Proof-of-Work (PoW) ve Proof-of-Stake (PoS)

Proof-of-Work ve Proof-of-Stake, kripto dünyasında en yaygın kullanılan iki konsensüs mekanizmasıdır. Lider kripto paralar bu mekanizmaları, performansı artırmak ve ağ bütünlüğünü korumak için kullanmaktadır. Bu yazıda, bu iki mekanizmanın nasıl çalıştığını açıklayacak ve artılarını ve eksilerini vurgulayacağız.

Proof-of-Work (PoW) Nedir?

Proof-of-Work (PoW), madencilerin (doğrulayıcılar) işlemleri onaylamalarına ve yeni bloklara eklemelerine olanak tanıyan bir konsensüs mekanizmasıdır. Bunu yapmak için karmaşık matematiksel görevleri çözerler ve karşılığında çabaları için ödüller kazanırlar. Bu sistem, tüm ağın blockchain’in durumu ve tüm işlemler konusunda anlaşmasını sağlayan şeffaf ve güvenilir bir yol sunar ve en güvenli olarak kabul edilir. Geçerli bir blok oluşturmak için madenciler trilyonlarca sayı kombinasyonunu denemek zorundadır.

PoW Nasıl Çalışır?

Proof-of-Work algoritması şu şekilde çalışır: Madenciler, karmaşık kriptografik bulmacaları daha hızlı çözmek için yarışırlar. Amaçları, doğru nonce’u — bloğun hash’ini belirli koşullara uygun hale getiren benzersiz bir numara bulmaktır. Bir madenci bunu çözerse, yeni bloğu ağdaki diğer katılımcılara yayınlar. Eğer diğer katılımcılar doğrularsa, blok zincire eklenir ve madenci ödül kazanır.

Bu yaklaşımın en büyük yeniliklerinden biri, aynı kriptonun birden fazla kez harcanması (çift harcama) sorununu çözmesidir. PoW sistemindeki madenciler, her yeni bloğu oluşturmak için gerçek çaba — hem zaman hem de işlem gücü — harcadıklarını kanıtlamak zorundadır. İşte buradan isim gelir: Gerçek bir işin yapıldığının kanıtı.

PoW Coin Örnekleri

Bazı coin’ler, PoW konsensüs mekanizmasında çalışır ve bunun nasıl uygulandığını görmek için aşağıdaki listeye göz atabilirsiniz:

• Bitcoin (BTC): Proof-of-Work’u benimseyen ilk kripto para, SHA-256 algoritmasını kullanır. Diğer tüm PoW ağları gibi, Bitcoin güçlü güvenlik sağlar ancak büyük enerji tüketimi gerektirir. Hız açısından, bloklar her 10 dakikada bir oluşturulur veya yoğun zamanlarda daha yavaş olur, bu da işlem hızını sınırlar. Yine de Bitcoin, merkezsizlik için bir referans noktası olmaya devam eder ve kripto pazarında “dijital altın” olarak ün kazanmıştır.

• Kaspa (KAS): GHOSTDAG protokolüne sahip yeni nesil bir PoW coin’i olan Kaspa, kHeavyHash algoritmasını kullanır. Kaspa, paralel blok işleme destekler ve daha az enerji tüketerek saniyede onlarca blok işleme hızına ulaşır. GPU madenciliğine optimize edilmiştir ve ölçeklenebilirlik konusunda teknolojik bir yaklaşım sergiler.

• Litecoin (LTC): Bitcoin’in “altın”ına karşılık gelen “gümüş” olarak bilinir. Litecoin, PoW kullanır ancak Scrypt algoritmasını tercih eder. Bloklar her 2.5 dakikada bir üretilir, bu da BTC’ye kıyasla daha hızlı ve daha ucuz işlemler anlamına gelir. Hafif yapısı, günlük ödemeler için popüler bir seçenek olmasını sağlar.

• Dogecoin (DOGE): İlk meme coin’dir ve ağı üzerinde her dakikada bir blok oluşturur. BTC’den daha enerji verimlidir ve madenciler havuzlara katılabilir, bu da başlamak için engelleri düşürür. Her blok 10.000 DOGE sabit ödülü verir — bu, coin’in böyle sadık bir topluluk oluşturmasının sebeplerinden biridir.

Şimdi, orijinal ve en çok test edilmiş konsensüs modelini inceledikten sonra, ana alternatifine — Proof-of-Stake’e geçelim.

Proof-of-Stake (PoS) Nedir?

Proof-of-Stake (PoS), kripto para dünyasında popüler olan ve doğrulayıcıların işlemleri onayladığı ve ağın istikrarını koruduğu alternatif bir konsensüs mekanizmasıdır. PoS, büyük işlem gücü gerektirmeden ağı güvence altına alır.

