Giriş

Proof-of-Stake (PoS), işlemleri işlemek ve bir blok zincirinde yeni bloklar oluşturmak için bir kripto mutabakat mekanizmasıdır. Katılımcılar, düğüm olmak için belirteçleri stake eder. Bir düğüm, işlemleri doğrulayan ve stake edilen token miktarına göre ödüller alan bir doğrulayıcı olma fırsatına sahiptir.
Bir blok zincirindeki tüm işlemler, birden çok düğüm tarafından yazılan ve çoğaltılan Dağıtılmış Defter (DLT) olarak bilinen bir veritabanına kaydedilir. Defterdeki tüm verilerin doğru olduğundan emin olmak için, kötü niyetli veri kurcalamasını önlemek için bir mutabakat mekanizması gereklidir.
Proof-of-stake, son yıllarda pek çok blockchain projesi tarafından tercih edilmektedir. Proof-of-work'te (PoW) var olan donanım ve enerji tüketimi ihtiyacını ortadan kaldırırken doğrulayıcıları belirli bir miktarda token stake etmeye zorlayarak blok zincirini güvence altına alır. .

Konsensüs mekanizması nedir?

Mutabakat mekanizması, dağıtılmış bir sistemdeki tüm katılımcıların tek bir bilgi kaynağı üzerinde fikir birliğine varması için kullanılan bir yöntemdir. Merkezi bir sistem, bir mutabakat mekanizması gerektirmez çünkü verilen verilerin geçerli olup olmadığı yalnızca sorumlu kuruluş tarafından belirlenir. Örneğin, merkezi bir veritabanında, yalnızca yöneticinin veri ekleme, silme ve değiştirme hakkı vardır ve veritabanını pasif olarak sorgulayan kullanıcılar yöneticiden bilgi alır.
Dağıtılmış bir sistem, ağı sürdürmek için çok sayıda otonom varlığın (düğüm) işbirliğine dayanır ve bilgilerin doğruluğu herkes tarafından ortaklaşa doğrulanır. Buna karşılık, herhangi bir düğüm yeni blok kayıtları oluşturabilir ve bir blockchain ağında işlemleri doğrulayabilir. Ancak cihaz arızaları, ağ gecikmesi, saldırılar vb. nedenlerle farklı düğümlerden gelen bilgiler çelişkili olabilir. Bu nedenle, veri kayıtlarını tutarlı hale getirmek için bir uzlaşma mekanizmasına ihtiyaç vardır.
Blok zincirinin geliştirilmesinde, kabul edilen en eski mutabakat mekanizması, verilerin geçerliliğinin en yüksek CPU bilgi işlem gücü tarafından onaylandığı Çalışma Kanıtı'dır (PoW). Enerji maliyeti nedeniyle alternatif olarak Proof-of-Stake (PoS) oluşturulmuştur. PoS kapsamında, verilerin geçerliliği, ağdaki farklı düğümlerin bir fikir birliğine varmasını sağlayarak, en çok belirteci paylaşan doğrulayıcılar tarafından onaylanır.

PoS nedir?

Proof-of-stake fikri ilk olarak 2011 yılında Bitcointalk'ta QuantumMechanic adlı bir üye tarafından ortaya atıldı ve daha sonra Scott Nadal ve Sunny King gibi diğer üyelerin yardımıyla kavramsallaştırıldı.
Bir PoW blok zincirinde işlemler, bir işlemi doğrulamak ve yeni bloklar için ödüller almak üzere karmaşık matematik problemlerini çözmek için bilgi işlem gücü sağlayan düğümler ("madenciler" olarak da adlandırılır) tarafından doğrulanır. Bir PoS ağında, ağ düğümleri ("doğrulayıcılar" olarak da adlandırılırlar), teminat olarak kripto para yatırma sağlar ve düğümün sahip olduğu teminat ne kadar fazlaysa, muhasebe hakları ve blok ödülleri alma şansı o kadar artar.
En yüksek teminatlara sahip doğrulayıcıların yeni bloklar oluşturmak için sabit bir düğüm haline gelmesini önlemek için, doğrulayıcıları seçmek için stake edilen token sayısı, madeni para yaşı ve rastgele blok seçimi gibi diğer parametreler de dikkate alınır. Madeni para yaşı, belirteçlerin stake edilmesinden bu yana ne kadar zaman geçtiğini ifade eder (doğrulayıcının bir blok oluşturduğu son zaman). Madeni para yaşı daha eski olan doğrulayıcıların yeni bloklar oluşturmak için seçilme olasılığı daha yüksektir. Madeni para yaşı parametresi, daha düşük teminatlara sahip düğümlere yeni bloklar oluşturma ve ödüller alma fırsatı verir.
Proof-of-Stake (PoS) genel olarak şu şekilde çalışır:

