Bu yazıda fikir birliği algoritmalarından Proof of Stake modellerine yakından bakacağız. PoS’un dünü,bugünü ve yarını son derece önemli. Peki neden? Çünkü tartıştığımız NFT, Metaverse, Web3 gibi bir çok konsept sırtını blokzincir teknolojisine yaslıyor. Bu teknolojinin kıymeti ise fikir birliği algoritmalarından geliyor. Fikir birliği algoritmaları içerisinde ise bahsi geçen yeni konseptlerin gerçekleşebileceği modeller, ölçeklenebilirlik sorunundan dolayı PoW üzerinde değil PoS üzerinde gerçekleşecek gibi görülüyor. Bu yüzden PoS’u anlamak önemli.
Gelin öncelikle fikir birliği algoritmalarına neden ihtiyaç duyduğumuza kısaca bakalım. Ardından günümüzdeki blokzincir teknolojilerinin arkasındaki PoS modellerine odaklanalım.
Merkezi ve Merkezi Olmayan Sistemler
Herhangi bir merkezi sistemde, tıpkı nüfus bilgilerini tutan bir devlet gibi vatandaşları hakkında önemli bilgileri tutan bir veri tabanı gibi, merkezi bir yönetici veri tabanına kayıtlar ekleme ve güncelleme yetkisine sahiptir. Burada güven hissiyatı, gerçek kayıtların tutulmasından tek sorumlu olan merkezi bir otorite tarafından gerçekleştirilir.
Merkezi olmayan sistemlerde ise bu durumun aksine kendi kendini düzenleyen sistemler olarak çalışan mekanizmalar vardır ve tek bir otorite olmadan çalışır. Blok zincirinde meydana gelen işlemlerin doğrulanması ve blok üretimi üzerinde çalışan yüksek sayıda katılımcının katkılarını içerebilir. Fakat elbette bu teorikte olduğu kadar pratikte kolay değildir. Çünkü blok zincirinin sürekli olarak değişen statüsünde bir çok kötü niyetli saldırı olabilir. Bundan dolayı, herkesin dahil olabildiği bu defterlerdeki tüm işlemlerin gerçek olmasını ve tüm katılımcıların bir fikir birliği üzerinde anlaşmasını sağlamak için verimli, gerçek zamanlı, işlevsel, güvenilir ve güvenli bir mekanizmaya ihtiyacı vardır. İşte burada da fikir birliği algoritmaları karşımıza çıkıyor.
Malum, blokzincir kavramıyla tam olarak tanışmamız Bitcoin whitepaper’ına kadar gidiyor. Bu belgede doğrudan “blockhain” ifadesi geçmese de “chain of blocks” ifadesiyle blokzinciri teknoloji tarihindeki yerini alıyor. Bilindiği gibi, bu belgede bahsi geçen fikir birliği algoritması emek ispatı olarak bilinen Proof of Work algoritmasıydı.
Proof Of Work
Proof of Work, Bitcoin tarafından kullanılan ve sonrasında Ethereum, Litecoin ve Dogecoin gibilerine uygulanan fikir birliği mekanizmasıdır. PoW, çözülmesi zor ama doğrulanması kolay bir matematik probleminin çözümünü bulmak için saniyede binlerce hesaplama yapmayı içerir. Proof of Work sistemi madencileri, bulunan her yeni blok için madeni paralarla ödüllendirerek teşvik eder.
Son derece adil ve güvenli bir fikir birliği mekanizması olmuş olsa da yıllar içerisinde ortaya çıkan bazı ihtiyaçlara yeterince cevap verememesinden ötürü PoW’a alternatif yaklaşımlar üzerinde çalışılmıştır. Bu ihtiyaçlardan en önemlilileri düşük enerji kullanımı ve saniyedeki işlem sayısının artırılmasıdır. Bitcoin’in yüksek enerji kullanımı aynı zamanda onun güvenliğini sağlayan parametre olduğu için bu konuda doğrudan bir çözüm hayata geçirilememiştir. Benzer şekilde saniyedeki işlem sayısının artırılması noktasında da kalıcı bir çözüm bulunamamıştır. Bu bahsi geçen konular Bitcoin’in diğerlerinden değersiz bir teknoloji olduğuna işaret etmeyeceğinin notunu düşelim. Tıpkı bugün market alışverişini altın ile yapmamızın altını değersiz yapmayacağı gibi Bitcoin de bir değer saklama aracı olarak teknoloji ve finans tarihindeki yerini almıştır. Fakat tıpkı altın dışında kağıt paraya ihtiyaç duyulduğu gibi Bitcoin haricinde bazı blokzincir teknolojilerine ihtiyaç duyulmuştur. Bu teknolojilerin önemli bir kısmı da emek ispatı yerine hisse ispatı olarak bilinen PoS modellerini kullanmaktadır.