PoS’un ana amacı, yüksek enerji verimliliği ile ağ güvenliği sağlamaktır. PoW’daki gibi blok oluşturmak için rekabetçi bir yarış yerine, PoS katılımcıları, stake yaparak ağın adil bir şekilde çalışmasına olan ilgilerini doğrularlar — token’larının bir kısmını “dondurarak”. Minimum sayıda coin’e sahip herhangi bir kullanıcı, doğrulayıcı olabilir ya da fonlarını stake havuzuna bağışlayabilir.

Bu, ağın desteklenmesine katılımı geniş bir kullanıcı yelpazesi için erişilebilir kılar ve PoW’daki pahalı donanım ve ucuz elektrik gereksinimlerini ortadan kaldırarak giriş bariyerlerini önemli ölçüde düşürür.

PoS Nasıl Çalışır?

PoS’un çalışma şekli şu şekildedir: stake yaşı, rastgelelik ve düğüm zenginliği (stake edilen token sayısı gibi) gibi faktörlerin kombinasyonuna dayalı rastgele bir süreç, bir sonraki doğrulayıcıyı (madencilerle eşdeğer) seçmek için kullanılır. Orijinal PoS konseptine göre, blockchain kontrolü katılımcılar arasında sahip oldukları coin sayısına orantılı olarak dağıtılır. Kullanıcılar, ağda belirli bir miktarda kripto para bloke ederek doğrulayıcı olurlar.

Yeni bloklar oluşturma süreci “forging” olarak adlandırılır ve doğrulayıcıların ödülleri genellikle işlem ücretlerinden elde edilir. Forging sürecine katılmak isteyen kullanıcılar, ağda belirli bir miktarda token — coin’lerini stake — koymak zorundadır. Stake miktarı, bir düğümün bir sonraki doğrulayıcı tarafından seçilme olasılığını etkiler: daha büyük stake, daha yüksek şans anlamına gelir. Bir düğüm bir sonraki bloğu formlar, doğrulayıcılar işlemleri doğrular ve yeni blokları blockchain’e eklerler.

Zengin düğümlerin doğrulama sürecini domine etmelerini engellemek için, PoS ağları genellikle rastgele blok seçimi ve coin yaşı seçimi gibi ek mekanizmalar uygular. Algoritma, her bir stake edenin toplam stake edilen fonlar içindeki payına dayalı bir piyango kullanarak bir stake seçer. Örneğin, bir stake eden kişi belirli bir ağda tüm fonların %30’unu kontrol ediyorsa, bir sonraki bloğu madencilik yapma şansı %30 olacaktır.

PoS Coin Örnekleri

Şimdi, bazı kripto para birimlerinin Proof-of-Stake üzerinde çalıştığını biliyorsunuz ve ayrıca bir ağın PoS’i erken geliştirme aşamasından ya da ilk token satışıyla benimseyebileceğini belirtmekte fayda var. Bazı durumlarda, bir blockchain başlangıçta Proof-of-Work algoritmasında çalışır ve sonra Proof-of-Stake’e geçer, örneğin Ethereum’da olduğu gibi.

Şimdi, bazı PoS tabanlı kripto paralara daha yakından bakalım:

• Ethereum (ETH): Blockchain başlangıçta PoW (Ethash) algoritmasını kullanıyordu ancak yüksek ücretler ve yavaş işlem hızları gibi ciddi sınırlamalarla karşı karşıya kaldı. Ethereum 2.0’a geçiş ve Proof-of-Stake’in tanıtılmasıyla ağ, madencilikten doğrulayıcı tabanlı güvenliğe geçti. Şimdi, her kullanıcı 32 ETH stake ederek doğrulayıcı olabilir. PoS ile Ethereum, güç tüketimini %99,95 oranında azalttı ve gelecekteki yükseltmeler için temeli attı, bu yükseltmeler arasında ölçeklenebilirliği büyük ölçüde artıracak olan şarding de bulunuyor.

• Avalanche (AVAX): Yüksek hız ve paralel işlem ile karakterize edilen Avalanche Consensus protokolü içinde, kendine özgü PoS varyantını kullanır. Doğrulayıcılar, karar verme sürecine küresel olarak değil, yerel alt örnekleme yoluyla katılır ve bu da konsensüsün bir saniyeden daha kısa bir sürede sağlanmasını sağlar. Stake işlemine katılmak için doğrulayıcıların minimum 2000 AVAX stake etmesi gerekir. Önemli bir fark, doğrulayıcıların rastgele seçilmemesidir, bunun yerine tüm blokların doğrulanmasında yer alırlar, bu da saldırı olasılığını azaltır ve hata toleransını artırır.

