Blockchain nedir? Nasıl çalışır?

Her Blockchain için merkezi öğelerden biri madencilik algoritmasıdır. Örnek olarak Dogecoin'in algoritmasını ele alalım. Adı SHA-256’dır bu da “256 bit güvenli hash algoritması”nın kısaltmasıdır. Bu algoritma, sayı, yazı ya da herhangi büyüklükte bir bilgisayar dosyası dahi olabilecek her şeyi girdi olarak alabilir. Yaratılan veri çıktı ‘'hash'’ ismi verilir ve her zaman bilgisayar kodunda 256 bit dahil olmakla beraber aynı uzunlukta olmak zorundadır.

Benzer girdiler her zaman benzer çıktıları verir ve bu durum asla rastgele gerçekleşmez. Fakat girdi üzerinde yapılacak olan bir değişiklik durumunda, çıktı tamamı ile farklı olacaktır.

Bu durumlar tek yönlü fonksiyon olarak da isimlendirilir ki bu da çıktının elinizde olması durumunda girdinin ne olduğunu hesaplayamayacağınız anlamına gelir. Girdinin güvenliğinin aşılması hemen hemen imkansızdır çünkü 256'da 1'dir. 

Bu örnekte Cem ve Hande'nin Bitcoin sahipleri olduğunu farz edelim ve Cem'in, Hande'ye 2 Bitcoin borçlu olduğunu düşünelim.

Cem Hande'ye 2 Bitcoin göndermek için ağdaki madencilere göndermek istediği transfer ile alakalı bir gönderi mesaj yayınlar.

Bu yayında  madencilere Cem’in açık anahtarını ve göndermek istediği Bitcoin adedini, kendi dijital imzası ve açık anahtarı ile beraber yayına verir. Dijital İmza Hande'nin şahsi anahtarı ile oluşturulmuştur ve madenciler Cem'in gerçekten Bitcoin sahibi olduğunu ve transfer yapmak istediğini doğrulayacak verilere ulaşabilirler.

Madenciler transfer işleminin problemsiz olduğundan emin olduklarında, bunu pek çok diğer transfer ile beraber bir bloğa koyarlar ve bloğu kazma girişiminde bulunurlar. Bu işlem bloğun SHA-256 algoritmasından girdi ve çıktı işlemlerinin tamamlanması ile sağlanır.

Çıktının geçerli sayılabilmesi için belli bir sayı ile yani  0 ile başlaması gereklidir. Gerekli olan 0 adedi zorluk derecesine bağlıdır. Zorluk derecesi ise bir ağda bulunan hesaplama gücüne göre farklılık gösterir.

Başında istenen miktarda sıfır olan bir çıktı hash’i yaratmak için, madenciler bloğa algoritma uygulamadan önce nonce numarası adı verilen bir ekleme yaparlar. Girdiye yapılan ufak bir değişiklik çıktıyı tamamen değiştirdiği için madenciler geçerli bir çıktı hash’i buluncaya kadar rastgele nonce’lar denerler.

Blok kazıldığı anda madenci yeni kazılmış bloğu tüm madencilere yayınlar. Sonrasında madenciler bloğun geçerli olup olmadığından emin olmak için bu bloğu kontrol ederler, kendi blockchain kopyalarına eklerler ve transfer tamamlanır. Fakat madenciler tüm blokların birbirine bağlanmasını sağlamak amacı ile, blok içerisine bir önceki bloğun çıktı hash’ini de eklemek zorundadırlar. Blok-zincir ismi de buradan gelmektedir. Bu kısım, güven ilişkisinin nasıl çalıştığını göstermesi bakımından önemlidir.

Her madencinin kendi bilgisayarında blockchainin bir kopyası bulunur ve herkes en fazla hesaplama işi barındıran yani en uzun olan blockchain hangisiyse ona güvenir. Eğer bir madenci bir önceki bloktaki bir işlemi değiştirirse, söz konusu bloğun çıktı hash’i ve tüm bloklar birbirine hashler vasıtasıyla bağlı olduğu için ondan sonra gelen blokların çıktı hash’leri de değişecektir. Madencinin kendi blockchain’inin doğru olduğunu kabul ettirebilmesi için tüm kayıtları bir kere daha yapması gerekecektir. Bu yüzden bir madencinin eğer sistemi aldatmak istiyorsa network’teki toplam hesaplama gücünün yüzde 50’den fazlasını elde etmesi gerekir ki bu durum pek muhtemel değildir. Bu tarz network saldırıları yüzde 51 saldırısı olarak adlandırılır.

Blokların oluşturulması için bilgisayarların kullanılması modeline Proof of Work (PoW) denir. Bunun yanında Proof of Stake (PoS) olarak adlandırılan, çok fazla hesaplama gücü gerektirmeyen ve bu nedenle daha az elektrik kullanan ve daha fazla kullanıcıya ölçeklenebilecek modeller de bulunmaktadır.