Blockchain Teknolojisi Nedir? Nasıl Çalışır?

İktisat bilimi insan ihtiyaçlarının sınırsız olduğunu söyler. Bu sınırsız ihtiyaçlar, teknolojik gelişmelere sürekli itici güç oluşturur. Öte taraftan teknolojinin ilerlemesi de ihtiyaçlarımızı çeşitlendirir ve farklılaştırır. Temelde aradığımız şey ise hayatımızı daha keyifli ve kolay hale getirecek yollar bulmaktır. Bu yüzden hayatımızın temel bir ihtiyacı olan bilgiyi kaydetmek, aktarmak ve güvende tutmak konusunda da insanlık olarak sürekli daha iyi çözümler arayışı içerisinde olduk. Önce sadece kâğıt vardı ve sonra bilgiyi dijitalleştirerek saklamayı başardık ve bugün bize ait birçok önemli bilgi dijital ortamlarda saklanıyor.

Örneğin, banka hesabınızda ne kadar para bulunduğu dijital ortamda saklanan bir “bilgi”dir ve bu tür bilgilerin güvenliği hepimiz için kritik. Eğer bu bilginin güvenle saklandığından emin olamazsak, bankaya paralarımızı emanet edemeyiz; ancak artık bankalar bize çelik kasalardan bile daha çok güven veriyor. Benzer şekilde bugün borsadan aldığınız hisse senetleri de fizikî olarak saklanmıyor; bunun yerine MKK tarafından dijital ortamda kaydileştiriliyor. Gerçek şu ki, günümüzde artık bize ait birçok farklı türde önemli bilgiler artık dijital ortamda saklanıyor ve her geçen gün bunlara bir yenisi daha eklenecek gibi duruyor. Örneğin alacağımız sağlık hizmetleri için gelecekte her birimizin genom (vücudumuzda bulunan tüm DNA seti) bilgisinin kayıtlara alınması hiç de beklenmeyen bir gelişme olmayacaktır.

Tüm bunlar göz önüne alındığında, dijital verilerin nerede saklandığı veya saklanacağı konusu da oldukça önemli bir meseledir. Günümüzde tapu kayıtları ve banka hesaplarından, Facebook’ta yaptığımız paylaşımlarımıza kadar bizimle ilgili ve bize ait şeylerin büyük çoğunluğu; belirli merkezlerde bulunan sunucuların veritabanlarında saklanır ve bu veriler bize ait olmasına rağmen onların hâkimi biz değiliz. Peki, verilerimizi merkezi olmayan bir yapıyla da güvenle saklayabilmenin bir yolu olabilir mi? Evet, bir yolu var gibi görünüyor ve onun adı Blockchain ya da Türkçe karşılığı ile Blok Zincir Teknolojisi.

Blockchain (Blok Zinciri) Nedir?

Blokchain ya da Blok zinciri en yalın haliyle, internet üzerindeki bilgilerin açık bir kayıt defterinde saklanmasını sağlayan teknoloji olarak tanımlanabilir.

Blockchain kavramının hayatımızda revaç kazanmasında, Satoshi Nakamoto olarak bilinen kimliği meçhul bir kişi ya da grup tarafından Bitcoin’in 2009 yılında ortaya çıkarılmasının payı yadsınamaz. Bu yüzden “Blockchain nedir?” sorusu sorulduğunda akla ilk olarak Bitcoin’in gelmesi son derece anlaşılır… Ancak Blockchain teknolojisinin uygulama alanı yalnızca Bitcoin ve benzeri kripto paralardan ibaret değil ve Bitcoin ya da Ethereum yeni kripto para dünyası fenomenleri, Blok Zinciri teknolojisinin meyvelerinden sadece bazıları.

Blockchain teknolojisi olarak bildiğimiz mekanizma, aslında genel olarak merkeziyetsiz ve dağıtık denilen veritabanı sistemlerini (saklanan veri, Blockchain türüne göre değişir) tanımlıyor; fakat bu teknolojiye blok zinciri denmesinin asıl sebebi, verilerin şifrelenerek bir zincir halinde birbirine bağlanmasıyla ilişkili.

Blok Zinciri ağındaki kullanıcılar (node), ilgili Blok Zincirdeki işlemleri görerek doğruluğunu kontrol edebiliyor. Diğer taraftan Blockchain teknolojisinin sunduğu güvenlik bileşenleri ve merkeziyetsiz yapı özelliği bir araya geldiğinde, bu teknoloji günümüzde aracısız bir finansal sisteme (DeFi) kapı arayan önemli bir Fintech çözümü olarak karşımıza çıkıyor. 

