Bu bir görüş yazısıdır. Scott Sullivan.

Normalde Bitcoinciler Shitcoin ülkesinde olup bitenleri pek umursamazlar ama artık Ethereum da Shitcoin ile birleşti. kanıtı hissesini (PoS), Bitcoin Twitter'da oldukça fazla heyecan var. Tabii ki Bitcoin ağının kendisi etkilenmeden kalacak, ancak bu "yükseltmenin" yine de dikkate değer olduğunu düşünüyorum. Artık Ethereum kendisini iş kanıtı (PoW) ile ilişkili "kirli" ve "israf" dışsallıklarından arındırdığına göre, anlatı savaşında eldivenlerin çıkmasını bekleyebiliriz ve bence Bitcoinciler karşılık vermeye hazır olmalı .

PoS'un nasıl çalıştığını öğrenmek, PoW ile PoS arasındaki farkları ve dengeleri içselleştirmenin gerçekten iyi bir yoludur. Daha önce PoS'a karşı olan tüm üst düzey argümanları (PoS'un daha izinli, merkezileştirici ve oligarşik olduğu yönünde) görmüş olsam da, ayrıntılara bakmadan her şeyin biraz karmaşık göründüğünü itiraf etmeliyim. PoS algoritmasına derinlemesine dalarak, tüm bu özelliklerin doğal olarak ilk prensiplerden nasıl ortaya çıktığını görmeye başlayabiliriz. PoS algoritmasının nasıl çalıştığını ve neden bu tür özelliklere yol açtığını merak ediyorsanız okumaya devam edin!

Çifte Harcama Sorununu Çözme

Çözmeye çalıştığımız sorunun kısa bir özetiyle başlayalım. Merkezi olmayan bir defter tutmaya çalışan bir kripto para birimi ağında büyük bir katılımcı grubumuzun olduğunu varsayalım. Sorun şu: Herkes hangi yeni işlemlerin "doğru" olduğu konusunda hemfikir olacak şekilde herkesin defterine yeni işlemler nasıl eklenebilir? PoW bu sorunu oldukça zarif bir şekilde çözüyor: İşlemler bloklar halinde gruplandırılıyor, bu sayede her bloğun üretilmesi büyük miktarda hesaplama işi gerektiriyor. Gerekli iş miktarı, blokların ortalama her on dakikada bir üretilmesini sağlamak için yukarı veya aşağı hareket edebilir, bu da her yeni bloğa, bir sonraki oluşturulmadan önce ağ boyunca yayılması için bolca zaman tanır. Herhangi bir belirsizlik, en çok işe sahip zincirin seçilmesiyle çözülür ve çift harcama bloğunun yetişmesi için küresel hash gücünün en az %51'ini gerektirmesi nedeniyle çift harcama önlenir.

Ama diyelim ki şimdi Satoshi Nakamoto'nun tüm bunları mümkün kılan temel içgörüsünü bir kenara atmak istiyoruz. Sonuçta, bu sinir bozucu ASIC'ler gürültülü ve sinir bozucu ve George Soros, Bill Gates ve Hillary Clinton'ın özel jetlerinin toplamından daha fazla enerji tüketiyorlar. Sadece konuşarak hangi işlemlerin doğru olduğu konusunda net bir şekilde anlaşabilmemizin bir yolu var mı?

Ethereum'un hisse kanıtı bu sorunu iki temel bileşeni kullanarak çözmeyi öneriyor. Birincisi, arada sırada özel "kontrol noktası blokları" oluşturmaktır; bunun amacı, ağdaki herkese, zamanın çeşitli noktalarında sistemin "doğruluğu" konusunda güvence vermektir. Bir kontrol noktası oluşturmak, hisse bazında üçte iki çoğunluk oyu gerektirir; bu nedenle, doğrulayıcıların çoğunluğunun o anda gerçeğin gerçekte ne olduğu konusunda hemfikir olduğuna dair bir miktar güvence vardır. İkinci bileşen, "kesme" olarak bilinen bir süreç olan, ağa belirsizlik katan kullanıcıları cezalandırmaktır. Örneğin, bir doğrulayıcı bir fork oluşturursa veya eski bir yan zincire oy verirse (%51 saldırısına benzer şekilde) hisseleri kesilir. Doğrulayıcılar da etkinliksizlik nedeniyle kesintiye uğrayabilir, ancak bu kadar değil.

Bu bizi PoS'un arkasındaki ilk prensibimize götürüyor; bu da PoS'un negatif (cezaya dayalı) bir teşvik sistemine dayalı olmasıdır.