1. Henüz doğrulanmamış işlemler düğümler tarafından işlenecektir. Bu bekleyen işlemler her zaman kripto para birimlerini stake eden doğrulayıcılar tarafından işlenmeyi bekleyen bir havuzda saklanır.
2. Algoritma, belirteç sayısı, madeni para yaşı, rastgele blok seçimi vb. gibi belirli parametrelere dayalı olarak yeni bir blok oluşturmak için bir doğrulayıcı seçer.
3. Seçilen doğrulayıcı bu bekleyen işlemleri doğruladıktan sonra yeni bir blok oluşturulur ve bu işlemler paketlenebilir.
4. Seçilmemiş diğer düğümler, yeni bloğun geçerli olduğunu onaylar.
5. Yeni bloktaki işlemler diğer düğümler tarafından doğrulandıktan sonra, yeni blok blockchain ağına eklenecektir. Tersine, geçersiz işlem varsa yeni blok eklenmeyecektir.
6. Yeni bir blok eklendiğinde, doğrulayıcı stake edilen jetonları alabilir ve blok ödülünü alabilir. Doğrulayıcı seçim algoritması madeni para yaşını dikkate alırsa, bu doğrulayıcının madeni para yaşı 0'a sıfırlanacaktır. Yeni bir bloğun eklenmesi reddedilirse, doğrulayıcı tarafından stake edilen jetonlar ceza olarak kesilebilir.
   
   Kaynak: Coinentinel.io

PoS'un Artıları

PoS, birçok kişi tarafından aşağıdaki nedenlerle PoW'dan daha iyi bir mutabakat mekanizması olarak kabul edilir:

1. Pahalı ekipmanlara gerek yok
   Genel halkın PoS blok zincirlerine katılması PoW olanlardan daha kolaydır çünkü normal PC'ler bile PoS düğümleri olarak kullanılabilirken, PoW altında yüksek bilgi işlem gücüne sahip özel bilgisayarlar bir zorunluluktur.

2. Verimli enerji
   Proof-of-stake blok zinciri fazla enerji gerektirmez. Proof of work ağında madencilerin yeni blokları ilk keşfeden olmak için birbirleriyle rekabet etmesi gerekiyor, hashing'in getirdiği rekabet sırasında çok fazla enerji gerekiyor.

3. yüksek ölçeklenebilirlik
   Ölçeklenebilirlik söz konusu olduğunda, donanım ve enerji maliyeti, PoW blok zincirlerindeki ana sınırlamadır ve ek ekipman maliyeti ve enerji tüketimi, ağ ölçeklendikçe katlanarak artacaktır. Proof of stake blok zincirleri bu sorunu etkili bir şekilde ortadan kaldırır.

4. Teknoloji meraklısı olmayan insanlara dost
   Madencilik ciddi bir uzmanlık gerektirir. Bu nedenle, çalışma kanıtı daha çok kurumlar ve profesyoneller için tasarlanmıştır. Ancak sıradan kişisel cihazlar bile PoS altında düğüm işlevi görebilir.

5. Daha merkezi olmayan
   Proof-of-stake, stake ettikleri sayıdan bağımsız olarak tüm düğümlerin, algoritmalar aracılığıyla blockchain ağına etkin bir şekilde katılabilmelerini sağlar. Bununla birlikte, PoW altında blok oluşturma, işlem doğrulama ve ödül tahsisinin çoğu madencilik havuzlarının tekelindedir ve daha küçük düğümler onlarla zar zor rekabet edebilir. Proof-of-Stake uzun kuyruklu pazarlarda daha iyi bir seçimdir.

6. Daha yeşil
   PoS blok zincirleri, büyük enerji tüketimi veya yoğun bilgi işlem rekabeti ile gelmediğinden, dolayısıyla çevre üzerinde daha az olumsuz etkiye sahip olduklarından, PoW blok zincirinden daha çevre dostudur.

PoS Güvenli mi?

