İçindekiler
1. Giriş
İş İspatı (PoW) mutabakatı, Bitcoin'in tanıtılmasından bu yana izinsiz blok zinciri sistemlerinin temelini oluşturmuştur. Geleneksel analiz homojen madencilik maliyetleri varsayar, ancak gerçekte değişen elektrik fiyatları, donanım verimliliği ve şimdi de faydalı iş hesaplamalarından gelen harici faydalar nedeniyle heterojen maliyet yapıları ortaya çıkmaktadır.
Faydalı İş İspatı'nın (PoUW) ortaya çıkışı, AI eğitimi ve çıkarım iş yükleri gibi faydalı hesaplamalar gerçekleştirmek için harici ödüller sunar. Bu makale, [19] numaralı çalışmayı harici faydaları madencilik dengesi analizine dahil ederek genişletmekte ve yeni stratejik davranışlar ile merkeziyetsizlik etkilerini ortaya koymaktadır.
Maliyet Değişkenliği
Elektrik fiyatı farklılıkları nedeniyle madencilik maliyetleri bölgeler arasında %300-500 oranında değişebilir
Harici Ödüller
AI iş yükleri, blok ödüllerinin ötesinde %40-60 ek gelir sağlayabilir
2. Teorik Çerçeve
2.1 Madenci Maliyet Yapıları
Her $i$ madenci, $h_i$ hash oranı ve $c_i$ birim hesaplama maliyeti olmak üzere $C_i(h_i) = c_i \cdot h_i$ maliyet fonksiyonuna sahiptir. $c_i$ değerlerindeki heterojenlik, düşük maliyetli madenciler için stratejik avantajlar yaratır.
2.2 Harici Fayda Modeli
$i$ madenci için harici fayda fonksiyonu, $r_j$ faydalı görev $j$ için harici ödülleri ve $x_{ij}$ ise madenci $i$'nin görev $j$'ye kaynak tahsisini temsil etmek üzere $U_i^{ext} = \sum_{j=1}^{n} r_j \cdot x_{ij}$ olarak tanımlanır.
3. Denge Analizi
3.1 Stratejik Madencilik Davranışı
Madenciler, $R$ blok ödülü ve $H = \sum_{i=1}^{m} h_i$ toplam ağ hash oranı olmak üzere toplam faydayı $\pi_i = R \cdot \frac{h_i}{H} + U_i^{ext} - C_i(h_i)$ optimize eder. Analizimiz, yüksek harici faydalara erişimi olan madencilerin karlılığı en üst düzeye çıkarmak için faydalı görevleri tek bloklarda yoğunlaştırabileceğini göstermektedir.
3.2 Merkeziyetsizlik Metrikleri
Merkeziyetsizliği Shannon entropisi kullanarak modelliyoruz: $p_i = h_i/H$ madenci $i$'nin toplam hesaplama çabasının oranını temsil etmek üzere $E = -\sum_{i=1}^{m} p_i \log_2 p_i$. Daha yüksek entropi daha iyi merkeziyetsizliği gösterir.
4. Deneysel Sonuçlar
Simülasyonlarımız, harici ödüller blok ödüllerinin %50'sini aştığında madencilik dengesinin önemli ölçüde değiştiğini göstermektedir. Harici faydalara sahip düşük maliyetli madenciler, geleneksel madencilere kıyasla %70-80 daha yüksek karlılık elde etmektedir. Yüksek harici fayda senaryolarında merkeziyetsizlik entropisi %15-25 azalmakta, potansiyel merkezileşme risklerine işaret etmektedir.
Şekil 1: Madencilik Karlılığı vs Harici Fayda Oranı
Grafik, harici fayda oranı %0'dan %100'e çıktıkça madenci karlılığında üssel büyümeyi göstermektedir. Maliyet avantajına sahip madenciler ($c_i < \bar{c}$), %80 harici fayda oranında yüksek maliyetli madencilere kıyasla 2.3 kat daha yüksek kar marjı göstermektedir.
Şekil 2: Farklı Senaryolarda Merkeziyetsizlik Entropisi
Üç senaryoda Shannon entropisi karşılaştırması: homojen maliyetler (entropi = 4.2), harici faydasız heterojen maliyetler (entropi = 3.8) ve harici faydalı heterojen maliyetler (entropi = 3.1). Harici faydalar merkeziyetsizliği %26 azaltmaktadır.