Bu, pozitif (ödül bazlı) bir teşvik sistemi olan Bitcoin ve çalışma kanıtıyla büyük ölçüde çelişiyor. Bitcoin'de madenciler kötü biçimlendirilmiş bloklar, geçersiz işlemler vb. gibi kuralları ihlal etmeye çalışabilirler ancak bu bloklar tam düğümler tarafından göz ardı edilecektir. En kötü senaryo, bir miktar enerjinin boşa harcanmasıdır. Madenciler eski bloklar üzerine inşa etmekte de özgürler, ancak hash gücünün %51'i olmadan bu zincirler asla yetişemeyecek ve yine enerji israfına neden olacak. Kasıtlı olsun veya olmasın bu eylemlere katılan herhangi bir madencinin, birikmiş bitcoinlerini veya madencilik makinelerini kaybetme konusunda endişelenmesine gerek yoktur, ancak yeni ödüller alamazlar. Bitcoin madencileri korku içinde yaşamak yerine harekete geçme ve risk alma yönünde hata yapabilirler.

Dünya, Ethereum topraklarında yaşayan doğrulayıcılar için çok farklı bir yer. Doğrulayıcılar, çok çalışmak ve ağa güvenlik kattıkları için ödüllendirilmek yerine gerçek bir iş yapmazlar, ancak tasarruflarının alevler içinde kalmasını izlememeleri için düğümlerinin asla yanlış davranmamasına dikkat etmeleri gerekir. Ağda önerilen herhangi bir değişiklik yapılırsa, doğrulayıcının ilk içgüdüsü herkesin yaptığına uymak, aksi takdirde kesintiye uğrama riskini almak olacaktır. Doğrulayıcı olmak her gün yumurta kabuklarının üzerinde yürümek gibidir.

Bu arada, Ethereum ağının kurucu ortağı Vitalik Buterin'in açıklamasına göre, olumsuz bir teşvik sistemi altında yaşamak, Proof of Stake'in "faydalarından" biri. SSS:

Peki kesme aslında teknik düzeyde nasıl çalışır? İlk etapta kesilecek bir şeyin olması için önce tüm doğrulayıcıların bir listesini oluşturmamız gerekmez mi? Cevap Evet. Ethereum'da doğrulayıcı olabilmek için öncelikle ETH'yi özel bir "staking" adresine taşımak gerekir. Bu liste yalnızca kesme için değil, aynı zamanda kontrol noktası blokları için üçte iki çoğunluk oyu gerektiğinden oylama için de gereklidir.

Tüm doğrulayıcıların listesini her zaman tutmanın bazı ilginç sonuçları vardır. Katılmak ne kadar zor? Ayrılmak ne kadar zor? Doğrulayıcılar diğer doğrulayıcıların durumu hakkında oy kullanabilir mi?

Bu bizi PoS'un arkasındaki ikinci prensibimize getiriyor: PoS izin verilen bir sistemdir.

Doğrulayıcı olmanın ilk adımı, bir miktar ETH'yi özel bir staking adresine yatırmaktır. Ne kadar ETH? Gereken minimum tutar 32 ETH veya bu yazının yazıldığı sırada yaklaşık 50,000 ABD dolarıdır. Bağlamda, iyi bir bitcoin madenciliği donanımı genellikle tek haneli binlerce dolarla çalışır ve bir ev madencisi birkaç yüz dolara tek bir S9 ile başlayabilir. Adil olmak gerekirse, ETH'nin yüksek giriş ücretinin teknik gerekçe, çünkü daha yüksek hisse daha az doğrulayıcı anlamına gelir ve bu da bant genişliğini düşürür.

Yani para yatırma ücreti yüksek ama en azından 32 ETH'ye sahip olan herkes istediği zaman katılmak veya ayrılmakta özgür, değil mi? Pek değil. Var güvenlik riskleri büyük onaylayıcı koalisyonlarının tümü aynı anda girip çıksaydı. Örneğin, ağın çoğunluğu aynı anda ayrılırsa, her iki zincirde de kesintiye uğramadan, hiç ayrılmadıkları bir çatalı tekrar oynayarak kesinleşmiş bir bloğu iki katına çıkarabilirler. Bu riski azaltmak için giriş ve çıkış rampalarında yerleşik bir üretim sınırı bulunur. Şu anda bu sınır çağ başına max(4,|V|/65536) doğrulayıcıya (her 6.4 dakikada bir) ayarlanmıştır ve hem giriş hem de çıkış için aynıdır. Bu, kabaca her on ayda bir tam doğrulayıcı setine karşılık gelir.

Bu arada, validatörlerin bir “çıkış” işlemi yayınlaması ve doğrulamayı durdurması şu anda mümkün olsa da, para çekmenin kodu henüz yazılmadı. Biraz “Hotel California”ya benziyor…

Yeni doğrulayıcıları onaylamanın ardındaki teşviklerle ilgili son bir nokta daha var. Her üç ayda bir düzenli temettü ödeyen büyük ve istikrarlı bir şirketin hissedarı olduğunuzu varsayalım. Yeni hisseleri ücretsiz olarak dağıtmak mantıklı olur mu? Tabii ki hayır, çünkü bunu yapmak mevcut hissedarların temettülerini sulandıracaktır. Her yeni doğrulayıcı mevcut tüm doğrulayıcıların gelirini azalttığı için PoS'ta da benzer bir teşvik yapısı mevcuttur.

