Konsensüs algoritması, bilgisayar biliminde kullanılan ve katılımcıların dağıtılmış bir ağ, ağın durumu veya tek bir veri değerinin durumu üzerinde anlaşmaya varır ve ağdaki bilinmeyen eşler arasında güven oluşturur. 

Fikir birliği algoritmaları, bir blok zincirinin üyelerinin ağdaki bir işlemi doğrulamak, ağ parametrelerini değiştirmek, yeni blokları işlemek için hangi düğümlerin güvenilir olduğuna karar vermek ve diğer önemli işlevler için bir anlaşmaya varacak şekilde tasarlanmıştır.

Bu makalenin teknik doğasının sizi şaşırtmasına izin vermeyin - "fikir birliği" bulmak her yerde var - bu çok insani bir kavram, ancak yalnızca otomatikleştirilebilen bir şeye uygulandı. 

Yeni başlayanlar için, merkezi sistemlerde, fikir birliği görevleri merkezi bir otorite tarafından yürütülür. 

Bitcoin gibi merkezi olmayan sistemlerde, bir veya daha fazla görevi gerçekleştirmek için birleşen ve güvenilir ve verimli bir ekosistem sağlayan yüzlerce, binlerce ve hatta yüzbinlerce madenciden veya düğümden oluşan bir ağımız var.

Bu örnekle merkezi olmayan fikir birliğini düşündüğünüzde, dört arkadaştan oluşan bir grupta olduğunuzu ve üyelerden biri olan Alex'in beşinci bir kişi olan Bob'u tanıttığını varsayalım. Bob ayrıldığında, büyük olasılıkla grup, Bob'dan hoşlanıp hoşlanmadıklarını görmek için Bob hakkında konuşmaya başlayacaktır (bu protokoldür) (sonuç "uzlaşma" olacaktır). 

José: "Bob havalı bir adama benziyor."

Kevin: “Evet, havalı adam. Onunla nasıl tanıştın?

Alex: “Üniversitede finans derslerimden birindeydi; kripto alım satım ipuçlarını paylaşacaktık ve sonunda oldukça komik bir adam oldu."

Kevin: "Güzel, ama memleri çok tuhaftı."

John: "Mem kültüründen anlamıyorsun."

José: "Evet, TikTok'ta gezinmek için çok fazla zaman harcamıyorsun; bence oldukça komiklerdi."

Bu örnekte, Bob'un arkadaş grubuna iyi bir şekilde entegre olup olmadığı konusunda bir "fikir birliğine" varıldı. Sık sık bir belirli taahhütler veya yapılan sözleşmeler olmasa bile gerekli fikir birliği. Bir katılımcı, Kevin, Bob'un gruba girmesine izin verme konusunda isteksizdir, ancak José, Alex ve John, Bob'a karşı iyidir.

Bu durumda, yukarıdaki örneği bir konsensüs algoritmasına göre kodlarsak: O zaman 3 "o havalı" ve 1 "o havalı ama XYZ konusunda emin değilim" yine de "o havalı" olur. Çoğunluk kazanır, bu yüzden Bob, Kevin'in görüşüne rağmen havalı çocuklarla takılma fırsatı bulur. 

Örneğin Bitcoin, yeni işlemlerin geçerli (“havalı”) olup olmadığı konusunda fikir birliği bulmak için oluşturulmuştur. 

Burada, genel ve özel ağlardaki en popüler ve o kadar da popüler olmayan blockchain mutabakat algoritmalarını inceleyeceğiz.

İş Kanıtı nedir?

Proof of Work (PoW), 2009 yılında Satoshi Nakamoto tarafından Bitcoin'in yaratılmasıyla gelen en popüler ve en eski mutabakat algoritmasıdır. Bir PoW sistemi, matematiksel bulmacaları çözmek için rekabet eden, ağ düğümleri adı verilen küresel bir madenci ağından oluşur. Bulmacayı başarıyla çözen madenci, blok zincirine yeni bir blok ekleme hakkını kazanır ve yeni oluşturulan kripto para biriminde ödenen bir ödül alır. 

Proof of work, temel olarak bir madencinin ağ konsensüsüne ulaşmak ve her bloğun gerçekliğini doğrulamak için hesaplama gücü sağladıklarına dair kanıt gösterme yoludur. Ayrıca, her blok (işlem), çifte harcama riskini ortadan kaldıracak şekilde sıralı olarak düzenlenir.

Şimdiye kadar PoW, kripto para blok zincirleri için en güvenli mutabakat mekanizması olmuştur. Ağı değiştirmek, bir saldırganın zincirdeki tüm mevcut blokları yeniden kazmasını gerektirir. Blok zinciri büyüdükçe, muazzam enerji tüketimi ve pahalı ekipman gerektireceğinden, ağın bilgi işlem gücünü tekeline almak o kadar zorlaşır.

