Bugünlerde bitkoin adını sıklıkla duymaya başladık (bu yazıda özellikle bitkoini incelemeye çalıştım ama diğer kripto paraların özellikleri de benzerdir, dolayısıyla burada yazılanlar diğer kripto paralar için de büyük ölçüde geçerlidir). 17 Şubat 2021 tarihi itibariyle baktığımızda 1 bitkoin = 50.000 ABD doları olduğunu öğreniyoruz. 2010 yılında 1 bitkoinin değerinin 1 sentten daha az olduğunu düşünürsek o zamandan bu yana bitkoin fiyatı tam 5 milyon kat artmış demektir[1]. Yani 2010 yılında 1 dolarlık bitkoin almış olsaydınız şimdi 5 milyon dolarınız olacaktı. 2010 Yılında sizin böyle bir şeyden haberiniz olmadığı için bitkoin satın almayacaktınız ama bitkoini icat edenlerin hesaplarında milyonlarca bitkoin var hem de bunun için neredeyse hiç para harcamadılar. Bitkoin fikrini ilk ortaya atan Satoshi Nakamato takma adlı kişinin hesaplarında 1 milyon bitkoin olduğu tahmin ediliyor, bugün itibariyle 50 milyar ABD doları ediyor. Evet, bir yanlışlık yok 50 milyar dolar ile Satoshi Nakamato dünyanın 25. en zengin kişisi oluyor. Satoshi Nakamato’nun kim (ya da kimler) olduğu şimdi nerede bulunduğu ve bu bitkoinleri neden hiç harcamadığı bilinmiyor. Üstelik sadece Satoshi Nakamato da değil, bitkoin üretiminin başladığı 2009 yılı başından 2010 yılı sonuna kadar geçen sürede üretilmiş olan ve az sayıda kişi tarafından paylaşılan yaklaşık 5 milyon bitkoinin bu günkü piyasa değeri 250 milyar ABD dolarıdır[2]. Bu güne kadar üretilmiş olan 18,5 milyon bitkoinin piyasa değeri ise 925 milyar ABD doları civarındadır. Bu dünyada yaşayan milyarlarca insan geçimlerini sağlamak için zor koşullarda çalışıyorlar, üstelik genellikle de hak ettiklerini alamıyorlar. Peki, nasıl oluyor da bazıları bu kadar kısa zamanda böyle devasa servetlere sahip olabiliyorlar? Bu sorunun cevabını bulabilmek için iki soruya cevap arayalım: Birincisi, bitkoin (ve benzeri kripto paralar) nasıl üretiliyor? İkincisi, bitkoin (ve benzeri kripto paralar) nasıl değer kazanıyor?
Merkezi Bankacılık Sistemi
Bitkoinin teknik altyapısını anlayabilmek için önce mevcut bankacılık sistemini kısaca gözden geçirelim. Bir zamanlar, hesap sahiplerinin paraları bankanın merkezinde güvenli bir kasada tutulurdu. Günümüzde ise artık kâğıt ve madeni paraların kullanımları giderek azalıyor, bunun yerine ödeme aracı olarak plastik banka kartları veya kredi kartları ve akıllı uygulamalar kullanılıyor. Artık banka müşterilerinin hesaplarındaki paralar bankanın merkezi veri tabanında sayısal olarak tutuluyor.
Şekil-1: Merkezi Bankacılık Sistemi
Şekil-1de merkezi bankacılık sistemi şematik olarak gösterilmiştir. Bu şemanın merkezinde banka veri tabanı sistemi bulunmaktadır. Bütün hesap bilgileri, hesap sahiplerinin bilgileri ve işlem kayıtları bu merkezi veri tabanında güvenli bir şekilde tutulmaktadır. Merkeze bağlı olan küçük siyah yuvarlaklar ise uç birimleri (terminalleri) göstermektedir. POS cihazı, banka şubesi, internet bankacılığı uygulaması, akıllı ödeme uygulaması, para çekme makinası gibi uç birimler aracılığı ile banka müşterileri merkezi veri tabanına ulaşabilir ve belirlenmiş kurallar çerçevesinde hesapları üzerinde işlem yapabilirler. Yapılan bütün işlemler merkezi bankacılık sistemi tarafından onaylanacak ve merkezi veri tabanı üzerinde kaydedilecektir. Banka yöneticileri, bankacılık sisteminin Merkez Bankası ve BDDK gibi devletin merkezi finansal kontrol birimlerinin koyduğu kurallara uygun çalışmasını sağlamak zorundadırlar. Bankacılık sistemi devletin finansal kontrol birimlerinin kontrolü ve denetimi altındadır.
