Bitcoin Ağı
Bitcoin Ağı

Bitcoin ağı, kriptografik bir protokolle çalışan eşler arası (peer-to-peer) bir ödeme ağıdır. Kullanıcılar, bitcoin kripto para cüzdanı yazılımını kullanarak, ağa dijital imzalı mesajlar yayınlayarak bitcoin gönderir ve alırlar. İşlemler, blokzincir olarak bilinen dağıtık, çoğaltılmış bir halka açık veritabanına kaydedilir ve iş ispatı sistemi adı verilen madencilik ile konsensüs sağlanır. Bitcoin tasarımcısı Satoshi Nakamoto, bitcoin tasarımının ve kodlamasının 2007’de başladığını söylemiştir. Proje, 2009 yılında açık kaynaklı yazılım olarak yayınlandı.

Ağın, işlemleri paylaşması için minimum bir gereksinimi vardır. Merkezi olmayan gönüllü bir ağ yeterlidir. Mesajlar elden gelenin en iyisi (best effort) prensibiyle yayınlanır ve düğümler istedikleri zaman ağdan ayrılabilir ve yeniden katılabilirler. Ağdan ayrılan bir düğüm yeniden ağa bağlandığında, diğer düğümlerden yeni blokları indirip doğrulayarak blokzincirin kendi cihazında yerel bir kopyasını tamamlamış olur.

İşlemler

Bir bitcoin, bitcoin’in oluşturulmasıyla başlayan bir dizi dijital imzalı işleme bir blok ödülü olarak tanımlanır. Bir bitcoin sahibi, geleneksel bir banka çeki onaylar gibi bir bitcoin transferi yaparak bir sonraki sahibine dijital olarak imzalayarak aktarır. Alacaklı, sahiplik zincirini doğrulamak için önceki her işlemi inceleyebilir. Geleneksel çek onaylamalarının aksine, bitcoin işlemleri geri döndürülemez ve bu da ters ibraz dolandırıcılığı riskini ortadan kaldırır.

Bitcoin’leri tek tek işlemek mümkün olsa da, bir işlemdeki her bitcoin için ayrı bir işlem gerekmez. Bu nedenle, işlemlerin birden fazla girdi (input) ve çıktı (output) içermesine izin verilir, böylece bitcoin bölünebilir ve birleştirilebilir. Ortak işlemler, daha büyük bir işlemden alınan tek bir girdiye veya daha küçük miktarları birleştiren birden fazla girdiye sahip olacaktır ve bununla birlikte bir veya iki çıktısı olacaktır: biri ödeme, diğeri ise para üstünü geri gönderme. Bir işlemin toplam girdi ve çıktı tutarları arasındaki fark madencilere işlem ücreti olarak gider.

Madencilik

Eşler arası ağ olarak dağıtık bir zaman damgası sunucusu oluşturmak için bitcoin, bir iş ispatı sistemi kullanır. Bu işe genellikle bitcoin madenciliği denir.

Blokzincire yeni bir blok kabul etmek için bir iş ispatı gereksinimi, Satoshi Nakamoto’nun kripto para dünyasındaki en büyük ve temel yeniliği oldu. Madencilik işlemi, SHA-256 ile iki kez şifrelendiğinde, verilen zorluk hedefinden daha küçük bir sayı veren bir bloğun bulunmasını içerir. Gerekli ortalama çalışma zorluk hedefiyle ters orantılı olarak artarken, bir hash her zaman tek bir çift SHA-256 turu gerçekleştirilerek doğrulanabilir.

Bitcoin zaman damgası ağı için, bloğun hash değerine gereken sayıda öncül sıfır bit veren bir değer bulunana kadar bir nonce artırılarak geçerli bir iş ispatı bulunur. Hash geçerli bir sonuç verdikten sonra, blok aynı işi tekrar yapmadan değiştirilemez. Daha sonra bloklar zincirlendikçe, bloğu değiştirme işi sonraki bloklar için aynı çalışmanın yeniden yapılmasını gerektirecektir.

