Blok Zinciri Nasıl Çalışır? Bloklar, Düğümler ve Mutabakat

Bloklar ve zincir

Blok zinciri, blok adı verilen gruplar halinde toplanmış kayıtlardan oluşan bir listedir. Her blok bir dizi işlem, bir zaman damgası ve hash adı verilen özel bir kod içerir.

Hash, veri için bir parmak izi gibi çalışır. Herhangi bir bilgiyi bir hash fonksiyonuna verdiğinizde sabit uzunlukta kısa bir kod elde edersiniz. Girdideki tek bir karakteri bile değiştirirseniz parmak izi tamamen değişir. Her blok kendinden önceki bloğun hash değerini içerir ve blokları bir zincire bağlayan da budur.

İşin zekice kısmı bu bağlantıdır. Biri eski bir işlemi değiştirirse o bloğun parmak izi değişir; bu da bir sonraki bloğa, ondan sonrakine ve en sonuncuya kadar tüm bağlantıları koparır. Kurcalama anında fark edilir hale gelir.

Düğümler: aynı kaydın birçok kopyası

Bir blok zinciri tek bir yerde saklanmaz. Genellikle farklı ülkelerdeki bağımsız kişi ve kuruluşlar tarafından çalıştırılan, düğüm (node) adı verilen birçok bilgisayara kopyalanır. Her düğüm kaydın kendi kopyasını tutar ve yeni işlemleri ve blokları ağın kurallarına göre kontrol eder.

Bu kadar çok kopya olduğu için kapatılabilecek ya da sessizce düzenlenebilecek tek bir sunucu yoktur. Bir düğüm çevrimdışı olursa veya hile yapmaya çalışırsa diğerleri onu görmezden gelir. Bitcoin ve Ethereum gibi herkese açık blok zincirlerinde uygun donanıma sahip herkes genellikle bir düğüm çalıştırabilir.

Mutabakat: ağ nasıl uzlaşır?

Binlerce bilgisayarın dahil olduğu bir ağda, bir sonraki bloğun hangisi olacağına ve kaydın hangi sürümünün gerçek olduğuna karar vermek için adil bir yönteme ihtiyaç vardır. Bu sürece mutabakat (consensus) denir. En yaygın iki yöntem şunlardır:

• İş ispatı (proof of work). Madenciler bir bulmacayı çözmek için bilgi işlem gücüyle yarışır. Kazanan bir sonraki bloğu ekler ve ödül kazanır. Bitcoin bu yöntemi kullanır. Uzun bir geçmişi vardır ancak çok fazla elektrik tüketir.
• Hisse ispatı (proof of stake). Doğrulayıcılar, ağın coinlerinin bir kısmını teminat olarak kilitler. Protokol, blok önermek ve onaylamak için doğrulayıcıları seçer; dürüst olmayan davranış onlara bu teminatın bir kısmına mal olabilir. Ethereum bu yöntemi 2022'den beri kullanıyor. Çok daha az enerji tüketir, ancak eleştirmenler bunun halihazırda çok coin tutanları kayırabileceğini savunur.

Her iki yöntem de aynı sonucu hedefler: hile yapmayı pahalı hale getirmek ve kurallara uyanları ödüllendirmek.

Geçmişi değiştirmek neden zordur?

Büyük bir iş ispatı zincirinde geçmişteki bir işlemi yeniden yazmak için saldırganın o bloğun ve sonrasındaki her bloğun işini, tüm dürüst madencilerin toplamından daha hızlı yeniden yapması gerekir. Pratikte bu, ağın bilgi işlem gücünün çoğunu kontrol etmek anlamına gelir ve büyük bir ağda bu son derece pahalıya patlar. Bu senaryoya %51 saldırısı denir.

Hisse ispatı zincirlerinde saldırganın, stake edilen tüm coinlerin büyük bir payını kontrol etmesi gerekir ve kurallar, dürüst olmayan doğrulayıcıların teminatlarının bir kısmını kaybetmesine olanak tanır. Her iki sistemde de bir işlem ne kadar eskiyse geri alınması o kadar zorlaşır. İnsanların onay beklemekten bahsetmesinin nedeni budur.

Az sayıda madenci veya doğrulayıcıya sahip küçük blok zincirleri daha kolay hedeflerdir ve bunların birçoğu bu tür başarılı saldırılara maruz kalmıştır. Büyüklük ve merkeziyetsizlik önemlidir.

Sınırlar ve ödünleşimler

• Hız ve maliyet. Her düğüm her işlemi kontrol ettiği için herkese açık blok zincirleri, sıradan bir ödeme veritabanına kıyasla daha yavaştır ve işlem başına çoğu zaman daha pahalıdır.
• Üçlü ikilem (trilemma). Tasarımcılar genellikle güvenlik, merkeziyetsizlik ve ölçeklenebilirlik arasında denge kurmaktan söz eder. Birini iyileştirmek çoğu zaman diğerinden biraz feragat etmek demektir.
• Çöp girerse çöp çıkar. Bir blok zinciri bir kaydın değiştirilmediğini gösterebilir, ancak kaydın girildiği anda doğru olduğunu kanıtlayamaz.
• Kalıcı hatalar. Kurcalamayı engelleyen özellik düzeltmeleri de engeller. Yanlış adrese yapılan bir ödeme genellikle öyle kalır.
• Her şeyin bir blok zincirine ihtiyacı yok. Pek çok iş görevi için güvenilir bir şirketin yönettiği normal bir veritabanı daha basit ve daha ucuzdur.

Bir proje blok zincirine ihtiyaç duyduğunu iddia ettiğinde şu soruyu sormak faydalıdır: Aksi takdirde kime güvenmek zorunda kalırdık ve bu güven ihtiyacını ortadan kaldırmak ek maliyete ve karmaşıklığa değer mi?