Hangi fikir birliği mekanizması kullanılırsa kullanılsın, düğümlerin bir fikir birliğine varma etkinliğine ek olarak, güvenlik bir ağdaki en önemli hususlardan biri olmaya devam eder. Aksi takdirde, ağ kötü niyetli saldırılar tarafından felç edilebilir.
PoW ağlarında fikir birliğine bilgi işlem gücü aracılığıyla ulaşılır. Bir blockchain ağındaki bilgi işlem gücünün %51'inden fazlasını kontrol edebiliyorsanız, tüm ağ üzerinde baskın kontrole sahip olursunuz. Saldırganlar, çifte harcama yaparak, işlem kayıtlarını reddederek veya değiştirerek veya başkalarının madencilik yapmasını engelleyerek kar elde edebilir. Bu, %51 saldırısı olarak bilinir.
Bununla birlikte, çalışma kanıtı blok zincirinin ölçeği genişledikçe, %51 saldırı olasılığı azalır. %51 saldırısını uygulamak için, bilgi işlem gücü sağlamak üzere büyük miktarda madencilik ekipmanı gerekir ve yüksek enerji maliyetleri ortaya çıkar. Başarılı bir saldırının ödülü, saldırıyı gerçekleştirmenin maliyetinden azsa, %51 saldırısı bu açıdan uygulanamaz hale gelecektir. Bitcoin'i örnek olarak alırsak, genesis bloğunun oluşturulmasından bu yana on yıldan fazla bir süredir hiçbir zaman %51 saldırısı olmadı. Bitcoin ağının güvenliğini sağlayan, kapsamlı CPU bilgi işlem gücü sağlayan, dünya çapındaki Bitcoin madencilik düğümleridir.
Proof-of-stake ağlarının da %51 saldırısından zarar görebileceği unutulmamalıdır. Kötü niyetli bir düğüm, toplam stake edilen token sayısının yarısından fazlasını elde ettiği sürece, blockchain ağının kontrolünü ele geçirir ve bloklar ve işlem kayıtları oluşturabilir. Yani, bir saldırgan çok sayıda jeton alarak bir saldırı başlatabilir.
Ancak, böyle bir saldırı pratik değildir. Çok sayıda jeton edinme eylemi, artan talep nedeniyle fiyatı yükseltecektir. Ve bir saldırı, blockchain ağı üzerinde önemli bir etkiye sahip olacak ve kullanıcılar arasında paniğe neden olacak ve bu da fiyatın düşmesine neden olacaktır. Bu nedenle, belirteç edinmenin maliyeti, bir saldırıdan elde edebileceğiniz kârdan çok daha fazla olacaktır.
Proof-of-stake mutabakat mekanizmasına saldırmanın daha olası bir yöntemi, toplam stake edilen token sayısının %51'inden fazlasını kontrol etmek için diğer düğümlerle işbirliği yapmaktır. Bu yöntem, engelleyici maliyetler olmadan ağı kontrol etme hedefine ulaşmak için bir alternatiftir.
Düğümlerin birbirleriyle işbirliği yapmasını önlemek için, hisse ispatı blok zinciri cezalar getirir. Diğer doğrulayıcılar tarafından yanlış bloklar ve işlemler bildirilirse, saldırı düğümü stake edilen tokenlerinin bir kısmını hatta tamamını kaybedebilir. Bu, önceki PoS düğümlerinin Hiçbir Şey Tehlikede Olmama sorununu çözer ve diğer düğümlerin kayıp riskini almaya istekli olup olmadığını belirlemek zor olduğundan doğrulayıcılar arasındaki gizli anlaşmayı daha da zorlaştırır.
Stake edilen jetonların değeri ödüllerden yüksek olduğu sürece, hileden kaynaklanan kayıplar, dürüst operasyonun getirdiği ödüllerden daha büyük olacaktır. Bunu göz önünde bulundurarak, düğümler dürüst çalışmayı tercih eder, bu da PoS blockchain ağlarının güvenliğini sağlar. Bu nedenle, özellikle daha yüksek piyasa değerine sahip kripto para birimlerinde %51 saldırısının gerçekleşmesi neredeyse imkansızdır.

PoS'un olası sorunları nelerdir?

PoS mutabakat mekanizmasının avantajlarına rağmen, bazı potansiyel sorunları da vardır. PoS genellikle zengini daha zengin ve fakiri daha fakir yapmakla eleştirilir. Daha fazla miktarda token stake eden düğümlerin, ödül almak için blok oluşturma şansı daha yüksek olacaktır. Bu, zenginlik elde etmek için çok sayıda token tutan doğrulayıcıları yapar, dolayısıyla servet eşitsizliğini şiddetlendirir.
Bununla birlikte, PoS savunucuları, tüm sermaye piyasalarında zenginlerin daha güçlü bir rekabet avantajına sahip olduğuna inanıyor. PoW mutabakat mekanizması altında bile aynı problemler mevcuttur. Katılmak için daha yüksek gereksinimleri olan PoW ağıyla karşılaştırıldığında, herkese fayda sağlayan PoS daha iyi bir çözüm olduğunu kanıtlıyor.
Diğer bir yaygın sorun, stake yapamayan düğümlerin sayısı değişebileceğinden, öngörülemeyen token arzıdır. Bu, ek sorunlara yol açar. Örneğin, belirteçlerin piyasa fiyatı düşmeye devam ettiğinde, stake edilen düğümlerin ödülleri, onları elde tutma kaybını telafi edemeyebilir, bu da çok sayıda düğümün belirteçleri stake etmemesine ve satmasına neden olabilir, dolayısıyla Blockchain ağının güvenliği.
Ek olarak, staking düğümlerinin sayısı önemli ölçüde artarsa, token arzında bir kıtlığa neden olabilir ve kötü niyetli geliştirme ekipleri tarafından varlıklarını satmadan önce sıklıkla kullanılan bir fiyat manipülasyon taktiği olan fiyatı yükseltebilir. Karşılaştırıldığında, PoW mekanizması daha istikrarlı bir token arzı sağlar ve benzer sorunlardan muzdarip olma olasılığı daha düşüktür.