5. Teknik Çerçeve
Çekirdek matematiksel çerçeve, madencilik oyununu harici faydaları içerecek şekilde genişletir. Madencinin optimizasyon problemi şu hale gelir:
$$\max_{h_i, x_{ij}} \left[ R \cdot \frac{h_i}{\sum_{k=1}^m h_k} + \sum_{j=1}^n r_j x_{ij} - c_i h_i \right]$$
Kısıtlar: $\sum_{j=1}^n x_{ij} \leq h_i$ ve $x_{ij} \geq 0$
Bu, denge koşuluna yol açar: $\frac{R}{H} \left(1 - \frac{h_i}{H}\right) + \max_j r_j = c_i$
6. Analiz Çerçevesi Örneği
Üç madencili bir senaryo düşünün: Madenci A (düşük maliyet, yüksek harici fayda), Madenci B (orta maliyet, orta fayda), Madenci C (yüksek maliyet, düşük fayda). Denge analizimizi kullanarak:
- Madenci A, $r_j > 0.6R$ olduğunda kaynaklarının %80'ini harici görevlere tahsis eder
- Madenci B, dahili ve harici ödülleri dengeleyen karma strateji izler
- Madenci C, harici ödüller $0.8R$'yi aşmadıkça öncelikle geleneksel madenciliğe odaklanır
Ortaya çıkan hash oranı dağılımı, Madenci A'nın toplam fayda daha yüksek olmasına rağmen ağ gücünün %45'ini kontrol ettiğini ve merkezileşme endişeleri yarattığını göstermektedir.
7. Gelecek Uygulamalar
AI iş yüklerinin blok zinciri mutabakatı ile entegrasyonu önemli fırsatlar sunmaktadır. Gelecek yönelimler şunları içerir:
- Harici fayda değerlerini hesaba katan uyarlanabilir zorluk algoritmaları
- Tek zincir hakimiyetini önlemek için çok zincirli faydalı iş paylaşımı
- Harici fayda doğrulama ve denetim için düzenleyici çerçeveler
- PoUW'yi proof-of-stake unsurlarıyla birleştiren hibrit mutabakat mekanizmaları
AI çıkarım pazarlarındaki son gelişmeler, 2028'e kadar 50 milyar doların üzerinde harici fayda değeri yaratarak madencilik ekonomisini temelden değiştirebilir.
Uzman Analizi: Harici Fayda İkilemi
Çekirdek İçgörü
Bu makale, PoUW sistemlerindeki temel gerilimi ortaya koymaktadır: harici faydalar ekonomik verimlilik yaratır ancak merkeziyetsizliği tehdit eder. Yazarlar, madenciler önemli harici ödüller kazanabildiğinde geleneksel madencilik dengesinin bozulduğunu doğru bir şekilde tespit etmektedir. Bu sadece teorik değil—AI şirketlerinin kripto madenciliğine girmesiyle bunu gerçek zamanlı olarak görmekteyiz.
Mantıksal Akış
Araştırma, [19] numaralı heterojen maliyet modelinden mantıksal olarak inşa edilmekte, ancak harici fayda uzantısı işlerin tehlikeli hale geldiği noktadır. Matematiksel çerçeve, harici ödüller baskın olduğunda rasyonel madencilerin merkezileşmeye doğru nasıl optimize olacağını zarif bir şekilde göstermektedir. Entropi tabanlı merkeziyetsizlik metriği özellikle zekicedir—sezgisel olarak bildiğimiz şeyi nicelendirir: faydalı iş gücü yoğunlaştırır.
Güçlü ve Zayıf Yönler
Makalenin gücü, Nakamoto'nun orijinal güvenlik analizindeki kusurları ortaya çıkaran [18] numaralı temel çalışmayı anımsatan titiz oyun teorisi temelinde yatmaktadır. Ancak, yazarlar düzenleyici etkileri hafife almaktadır. Eğer AI şirketleri harici fayda ödemeleri yoluyla blok zinciri güvenliğini etkin bir şekilde satın alabilirse, 2018'de ICO'larla gördüğümüze benzer potansiyel düzenleyici müdahaleyle karşı karşıyayız.
Harekete Geçirilebilir İçgörüler
Blok zinciri mimarları derhal harici fayda sınırları ve kademeli merkeziyetsizlik vergileri uygulamalıdır. Araştırma, protokollerin harici fayda yoğunlaşmasına yanıt veren dinamik ayar mekanizmalarına ihtiyaç duyduğunu önermektedir. Yatırımcılar, yerleşik anti-merkezileşme önlemlerine sahip PoUW projelerini izlemelidir—bunlar uzun vadede daha iyi performans gösterecektir.
8. Referanslar
- Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: Eşten Eşe Elektronik Nakit Sistemi
- Eyal, I., & Sirer, E. G. (2014). Çoğunluk Yeterli Değildir: Bitcoin Madenciliği Savunmasızdır
- Carlsten, M., vd. (2016). Blok Ödülü Olmadan Bitcoin'in İstikrarsızlığı Üzerine
- Ball, M., vd. (2017). Faydalı İş İspatları
- Zhu, J., vd. (2020). Görüntüden Görüntüye Çeviri için CycleGAN
- Ethereum Vakfı. (2023). Yeniden Stake Etme ve EigenLayer Teknik Şartnameleri