Bir madenci bir bulmacayı çözdüğünde, bir papalık elçisi (bir kez kullanılan sayının kısaltması), ağ zorluğu tarafından ayarlanan değerden daha düşük veya buna eşit bir değere sahip bir karma üretir. 

Nonce, madencinin zincirdeki bir blok için bir referans numarası koymak anlamına gelen SHA-256 hash işleviyle hashlenmiş bir blok başlığı oluşturmasına izin verdiği için PoW sistemlerinin merkezi bir parçasıdır. Blok başlığı ayrıca bir önceki bloğun zaman damgasını ve karmasını da içerir.

PoW'un Eksileri

Madencilerin, bulmacaları çözmek için önemli bir hesaplama gücü sağlaması gerekir. Ancak hesaplamalar karmaşık olduğu için, tek bir S9 Antminer'ın tükettiği enerji miktarı genellikle 1400 TH/s'lik bir hashrate için saatte 1500 – 14.5 watt arasındadır. Daha güçlü bir versiyon olan S19, 3250 TH/s hashrate ile saatte 110 watt tüketiyor. 

Biraz matematikle, veri merkezlerinin veya madencilik şirketlerinin tek bir lokasyondaki yüzlerce veya binlerce madencilik teçhizatıyla günlük olarak tükettikleri enerji miktarını hesaplayabiliriz. Yüksek enerji tüketimi ve çevreye verilen zarar, çalışma kanıtından elde edilen ana eleştiridir. 

Bunu bir perspektife oturtmak gerekirse, Ethereum Proof of Stake'e geçmeden önce, dünya çapındaki Ethereum madencileri, Çek Cumhuriyeti ile aynı şekilde yılda yaklaşık 10 TWh tüketiyordu.

Yüksek ses, insanın 80 dBa'nın üzerindeki işitme düzeylerine de zarar verir. Bu nedenle maden kuleleri, günlük faaliyetleri rahatsız etmemek için genellikle bodrum katlarında veya maden tesislerinde tutulur.

Proof of Stake nedir?

Proof of Stake (PoS), ikinci en popüler mutabakat algoritmasıdır. Madenciler yerine PoS blok zincirlerinde, bilgi işlem gücünden ziyade ağa bağlılıklarının kanıtı olarak madeni paralarını/jetonlarını kullanan ağ doğrulayıcıları bulunur. 

Staking, kripto varlıklarını bir blok zinciri platformunda bir süre "kilitlemek" anlamına gelir ve bu da karşılığında kullanıcıları daha fazla kripto para birimi ile ödüllendirir. 

PoW ve PoS: Temel Farklar

PoS'ta kullanıcılar, yalnızca pasif gelir elde etmek amacıyla varlıklarının bir kısmını stake edebilir. Diğer seçenek ise doğrulayıcı olmaktır. PoW sistemlerinden farklı olarak doğrulayıcılar, bir algoritma tarafından rastgele seçildiklerinden yeni bloklar oluşturmak için rekabet etmezler. Bir kullanıcı ne kadar çok coin/jeton stake ederse, onaylayıcı olma ve blok zincirinde yeni bloklar oluşturma şansları o kadar artar. 

PoW sistemlerinde, yeni blok oluşturma süresi madencilik zorluğuna göre belirlenir; ağa ne kadar çok katılımcı katılırsa hash gücü, yani yeni blokları kazmak için gereken hesaplama gücü o kadar büyük olur. Buna karşılık, PoS blok zincirleri, yuvalara bölünmüş sabit bir blok oluşturma süresine (blok oluşturmak için geçen süre) ve yuvalardan oluşan zaman birimleri olan dönemlere sahiptir. 

Bunu daha iyi açıklamak için, Ethereum'daki bir yuva, ağın bir blok oluşturması için geçen süre olan 12 saniyeden oluşur ve 32 yuva bir dönem oluşturur. Bu nedenle, bir dönem 6.4 dakikadır. Bir PoS blok zincirindeki her yuva, önerilen bloğun geçerliliğine oy veren önceden belirlenmiş sayıda doğrulayıcıya sahiptir. Blok geçerliyse zincire eklenir ve blok öneren kişi ve onaylayanlar ETH olarak ödüller alır.

PoS blok zincirleri, kötü niyetli aktörleri, dürüst doğrulayıcıların kötü niyetli doğrulayıcıyı ağdan çıkardığı ve bakiyelerini tükettiği kesme adı verilen %51 tarzı saldırılarla ağa saldırdıkları için cezalandırır. Bu, gerekli stake edilen fon sayısı oldukça yüksek olduğundan, kötü niyetli aktörlerin ağa saldırmasını engeller. Ethereum durumunda, 32 ETH.