Bitcoin’deki çoğunluk konsensüsü, üretmek için en fazla çaba gerektiren en uzun zincirle temsil edilir. Hesaplama gücünün büyük bir kısmı dürüst düğümler tarafından kontrol edilirse, dürüst zincir en hızlı büyüyecek ve rakip zincirleri geride bırakacaktır. Geçmiş bir bloğu değiştirmek için, bir saldırganın o bloğun ve ondan sonraki tüm blokların iş ispatını yeniden yapması ve ardından dürüst düğümlerin çalışmasını aşması gerekir. Ağdan daha yavaş bir saldırganın blokları değiştirip uzun zinciri yakalama olasılığı, sonraki bloklar eklendikçe katlanarak azalır.

Artan donanım hızını ve zaman içinde çalışan düğümlere olan ilgiyi telafi etmek için, geçerli bir hash bulma zorluğu kabaca iki haftada bir ayarlanır. Bloklar çok hızlı oluşturulursa, zorluk artar ve blok yapmak ve yeni bitcoinler oluşturmak için daha fazla hash gerekir.

İlgili Haber:  Lagarde, Merkez Bankası’nın Dijital Para Birimi Hakkında Halka Danışacaklarını İfade Etti

Zorluk

Bitcoin madenciliği rekabetçi bir uğraştır. Çeşitli hesaplama teknolojileri aracılığıyla bitcoinleri çıkarmak için kabaca ifadeyle bir “silahlanma yarışı” meydana gelmiştir. Giriş seviyesindeki CPU’lar, birçok oyun bilgisayarında yaygın olarak kullanılan üst düzey GPU’lar, FPGA’lar ve ASIC’ler bu yarışta kullanılmıştır. Bu teknolojilerin her biri kendisinden daha düşük teknolojide olanın kârlılığını azaltır. Bitcoin’e özgü ASIC’ler artık bitcoin madenciliği için birincil yöntemdir ve GPU hızını 300 kattan fazla aşmıştır. Madencilik sürecindeki zorluk, ağın birikmiş madencilik gücüne göre kendini ayarlamayı içerir. Bitcoinlerin madenciliği zorlaştıkça, bilgisayar donanım imalat şirketleri üst düzey ASIC ürünlerinin satışlarında bir artış gördü.

Hesaplama gücü, madencilik gelirini arttırmak için genellikle bir “havuz”da toplanır. Bunlara madencilik havuzları adı verilir. Bireysel madencilik teçhizatları genellikle bir işlem bloğunu onaylamak ve ödeme almak için uzun süre beklemek zorundadır. Bir havuzda, herhangi bir düğüm bir blok bulduğunda, o havuzdaki tüm düğümlere ödeme yapılır. Bu ödeme, bir madencinin bu bloğu bulmasına yardımcı olmak için katkıda bulunduğu iş miktarına bağlıdır.

Enerji Kaynakları ve Tüketimi

2017 sonu itibariyle, küresel bitcoin madenciliği faaliyetinin bir ila dört gigawatt elektrik tükettiği tahmin ediliyor. Temmuz 2019’da BBC, bitcoinin yaklaşık 7 gigawatt enerji tükettiğini ve bunun, küresel toplamın %0.2’sine veya İsviçre’nin toplam enerji tüketimine eşdeğer olduğunu bildirdi.

Politico’ya göre, bitcoinin toplam tüketim seviyelerinin üst düzey tahminleri bile küresel bankacılık sektörü tarafından tüketilen toplam gücün sadece %6’sına denk geliyor ve bitcoinin tüketim seviyeleri bugünün seviyelerinden 100 kat artsa bile, bitcoinin tüketimi hala küresel güç tüketiminin yaklaşık %2’sini oluşturur.

Maliyetleri düşürmek için, bitcoin madencileri, jeotermal enerjinin ucuz olduğu İzlanda gibi soğuk yerlerde madenlerini kurmaya başladılar. Bitcoin madencilerinin elektrik maliyetlerini azaltmak için Tibet, Quebec, Washington ve Avusturya’da hidroelektrik enerji kullandığı biliniyor. Cambridge Üniversitesi’nde yapılan bir araştırmaya göre, bitcoin madenciliğinin çoğu, elektriğin hükümet tarafından sübvanse edildiği Çin’de yapılmaktadır.

