir sistemdir. Bu sistemde madenciler, geçerli bir yeni blok gördüklerinde, bir sonraki bloğu önceki bloğun üzerine inşa etmelerine izin veren çözümler bulmaya çalışırlar.

 

Bir blockchain’i yeniden yazmanın zorluğu, blockchain’in finansal işlemler için bir defter gibi işlev görmesine izin vermesinden kaynaklanır. Herhangi bir işlem, cüzdana coin gönderen bir blokta göründüğünde ve bu bloğun üzerine birkaç blok daha inşa edildiğinde bloğun veya işlemin değiştirilmesi mümkün değildir.

Bir varlık, “dürüst zinciri” aşmak için yeterli hash gücünü kontrol edebiliyorsa, en son blok yerine “eski” bir blokta madencilik yaparak blockchain’i yeniden yazabilir veya düzenleyebilir. Bu tür işlemler %51 saldırısı olarak bilinir.

Saldırgan, bir X bloğunda harcama yaparak bunları borsaya gönderir, ardından özel olarak bir paralel zincir madenciliği yapmaya başlar. Bu işlem özel olarak gerçekleştiği için bloklar ağa yayınlanmaz. Gerekli sayıda onay alındıktan sonra saldırgan, token’ları başka bir şeyle takas eder ve borsadan çeker.

Para çekme işlemi tamamlandığında saldırganlar, paralel zinciri serbest bırakırlar. Bu zincirde orijinal zincirden daha fazla iş ispatı bloğu varsa ağ, onu meşru zincir olarak kabul eder. Bunun ardından orijinal zincir tarafından temsil edilen, saldırganın para yatırması da dahil olmak üzere geçmiş bloğa ait tüm işlemler ortadan kaybolur. Saldırgan, bu coin’leri daha sonra tekrar harcamakta özgürdür.

 

Madenciler, tamamen PoW sistemiyle çalışan kriptopara birimlerinde zincire doğrudan blok ekleyebilen özneler oldukları için madencilerin yönetişimde güçlü bir rolleri vardır. Ağın konsensüs kurallarında yapılacak herhangi bir değişiklik için hash gücü, çoğunluğunun desteğine sahip olmalıdır.

Soft fork‘lar, kullanıcıların işlem yapabilmelerini ve bu işlemlerin düzgün bir şekilde işlenerek bloklara dahil edilmesini beklemeleri için yeterli sayıda madencinin yeni bir kural kümesini tanımasını gerektirir.

Hard fork‘lar ise ağı iki bileşene böler ve yaygın olarak kabul edilen “en çok iş ispatına sahip zincir, takip edilecek doğru zincirdir” kuralına göre çalışır. Bu kurala göre madenciler, hangi zincirin meşru olduğuna karar verebilir.

Proof of Stake (Hisse Kanıtı) Konsensüsü

Proof of Stake konsensüsü, kimlerin yeni bloklar ekleyebileceğine ve blockchain’in mevcut durumunu doğrulayabileceğine karar vermenin alternatif bir yöntemidir. Proof-of-Stake ile sıradaki blok üreticisi, bir sorunu çözmek için rekabet eden madenciler yerine cüzdanlarda tutulan veya stake edilen coin sayısına dayalı bir süreç tarafından belirlenir. Bu süreç, ağın geneli için en mantıklı kararların en çok stake’e sahip olanlar tarafından alınacağına güvenir.

Proof of Stake konsensüsü, yoğun enerji gerektiren madencilik ihtiyacını ortadan kaldırır. Bununla birlikte önemli miktarda enerji harcamasının olmaması, bazen “hiçbir şey tehlikede değil” olarak algılanabilir ve bu da başka bir sorun yaratır.

PoS demircileri (proof-of-stake sisteminde genellikle “madencilik” yerine “demircilik” ifadesi kullanılır), çatal zincir durumunda her iki zincirdeki blokları doğrulamak için teşvik edilir; çünkü ekstra bir zincir üzerinde çalışmaları çok az maliyet gerektirir ve her iki zincirde de ödül toplayabilirler. Bu durum, ağ için bir sorun oluşturur. Çünkü sadece bir zincir olması gerekir ve konsensüs mekanizmasının tek amacı, bu tek zincirin durumu üzerinde anlaşma sağlamaktır.

PoS, token dağıtımıyla ilgili başka bir soruna daha sahiptir. PoW madencilerinin faaliyetleri, donanım ve elektrik gibi önemli maliyetlere sahiptir. Bu maliyetleri karşılamak için madencilerin, madencilikten elde ettikleri coin’lerin önemli bir bölümünü satmaları gerekir.

Sonuç olarak, madenciler tarafından stoklanmak yerine, piyasadan satın alınabilecek birçok coin vardır. Proof of Stake demircilerinin işletme maliyetleri çok düşüktür; bu nedenle ağı korumak için aldıkları coin’leri satmak konusunda PoW madencileriyle aynı baskıya sahip değildirler.