Teorik olarak doğrulayıcılar, yeni bir doğrulayıcı ekleyen her işlemi basitçe sansürleyebilir; ancak pratikte bu kadar pervasız bir yaklaşımın pek mümkün olmayacağını düşünüyorum. Bu çok dikkat çekici olacak ve Ethereum'un "merkeziyetsizlik" imajını bir gecede yok edecek ve potansiyel olarak fiyatı düşürecektir. Bunun yerine daha incelikli bir yaklaşımın kullanılacağını düşünüyorum. Örneğin, kurallar zaman içinde yavaş yavaş değişerek doğrulayıcı olmayı zorlaştırabilir ve "güvenlik" veya "verimlilik" gibi bahaneler sunulabilir. Yeni doğrulayıcıların pahasına mevcut doğrulayıcıları zenginleştiren herhangi bir politika, yüksek sesle söylense de söylenmese de mali açıdan olumsuzluklara yol açacaktır. PoS'un neden oligarşiye doğru yöneldiğini anlamaya başlayabiliriz.

Casper Algoritmasına Genel Bakış

Artık PoS'un arkasındaki üst düzey stratejiyi bildiğimize göre algoritma gerçekte nasıl çalışıyor? Kontrol noktalarının ve kesmenin ardındaki ana fikirler, adı verilen bir algoritmada ortaya atıldı. Casper, o yüzden oradan başlayacağız. Casper'ın kendisi aslında blokların nasıl üretileceğine dair hiçbir şey belirtmiyor, bunun yerine, halihazırda var olan bir blockchain ağacının üzerine bir kontrol noktası/kesme stratejisinin nasıl yerleştirileceğine dair bir çerçeve sağlıyor.

İlk olarak, kontrol noktaları arasında kaç bloğun meydana geldiğini belirleyen "kontrol noktası aralığı" sayısı olarak bazı rastgele sabitler (C) seçilir; örneğin, eğer C=100 ise kontrol noktaları 0, 100, 200 vb. bloklarda meydana gelecektir. Daha sonra düğümlerin tümü, hangi kontrol noktası bloğunun bir sonraki "haklı" kontrol noktası olması gerektiğine oy verir. Doğrulayıcılar tek tek bloklara tek başına oy vermek yerine aslında daha önce gerekçelendirilmiş bazı kontrol noktası kaynağı "s"yi bazı yeni hedef kontrol noktası "t"ye bağlayan (s,t) kontrol noktası çiftlerine oy verirler. Bir kontrol noktası bağlantısı (s,t), hisse bazında üçte iki çoğunluk oyu aldığında, "t" yeni bir haklı kontrol noktası haline gelir. Aşağıdaki şemada örnek bir kontrol noktaları ağacı gösterilmektedir:

Bu şemada, h(b) işlevi “kontrol noktası yüksekliğine” atıfta bulunmaktadır, örneğin bloğun 100'ün katı. Her yüzüncü bloğun zorunlu olarak gerekçelendirilmediğini fark etmiş olabilirsiniz; bu, oylamanın belirli bir noktada başarısız olması durumunda gerçekleşebilir. yükseklik. Örneğin, 200 rakımda iki ayrı kontrol noktasının her birinin %50 oy aldığını varsayalım. İki kez oy vermek kesilebilir bir suç olduğundan, bazı doğrulayıcılar üçte ikilik bir oy elde etmek için kendi paylarını isteyerek kesmedikçe sistem "sıkışacaktır". Çözüm, herkesin 200 numaralı kontrol noktasını "atlaması" ve 300 numaralı blokta "tekrar denemesi" olacaktır.

Bir kontrol noktasının gerekçelendirilmiş olması, onun kesinleştiği anlamına gelmez. Bir kontrol noktasının tamamlanmış sayılması için, hemen ardından mümkün olan bir sonraki yükseklikte başka bir haklı kontrol noktasının gelmesi gerekir. Örneğin, 0, 200, 400, 500 ve 700 numaralı kontrol noktalarının tümü haklıysa ve birbirine bağlıysa, yalnızca 400 numaralı kontrol noktası "sonlandırılmış" olarak sayılır çünkü hemen ardından başka bir haklı kontrol noktası gelen tek kontrol noktasıdır.