Madencilik Süreci

Bitcoin madencilik süreci kabaca aşağıdaki adımları içerir:

  1. Yeni işlemler tüm düğümlere yayınlanır.
  2. Her madenci düğümü yeni işlemleri bir blokta toplar.
  3. Her madenci düğümü, bloğu için bir iş ispatı kodu bulmak için çalışır.
  4. Bir düğüm bir iş ispatı bulduğunda, bloğu tüm düğümlere yayınlar.
  5. Mesajı alan düğümler, gelen bloğu doğrular ve yalnızca tümü geçerliyse kabul eder.
  6. Düğümler, kabul ettikleri bloğun hash’ini içeren bir sonraki blok üzerinde çalışmaya başlayarak gelen bloğu kabul ettiklerini ifade ederler.

Yarılanma

Kural olarak, bir bloktaki ilk işlem, bloğun yaratıcısının sahip olduğu yeni bitcoinleri üreten özel bir işlemdir. Bu, düğümlerin ağı desteklemesi için bir teşviktir. Yeni bitcoinleri dolaşıma sokmanın önünü açar. Madencilik ödülü her 210.000 blokta bir yarıya iner. Madencilik ödülü ilk olarak 50 bitcoin ile başladı, 2012’nin sonlarında 25’e ve 2016’da 12.5 bitcoin’e düştü. Mayıs 2020’de (630.000 blok numarasıyla) meydana gelen en son yarılanma (halving), blok ödülünü 6.25 bitcoin’e düşürdü. Bu yarılanma işlemi, yeni bitcoin oluşturma işlemi sona ermeden en fazla 64 kez devam edecek şekilde programlanmıştır.

Güvenlik

Bitcoin ağına çeşitli potansiyel saldırılar gerçekleştirilmiştir. Bu saldırıların bir amacı da bitcoinin gerçekten bir ödeme sistemi olarak kullanılıp kullanılmayacağını test etmek içindir. Bitcoin protokolü, yetkisiz harcama, çift harcama, bitcoin sahtekarlığı ve blokzinciri bozma ve benzeri saldırıların bazılarına karşı ağı koruyan çeşitli özellikler içerir. Özel anahtarların çalınması gibi diğer bazı saldırı türleri ise bitcoin ağından bağımsız, kullanıcıların dikkatini gerektiren konulardır.

Yetkisiz Harcama

Yetkisiz harcamalar, bitcoinin genel-özel anahtar şifrelemesi uygulamasıyla hafifletilir. Örneğin; Ayşe Mehmet’e bir bitcoin gönderdiğinde, Mehmet bitcoinin yeni sahibi olur. İşlemi gözlemleyen Zeynep, Mehmet’in yeni aldığı bitcoini harcamak isteyebilir, ancak Mehmet’in özel anahtarını bilmeden bu işlemi yapamaz.

İlgili Haber:  İngiliz Bankalarında Nakit Bulundurmak Ücrete Tabi Olabilir

Çift Harcama

Online bir ödeme sisteminin çözmesi gereken en büyük problemlerden biri çift harcamadır. Çift harcama kabaca bir kullanıcının aynı parayı iki defa harcaması olayıdır. Böyle bir soruna örnek olarak Zeynep’in Ayşe’ye bir bitcoin gönderdikten sonra, aynı bitcoini Mehmet’e göndermesini verebiliriz. Bitcoin ağı, tüm bitcoin transferlerini tüm kullanıcılar tarafından görülebilir bir deftere (blokzincir) kaydederek çift harcamaya karşı koruma sağlar.

