Belirlenen bir görev için yeterli miktarda emek sarf edildiğinin kanıtlandığı yönteme İş İspatı (Proof of Work, PoW) denir. Blockchain ağındaki orijinal fikir birliği algoritması olan PoW, çok yüksek işlem gücü veya emek gerektiren bir matematik bulmacasını çözmeye benzer. Bulmaca zor olsa da, çözümün sağlamasını yapmak kolaydır.
Blockchain ağında bu algoritma, işlemleri onaylamak ve zincire eklenmek üzere yeni bloklar üretmek için kullanılır. PoW algoritması üzerinden madenciler, ağdaki işlemleri tamamlamak ve ödül kazanmak için birbirleriyle rekabet eder.
Ağ üzerindeki işlemleri onaylamak ve blokları düzenlemek yüksek sorumluluk gerektirir. Bu sorumluluk, "madenci (miner)" adı verilen "düğümlere (node)" yüklenir ve yapılan işleme de "madencilik (mining)" adı verilir.
Proof of Work nasıl çalışır?
Farklı alanlarda farklı algoritmalar kullanılıyor olsa da, blockchain ağlarında PoW, çözülmesi çok fazla hesaplama gücü gerektiren bir sorunun cevabını tek madencinin bulması ve ödülü de o madencinin hak etmesi esasına dayanır.
Örnek olarak Bitcoin ağında kullanılan PoW algoritması, ağa bağlı madencilerden, işlemlerin SHA-256 formatında hash çıktısı (özet verisini) oluşturmaları ister.
Ek okuma: Hash Nedir? Bitcoin SHA-256 Algoritması Nasıl Çalışır?
Herhangi bir veriyi hash ifadesine dönüştürmek normal şartlarda kolay olduğundan, yüksek emek ve işlem gücü gerektirmesi için, "Öyle bir hash çıktısı elde edin ki, verinin başında 'n' adet sıfır olsun" şeklinde bir şart koyulur.
Madenciler, hash çıktısının başında şart konulan sayıda sıfır oluşması için pek çok deneme yapar. İşleme ait veriler sabit olduğundan, hash çıktısının başında yeterli sıfır elde etmek için "nonce" ismi verilen farklı sayılar denerler. Brute force olarak adlandırılan, doğru sonucu elde edene kadar tüm sayıları sırayla deneme yöntemiyle işlemi sürdürürler.
Detaylı bilgi için: Nonce Nedir? Bitcoin Madenciliğinde Nonce Ne Demek?
Doğru "nonce" sayısını bulan ve hash kodunun başında belirtilen adette sıfır elde eden ilk madenci, zincire yeni blok ekleme hakkını elde ederek blok ödülünün sahibi olur.
Ağ büyüdükçe, işlemlerin zorluğu da artar. Algoritmaların çözümü gittikçe daha fazla hash gücüne ihtiyaç duyar. Bitcoin ağında ortalama blok üretme süresi 10 dakika olarak belirlendiğinden, düzenli aralıklarla zorluk seviyesi gözden geçirilir. Zorluk, otomatik biçimde artırılıp azaltılarak 10 dakikalık ortalama işlem süresinin yakalanması sağlanır.
İş İspatı algoritmasının artıları
Blockchain ağlarında Proof of Work fikir birliği algoritmasının kullanılmasının ilk nedeni, DDoS saldırını engellemekti. Distrubuted Denial of Service (Dağıtık Hizmet Engelleme) olarak tanımlanan bu saldırı yönteminde, sunucuların kapasitesini aşacak miktarda talep gönderilir ve sonunda ağın çökmesi sağlanır.
Sadeleştirilmiş blockchain yapısı. Veriler giriş tarihine göre art arda sıralanır. Her blok kendinden önceki blokun şifrelenmiş kodunu içinde barındırarak değişikliklere karşı güvenlik sağlar.
Bitcoin ağının erken dönemlerinde DDoS saldırılarının yaşanmaması için PoW algoritması tercih edildi. Zira bu yöntem çok fazla işlem gücü gerektirdiği için, kötü niyetli kişilerin ağa saldırı yapmaları oldukça maliyetli olacaktı. Bir başka deyişle, İş İspatı algoritmasını kullanan bir ağa DDoS saldırısı yapmak teorik olarak mümkün, ancak maliyeti o kadar yüksek ki, saldırının astarı yüzünden pahalı gelecektir.
İlginizi çekebilir: Bitcoin Hash Rate nedir? Bitcoin Madenciliği için Neden Önemli?
İş İspatının bir diğer artısı da madenciliğe izin vermesi. Ağ katılımcıları, cüzdanlarında ne kadar para olduğuna bakılmaksızın yeni blokların oluşturulması için destekte bulunabilirler. Hisse İspatı (Proof of Stake, PoS) konsensüs algoritmasının aksine PoW algoritmasında, yüklü miktarda parası olanın ağ kararlarında daha fazla etkisi olmaz. Demokratik bir yapı söz konusudur.
PoW fikir birliği algoritmasının eksileri
PoW algoritmasını kullanan ağlarda madencilik, özel bilgisayar donanımlarına ihtiyaç duyar ve bunlar genellikle yüksek maliyetlidir. Ağ büyüdükçe, özel madencilik havuzları da büyür ve bu özel makineler, çok yüksek miktarda güç tüketir. Ağın güvenliğinin sağlanması için büyümesi, bir başka deyişle maliyetlerinin artması gereklidir.
PoW ağlarındaki hesaplamalar, blok oluştuktan sonra çöpe dönüşür. Madenciler işlemleri onaylamak ve zincire yeni blok eklemek için çok fazla güç tüketir, astronomik ölçekte hesaplama yapar. İşlem sonunda ise yapılan tüm hesaplamalar boşa gider. Bu devasa işlem gücü ağın güvenliğini garanti altına alır, ama bilimsel araştırmalar veya başka herhangi bir alanda kullanılamazlar.
İlginizi çekebilir: %51 Saldırısı (Attack 51%) Nedir? Bitcoin'e %51 Saldırısı Yapmak Mümkün mü?