PoS'un Artıları:

• PoW'a kıyasla daha az enerji yoğun
• Katman-2 çözümleriyle çalışmak için PoW'dan daha uygundur
• Bloklar geçilmeden önce mutabakat sağlandığı için daha yüksek bir verim elde etme kabiliyeti.
• Yeni bloklar oluşturmak için seçkin bir donanım gerektirmediği için PoW blok zincirlerinden daha ucuzdur.

PoS'un Eksileri

• Çok sayıda stake edilmiş jetona sahip doğrulayıcılar ağı etkileyebiliyorsa, PoS sistemleri hala merkezileştirmeye tabidir. 
• PoW blok zincirlerine kıyasla güvenlik açısından daha az kanıtlanmıştır.

Tarih Kanıtı nedir?

Geçmiş Kanıtı (PoH), Solana blok zinciri tarafından sunulan bir mutabakat algoritmasıdır ve belirli bir zamanda gerçekleştiklerini kanıtlamak için ağdaki tüm olaylara bir zaman damgası yerleştirmekten oluşur. PoH, işlemleri sıralı olarak onaylayan kriptografik bir saat olarak tanımlanabilir. 

Solana, PoH yaklaşımını PoS ile birleştirir. Bu nedenle, ağ katılımcıları doğrulayıcı olmak ve yeni blokları işlemek için SOL stake etmek zorundadır ve PoH mekanizması gerçek zamanlı olarak gerçekleşen bu işlemlerin geçerliliğini doğrular. Başka bir deyişle, PoH güvenliği sağlarken PoS, zaman damgalarını doğrulayabilen ve işlemleri onaylayabilen bir doğrulayıcılar ağı sunar.

Ancak Solana, ışık hızında işlem hacmi sağlamak için ademi merkeziyetçilikten fedakarlık ediyor. Blok zinciri, tek bir zaman kaynağının, yani PoH saatinin uygulanmasından sorumlu lider olarak tek bir düğümün seçildiği ve diğer tüm düğümlerin zaman dizilerini buna göre takip etmesi gereken yarı merkezi bir mimariye dayanır. Liderler periyodik olarak PoS seçimleriyle seçilir.

Solana, sektördeki en hızlı blok zincirlerinden biri olsa da, düzenli olarak aksama sürelerinden muzdariptir. Ağ, 2020'deki lansmanından bu yana, beşi 2022'de olmak üzere yaklaşık on kesinti yaşadı. Bu kesintilerin ana nedeni, "yanlış yapılandırılmış düğüm".

Delegated Proof of Stake nedir?

Temsil Edilen Yetki Belgesi (DPoS), topluluğun merkezi bir rol oynadığı PoS konseptinin bir çeşididir.

DPoS blok zincirlerinde topluluk üyeleri, blok üretimi için bir sonraki tanıklara veya delegelere oy vermek için kripto para birimlerini stake eder. Bunu yapmak için, kullanıcıların belirteçlerini blok zincirinin staking havuzunda toplaması ve ardından fonları belirli bir temsilciye bağlaması gerekir. 

DPoS, algoritmayı 2015 yılında BitShares'te uygulayan eski EOS CTO'su Dan Larimer tarafından geliştirildi. Larimer ve diğer DPoS savunucuları, bir sonraki doğrulayıcıyı topluluk seçtiği için DPoS'un demokratik kapsamı genişlettiğini söylediler. Bugün, TRON ve Cardano gibi blok zincirleri DPoS kullanıyor. 

Bununla birlikte, DPoS'a yönelik eleştiri, metodolojisinin varlıklı kullanıcıları desteklemesidir. Çok sayıda jetona sahip olanlar ağda daha büyük bir etkiye sahip olabilir. Vitalik Buterin, DPoS'u ilk eleştirenlerden biriydi. blog yazısı bu fikir birliği algoritmasının, tanıkları kartel oluşturmaya ve seçmenlere destek için rüşvet vermeye teşvik ettiğini.

Yetki Kanıtı nedir?

Yetki Kanıtı (PoA), yalnızca izin verilen üyelerin blok zinciri ile etkileşime girebileceği, işlem gerçekleştirebileceği, ağ parametresi değişiklikleri yapabileceği veya önerebileceği, işlem geçmişini inceleyebileceği vb. bir mutabakat algoritmasıdır. 

Terim tarafından icat edildi Gavin Wood, kurucu ortağı olan bir blockchain geliştiricisi Ethereum, Polkadotve Kusama Ağı.