Race Attack (Yarış Saldırısı)

Zeynep Ayşe’ye bir ürün karşılığında bitcoin ödemeyi teklif edip ilgili işlemi imzalayabildiği gibi, aynı zamanda aynı bitcoini Mehmet’e de göndererek farklı bir işlem oluşturabilir. Kurallara göre, blokzincir ağı işlemlerden yalnızca birini kabul eder. Buna Race Attack ya da Türkçe ifadeyle Yarış Saldırısı denir, çünkü ortada hangi işlemin önce kabul edilip edilmeyeceğine dair bir yarış vardır. Ayşe, Zeynep’in yaptığı ödeme blokzincirde görünene kadar ürünü teslim etmeyeceğini söyleyerek yarış saldırısı riskini azaltabilir.

Hal Finney’e atıfla Finney Saldırısı olarak adlandırılan değişkenli bir yarış saldırısı daha vardır ve bu saldırı bir madencinin de katılımını gerektirir. Zeynep, Ayşe ve Mehmet’e yapacağı her iki ödemeyi blokzincir ağına göndermek yerine, Zeynep sadece Ayşe’ye yaptığı ödemeyi ağa yayınlar. Bu esnada Zeynep’in suç ortağı bir madenci de Ayşe yerine Mehmet’e ödeme içeren bir blok çıkarmaya çalışır. Sahtekar madencinin ağdan önce başarılı olma olasılığı muhtemeldir, bu durumda Ayşe’ye yapılan ödeme reddedilir. Diğer yarış saldırısında olduğu gibi, Ayşe ödemenin blokzincirde görünmesini bekleyerek Finney saldırısı riskini azaltabilir.

Tarihçe Değişikliği

Belirli bir işlemi içeren bloktan başlayarak blokzincire eklenen her bloğa, o işlemin onayı (confirmation) denir. İdeal olarak, bitcoin ile ödeme kabul eden satıcılar ve hizmetler, ödemenin yapıldığını varsaymadan önce ağ üzerinden en az bir onayın alınmasını beklemelidir. Tüccar ne kadar fazla onay beklerse, saldırgan toplam ağ gücünün yarısından fazlasını kontrol etmedikçe (%51 saldırısı), saldırganın bir blok zincirindeki işlemi başarıyla tersine çevirmesi o kadar zor olur.

Ödeme Doğrulaması

Her madenci, bir bloğa hangi işlemlerin dahil edileceğini veya bir bloktan muaf tutulacağını seçebilir. Bir bloktaki çok sayıda işlem, o bloğu çözmek için gereken daha fazla hesaplama gücüne eşit değildir.

Yeni bir işlem aldıktan sonra, bir düğümün bunu doğrulaması gerekir: özellikle, hiç bir işlem girdisinin daha önce harcanmamış olduğunu doğrulamalıdır. Bu kontrolü gerçekleştirmek için düğümün blok zincirine erişmesi gerekir. Ağ komşularına güvenmeyen herhangi bir kullanıcı, herhangi bir girdinin doğrulanabilmesi için blok zincirinin tam bir yerel kopyasını tutmalıdır.

Nakamoto’nun bitcoin makalesinde belirtildiği gibi, full node adı verilen tam bir ağ düğümü (basitleştirilmiş ödeme doğrulaması, kısaca SPV) çalıştırmadan bitcoin ödemelerini doğrulamak mümkündür. Bir kullanıcının yalnızca en uzun zincirin blok başlıklarının bir kopyasına ihtiyacı vardır, bunlar en uzun zincirin elde edildiği anlaşılana kadar ağ düğümlerini sorgulayarak kullanılabilir. Ardından, işlemi bloka bağlayan Merkle ağacı dalı bulunur. İşlemin zincirdeki bir yere bağlanması, bir ağ düğümünün o işlemi kabul ettiğini ve ondan sonra eklenen blok da onayın alındığını gösterir.

Blokzincirdeki Veriler

Herhangi bir dijital dosyayı blok zincirinde saklamak mümkündür. Ancak işlem boyutu büyüdükçe, ilişkili işlem ücretleri de artar. Bugüne kadar bitcoin blokzincir ağına pek çok sayıda ekstra veri eklenmiştir. Bunlar arasında çeşitli URL adresleri, ASCII çizimler, Wikileaks içerikleri, bitcoin madencilerinin duaları ve orijinal bitcoin makalesi de vardır.

Facebook Yorumları

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here