Bugün Blockchain'in temelini oluşturan sistemleri geliştirme çabası ise, Bitcoin'in ortaya çıkışından çok daha önceleri başlamıştı. Örneğin bilgisayar bilimcisi ve matematikçi Ralph Merkle’nin 1979 yılında yazdığı makalede, genel anahtar dağıtımı ve dijital imzalara yönelik bir yaklaşım tanımlanıyordu ve bu Blockchain teknolojisinin doğrulama özelliğine prototip sağlayacak bir yapıydı. Öte taraftan 2000’li yılların başlarında ortaya çıkan “eDonkey” ve “BitTorrent” gibi “P2P - Peer to Peer (Eşten Eşe)” mimarisine sahip programlar, verinin doğrudan kullanıcılar arasında ve merkeziyetsiz (aracısız) olarak paylaşılmasına imkân tanıyan çözümlerdi. Ancak yeteri kadar güvenli sayılmazlardı. Blockchain teknoloji ise, yine P2P ağ yapısı üzerinden veri saklama ve paylaşımına izin verirken, bunu şifreleme  ve çeşitli konsensus algoritmaları (PoW,PoS, PoB, PoH vs.) ile çok daha güvenli bir şekle dönüştüren bir sistem sunuyordu.

Blockchain Nasıl Çalışır?

Bilgi ya da veri her çağda önemliydi ama bugün bilgiyi kontrol eden her şeyi kontrol edebilir hâle gelmiş durumda. Bu yüzden bugün herhangi bir veriyi kendi bilgisayarınızda saklamanızdansa, Apple’ın, Google’ın veya Microsoft’un sunduğu bulut hizmetlerinde saklamanız çok daha güvenli. Zira bu şirketler size ait verilere gözü gibi bakıyorlar; çünkü onu güce dönüştürebileceklerini çok iyi biliyorlar ve zaten dönüştürüyorlar da… 

İnternetin ilk zamanlarında, yani Web 1.0’da, bizler sadece veriye erişen taraftık ve bu sebeple verinin de merkezi olarak saklanması da gayet anlaşılırdı. Ancak uzun zamandır veriyi, yani içeriği etkileşimli olarak üreten taraf biz olmaya başladık. Bununla birlikte verinin saklama ve dağıtımında hâlâ merkezi bir yapı söz konusu ve esasında bu yapı Web 2.0 dediğimiz ve günümüzde hâkim olan sistemin ta kendisi.

Ancak, yeni teknolojilerin, özellikle Blockchain ve yapay zekâ gibi gelişmelerin etrafında şekillenen Web 3.0 ile güç dinamikleri yeniden yazılabilir. Web 3.0, gücü son kullanıcıya dağıtık bir yapıda geçirebilir ve bu da internet dünyasının adeta demokratik bir rejime evrilmesini sağlayabilir. Bu değişimin nasıl gerçekleşebileceğini anlamak için bir örnek olarak parasal sistemi ele alalım.

Geleneksel parasal sistemin işleyişini düşünelim. Birine para vermek ya da ödeme yapmak istediğinizde genellikle iki seçeneğiniz vardır: Nakit olarak ödeme yapabilirsiniz ya da banka hesabınızı kullanırsınız. Nakit para, bir bakıma verinin kâğıda yazılarak saklanmasını ifade eder ve mutabakatı sağlayan aracı devlettir (Devlet güvencesi olmasa bir kâğıt parçasına neden değer atfedilir ki?).

Diğer yandan günümüzde, para transferlerinin büyük bir kısmı bankalar aracılığıyla kaydi olarak gerçekleşir. Yani Harari’nin özneler arası hayali gerçeklik olarak tanımladığı “para” denilen o efsunlanmış nesne, fizikî olarak hiç görünüre çıkmadan çoğu durumda elektronik ortamda bir yerden bir yere iletilir, bir yerde saklanır ve bir yere harcanır. Diğer bir ifadeyle, alışveriş yaptığınız yerlerde banka kartı geçtiği sürece, bankadaki kaydi para ile cebinizdeki fiziki para arasında işlevsel olarak hiçbir farklılık yoktur. 

Bankalar elektronik ortamda saklanan ve hesaplar arasında kolaylıkla aktarılan kaydi paralarla ilgili işlemlerin güvenliğini ise, veri şifreleme ve bir dizi gelişmiş data güvenliği tedbirlerini kullanarak sağlarlar. Bu noktada Merkez Bankaları da yapılan işlemlerin “mutabakat” prosedürleri ve güvenliği ile ilgili hem kural koyucu hem de denetleyici bir rol üstlenir. Elbette parasal kayıtlar tek sunucuda saklanamayacak kadar önemlidir; bu yüzden veriler çok merkezli bir veritabanında saklanır (aynı veri, başka sunucularda da yedeklenir); ancak yine de verinin kontrolü merkezidir. 