Terminoloji çok kesin olduğundan üç kategorimizi özetleyelim. Bir "kontrol noktası", C*n yüksekliğinde oluşan herhangi bir bloktur, dolayısıyla C=100 ise yüksekliği 0, 100, 200, 300 vb. olan her blok kontrol noktası olacaktır. 200 metre yükseklikte birden fazla blok oluşturulsa bile her ikisi de “kontrol noktası” olacaktır. Daha sonra bir kontrol noktası, 0 yüksekliğindeki kök bloksa veya doğrulayıcıların üçte ikisi daha önce gerekçelendirilmiş bir kontrol noktası ile mevcut kontrol noktası arasında bir bağlantı oluşturmaya oy verdiyse "haklı" sayılır. Doğrulanmış bir kontrol noktası, daha sonra mümkün olan bir sonraki yükseklikte başka bir haklı kontrol noktasına bağlanırsa "sonlandırılmıştır". Her kontrol noktası mutlaka gerekçelendirilmez ve her gerekçeli kontrol noktası, son zincirde bile mutlaka sonlandırılmaz.

Casper'ın Kesme Kuralları

Casper'daki eğik çizgi kuralları, doğrulayıcıların en az üçte biri eğik çizgi kurallarını ihlal etmedikçe, iki sonlandırılmış kontrol noktasının iki ayrı çatalda bulunması imkansız olacak şekilde tasarlanmıştır.

Başka bir deyişle, yalnızca kesinleşmiş kontrol noktaları kesin "doğruluk" blokları olarak sayılmalıdır. Hatta iki nihai kontrol noktası değil, bir çatalın her iki tarafında iki haklı kontrol noktasının oluşması bile mümkündür. Ayrıca bir sonraki sonlandırılmış kontrol noktasının ne zaman veya nerede gerçekleşeceğine dair bir garanti yoktur; sadece eğer bir zincir bölünmesi meydana gelirse, o zaman arkanıza yaslanıp bir yerde sonlandırılmış bir blok ortaya çıkana kadar beklemelisiniz ve bir kez ortaya çıktığında bunun "olacağını" bilirsiniz. doğru” zinciri.

Casper'da bu özelliği uygulayan iki eğik çizgi kuralı vardır:

İlk kural, herkesin aynı hedef yüksekliğine sahip kontrol noktalarında çift oy vermesini yasaklıyor; bu nedenle, bir doğrulayıcı, hedef yüksekliği 200 olan iki farklı kontrol noktası bloğuna oy verirse, bu kesilebilir bir suç olacaktır. Bu kuralın amacı, zincirin aynı yükseklikte iki farklı gerekçeli kontrol noktasına bölünmesini önlemektir, çünkü bu, toplam onaylayıcı oylarının 2/3 + 2/3 = 4/3'ünü gerektirecektir; bu, en az üçte birinin gerekli olduğu anlamına gelir. Doğrulayıcılardan bazıları kesme kurallarını çiğnedi. Ancak daha önce de gördüğümüz gibi, gerekçelendirilmiş kontrol noktalarının belirli blok yüksekliklerini “atlaması” mümkündür. Bir zincirin farklı hedef yüksekliklerine bölünmesini engelleyen nedir? Örneğin, 200 numaralı kontrol noktasını, hiç kimse kesilmeden 300 ve 400 numaralı kontrol noktalarına ayıramaz mıydınız?

İşte bu noktada ikinci kural devreye giriyor; bu kural, temel olarak doğrulayıcıların oyları diğer oyların içine "sıkıştırmasını" engelliyor. Örneğin, eğer bir onaylayıcı hem 300→500 hem de 200→700 yönünde oy verdiyse bu, kesilebilir bir suç olacaktır. Zincir bölünmesi durumunda, bir dal kesinleşmiş bir kontrol noktası gördüğünde, doğrulayıcıların en az üçte biri kural 2'yi ihlal etmediği sürece diğer dalın daha sonra haklı bir kontrol noktası görmesi imkansız hale gelir.

Nedenini anlamak için, blockchain'in 500→800 ve 500→900 numaralı haklı kontrol noktalarına çatallandığını, ardından bir noktada ilk zincirin 1700→1800 bağlantısıyla tamamlanmış bir kontrol noktası gördüğünü varsayalım. Hem 1700 hem de 1800 yalnızca 1 numaralı çatal üzerinde gerekçelendirilebildiğinden (kimsenin ilk kesme kuralını ihlal etmediği varsayılırsa), 2 numaralı çatalın 1800'den sonra haklı bir kontrol noktası görebilmesinin tek yolu, H1800 yükseklikleri arasında oylanmış bir bağlantının bulunmasıdır. Ancak bu oylama 1700→1800 bağlantısını "sıkıştıracağından" ve üçte iki oy gerektireceğinden ve 1700→1800 zaten üçte iki oyla geçtiğinden, doğrulayıcıların en az üçte birinin # numaralı kuralı ihlal etmesi gerekir. 2. Casper makalesinde bu özelliği gösteren güzel bir şema var:

İşte bu kadar, sadece Casper kurallarına uyun ve her şey yolunda!