Blok Zinciri Ağı
Merkezi bankacılık sistemine karşın bitkoinin (ve benzeri kripto paraların) altyapısı merkezi olmayan (dağıtık) bir “blok zinciri” ağıdır.
Şekil-2: Blok zinciri ağı
Şekil-2de görüldüğü gibi blok zinciri ağı bir ağın düğümlerinden oluşmaktadır. Bu düğümleri sistemdeki hesap sahiplerinin bilgisayarları olarak düşünebiliriz. Her bilgisayar üzerinde bir düğüm yazılımı çalışmaktadır ve bu düğümler internet üzerinden birbirleriyle iletişim halindedir.
Blok zinciri ağı, merkezi bir sisteme ihtiyaç duyulmadan işlemlerin güvenli bir şekilde onaylanmasını ve kaydedilmesini sağlamaktadır. İlk kez 2009 yılında Bitkoin Blok Zinciri ağı ile gerçekleştirilen bu teknoloji, güvenilir olmayan bilgisayarlardan oluşan bir ağ üzerinde güvenilir işlemlerin yapılabileceğini göstermiştir. Giderek artan ağ kapasiteleri ve işlemci güçleri sayesinde gelecekte pek çok işlemin (merkezi sistemlere ihtiyaç duymadan) blok zincirleri üzerinde gerçekleştirilebileceği öngörülmektedir.
Blok zinciri ağında kayıtlar, adına blok zinciri denilen bir veri yapısında tutulur. Ağdaki düğümler blok zinciri veri yapısının güncel bir kopyasını bulundururlar. İşlemlerin onaylanması da yine ağın düğümleri tarafından gerçekleştirilir ve onaylanan işlemler blok zincirinin sonuna eklenir. Bu sistemin güvenli bir para transferi mekanizması olarak çalışabilmesi için en azından dört şartı yerine getirmesi gerekir:
- Bütün işlem kayıtlarını içeren blok zinciri veri yapısının bir kopyası ağdaki düğümlerde bulunur.
- Para transferi işlemleri önceden belirlenmiş kurallara göre ağdaki düğümler tarafından onaylanır.
- Onaylanan işlemlerin kayıtları blok zincirine eklenir ve ağdaki düğümlerde bulunan blok zinciri kopyaları güncellenir.
- Blok zincirinde bulunan geçmiş işlem kayıtları değiştirilemez.
Bu şartlar ağdaki düğümlerin uymak zorunda olduğu blok zinciri protokolü ile sağlanır.
Bitkoin Blok Zinciri Ağı
Aslında ideal olan ağdaki bütün düğümlerin eşit olmasıdır ama pratikte karşılaşılan zorluklar nedeniyle bitkoin ağına katılan düğümler farklı roller üstlenmektedir. Blok zincirinin bir kopyasının ağdaki bütün düğümlerde bulunması gerekirdi ama 11 yıldır biriken bitkoin işlem kayıtları nedeniyle blok zinciri bugün 320 Gigabyte büyüklüğe ulaşmıştır[3]. Bu büyüklükteki bir veri yapısını bulundurmak ve yeni işlemlerle sürekli güncellemek ciddi bir işlemci gücü ve ağ kapasitesi gerektirmektedir. Bu nedenle ağdaki düğümlerin çoğu blok zincirinin tam bir kopyasını tutmazlar. Hafif düğüm denilen yazılım paketini çalıştıran düğümler yaptıkları işlemlerin güvenliği için tam düğüm yazılımı çalıştıran düğümlere bağımlıdırlar.
Şekil-3: Merkezi Olmayan (Dağıtık) Bitkoin Sistemi
Bitkoin ağının tutarlı olması için tam düğüm yazılımını çalıştıran düğümlere ihtiyaç vardır. Yeni işlemler bu düğümler tarafından onaylanır. Ama yukarıda belirttiğimiz gibi tam düğüm yazılımı çalıştırmak külfetli bir iştir ve ancak çok miktarda bitkoini olanlar ya da bitkoin borsacılığı yapanlar tarafından tam düğüm çalıştırılmaktadır. Bitkoin ağında yaklaşık 10.000 tam düğüm bulunduğu tahmin edilmektedir. Hafif düğüm yazılımı çalıştıranlar ise daha fazla risklerle karşı karşıyadırlar[4]. Tam düğümler ve hafif düğümler dışında Şekil-3te görülen madenci düğümlerin görevi ise onaylanmış işlemlerin blok zincirinin sonuna eklenmesi işlemidir. Bitkoinin nasıl üretildiğini anlamak için bitkoin madenciliğinin nasıl çalıştığını bilmemiz gerekiyor.