Blockchain teknolojisi devreye girdiğinde ise işler tamamen farklı bir hâl alır. Blockchain, kullanıcılardan oluşan bir ağdaki herkesin (node) bir kopyasına sahip olduğu bir defter gibidir. Bu defterdeki her bir blok, bir sayfayı temsil eder ve önceki bloğa bağlı olarak eşler arası ağda (P2P) kaydedilir. Her blok, bir önceki bloğa dizi halinde zincirlenir ve bu sayede bloklar arasında geriye dönük bir değişiklik yapılamaz. İşlemlerin güvenliği, anonimliği ve doğrulanması için kriptografi, yani şifreleme mekanizması devreye girer ve blok zincirine kaydedilen her işlem için benzersiz bir dijital imza kullanılır.

Blockchain Teknolojisinin Avantajları

Blockchain teknolojisinin avantaj ve dezavantajları kullanıldığı alana göre farklı bir özelliği ile ön plana çıkabilir. Ancak genel olarak baktığımızda, Blockchain teknolojisin sunduğu ya da sunması beklenen avantajlar şöyle özetlenebilir: Blockchain güvenliği, şeffaflığı ve bir iş ağı genelinde paylaşılan verilerin izlenebilirliğini sağlayan ve verimlilik artışı ile tasarruf sağlayan bir sistemdir.

Güvenlik ve Sahteciliğe Karşı Koruma

Blockchain teknolojisi, doğası gereği güvenlik sağlayan özellikler barındıran bir veritabanı yapısına sahiptir. Blok zinciri işleyişi; kriptografi, merkezi olmayan yapı ve konsensus ilkelerine dayanır. 

Şeffaflık ve İzlenebilirlik

Blockchain olmadan, genellikle verilerin merkezi bir veritabanında tutulması gerekebilir. Blockchain dağıtılmış bir veritabanı kullandığından, işlemler ve veriler çok sayıda kullanıcıda aynı şekilde kaydedilir. Tüm ağ katılımcıları tarafından aynı bilgilerin aynı anda görülerek izlenebilmesi sisteme tam şeffaflık sağlar. 

Esneklik ve Uyarlanabilirlik

Gutenberg’in 15. yüzyılda matbaayı icat ettiği zamanı düşünün. Bir kitap basacaksınız, içine neler yazabilirsiniz. Cevap elbette ne isterseniz olacak.

Benzer şekilde Blockchain teknolojisinin sunduğu potansiyel de çok farklı kullanım alanlarında birçok inovasyon ve dönüşüm fırsatlarını içeriyor. Örneğin, sağlık hizmetleri alanında hasta verilerinin güvenli bir şekilde paylaşabilmesi, tedarik zinciri ve lojistikte ürünlerin takibi, oylama sistemlerinde şeffaflığı artırmak ve manipülasyonları önlemek, akıllı şehirlerde ulaşım ve altyapıyı yönetmek… Akla gelen örneklerden yalnızca birkaçı. 

Serbestlik

Blockchain teknolojisi tek bir tarafın kontrolüne sahip olmadığından sansürden azadedir. Bu nedenle hiçbir otorite tek başına ağın işleyişini kesintiye uğratamaz. Ancak geleneksel veritabanlarında ağın işleyişini düzenleyen merkezi otoriteler bulunduğundan istenildiğinde sansür uygulayabilir. 

Maliyet Azaltma

Blockchain'in doğal tasarımı aynı zamanda kuruluşların maliyetlerini de azaltabilir. İşlemlerin gerçekleştirilmesinde belirli verimlilikler sağlar, verilerin toplanması ve değiştirilmesi gibi manuel görevleri azaltır ve raporlama ve denetim süreçlerini kolaylaştırır.

Bitcoin ve Blockchain İlişkisi

Eğer internet olmasaydı; X (Twitter), Netflix, Spotify ve bugün hayatımıza kalbinde yer alan onlarca farklı uygulama olmazdı. Bitcoin ile Blockchain arasındaki ilişki de esasında buna benziyor; Blockchain teknolojisi olmasaydı, Bitcoin ve diğer kripto paralar geliştirilemezdi. (Tabii internet olmasaydı, Blockchain de olmazdı.)