Oldukça basit görünüyor, değil mi? PoS'un kesmeyi yalnızca fikir birliğini sürdürmek için mutlak son çare olarak kullanacağına eminim, doğrulayıcıları belirli bir şekilde davranmaya zorlamak için zorlayıcı bir mekanizma olarak değil… değil mi?

Bu bizi PoS'un arkasındaki üçüncü prensibimize getiriyor: Kural yoktur. “Kurallar” herkesin söylediği şeydir.

Bir gün düğümünüz teknik olarak Casper'ın her emrini harfiyen yerine getiriyor olabilir ve ertesi gün herkesin hoşlanmadığı bir şey yaptığınız için tasarruflarınız kesintiye uğrayabilir. Bir keresinde "kırmızı takım" işlemini onayladınız mı? Yarın "mavi takım" çoğunluğu sizi kesebilir. Ya da belki tam tersini yaptınız ve çok fazla "kırmızı takım" işlemini atladınız? Yarın "kırmızı takım" çoğunluğu sizi sansür nedeniyle cezalandırabilir. Kesme yeteneği, OFAC (Yabancı Varlıklar Kontrol Ofisi) sansürünün sınırlı kapsamının çok ötesine geçiyor. PoS, örtülü kesme tehdidinin her zaman mevcut olduğu, Meksika'da kesintisiz bir açmaz gibidir.

Tartışmalı bir hard fork sırasında her iki taraf da, "yanlış" tarafa katılan herhangi birini cezalandırmak istemeleri ihtimaline karşı, diğer forkun doğrulama kurallarını sabit olarak kodlasa şaşırmazdım. Elbette bu nükleer bir seçenek olacaktır ve nükleer silahlar gibi her iki taraf da yalnızca misilleme olarak saldırmayı seçebilir. Çoğu bireysel onaylayıcının, mali açıdan kendini korumayı siyasi fedakarlıktan daha öncelikli tutması açısından tarafsız olduğunu tahmin ediyorum, ancak bunun kesintiye uğramaktan kaçınmak için doğru hareket olduğunu hissederlerse dışarıdan bir taraf tutabilirler.

Saat kaç?

Artık kontrol noktalarının ve kesmenin temellerini bildiğimize göre, Ethereum'da kullanılan Gasper adı verilen gerçek algoritmaya geçebiliriz. Bu, daha önce ele aldığımız Casper ile kontrol noktaları arasındaki "en iyi" blok zincirini seçme stratejisi olan GHOST'un bir portmantosudur.

Gasper hakkında anlaşılması gereken ilk şey, zamanın kendisinin ana bağımsız değişken olduğudur. Gerçek dünya zamanı, her bir dilimin en fazla bir blok içerdiği "yuvalar" adı verilen on iki saniyelik birimlere bölünmüştür. Bu yuvalar daha sonra "dönemler" adı verilen daha büyük gruplar oluşturur; burada her çağ, bir kontrol noktasına karşılık gelir. Her dönem 32 yuva içerir, bu da onları 6.4 dakika uzunluğunda yapar.

Bu paradigmanın, PoW ile karşılaştırıldığında zaman ile blok üretimi arasındaki nedensel ilişkiyi tersine çevirdiğini belirtmekte fayda var. PoW'da bloklar, yeterli zaman geçtiği için değil, geçerli bir karma bulunduğu için üretilir. Ancak Gasper'da bloklar, bir sonraki yuvaya geçmek için yeterli gerçek dünya süresi geçtiği için üretilir. Böyle bir sistemin karşılaşabileceği zor zamanlama hatalarını ancak hayal edebiliyorum, özellikle de tek bir bilgisayarda çalışan tek bir program değil, tüm dünyada senkronize olarak çalışmaya çalışan onbinlerce bilgisayar olduğunda. Umarız Ethereum geliştiricileri bu konuya aşinadır. programcıların zaman hakkında inandığı yalanlar.

Şimdi bir doğrulama düğümü başlattığınızı ve blok zincirini ilk kez senkronize ettiğinizi varsayalım. Sırf belirli blokların belirli zaman damgalarına gönderme yaptığını gözlemlediğiniz için bu blokların gerçekten o zamanlarda üretildiğinden nasıl emin olabilirsiniz? Blok üretimi herhangi bir çalışma gerektirmediği için kötü niyetli bir grup doğrulayıcı, ilk günden itibaren tamamen sahte bir blok zincirini simüle edemez mi? Ve eğer iki rakip blok zinciri görseniz hangisinin doğru olduğunu nasıl anlarsınız?

Bu bizi PoS'un arkasındaki dördüncü prensibimize getiriyor: PoS öznel gerçeğe dayanır.

