Babylon: Hisse Kanıtı Güvenliğini Artırmak için Bitcoin Madenciliğini Yeniden Kullanmak

1.1. İş Kanıtı'ndan Hisse Kanıtı'na

Bitcoin'in güvenliği, muazzam hesaplamalı hash gücü (yaklaşık $1.4 \times 10^{21}$ hash/saniye) ile desteklenmekte, saldırıları aşırı derecede pahalı hale getirirken muazzam bir enerji maliyeti doğurmaktadır. Buna karşılık, Ethereum 2.0, Cardano ve Cosmos gibi Hisse Kanıtı (PoS) blockchain'leri enerji verimlidir ve hızlı nihailik ve hisse kesme yoluyla hesap verebilirlik gibi özellikler sunar. Ancak, bu geçiş yeni güvenlik zorluklarını beraberinde getirir.

1.2. Hisse Kanıtı Güvenlik Sorunları

Makale, saf PoS sistemlerinde güveni en aza indiren kriptoekonomik güvenlik elde etmedeki temel sınırlamaları tanımlamaktadır:

• Kesilemeyen Uzun Menzilli Saldırılar: Saldırganlar, hisse çekildikten sonra geçmişi yeniden yazmak için eski, ucuza elde edilmiş coin'leri kullanabilir; bu, kümülatif zorluk nedeniyle PoW'da imkansız bir başarıdır.
• Kesilemeyen Sansür & Duraklatma: Canlılığa yönelik belirli saldırılar ekonomik olarak cezalandırılamaz.
• Başlatma Sorunu: Düşük token değerlemesine sahip yeni PoS zincirleri doğal güvenlikten yoksundur.

Yazarlar, hiçbir PoS protokolünün harici güven varsayımları olmadan kesilebilir güvenlik sağlayamayacağını öne sürmektedir.

2.1. Çekirdek Mimari & Birleşik Madencilik

Babylon madencileri Bitcoin ile birleşik madencilik yapar. Zaten çıkardıkları Bitcoin bloklarına Babylon ile ilgili verileri (ör. PoS zinciri kontrol noktaları) gömürler. Bu, Babylon'a Bitcoin ile aynı güvenlik seviyesini sıfır marjinal enerji maliyetiyle sağlar.

2.2. Veri-Mevcut Zaman Damgası Hizmeti

Babylon'un PoS zincirlerine sağladığı temel hizmet, veri-mevcut zaman damgası hizmetidir. PoS zincirleri şunları zaman damgalayabilir:

• Blok kontrol noktaları (nihailik için)
• Sahtekarlık kanıtları
• Sansürlenmiş işlemler

Veri, Babylon aracılığıyla Bitcoin üzerinde zaman damgalandığında, Bitcoin'in değiştirilemezliğini ve sansüre direncini miras alır, böylece Bitcoin'i sağlam bir çapa olarak etkin bir şekilde kullanır.

3.1. Kriptoekonomik Güvenlik Teoremi

Babylon ile güçlendirilmiş bir PoS protokolünün güvenliği, bir kriptoekonomik güvenlik teoremi ile resmi olarak tanımlanır. Bu teorem, rasyonel, ekonomik olarak motive edilmiş doğrulayıcıları model alır ve güvenliği, kesme cezalarını da hesaba katarak, güvenliği veya canlılığı ihlal etmek için gereken maliyet açısından tanımlar.

3.2. Kesilebilir Güvenlik & Canlılık

Resmi analiz, Babylon'un şunları mümkün kıldığını göstermektedir:

• Kesilebilir Güvenlik: Herhangi bir güvenlik ihlali (ör. çakışan bir kontrol noktası oluşturan uzun menzilli bir saldırı) kriptografik olarak kanıtlanabilir ve suçlu doğrulayıcının hissesi kesilebilir. Güvenliğe saldırmanın maliyeti, kesme cezasını aşar.
• Kesilebilir Canlılık: Canlılık saldırılarının belirli sınıfları (ör. zaman damgası isteklerinin kalıcı sansürü) da tanımlanabilir ve cezalandırılabilir hale gelir.

Bu, PoS güvenliğini "dürüst çoğunluk" varsayımından, doğrulanabilir, ekonomik bir varsayıma taşır.

4.1. Orijinal Analiz: Temel Kavrayış & Mantıksal Akış

Temel Kavrayış: Babylon'un dehası sadece hibrit mutabakatta değil; Bitcoin'in hash gücünü batık maliyet, yetersiz kullanılan bir varlık olarak tanımasındadır. Babylon, Bitcoin ile rekabet etmek veya onu değiştirmek yerine, PoS'un en zorlu sorunlarını çözmek için onun 20+ milyar dolarlık güvenlik bütçesini parazitik bir şekilde kullanır. Bu, Lightning Network gibi Katman 2 çözümlerinin Bitcoin'in temel katmanını yeniden icat etmek yerine ondan nasıl yararlandığını hatırlatan, klasik bir "ikame yerine simbiyoz" stratejisidir.

Mantıksal Akış: Argüman keskindir: 1) Saf PoS tek başına kesilebilir güvenlik elde edemez (iddia ettikleri olumsuz bir sonuç). 2) Harici güven (ör. sosyal mutabakat) hantal ve yavaştır. 3) Bitcoin, mevcut en pahalı, merkeziyetsiz ve sağlam harici güven kaynağını sunar. 4) Dolayısıyla, PoS durumunu Bitcoin üzerine zaman damgalayarak onun güvenlik özelliklerini miras al. 3. adımdan 4. adıma atlanan mantıksal sıçrama, bu zaman damgalama işlemini birleşik madencilik yoluyla verimli ve kriptoekonomik olarak sağlam hale getirerek yeniliğin yattığı yerdir.