Mekanizmaları anlamak, onları kullanmaktan çoğu zaman daha zordur. Aslında bu yönden bakıldığında Bitcoin de Coinbase türü bir borsadan alınarak trade heyecanı yaşatan bir sanal varlıktan çok daha fazlasıdır. Bitcoin dediğimiz kripto para birimi Blockchain teknolojisi ile çalışır. Zaten Satoshi Nakamoto Bitcoin’in White Paper’ında, “elektronik para” kavramını bir dijital imza zinciri olarak tanımlar.

Bitcoin’in yaptığı işi, para transferi işlemlerini tek bir otoriteye bağlı kalmaksızın, o otoritenin sağladığı güvenin yerini, dağıtık makinelerin (node) aldığı bir yapı içerisinde gelişmiş bir kriptografi (şifreleme) sistemi uygulanan bir mekanizma olarak düşünebilirsiniz. Bir kişi bir başka kişiye Bitcoin transferi yapacağı sırada, Bitcoin sahibi kişi, elindeki varlığı (BTC) bir diğerine gönderirken, dijital imza kullanır ve bu dijital imza, işlemin gerçekten sahibi tarafından yapıldığını ve değiştirilmediğini doğrular.

Dijital imzalama, özel anahtar (private key) kullanılarak yapılır. Transferi gerçekleştiren kişi, ayrıca gönderim yapacağı kişinin açık anahtarını da (public key) işleme ekler. Ödeme alan taraf ise sahiplik zincirini doğrulamak için özel anahtarını kullanır; çünkü belirli bir genel anahtara yapılan gönderim, yalnızca o genel anahtarın sahibine ait özel anahtarla açılabilir. Diğer yandan belirli bir süre boyunca (Bitcoin için bu yaklaşık 10 dakikadır) yapılan işlemlerin özeti hash edilerek (öğütülerek) tüm makinelere gönderilir ve onay alınır (validation). Bu sayede “sahte ya da mükerrer kripto para (double-spending)” ortaya çıkması gibi bir durumun ortaya çıkma riski önlenmiş olur. 

Bitcoin’de bulunan özel ve açık anahtar sistemini mobil bankacılıkta kullandığımız şifreye ve IBAN numaralarına benzetebilirsiniz. Birine para transferi için karşımızdaki kişinin IBAN numarasını kullanırız ve bu Bitcoin’deki açık anahtara benzer. Diğer taraftan Bitcoin transferi yaptığımız kişi de bu paraya ulaşmak için kendi özel anahtarına ihtiyaç duyar ve bu da banka kartı ya da mobil bankacılık şifresi gibi işlev görür. 

Belirli bir süre boyunca yapılan işlemler (mempool), toplanarak bir hash değerine dönüştürülür. Hashing, belirli bir işlemler dizisinin 64 karakterlik bir koda tek yönlü olarak dönüştürülmesidir. Ardından, madenciler (miner), iş-ispatını (Proof of Work - PoW) bulmaya çabalar ve ilk bulan node, diğer makineleri bu durumu duyurarak karşılığında ödül (block reward/lotarya) kazanır. Diğer kullanıcılara (node) da iletilen blok içindeki tüm işlemler geçerli görülürse, blok kabul edilir ve zincire eklenir. Her blokta, bir önceki bloğun hash kodu ve madencinin bulduğu iş ispatını içeren bir veri (nonce) bulunur. Bu sayede her blok, aynı zamanda öncekine yapılan işin kanıtını teşkil eder. Tüm bloklar birbirine bağlı olduğundan, aradaki bir bloğa müdahale, sonraki tüm blokları da değiştirmeyi gerektirir. Bu nedenle, sisteme "blok zinciri" denir. Bitcoin'de bu riski daha da düşürmek için Proof of Work adlı bir konsensüs algoritması kullanılır.

Proof of Work sürecinin tamamlanmasının ardından, bulunan blok ağdaki tüm makinelerin kontrol ve onayına sunulur. Çoğunluğun (%51) kabul etmesi durumunda, yeni blok zincire eklenir. Bu, ağdaki güvenilirliği artırmak ve çoğunluğun onayını sağlamak amacıyla kullanılır.

