İçindekiler
- 1. Giriş
- 2. İlgili Çalışmalar
- 3. Arka Plan
- 4. Teknik Analiz
- 5. Deneysel Sonuçlar
- 6. Kod Uygulaması
- 7. Gelecekteki Uygulamalar
- 8. References
- 9. Expert Analysis
1. Giriş
Proof-of-Work blok zincirleri, değişken hesaplama gücüne bağlı olarak blok zorluğunu dinamik şekilde ayarlayarak istikrarlı işlem hacmini korumak için zorluk algoritmalarına güvenir. Bitcoin Cash'in cw-144 algoritması, pozitif geri besleme döngüleri nedeniyle döngüsel istikrarsızlık sergileyerek güvenilmez işlem işlemeye yol açar. Bu makale, üstün bir alternatif olarak Negatif Üstel Filtre Zorluk Algoritması'nın (NEFDA) matematiksel türevini sunmaktadır.
2. İlgili Çalışmalar
Zawy12'nin önceki araştırması, zorluk algoritmalarına ilişkin kapsamlı genel bakışlar sunar. ASERT ve EMA algoritmaları, cw-144'e alternatif olarak önerilmiştir. Çalışmamız, NEFDA'nın temel prensiplerden formel matematiksel türevini sağlayarak ve arzu edilen özelliklerini ana hatlarıyla belirterek farklılaşmaktadır.
3. Arka Plan
Zorluk algoritmaları, mevcut hash oranını önceki blok zorlukları ve çözüm sürelerine dayanarak tahmin eder. Bir algoritmanın tepkiselliği, hash oranı değişikliklerine ne kadar hızlı uyum sağlayabildiğini belirler. Bitcoin Cash'in cw-144 algoritması, blok çözüm sürelerinde döngüsel desenler oluşturan pozitif geri besleme döngülerinden muzdariptir.
4. Teknik Analiz
4.1 Matematiksel Temel
NEFDA algoritması, negatif üstel filtre yaklaşımı kullanılarak türetilmiştir. Temel matematiksel formülasyon şu şekildedir:
$D_{n+1} = D_n \cdot e^{\frac{T_{target} - T_{actual}}{\tau}}$
Burada $D_{n+1}$ bir sonraki zorluk seviyesini, $D_n$ mevcut zorluk seviyesini, $T_{target}$ ideal blok süresini, $T_{actual}$ gerçek blok süresini, $\tau$ ise tepki hızını kontrol eden zaman sabitini temsil eder.
4.2 Key Properties
NEFDA, geçmiş bağımlılığı sergilemez, olumlu geri bildirim oluşumunu engeller ve istikrarlı madencilik dönemlerinde kararlılığı korurken hash oranı dalgalanmalarına hızlı uyum sağlar.
5. Deneysel Sonuçlar
Simülasyon sonuçları, NEFDA'nın cw-144'e kıyasla işlem veriminde ciddi salınımları ortadan kaldırdığını göstermektedir. Algoritma, %50 hash oranı dalgalanmaları sırasında bile hedef blok sürelerini %15 sapma dahilinde korurken, cw-144 %200'ü aşan sapmalar göstermektedir.
6. Kod Uygulaması
function calculateNEFDA(currentDifficulty, targetTime, actualTime, tau) {7. Gelecekteki Uygulamalar
NEFDA prensipleri, özellikle önemli hash oranı dalgalanmaları yaşayan yeni Proof-of-Work blok zincirlerine uygulanabilir. Algoritma, merkeziyetsiz depolama ağları, IoT blok zincirleri ve değişken katılım koşullarında istikrarlı işlem işleme gerektiren diğer uygulamalar için umut vaat etmektedir.
8. References
- Ilie, D.I., et al. "Unstable Throughput: When the Difficulty Algorithm Breaks" Imperial College London (2020)
- zawy12. "Zorluk Algoritmalarına Genel Bakış" (2019)
- Bitcoin Cash Development Team. "BCH Zorluk Algoritması Önerileri" (2020)
- Nakamoto, S. "Bitcoin: Eşler Arası Elektronik Nakit Sistemi" (2008)
9. Expert Analysis
İğneyi çiviyi sökercesine: Bitcoin Cash'in zorluk algoritması tasarımı temel bir kusura sahiptir; cw-144 algoritmasındaki pozitif geri besleme döngüsü, blok zincirinin temel değer önermesi olan güvenilirlik ve öngörülebilirliği doğrudan tehdit eden ciddi bir işlem hacmi istikrarsızlığına yol açmaktadır.
Mantık Zinciri: Sorunun kökeni, cw-144 algoritmasının geçmiş verilere aşırı bağımlılığında yatar ve bu, geleneksel finansal piyasalardaki "sürü davranışına" benzer bir pozitif geri besleme mekanizması oluşturur. Madenciler coin-hopping stratejisiyle kâr peşinde koşarken, algoritma işlem gücündeki değişikliklere hızla uyum sağlayamaz ve dalgalanmaları daha da şiddetlendirir. Buna karşılık, NEFDA'nın kullandığı negatif üstel filtreleme yöntemi, kontrol teorisindeki PID denetleyicisine benzer şekilde, matematiksel olarak zarif bir tasarımla bu kısır döngüyü keser.
Öne Çıkanlar ve Eksiklikler: NEFDA'nın en büyük avantajı, geçmişten bağımsız olması ve hızlı tepki verebilmesidir; bu durum, CycleGAN'daki döngü tutarlılığı tasarım felsefesini - sistemin istenmeyen denge durumlarına düşmesini önlemek için ustaca matematiksel kısıtlamalar kullanılması - akıllara getirmektedir. Ancak algoritmanın, aşırı hesaplama gücü dalgalanmaları altındaki performansı hala daha fazla deneysel doğrulama gerektirmekte olup, zaman sabiti τ'nun seçimi öznellik içermekte ve bu durum yeni bir saldırı vektörü haline gelebilir. Ethereum'un EIP-3554 zorluk bombasını erteleme çözümüyle karşılaştırıldığında, BCH'nin çözümü daha radikal ancak kademeli bir geçiş stratejisinden yoksun görünmektedir.
Eylem Çıkarımları: Blok zinciri geliştiricileri için bu araştırma, algoritmik sağlamlığın yalnızca performans iyileştirmesinden daha önemli olduğunu vurgulamaktadır. Geleneksel kontrol sistemleri tasarım prensiplerinden (örneğin MIT'den Profesör Karl Åström'ün uyarlanabilir kontrol alanındaki çalışmaları gibi) esinlenmek, blok zinciri mutabakat mekanizmaları için çığır açıcı olabilir. Yatırımcılar açısından bu, "yüksek performans" iddiasında bulunan ancak algoritma tasarımında temel kusurlar bulunan halka açık blok zinciri projelerini yeniden değerlendirme ihtiyacı anlamına gelir. Tıpkı 2008 finansal krizinin geleneksel finansal modellerin kusurlarını ortaya çıkarması gibi, BCH'nin yaşadığı zorluklar bize şunu hatırlatmaktadır: merkeziyetsiz sistemlerde algoritmik sağlamlık bir seçenek değil, bir zorunluluktur.