Madencilik konusuna girmeden önce blok zincirinin yapısını biraz daha detaylı bakmamız gerekiyor. (Blok zinciri ile ilgili daha detaylı bilgi edinmek isteyenler Türkçemizde yazılmış ve Bankalararası Kart Merkezi tarafından yayınlanmış “Sorularla Blockchain” ve “Blockchain 101” adlı kitapları ücretsiz olarak indirip okuyabilirler[5]).
Blok Zinciri
Şekil-4: Blok Zinciri
Bitkoin blok zinciri her biri 1 Megabayt büyüklüğünde olan veri bloklarının birbirine bağlanmasıyla oluşur. Her bir blok içerisinde yaklaşık 10 dakika boyunca onaylanan işlem kayıtları bulunmaktadır. Yukarıda belirttiğimiz şartlardan birisi blok zinciri içerisinde bulunan kayıtların değiştirilemez olmasıdır. Kayıtlarda yapılabilecek değişiklikleri önlemek için her bloğun bir özeti çıkartılarak bir sonraki bloğun içerisine kopyalanır. Şekil-4te her bir bloğun üstünde yazan “ÖNCEKİ H()” ifadesi önceki bloğun özetini göstermektedir.
Şekil-5: Özet (hash) fonksiyonu
Özet Fonksiyonu
Bu özet çıkartma işlemi SHA-256 adlı bir algoritma ile yapılır. SHA-256 algoritması bir veri üzerine uygulandığında o verinin uzunluğu ne olursa olsun sonuçta 32 bayt (256 bit) uzunluğunda rastgele bir özet üretir[6]. Algoritmaya giren verideki en küçük bir değişiklik sonuçta üretilen özetin tamamen ve rastgele değişmesine sebep olur. Her bir bloğun SHA-256 algoritması ile çıkartılan özetinin bir sonraki bloğun içerisine kopyalanmasıyla kayıtların değiştirilmesinin önüne geçilmiş olur. Herhangi bir düğümde bulunan blok zinciri kopyasında geçmişteki kayıtlarda yapılacak bir değişiklik, o kaydın içinde bulunduğu bloğun özetini değiştireceği için o bloktan sonra gelen bütün blokların da özetlerinin değişmesine sebep olacaktır. Zincirdeki son bloğun özeti bütün düğümler tarafından tutulmaktadır, böylece kayıtlarda değişiklik yapıldığı hemen anlaşılır ve diğer düğümler kurallara aykırı olarak değişiklik yapan düğümden gelen onayları veya o düğümün zincire eklediği bloğu dikkate almazlar. Peki, ama ağdaki tam düğümlerin çoğunluğu blok zincirindeki kayıtlarda ve blok özetlerinde değişiklik yaparsa ne olacak? Bu durumda blok zinciri çatallanır ve birbirinden bağımsız iki ayrı zincir (veya iki ayrı ağ) olarak devam eder. Bu duruma %50+1 saldırısı denilmektedir[7].
Yazının ikinci bölümünde; Bitkoin Madenciliği, Bitkoin Hesapları ve Bitkoin Transferi konularını ele alacağız.
Kaynakça
[1] https://www.coindesk.com/price/bitcoin.
[2] Bitkoin fiyatı zaman içerisinde büyük dalgalanmalar göstermektedir. Hesaplanan piyasa değeri rakamları 17.02.2021 tarihindeki 1 bitkoin = 50.000 ABD doları değerini yansıtmaktadır. 2021 yılı başından beri bitkoin fiyatı %67 artış gördü.
[3] https://www.statista.com/statistics/647523/worldwide-bitcoin-blockchain-size/
[4] https://en.bitcoin.it/wiki/Lightweight_node
[5] https://bkm.com.tr/wp-content/uploads/2019/08/15082019_kitap.pdf, https://bkm.com.tr/wp-content/uploads/2015/06/Sorularlablockchain.pdf