İki rakip blok zinciri arasında seçim yapmanın nesnel bir yolu yoktur ve ağdaki herhangi bir yeni düğüm, herhangi bir belirsizliği çözmek için sonuçta mevcut bazı gerçek kaynaklara güvenmek zorundadır. Bu, “doğru” zincirin her zaman en fazla işi yapan zincir olduğu Bitcoin ile önemli ölçüde tezat oluşturuyor. Binlerce düğümün size X zincirini söylemesi önemli değil, eğer tek bir düğüm Y zincirini yayınlıyorsa ve daha fazla iş içeriyorsa, o zaman Y doğru blockchaindir. Bir bloğun başlığı, güven ihtiyacını tamamen ortadan kaldırarak kendi değerini kanıtlayabilir.

PoS, öznel gerçeğe dayanarak güven ihtiyacını yeniden ortaya çıkarır. Şimdi itiraf edeyim, belki biraz ön yargılıyım, yani diğer tarafı okumak isterseniz Buterin kendi görüşlerini içeren bir makale yazmıştı. okuyun. Pratikte Casper kuralları göz önüne alındığında bir zincirin bölünmesinin pek olası görünmediğini itiraf etmeliyim, ancak ne olursa olsun bunun Bitcoin'de bir olasılık bile olmadığını bilerek biraz rahatlıyorum.

Üretimi ve Oylamayı Engelle

Artık slotlara ve dönemlere aşina olduğumuza göre, bireysel bloklar nasıl üretiliyor ve oylanıyor? Her çağın başlangıcında, tam doğrulayıcı seti, her yuva için bir tane olmak üzere "rastgele" 32 gruba bölünür. Her slot sırasında, bir doğrulayıcı blok üreticisi olarak "rastgele" seçilirken diğerleri seçmen (veya "onaylayan") olarak seçilir. "Rastgele" ifadesini tırnak içine alıyorum çünkü süreç deterministik olmalı, çünkü herkesin aynı doğrulayıcı kümeler üzerinde açıkça anlaşması gerekir. Bununla birlikte, blok üreticisi olmak, madenci tarafından çıkarılabilir değerden (MEV) elde edilen ekstra ödüller veya yeniden adlandırıldığı şekliyle "maksimum çıkarılabilir değer" nedeniyle oldukça ayrıcalıklı bir konum olduğundan, bu sürecin de istismar edilemez olması gerekir. “Ethereum Karanlık Bir Ormandır' bu konuda harika bir okuma.

Bir blok üretildiğinde, diğer doğrulayıcılar onu nasıl oyluyor veya "onaylıyor"? Blok teklifinin bir slotun ilk yarısında (altı saniye) gerçekleşmesi ve ikinci yarıda tasdik edilmesi gerekiyor, dolayısıyla teoride onaylayıcıların kendi slot bloklarına oy vermeleri için yeterli zaman olması gerekiyor. Peki blok öneren kişi çevrimdışıysa veya iletişim kuramazsa ya da hatalı bir blok üzerine inşa ederse ne olur? Bir onaylayıcının görevi mutlaka o slotun bloğuna oy vermek değil, o anda kendi bakış açısına göre hangi blok "en iyi görünüyorsa" ona oy vermektir. Normal koşullar altında bu genellikle o yuvadaki blok olacaktır, ancak bir şeyler ters giderse daha eski bir blok da olabilir. Peki teknik olarak "en iyi görünmek" ne anlama geliyor? GHOST algoritmasının devreye girdiği yer burasıdır.

GHOST, "En Açgözlü, En Ağır Gözlenen Alt Ağaç" anlamına gelir ve en "en son aktiviteye" sahip bloğu bulmaya yönelik açgözlü, özyinelemeli bir algoritmadır. Temel olarak, bu algoritma bir ağaç biçimindeki tüm son bloklara bakar ve o alt dalın tamamında en kümülatif kanıtlara sahip dalı açgözlülükle seçerek ağaçta aşağı doğru yürür. Her doğrulayıcının yalnızca en son onayı bu toplam için dikkate alınır ve sonuçta bu süreç bazı yaprak bloklara ulaşır.

Onaylar yalnızca mevcut en iyi bloğa verilen oylar değil, aynı zamanda o bloğa yol açan en son kontrol noktasına verilen oylardır. Gasper'da kontrol noktalarının blok yüksekliklerinden ziyade dönemlere dayandığını belirtmekte fayda var. Her çağ, tam olarak bir kontrol noktası bloğuna karşılık gelir; bu, ya o çağın ilk yuvasındaki bloktur ya da eğer bu yuva atlanmışsa o zaman o yuvadan önceki en son bloktur. Bir dönem bir şekilde her bir slotu atlarsa, aynı blok teorik olarak iki farklı dönemde bir kontrol noktası olabilir, dolayısıyla kontrol noktaları (dönem, blok) çiftleri kullanılarak temsil edilir. Aşağıdaki diyagramda EBB, "dönem sınır bloğu" anlamına gelir ve belirli bir dönemin kontrol noktasını temsil eder; "LEBB" ise "son dönem sınır bloğu" anlamına gelir ve genel olarak en son kontrol noktasını temsil eder.