Proof of Stake
Proof of Stake (PoS), PoW algoritmasına göre daha düşük maliyetli, düşük enerji tüketen bir alternatif olarak geliştirilen bir fikir birliği algoritmasıdır. Proof of Stake bahsi geçen avantajları bir kişinin sahip olduğu dijital varlık jetonlarının sayısıyla orantılı olarak, bir katılımcı düğüme blokzincir defterini koruma sorumluluğunun tahsis edilmesini içerir. Model şunu söyler: Bir kişi elinde o dijital varlığı tutuyorsa, sahtekarlık yaparak sisteme zarar vermek istemeyecek aksine sistemin güvenliğini artırmak için çaba gösterecektir. Proof of Stake kendi içinde bazı alt başlıklara ayrılmaktadır. Bu yazıda da odaklanacağımız konu bu kısım olacak. Aslında kripto paralar ile görünür olan blokzincir teknolojilerinin arkaplanda yarıştırdıkları şeyler bu fikir birliği algoritmalarıdır.
Temsil Edilen Hisse Kanıtı (DPoS)
Proof of Stake modelinin ilk dezavantajı, bir çok kişinin ağın tam düğümünü indirmeden varlıklarını stake hizmetine sokmak istemeleridir. Varlık sahibi şunu demektedir: “Evet ağın güvenliğini artırmak istiyorum, ama tüm düğümü bilgisayarıma indirip sürekli olarak çalıştırma şansım yok, bir alternatif bulunabilir mi?” İşte bu noktada DPoS gibi bazı modeller devreye girer. DPoS genellikle, ağın güvenliğini sağlamak için sabit sayıda doğrulayıcının yetkilendirildiği bir seçim sistemi aracılığıyla çalışır. Bir varlık sahibi olarak, payınızın büyüklüğüne göre belirlenen oylama gücüyle ağdaki işlemleri kimin onaylayacağına oy verebilirsiniz. En çok oyu alan doğrulayıcılar delege olur, işlemleri onaylar ve bunun için ödüller toplar. Yani bir kişinin çalıştırdığı tam düğüme kendi varlıklarınızla ortak olursunuz. DPoS, Lisk, Tron, Steem, Bitshares, EOS gibi protokollerde kullanılmaktadır. Bu yöntem her ne kadar az enerji tüketse de merkezileşme ihtimali yüksek olduğu için bir yönden eleştiri almaktadır.
Likid Hisse Kanıtı (LPoS)
LPoS’ta yetkilendirme isteğe bağlıdır. Belirteç sahipleri, doğrulama haklarını diğer varlık sahiplerine gözetim olmaksızın devredebilir, bu da varlıkların yetki verenlerin cüzdanında kalacağı anlamına gelir. Ek olarak, güvenlik hatası durumunda yalnızca doğrulayıcı cezalandırılır. LPoS ayrıca, bir varlık sahibi olarak, yalnızca DPoS’ta olduğu gibi ağı kimin güvence altına aldığı konusunda değil, doğrudan protokol değişikliklerinde oy kullanabileceğiniz dışında oy hakları da sunar. LPoS ilk olarak Tezos blokzinciri tarafından tanıtılmıştır. Tezos’taki LPoS’un başarılı olduğu kanıtlanmış ve merkeziyetsiz bir modele de ulaşılmıştır. Bu yazı yazılırken TZStats verilerine göre Tezos ağında %75 oranında bir stake ve 107 bin temsilci bulunmaktaydı.
Bonded Proof-of-Stake (BPoS)
BPoS, LPoS’a çok benzer: yetki devri isteğe bağlıdır, gözetimsizdir ve varlık sahipleri protokol değişikliklerinde oy haklarından yararlanır. BPoS olarak adlandırılmasının bir nedeni şudur. Güvenlik hatası durumunda, doğrulayıcıların ve yetki verenlerin hisselerinin bir kısmı kesilir. LPoS’ta, yalnızca doğrulayıcı kesinti riski altındayken, yetki verenin tek riski, doğrulayıcının dürüst olmaması veya verimli olmaması durumunda bazı ödülleri kaçırmak olur.
Bunun tercih edilme sebebi yetki verilen doğrulayıcıların nispeten daha disiplinli olması ve kendilerine yetki verenlerini hayal kırıklığına uğratmak istemiyorlarsa daha istikrarlı çalışmaları isteğidir. Diğer yandan yetki verecek kişilerin de daha dikkatli davranması ve doğrulayıcılar konusunda durum tespiti yapması ve doğrulayıcılarının performansını değerlendirmesi anlamına gelir. BPoS Cosmos ve IRISnet gibi projeler tarafından tanıtılmıştır.