• Cardano (ADA): Kendi özel Ouroboros algoritmasını kullanır, bilimsel araştırmalara dayalı olarak geliştirilen ilk resmi doğrulanan PoS mekanizmasıdır. Sistem, doğrulayıcıların belirli zamanlarda blok üretmesi için yapılandırılmış epochlar ve slotlar içerir. Herhangi bir kullanıcı ADA’yı stake havuzuna devredebilir ve ödülün bir kısmını alır. Katılım, blockchain fonları gerektirmez — stake edenler token’larını likit tutar. Cardano, sürdürülebilir merkeziyetsizlik, geniş kapsayıcılık ve matematiksel olarak sağlam güvenliği vurgular.

• Algorand (ALGO): Pure Proof-of-Stake (PPoS) modelini uygular, burada güvenlik ve konsensüs, tüm ALGO token sahiplerinin rastgele seçilen bir komitesini kullanarak sağlanır. Katılmak için minimum cüzdan bakiyesi yeterlidir — PPoS algoritması fonların bloklanmasını gerektirmez. Hafif algoritması sayesinde, Algorand işlemleri 5 saniyeden daha kısa sürede işler ve anlık sonlandırma garantisi verir — bloklar geri alınamaz veya yazılamaz.

PoW ve PoS Tam Karşılaştırması

Proof-of-Work ve Proof-of-Stake, kripto para birimi işlemlerini doğrulamak için kullanılan iki ana yöntemdir. PoW ve PoS arasındaki temel fark, Proof-of-Stake'in katılımcıların işlemleri başarılı bir şekilde onaylama yeteneği için kripto para birimi teminatı sağlamasını gerektirmesidir. Proof-of-Work ise madencilerin karmaşık matematiksel güncellemeleri hesaplamasını gerektirir. Peki, hangisi daha verimli çalışıyor? İki algoritmayı anahtar kriterlere dayalı olarak daha ayrıntılı bir şekilde karşılaştıralım.

Güç Tüketimi

PoW, büyük miktarda güç tüketir. Bu yüksek güç tüketimi, blockchain'in güvenliğini sağlarken işlem doğrulama sürecini yavaşlatır ve madenciler için maliyetli olur. Proof-of-Stake ise, Proof-of-Work protokollerinin yüksek hesaplama maliyetlerine karşı bir yanıt olarak geliştirilmiştir. PoS ağları çok daha az enerji tüketir, bu da PoW'nin tipik çevresel etkisini azaltır. Madencilik, her kullanıcının karşılayamayacağı pahalı donanımlar gerektirirken, stake etmek yalnızca ağda belirli sayıda coin’i bloklama işlemi gerektirir.

Sürdürülebilirlik açısından, PoW çevre üzerinde olumsuz bir etki yapmaktadır. Ağı çalıştırmak için gereken daha fazla bilgisayar, daha fazla enerji tüketimine yol açar. PoW, elektronik atık sorununa da yol açar, bu nedenle PoS daha iyi ve “daha yeşil” bir seçenektir. Proof-of-Stake, PoW’ye göre çok daha az enerjiye ve yüksek teknoloji donanımına ya da yazılıma ihtiyaç duyar.

Güvenlik

PoW, madencilikten kaynaklanan yüksek karbon emisyonları nedeniyle eleştirilebilir, ancak blockchain ağlarını güvence altına almak için güvenilir bir algoritma olarak kanıtlanmıştır. Madenciler, PoW kullanarak karmaşık kriptografik problemleri çözerken, geçersiz blokları doğrulamak ya da kripto parayı çift harcama yapmak çok daha zor hale gelir. Böylece, blockchain’in doğruluğunu bozmak neredeyse imkansız hale gelir.

PoS ise, doğrulayıcıların ekonomik teşvikler yoluyla blockchain’in güvenliğini ve bütünlüğünü sürdürmesine dayanır. Yanlış işlemleri veya blokları “doğrulayan” doğrulayıcılar, “ceza” adı verilen bir durumla karşı karşıya kalır. Önemli bir eksiklik, bazı sistemlerin doğrulayıcıları en çok paraya sahip olanlarla seçmesidir. Bu, birçok durumda Proof-of-Stake’in, PoW’den önemli ölçüde daha az demokratik olabileceği anlamına gelir.

Ölçeklenebilirlik

PoS, karmaşık denklemler çözmeden işlemlerin ve blokların daha hızlı onaylanabilmesi nedeniyle PoW'den daha iyi ölçeklenebilirlik ve işlem hacmi vaat eder. Teorik olarak, bu PoS’un daha verimli olabileceği anlamına gelir. Ancak, PoS daha yenidir ve PoW ölçeğinde test edilmemiştir.

Algoritmalar arasındaki farkları daha net göstermek için sizin için bir karşılaştırma tablosu hazırladık:

Bu yazıyı okuduktan sonra, hedeflerinize ve blockchain ağınızın önceliklerine bağlı olarak iki algoritmadan birini seçebilirsiniz. Hala sorularınız varsa, bunları yorumlarda sorabilirsiniz!