Proof of Stake kullanan coin holder’ları, ağ kullanıcılarından blok ödülleri ve işlem ücretleri topladıkça bu holder’ların dolaşımdaki coin payları artma eğilimi gösterir. Bu, ağın coin sahipleri tarafından etkin bir şekilde sahiplenildiği ve işletildiği, kullanıcıların da bunu kullanmak için onlara bir tür kira ödediği feodalizme benzetilir. Bu durumun temelinde genellikle Proof of Stake’e doğrudan katılmanın mümkün olmadığı bir sınır vardır.

Hibrit PoW ve PoS Sistemleri

Hibrit Proof of Work ve Proof of Stake sistemlerinin amacı, ilgili yaklaşımların faydalarına odaklanarak; iki sistemin zayıf yönlerini dengelemek olarak açıklanabilir. Decred, hem PoW’u hem de PoS’u tanınabilir formlarda bir araya getirerek çok faktörlü veya hibrit bir konsensüs mekanizması oluşturan birkaç kriptopara birimi arasında yer alıyor.

“Masternode coin’ler”, Bitcoin’deki gibi tanınabilir bir Proof-of-Work bileşenine ve özel node’lar için ek bir role daha sahip oldukları için bazı açıdan hibrit olarak kabul edilir. Bu özel node’ların ağın çıkarları doğrultusunda hareket edeceklerini göstermek için teminat olarak belirli bir miktar coin bulundurmaları gerekir. Bu mantık, Proof-of-Stake mantığına benzer. Dash, orijinal masternode coin’dir ve Proof-of-Service (hizmet kanıtı) olarak bilinen başka bir hibrit modele atıfta bulunur.

Decred’in PoW bileşeni, diğer PoW tabanlı projelerdekine benzer şekilde çalışır ve Blake-256 hash fonksiyonunu kullanır. Decred, PoS bileşeni ve zincire işlenme şekli ile benzersiz olarak adlandırılabilir.

Decred holder’ları, Decred’in Proof-of-Stake sistemine katılmak için DCR’lerini “bilet” satın alarak zamana kilitlemelidir. Tek bir biletin fiyatı, sistemin bilet sayısını 40.960 olarak hedeflediği piyasadakine benzeyen bir mekanizma tarafından belirlenir. Yani; hedef sayıdan daha fazla bilet almak isteyen varsa bilet fiyatı yükselir, daha az varsa düşer.

 

Bir kişi, bir bilet satın aldığı zaman kullandığı DCR kilitlenir yani kullanılan DCR, artık kullanılamaz durumdadır. Kilitlenen DCR’ler 142 gün dolduktan sonra veya satın alınan biletler, oylamaya tekrar çağrıldığında tekrar kullanılabilir hale gelir. Bu, PoS için; PoS seçmenlerinin oyunda bir alana sahip olmalarını ve ağın çıkarları doğrultusunda hareket etmelerini amaçlayan bir fırsat maliyetidir.

PoS katılımcıları, aynı zamanda “seçmen” veya “stakeholder” olarak da adlandırılır. PoS katılımcılarının oynayacakları üç farklı rol vardır: blok oylama, konsensüs kurallarındaki değişiklikleri oylama ve Politeia Teklif Sistemini kullanarak proje düzeyindeki yönetimi oylama. Bunlardan ilki olan “blok oylama”, PoS seçmenlerinin konsensüsü devam ettirmek için doğrudan yönetime katılmalarını belirtir.

Bloklarda Oylama

Bir PoW madencisi, geçerli bir blok bulduğunda bunu ağda yayınlar; ancak bu bloğun geçerli sayılabilmesi için bloğun rastgele seçilen 5 biletten en az 3’ünün oyunu alması gerekir. PoS seçmenleri, cüzdanlarını açık ve biletleri çağrıldığında oylarla yanıt vermeye hazır tutarlar. PoS seçmenleri, bunu kendi adlarına yapması için Oylama Hizmeti Sağlayıcılarını da görevlendirebilir. Bir PoS bileti oy vermek için çağrıldığında ve yanıt verdiğinde, sahibi bir ödül alır.

Biletler, çağrıldığı zaman önceki bloğun normal işlemlerini kabul etmek veya reddetmek için oy kullanır. Ağdaki node’lar, en az 3 oy içerene kadar yeni bir bloğu geçerli olarak tanımaz. Oylamaya çağrılan biletlerin çoğunluğu önceki bloğun işlemlerini reddederse işlemler, mempool’a geri gönderilir. Bu düzenli işlemler, PoW madencisinin ödülünü içerir; ancak PoS seçmenlerinin ödülünü içermez.

Bu nedenle, PoS seçmenleri, kendi ödüllerini etkilemeden madencilerin ödüllerini alma gücüne sahiptir. Bu, PoW madencilerinin, stakeholder’lar tarafından oylanan, ağın konsensüs kurallarındaki değişiklikleri veto etme gücünü sınırlar.

Aslında, PoS seçmenleri, kötü niyetli veya verimsiz olarak değerlendirilebilecek bir davranış tespit edildiğinde “hayır” oyu politikasını benimseyerek hoşlanmadıkları her türlü madenci davranışını reddedebilir. Bu durum, kötü PoW madencilerinin işlem yazmasını ve ödül almasını engeller. Bu PoS doğrulama katmanı, ağın güvenliğini ve çoğunluk saldırılarına karşı direncini önemli ölçüde artırır.