Aday Hisse Kanıtı (NPoS)
NPos DotSama ekosistemi tarafından hayata geçirilmiş bir yaklaşımdır. Polkadot ve Kusama blokzincirlerinden oluşan ve artık DotSama olarak kullanılan bu ekosistemdeki blokzincirlerin tamamı Rust dilinde yazılan Substrate isimli bir frameworkü kullanmaktadır. Parity şirketi tarafından geliştirilen ve işin akademik çalışma boyutu Web3 Vakfı tarafından yapılan Substrate üzerinde geliştirilen blokzincirler parachain ismi verilen mekanizmalar üzerinden etkileşime girebilir. Fikir birliği modeline dönecek olursak bu sistemde, doğrulayıcılar günde birkaç kez otomatik olarak seçilir. Bu doğrulayıcıların, yüksek iletişim yanıt hızı sağlama, uzun vadeli bir güvenilirlik itibarı oluşturma ve yerel varlıkları stake etme gibi maliyetli operasyonlar yürütmesi gerekir.
NPoS’ta yetki verenlere aday gösterenler denir. Bir aday, doğrulayıcıları bir aday listesi arasından aday gösterir ve onları desteklemek için bir miktar stake edilmiş varlığı kilitler. NPoS’ta doğrulayıcıların sayısı yönetişim tarafından sınırlandırılır ve bunlar ağdaki toplam paylarına göre seçilir. Doğrulayıcıların aksine, sınırsız sayıda taraf aday gösterebilir. Aday gösterenler, sürekli olarak güvenilir yeni adaylar aramak için bir teşvike sahiptir. Bu iki rolle NPoS, tüm token sahiplerinin ağa sürekli olarak katılmasını sağlar. Bu nedenle, doğrulayıcı sayısını sınırlı tutarken yüksek düzeyde güvenlik sağlarlar.
Hibrit Hisse Kanıtı (HPoS)
Hibrit PoS/PoW, genellikle Proof-of-Work ve Proof-of-Stake arasında ortak bir kullanım olarak adlandırılır. Bu yöntemlerin her ikisini de kullanarak ağı güvence altına almanın bir yoludur: PoS, blok zincirini daha da güvenli hale getirmek için PoW sistemiyle birlikte çalışır. Genellikle, böyle bir uygulamada madenciler PoW aracılığıyla yeni bloklar üretir ve PoS doğrulayıcıları daha sonra bunların geçerliliğine oy verir. HPoS, paydaş oylarıyla hash gücünü artırarak çoğunluk saldırılarına karşı üstün bir caydırıcılık sağlar. HPoS’un avantajlarından biri de, madencilerin bir karma güç tekeli elde etme şansını önemli ölçüde azaltmasıdır.
HPoS üzerinde çalışan projelere Decred örnek verilebilir Decred blokzincirinde token sahipleri, madenciler tarafından bulunan blokları kontrol etme ve fikir birliği kurallarındaki değişiklikleri oylama yeteneğine sahiptir.
Leased Proof-of-Stake ( Kiralanan Hisse Kanıtı)
Leased Proof of Stake (LPoS), Waves blok zinciri ağının ağı güvence altına almak için dağıtılmış konsensüs elde etmeyi amaçladığı, geliştirilmiş bir PoS türüdür. LPoS, jeton sahiplerinin jetonlarını Waves düğümlerine kiralamasına ve ödül olarak ödemenin bir yüzdesini kazanmasına olanak tanır. LPoS kullanarak, bir Waves düğümüne kiralanan miktar ne kadar büyük olursa, o düğümün bir sonraki bloğu oluşturmak için seçilme şansı o kadar yüksek olacağından, kiracılar yeni blok oluşturma sürecine katılabilecekler. Bu düğüm seçilirse, kiralayan bir ödül alacaktır. Kullanıcı varlıklarını kiralamaya başladığında, kiralanan varlıklar kilitlenir ve sahibinin tam kontrolü ile aynı adreste kalır
Sonuç
Blokzincir teknolojilerinin bugün sahip olduğu teknolojik, finansal ve insan kaynağı gücüne bakılırsa ilerleyen zamanlarda bir çok Proof of Stake algoritmasının da ortaya çıkacağını düşünebiliriz. Gerek PoW gerekse PoS modellerinin kendine göre üstünlüğü olsa da Web3 denilen interneti yeni bir formata geçirme fikriyatının oluşturacağı yoğun transferlerde PoS’un sahada olacağını tahmin etmek zor değil. Tabi ki burada Türk bilişim ekosisteminin de kendi PoS modelleri üzerinde çalışması, mevcut modeller için PoS doğrulayıcı havuzları oluşturması ve varlıklarını temsilcilere devredecek kullanıcılara bu konuda dijital okur-yazarlık eğitimleri vermesi son derece kıymetli olacaktır.