Bir PoA blok zincirinde, her şey itibarla ilgili - ağ katılımcıları madeni para yerine kimliklerini bahis yapıyor. Yalnızca sınırlı sayıda doğrulayıcıya dayandığından, daha yüksek düzeyde ölçeklenebilirlik ve verim sağlarlar. Bunun oldukça merkezi bir model olduğunu düşünebiliriz, ancak PoA blok zincirleri genellikle özeldir ve işletmeleri ve işletim sistemlerini geliştirmek için blok zincir teknolojisini kullanan işletme ve kuruluşlara daha uygundur. 

Geçen Zamanın Kanıtı Nedir?

Geçen Sürenin Kanıtı (PoET), özel blok zincirleriyle en iyi şekilde çalışan başka bir mutabakat algoritmasıdır.

PoET algoritması ilk olarak Intel yazılım geliştiricileri tarafından sunuldu ve Hyperledger Testere Dişi, özel blok zincirlerini ve kurumları hedef aldı.

Algoritma, yeterince tanımlanmadığından diğer blok zincirleri kadar popüler olmayabilir. Ancak fikir, özel blok zincirlerinin bir sonraki blok üreticisini seçmesine izin veren hazır, Nakamoto tarzı bir motor sunmaktı. Ve nasıl farklılar? Algoritma her ağ düğümü için bir "rastgele bekleme süresi" oluşturur ve bu süre boyunca düğüm "uyku” Bekleme süresi en kısa olan düğüm önce uyanır ve zincirde blok üretme hakkını kazanır. 

Yani temel fark, PoET'teki madencilerin 24/7 çalışmaması ve daha az enerji tüketmesidir. Ayrıca, bir PoW ağında madenciler bir sonraki blok başlığını hashlemek için rekabet ederken, PoET'te bu daha çok rastgele bir seçim sistemidir.

Mutabakat Algoritmaları SSS: 

PoS'a geçtiği için Ethereum artık daha hızlı olacak mı?

Yaygın bir yanılgı, Ethereum'un artık PoS tabanlı bir blok zinciri olduğu için otomatik olarak ölçekleneceğidir. Ancak, bu geçiş Ethereum'u geliştirmek için şu şekilde yapıldı:

• Enerji tüketiminin düşürülmesi
• Donanım gereksinimlerini ortadan kaldırarak giriş engellerini azaltmak
• Düğüm hatalı davranışı için ekonomik cezalara izin verilmesi
• Belirteç emisyonları için yeni bir modelle tanışın 
• Ve Ethereum Layer-2 çözümleriyle çalışmak için daha iyi bir altyapı.

İzinsiz ve izin verilen blok zincirleri nelerdir?: 

İzinsiz bir blok zinciri, herkesin işlem yapabileceği, işlem geçmişini inceleyebileceği, paraları stake edebileceği, doğrulayıcı olabileceği vb. işlemler, ağ düğümleriyle etkileşim, zincir üzerindeki etkinliği izleme vb.

PoW en güvenli mutabakat algoritması mı? PoW, dezavantajlardan adil bir paya sahiptir, ancak şimdiye kadar, bir ağın fikir birliğini ve güvenliğini bir blok zincirinde sürdürmenin en kanıtlanmış ve güvenilir yolu olmuştur.

Son Düşünceler: fikir birliği algoritmasının açıklaması

Blockchain, yalnızca bankacılık ve finans değil, farklı sektörlerdeki pek çok zorluğu ve sıkıntılı noktayı çözebilen bir teknolojidir. Ancak onun da kendine göre aksaklıkları var. Bu nedenle geliştiriciler, merkezileşme, ölçeklenebilirlik eksikliği ve düşük verim gibi yaygın sorunların üstesinden gelmek için fikir birliği algoritmalarının birden fazla türü ve versiyonunu oluşturdular. 

Ancak blockchain algoritmalarının geleceği hakkında konuşmak bir zorluk nedeniyle zordur: Blockchain Trilemma. İlk olarak Vitalik Buterin tarafından özetlenen, blok zinciri ağlarının üç faydadan ikisini sağlamadaki yetersizliğini belirtir: ademi merkeziyet, güvenlik ve ölçeklenebilirlik. Gibi birkaç blockchain platformu vardır. Fantom ve Solana, blok zinciri üçlemesini çözme girişiminde mutabakat algoritmalarının kendi hibrit versiyonlarını uygulayan, ancak şimdiye kadar hiçbiri gerçekten başarılı olamadı. 

Blok zincirinin özelliklerini geliştirmek için başka teknik yaklaşımlar yapılmıştır ve en popülerlerinden biri, katman 2'e bağlı zincirler olan katman 1'lerdir, örneğin, Ethereum ile Arbitrum ve tüm blok zincirini bölen parçalama. birçok küçük ağ. Buterin kabul mükemmel bir blok zincirinin üç özelliğini sağlamak için en iyi yaklaşım olarak parçalama.