Blockchain Örnekleri ve Kullanım Alanları

Buraya kadar “Blockchain nedir ve nasıl çalışır?” gibi sorulara odaklandık ve Blockchain teknolojisi ile bir bakıma kaynaşmamızı sağlayan Bitcoin örneği üzerinde durduk. Evet, Bitcoin, Blockchain örnekleri arasında en bilinenlerden biri. Fakat asıl soru Blockchain teknoloji kullanılarak daha başka neler yapılabileceği ve bunun hayatımızı nasıl dönüştürebileceği… Farklı türdeki verileri Blok Zincir teknolojisi ile merkeziyetsiz bir yapıda saklamak ve paylaşabilmek insanlığın önüne ne gibi kapılar açabilir? İşte bu soru, zihin ufkunun sınırlarını sarsıyor ve Eski Nasdaq CEO’su Bob Greifeld; Blockchain’in önümüzdeki on yılda düşünebileceğimiz en büyük fırsat setini barındıran teknoloji olduğunu söylüyor.

Blockchain teknolojisi nerelerde kullanılır diye bir soru sorduğunuzda, karşınıza çıkan liste epey uzun oluyor: Finans ve kripto paralar, sağlık hizmetleri, tedarik zinciri ve lojistik, oylama sistemleri, enerji ticareti, akıllı şehirler, eğitim ve derken liste böyle uzayıp gidiyor. Elbette bu listedeki her alanda ayrı bir hayal treni yolculuğuna çıkabiliriz, ancak şimdilik burada hepimizin hayatını kolaylaştıracağını düşündüğüm basit bir örnek üzerinden somutlaştırmayla yetinelim.

Öncelikle yine Blockchain teknolojisi ile hayatımızı giren iki kavrama değinmeliyiz: Akıllı sözleşmeler (Smart Contract) ve merkeziyetsiz uygulamalar (DApp - Decentralized Application).

Akıllı sözleşme terimi 2015'te Ethereum tarafından ortaya çıkarıldı ve günlük hayattan aşina olduğumuz sözleşmelere ait şartların, karşılıklı olarak otomatik, güvenli ve yine merkezsiyetsiz bir ortamda gerçekleşmesini sağlıyor. Başka bir anlatımla, akıllı kontratları, çeşitli görevleri uygulamak için Blok Zincirine eklenen algoritmalar olarak da tanımlayabiliriz. Diğer yandan merkeziyetsiz uygulamaları (DApp) ise akıllı sözleşmelerin yapıldığı blockchain platformunun arayüzü olarak zihnimizde canlandırmamız mümkün.

Ev alım-satım işlemlerinin ne kadar sıkıcı olduğunu bilirsiniz. Önce para mı verilecek yoksa tapu devri mi yapılacak? Para önce verilirse, parayı veren ev sahibinin kaçmasından endişeleniyor; tapu devri önce yapılırsa da, ev sahibi parayı alana kadar soğuk terler döküyor. Tabii bu arada iki tarafın da birbirine şüpheyle baktığı o sıkıcı anlar da cabası…

Peki, parayı versek ve aynı anda evin mülkiyeti bize geçse olmaz mı? İşte Akılı Sözleşmeler ile bu münkün, ihtiyacımız olan yalnızca bir bu sözleşmeleri yapabilmemiz için geliştirilmiş bir DApp. Söz konusu bu DApp üzerinden Evinizin mülkiyetini temsil eden bir token oluşturur (elbette burada zaruri olarak devletin de bu token’ı tanıması gerekir) ve buna Ethereum cinsinden bir bedel belirlersiniz. Sonrasında Evi satın almaya karar veren kişi de size belirlediğiniz miktarda Ethereum gönderir ve karşılığında evin mülkiyetini temsil eden token’ı alır. Hepsi bu kadar. Gördüğünüz gibi, hem kolay hem de aracılık maliyeti yok.

Dahası var: Blockchain teknolojisi ile merkeziyetsiz organizasyonlar DAO (Decentralized Autonomous Organization) kurulabilir. Örneğin, bir şirketin karar alma süreçlerini akıllı sözleşmeler ve oylama mekanizmaları ile otomatize ederek daha şeffaf ve demokratik bir yönetim modeli oluşturabilir. Bu da pay sahiplerinin icrai kararlara doğrudan katılabilmesi anlamına gelir. Söz gelimi, stratejik planlamalar, finansal harcama veya yeni yatırım ve proje kararları, Blockchain tabanlı bir DAO içinde tüm hissedarlar tarafından oylamaya sunulabilir.

Kısacası, Blockchain teknolojisi sadece finansal alanda değil, hayatım hemen hemen tüm alanlarına dokunabilecek ve bazı alanları temelden değiştirebilecek bir potansiyele sahip. Bu inovasyonlar, gelecekte gelecekte parasal sistem başta olmak üzere, gerek iş dünyasını gerekse toplumsal yaşayış ve kültürü büyük ölçüde etkileyebilir.