PoS ve PoW dışında diğer mutabakat mekanizmaları nelerdir?

İş ispatı ve hisse ispatı, dağıtılmış ağlardaki en popüler iki mutabakat mekanizmasıdır, ancak yalnızca ikisi değildir. On yılı aşkın bir süredir geliştirilmekte olan blockchain teknolojisi, birçok yeni mutabakat mekanizmasının önerildiğini gördü. İşte kısa bir giriş:

1. Uzay Kanıtı
   Proof of Space konsensüs algoritması kapsamında, ağdaki düğümlerin işlemleri doğrulamaya ve ödül almaya hak kazanmadan önce önemli miktarda sabit disk depolama alanına sahip olmaları gerekir. Doğrulayıcılar, düğümlerin depolamayı sağlamaya devam etmesini sağlamak için depolama sağlayan düğümleri sorgulayacaktır. Chia Network, bu algoritmayı benimseyen bir örnektir.
   
   kaynak: Chia Ağı

2. Yetki Belgesi (PoA)
   Yetki Kanıtı konsensüs algoritması kapsamında, ağdaki düğümler belirteçleri stake etmeyecek, bunun yerine işlemleri doğrulamaya hak kazanmak için kendi itibarlarını riske atacaktır. Doğrulayıcıların katılmadan önce kimlik bilgilerini açıklamaları gerekir. Bu, şüpheli doğrulayıcıları seçme riskini azaltır ve uzun vadeli katılımı teşvik eder. PoA algoritmasının bir örneği VeChain'dir.

3. Temsil Edilen Hisse Kanıtı (DPoS)
   DPoS, token sahiplerinin tokenlarını tanıklara oy olarak emanet ettiği temel kanıt-of-stake konseptinin bir ilerlemesidir. Bu tanıklar, emanet edilen jeton sayısına bağlı olarak farklı seviyelerde itibara sahiptir. Seçilen tanıklar en güvenilir kişiler olarak kabul edilir ve işlemleri doğrulayarak blok oluşturma hakkına sahiptir. DPoS'u benimseyen bir örnek EOS'dur.

Çözüm

Proof-of-Stake algoritması genellikle Proof-of-Work'ün bir ilerlemesi olarak kabul edilir. PoS kullanıcıları, doğrulayıcı olmak ve ödül almak için yeni bloklar oluşturmak için belirteçlerini stake edebilir. İşlemleri ortaklaşa doğrulamak ve blok zincirini güvence altına almak için diğer düğümlerle de işbirliği yapabilirler.
Proof-of-Stake, sermaye yoğun ve enerji tüketen madenciliği ortadan kaldırır ve normal kullanıcılar için daha erişilebilirdir. Hem çevre dostu hem de merkezi olmayan bir mutabakat mekanizması olarak kabul edilir. Proof-of-Stake ayrıca ölçeklenebilirlik açısından Proof-of-Work'ten daha iyi performans gösterir. Şu anda Proof-of-Stake, Cardano, Tezos, Avalanche ve GateChain gibi giderek daha fazla blok zinciri tarafından benimseniyor.
Piyasa değerine göre ikinci en büyük blok zinciri olan Ethereum, Eylül 2022'de tamamlanması planlanan ETH 2.0 yükseltmelerinde PoW'dan PoS'a geçiş yapacak. ETH 2.0 çalıştıran düğümlerin en az 32 ETH stake etmesi gerekmesine rağmen, mutabakat mekanizmasının benzeri görülmemiş geçişi, Proof-of-Stake'in gerçekten de blockchain teknolojisinin geleceği olduğunu gösteriyor.
PoS, PoW'un karşılaştığı birçok sorunu çözmüş gibi görünse de henüz yeni bir teknolojidir. Bilinmeyen başka sorun ve kusurların olup olmadığını tespit etmek zaman alır.