Casper'a benzer şekilde, bir kontrol noktası, toplam doğrulama sayısı üçte iki eşiğini aştığında haklı hale gelir ve hemen ardından bir sonraki dönemde başka bir haklı kontrol noktası gelirse sonlandırılır. Bu oylamanın nasıl çalıştığına dair bir örnek aşağıda gösterilmektedir:

Gasper'da Casper'daki kesme kurallarına benzeyen iki kesme koşulu vardır:

1. Aynı dönemde iki kez oylama yapılmaz.
2. Hiçbir oylama, başka bir oylamanın dönem kontrol noktalarını "sandviçleyen" dönem kontrol noktaları içeremez.

Casper kuralları, blok yükseklikleri yerine dönemleri temel almasına rağmen, doğrulayıcıların üçte biri kesilmediği sürece farklı zincirlerde iki nihai kontrol noktasının oluşmamasını sağlar.

Ayrıca onayların blokların kendilerine dahil edildiğini de belirtmekte fayda var. PoW'daki bir bloğun kendi hash'ini kullanarak kendini haklı çıkarmasına benzer şekilde, PoS'taki sonlandırılmış bir kontrol noktası da geçmiş tüm kanıtlarını kullanarak kendini haklı çıkarır. Birisi eğik kuralları ihlal ettiğinde, bu kötü beyanlar ihlali kanıtlayan bir bloğa dahil edilir. Kuralları çiğneyenleri cezalandırmak için bir teşvik sağlamak amacıyla, ihlali dahil eden blok üreticisine de küçük bir ödül var.

çatallar

Çatal durumunda ne olacağını düşünmek ilginç. Hızlı bir şekilde özetlemek gerekirse, çatal, konsensüs kurallarındaki bir değişikliği ifade eder ve iki çeşidi vardır: sert çatallar ve yumuşak çatallar. Sert çatallanmada, yeni kurallar geriye dönük olarak uyumlu değildir ve eğer herkes geçiş yapmazsa potansiyel olarak iki rakip blok zinciriyle sonuçlanabilir. Yumuşak çatalda yeni kurallar eski kurallardan daha kısıtlayıcıdır ve aynı zamanda geriye dönük olarak uyumlu olmalarını sağlar. Madencilerin veya doğrulayıcıların %50'sinden fazlası yeni kuralları uygulamaya başladığında, fikir birliği mekanizması zinciri bölmeden geçiş yapar. Yumuşak çatallar genellikle yükseltmeler ve yeni işlem türleriyle ilişkilendirilir ancak teknik olarak %51 çoğunluk tarafından uygulanan her türlü sansürü de içerir. PoS'ta ayrıca PoW'da bulunmayan üçüncü tür bir "çatal" vardır: kurallarda herhangi bir değişiklik yapılmayan zincir bölünmesi. Ancak bunu zaten ele aldığımız için sert ve yumuşak çatallara odaklanacağız.

En basit durumla başlayalım: bağımsız, çekişmeli bir hard fork. Tartışmalı derken, kullanıcıları politik olarak bölen bir kural değişikliğini kastediyorum. Bir hata düzeltmesi veya küçük bir teknik değişiklik muhtemelen tartışmalı olmayacaktır, ancak doğrulama ödülünü değiştirmek gibi bir şey muhtemelen tartışmalı olacaktır. Eğer bir hard fork yeterince çekişmeli olsaydı, zincirin bölünmesiyle sonuçlanabilirdi ve kullanıcılar bir zinciri satıp diğerini satın alarak ekonomik olarak çözülebilirdi. Bu, 2017'deki açık bir kazanan gibi görünen Bitcoin Cash bölünmesine benzer:

Şimdi, doğrulayıcıların bir gün oturup yeterince maaş almadıklarına karar verdiklerini ve ödüllerini yıllık %5'ten yıllık %10'a yükseltmeleri gerektiğine karar verdiklerini varsayalım. Bu, artık daha fazla sulandırılmış olan doğrulayıcı olmayanların aleyhine, doğrulayıcıların lehine açık bir değiş-tokuş olacaktır. Zincirin bölünmesi durumunda hangi zincir kazanır?

Bu bizi PoS'un beşinci ilkesine, yani paranın güç olduğu ilkesine götürür.