 

Çift harcama saldırısı gerçekleştirilirken kullanılan yaygın yöntem, alternatif bir zinciri gizlice çıkarıp belirli bir süre sonra serbest bırakarak eski zincirdeki işlemlerin geçersiz kılınmasından yararlanıp blockchain’i yeniden yazmaktır.

Decred blokları, rastgele seçilmiş biletlerden gelen girdilerin geçerli kabul edilmesini gerektirir. Ayrıca; bu girdiyi alana kadar PoW madencileri tarafından yeni bir blok inşa edilemediğinden PoW madencilerinin canlı biletlerin önemli bir bölümünü de kontrol etmedikçe gizlice madencilik yapması mümkün değildir.

Hibrit PoW ve PoS tasarımı, bir saldırgan tarafından atlatılması gereken iki farklı sistemdir. Bu nedenle de ağa karşı düzenlenecek bir saldırı çok yüksek maliyet gerektirir. Özellikle PoS bileşeni, biletlerin oldukça yavaş alınabileceği bir şekilde yapılandırılmıştır. Her blok için sınırlı sayıda bilet satın alınabilir.

 

Bununla birlikte maksimum sayıda bilet satın almak, fiyatın belirgin şekilde artmasına neden olur. Buna ek olarak; bu biletler satın alındıktan sonra onları satmak için kullanılan fonlar, bir süreliğine kilitli olacaktır. Bu da saldırganın, saldırı sonucundaki kilitli paralarının bir devalüasyonuna maruz kalmasına neden olacaktır.

Her bloğun rastgele seçilen stakeholder’lar tarafından oylanması şartı, madencilik yapılırken blockchain’in tüm katılımcılarla paylaşılması ve ağın güvenliğinin artırılması anlamına gelir. Decred’in hibrit sistemi, stakeholder’lara PoW madencileri üzerinde güç sağlamak için tasarlanmıştır.

Konsensüs Değişikliği Oylaması

Decred, başlangıçta PoS stakeholder’larını blockchain’in yönetimindeki baskın karar verme gücü yapmaya karar verdi. Konsensüs kurallarına yazılan, “ağın konsensüs kurallarındaki herhangi bir değişikliğin ancak bir oylama sürecinden geçtikten sonra uygulanabileceği”, bir yükseltme onaylama prosedürüdür.

 

Konsensüs kurallarındaki değişiklikler ancak oy pusulalarının en az %75’i tarafından onaylandığı takdirde yapılabilir. Bu süreç, belirli bir oranda madencilerin (%95) ve seçmenlerin (%75) kurallarda gizli değişiklikler içeren yükseltilmiş yazılımları çalıştırmasıyla başlar.
Önerge 4 haftalık oylama sonunda %75 oranında destek görürse kabul edilir; aksi takdirde reddedilir ve herhangi bir üstünlüğe sahip değilse oylama yeniden başlar. Herhangi bir teklif kabul edilirse kural değişikliği bir ay sonra etkinleşir.

Proje Yönetimi: Politeia

Decred’in blok ödülleri, PoW madencileri (%60), PoS seçmenleri (%30) ve bir Treasury (Hazine) (%10) arasında paylaştırılarak projenin amaçlarını ilerleten açık kaynaklı yazılımların geliştirilmesine fon sağlanır. Bilet sahipleri; Politeia Platformu aracılığıyla bu fonun nasıl harcanacağı, hangi özelliklerin eklenmesi gerektiğine oy verme gibi işlemler için bir politika belirleme yetkisine sahiptir.

Sonuç

PoS seçmenleri, blok ödülünün %30’unu aldıkları için sadece stake işlemi ile dolaşımdaki DCR’deki paylarını koruyamazlar. Yeni çıkarılan DCR’lerin çoğu, ağın güvenliğini sağlamada ve tamamen PoS mantığı ile çalışan sistemlerdeki “hiçbir şey tehlikede değil” sorununu azaltmada oynadığı rol karşılığında PoW madencilerine gidiyor. Bu durum olmasaydı PoW madencileri, genellikle operasyonel maliyetlerini karşılamak için aldıkları ödüllerin önemli bir bölümünü satarak piyasada adil bir DCR arzı sağlamak zorunda kalacaklardı.

 

Decred’in blockchain’i benzersiz bir yapıya sahiptir ve hibrit PoW/PoS sisteminin en önemli örneklerinden biridir. PoS konsensüsüne sahip projeler, içinde önemli farklılıklar bulunan genel bir gruplamada yer alır. Gelecekte hibrit PoW/PoS yaklaşımlarını uygulayacak projeler de benzersiz olacak ve Decred’in yol haritasını takip etmek zorunda kalmayacaktır.

Kaynak: Binance Academy

• Bu da ilginizi çekebilir: KoinSaati Akademi: On-Chain (Zincir İçi) Analiz Nedir?

Kriptoparalar ve blockchain hakkındaki her türlü sorunuz için telegram kanalımıza davetlisiniz. Kanala katılmak için tıklayınız.