Güçlü & Zayıf Yönler: Birincil güçlü yön, zarif kaynak yeniden kullanımıdır. PoS güvenliği için bir kuvvet çarpanıdır. Resmi güvenlik modeli aynı zamanda Tendermint Core veya Algorand mutabakatı gibi protokolleri analiz etmekte kullanılanlara benzer titiz bir çerçeve sağlayan önemli bir katkıdır. Ancak, modelin gücü büyük ölçüde "rasyonel doğrulayıcı" varsayımına ve saldırı maliyetlerinin kesme cezalarına karşı doğru fiyatlandırılmasına bağlıdır—bu karmaşık bir oyun teorisi problemidir. Kritik bir zayıflık, Bitcoin'e bağımlı bir canlılık bağımlılığı getirmesidir. Bitcoin uzun süreli tıkanıklık veya felaket bir hata yaşarsa, bağlı tüm PoS zincirlerinin güvenliği bozulur. Bu, canlılığı Bitcoin'in performansı etrafında merkezileştiren yeni bir sistemsik risk vektörü yaratır.

Uygulanabilir Kavrayışlar: Yatırımcılar ve geliştiriciler için Babylon yeni bir değerleme tezi yaratır: Hizmet olarak güvenlik platformu olarak Bitcoin. PoS zincirlerinin artık güvenliği yalnızca kendi piyasa değerlerinden başlatmaları gerekmez. Bu, yeni zincirler için giriş engelini önemli ölçüde düşürebilir. Pratikte, ekipler kesilebilir güvenlik kazanma ile nihailik için Bitcoin'in ~10 dakikalık blok süresini bir gecikme tabanı olarak kabul etme arasındaki dengeyi değerlendirmelidir. Gelecekteki yol haritası, yedek mekanizmalar veya yalnızca Bitcoin değil, birden fazla PoW zincirinden yararlanarak canlılık bağımlılığını ele almalıdır.

4.2. Teknik Detaylar & Matematiksel Formülasyon

Güvenlik, bir saldırgan için bir maliyet-fayda analizi yoluyla kavramsallaştırılabilir. Şunlar olsun:

• $C_{saldırı}$, bir güvenlik saldırısını (ör. uzun menzilli revizyon) yürütmenin toplam maliyeti olsun.
• $P_{kesme}$, sonuç olarak kanıtlanabilir şekilde kesilebilecek hissenin değeri olsun.
• $R$, saldırıdan elde edilebilecek potansiyel ödül olsun.

Bir protokol, herhangi bir uygulanabilir saldırı için aşağıdaki durum geçerliyse kriptoekonomik güvenlik sağlar:

$C_{saldırı} + P_{kesme} > R$

Saf bir PoS uzun menzilli saldırısında, eski hisse çekildiği için $P_{kesme} \approx 0$'dır. Babylon, PoS zincirinin Bitcoin üzerinde bir sahtekarlık kanıtı zaman damgalamasına izin vererek $P_{kesme}$'yi artırır, ihlali inkâr edilemez hale getirir ve hisseyi (yakın zamanda çekilmiş olsa bile) değiştirilemez kayda dayanarak kesilebilir kılar. $C_{saldırı}$ maliyeti artık hem PoS zincirinin geçmişini hem de suçlayıcı zaman damgasını içeren Bitcoin bloklarını yeniden yazma maliyetini içerir ki bu hesaplamalı olarak imkansızdır.

Zaman damgalama süreci, PoS zincirinin kontrol noktasının kriptografik bir taahhüdünü (ör. bir Merkle kökü) oluşturmayı ve bunu birleşik madencilik sırasında OP_RETURN çıktısı veya benzeri bir yöntemle Bitcoin blockchain'ine gömmeyi içerir.

4.3. Analiz Çerçevesi & Örnek Vaka

Senaryo: Cosmos tabanlı yeni bir uygulamaya özel blockchain ("Zone") başlatmak istiyor ancak düşük başlangıç token piyasa değerine ($10 milyon) sahip. Ucuz bir uzun menzilli saldırıya karşı savunmasızdır.

Babylon ile Güçlendirilmiş Protokol:

1. Zone doğrulayıcıları periyodik olarak (ör. her 100 blokta bir) zincirin durumunu temsil eden imzalı bir blok hash'i olan bir kontrol noktası oluşturur.
2. Bu kontrol noktasını Babylon ağına gönderirler.
3. Bir Babylon madenci, bir Bitcoin bloğunu çıkarırken, kontrol noktasının Merkle kökünü coinbase işlemine dahil eder.
4. Bitcoin bloğu onaylandığında (ör. 6 derinlik), kontrol noktası Zone tarafından nihai hale getirilmiş kabul edilir. Bu nihailiğin güvenliği artık Bitcoin'in hash gücü tarafından desteklenmektedir.

Saldırı Azaltma: Eğer bir saldırgan daha sonra o kontrol noktasından önce dallanan çakışan bir zincir oluşturmaya çalışırsa, zaman damgasını içeren bloktan itibaren Bitcoin zincirini de yeniden yazmalıdır. Bunun maliyeti, Zone'un kendi stake değerinden kat kat daha yüksektir, bu da saldırıyı ekonomik olarak irrasyonel hale getirir. Dahası, kontrol noktasındaki orijinal doğrulayıcıların imzaları, o zamandan beri bağlarını çözmüş olsalar bile, teminatlarını kesmek için kullanılabilecek bir sahtekarlık kanıtı sağlar.

Bu çerçeve, güvenliği Zone'un kendi 10 milyon dolarlık stake'ine bağlı bir fonksiyon olmaktan çıkarıp, Bitcoin'in milyarlarca dolarlık güvenliğine bağlı bir fonksiyon haline getirerek, etkin bir şekilde Bitcoin'in güvenliğini "kiralar".