Aşağıdaki grafikte görüldüğü gibi, mevcut 120 milyon ETH'nin %10'undan fazlası şu anda stake ediliyor:

Doğrulayıcılar ve doğrulayıcı olmayanlar arasında çekişmeli bir sert çatal göz önüne alındığında, tüm doğrulayıcı olmayanların yeni zinciri pazarda sattığını ve tüm doğrulayıcıların eski zinciri pazarda sattığını varsayarsak, o zaman teoride eski zincir kazanacaktır, çünkü çoğunluk ETH hâlâ doğrulamayanların elinde kalacak (%90'a karşılık %10). Ancak dikkate alınması gereken birkaç şey daha var. İlk olarak, herhangi bir zincir bölünmesinden sonra doğrulayıcılar her iki blok zincirinin de “kontrolünde” olmaya devam edecek. Doğrulayıcılar diğer zinciri etkileyebilseydi, onu başarısızlığa uğratmaya teşvik edilebilirlerdi. İkincisi, daha önce tartışılan nükleer seçenek de var; bu seçenekte, yeni zincir, eski zinciri hâlâ onaylayan herkesi, onlara katılmaya zorlamak için kesebilir. Son olarak, doğrulayıcıların ağdaki diğer herkes üzerinde önemli bir sosyal ve politik etkiye sahip olmaları muhtemeldir. Buterin, Ethereum Vakfı ve borsalar hep birlikte staking ödülünü artırmaya karar verirse, düzenli Ethereum kullanıcılarının ve doğrulayıcılarının eski çatalı devam ettirirken aynı zamanda satın alma baskısıyla onu daha değerli hale getirebileceklerine inanmakta zorlanıyorum.

Yumuşak çatallara geçersek, OFAC sansürü gibi çekişmeli bir yumuşak çatalda ne olur? Aşağıdaki grafikte görebileceğimiz gibi doğrulayıcılar oldukça merkezileştirilmiştir:

Madencilerin yapabileceği PoW'un aksine havuzları değiştir Ethereum'daki doğrulayıcılar, bir düğmeye basıldığında bir çıkış işlemini gerçekleştirene kadar bir staking adresine kilitlenir. Lido ve üst düzey borsalar belirli işlemleri sansürlemek için yapılırsa, kontrol noktalarına karar vermek için gereken üçte ikilik çoğunluğu kolaylıkla geçebilirler. Daha önce, Buterin ve diğer ETH doğrulayıcılarının sansür yumuşak çatalına kendi karşı sansür sert çatallarıyla nasıl karşı koymaya çalışabileceklerini ve süreçte sansürcüleri nasıl kesebileceklerini gördük. Bir çatal yaratmayı başarsalar bile, süreçte hem kesinti hem de güven kaybı nedeniyle birçok değer yok olacak.

Kapanış Düşünceler

Bu makalede, Casper adı verilen kontrol noktası/kesme kurallarının ve GHOST adı verilen "en iyi blok" oylama kuralının birleşimi olan Gasper ile PoS'un çift harcama sorununu nasıl çözdüğüne baktık. Özetlemek gerekirse, Gasper zamanı, her bir dilimin en fazla bir bloğa sahip olabileceği dilimler adı verilen birimlere böler ve dilimler, her bir çağın bir kontrol noktasına karşılık geldiği dönemler halinde gruplandırılır. Bir kontrol noktasında üçte iki çoğunluk oyu verilirse haklı, iki haklı kontrol noktası üst üste gelirse bu iki kontrol noktasından ilki kesinleşir. Bir kontrol noktası sonlandırıldığında, doğrulayıcıların üçte biri kesilmediği sürece paralel bir zincirin sonlandırılması imkansız hale gelir.

Bu süreçte PoS'un beş ilkesini ortaya çıkardık:

1. PoS, negatif (cezaya dayalı) bir teşvik yapısı kullanır.
2. PoS izinli bir sistemdir.
3. PoS'un kuralları yoktur.
4. PoS öznel gerçeğe dayanır.
5. PoS'ta para güçtür.

Bu ilkelerin her birinin PoW'da zıt davranışları vardır:

1. PoW pozitif (ödül bazlı) bir teşvik sistemi kullanır.
2. PoW izin gerektirmeyen bir sistemdir (herkes istediği zaman madenciliği başlatabilir veya durdurabilir).
3. PoW'da kuralları değiştiren çatallar göz ardı edilir.
4. PoW nesnel gerçeğe dayanır.
5. PoW'da madenciler kullanıcılara hizmet eder ve kendilerinin çok az gücü vardır.

Herkesin yaşamak istediği türden bir dünya yaratmak için çabalaması gerektiğine inanıyorum. Eğer siz de benim gibi, paranız üzerinde kontrol sahibi olabileceğiniz, sıkı çalışmanın ödüllendirildiği ve pasif sahipliğin bir ayrıcalık olduğu, izinsiz bir dünyada yaşamak istiyorsanız. Sorumluluk ve paranızın bir anlık değişime uğramadan gelecekte de değerini koruyacağı bir durum varsa, o zaman PoW ile PoS arasındaki dengeler hakkında dikkatlice düşünmek ve yaşamak istediğiniz ilkeler uğruna mücadele etmek isteyebilirsiniz.

Bu Scott Sullivan'ın misafir yazısı. İfade edilen görüşler tamamen kendilerine aittir ve BTC Inc. veya Bitcoin Magazine'in görüşlerini yansıtmayabilir.