Poin utama

  • Proof of Work (PoW) merupakan mekanisme konsensus yang mencegah masalah pembelanjaan ganda dalam sistem pembayaran digital.

  • Proof-of-work adalah tautan utama dalam proses penambangan, yang melibatkan penambahan blok transaksi baru ke blockchain dan pembuatan unit mata uang kripto baru.

  • Bitcoin dan banyak mata uang kripto lainnya menggunakan mekanisme bukti kerja untuk mengamankan jaringan dan data blockchain mereka.

Perkenalan

Sederhananya, Proof of Work (PoW) merupakan mekanisme yang mencegah masalah double-spend dalam sistem pembayaran digital. Bitcoin dan banyak mata uang kripto lainnya menggunakan mekanisme bukti kerja untuk mengamankan jaringan dan data blockchain mereka. Mekanisme ini berarti banyak pihak mencapai konsensus tanpa saling mempercayai, dan sering disebut sebagai "algoritma konsensus" atau "mekanisme konsensus".

Proof of Work adalah algoritma konsensus paling awal yang keluar, dan masih menjadi arus utama bersama dengan Proof of Stake (PoS) hingga saat ini. Satoshi Nakamoto mengusulkan konsep proof-of-work di buku putih Bitcoin pada tahun 2008, namun teknologinya sendiri sudah ada sebelumnya.

Sebelum cryptocurrency ada, HashCash milik Adam Back adalah contoh awal dari algoritma proof-of-work. HashCash meringankan masalah spam yang mengganggu penerima dengan mengharuskan pengirim melakukan sedikit perhitungan sebelum email dikirim. Perhitungan seperti itu hampir mudah dilakukan oleh pengirim biasa, namun bagi mereka yang mengirim email dalam jumlah besar, bebannya meningkat dengan cepat.

Apa masalah pembelanjaan ganda?

Pengeluaran ganda terjadi ketika dana yang sama digunakan berkali-kali. Istilah ini pada dasarnya eksklusif untuk dunia mata uang digital, lagipula dalam kehidupan nyata, jumlah uang tunai yang sama tidak dapat dibayarkan dua kali.​

Misalnya, setelah Anda membayar kopi Anda ke kasir, kopi itu terkunci di mesin kasir. Tidak mungkin bagi pelanggan untuk membeli secangkir kopi lagi di kafe seberang dengan jumlah uang yang sama. Namun hal ini mungkin saja terjadi jika menggunakan sistem uang digital.​

Kita semua pasti pernah menyalin file komputer menggunakan perintah salin dan tempel, dan dengan mudah mengirim dokumen yang sama ke lusinan orang. Mata uang digital pada dasarnya adalah data, jadi kita harus waspada terhadap pihak lain yang menciptakan masalah pembelanjaan ganda, yaitu menyalin mata uang yang sama dan membelanjakannya di tempat lain. Tanpa kemampuan mencegah pembelanjaan ganda, sistem pembayaran digital akan segera runtuh.

Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut mengenai masalah pembelanjaan ganda, silakan baca “Penjelasan Detail Masalah Pembelanjaan Ganda”.

Mengapa bukti kerja diperlukan?

Jika Anda telah membaca artikel teknologi blockchain kami, Anda akan mengetahui bahwa pengguna mata uang kripto terus-menerus memposting transaksi ke jaringan, namun transaksi ini tidak langsung berlaku. Suatu transaksi hanya valid setelah dikonfirmasi dan ditambahkan ke blockchain.

Misalnya, blockchain Bitcoin adalah database transaksi publik (buku besar) yang dapat dilihat oleh semua pengguna. Bayangkan seseorang berbagi buku catatan dengan tiga teman lainnya untuk mencatat transaksi Bitcoin mereka. Kapan pun salah satu dari Anda melakukan transfer nilai, tuliskan:

Alice membayar Bob 5 BTC; Bob membayar Carol 2 BTC, dll.

Namun setiap transaksi harus mencantumkan sumber dananya. Jadi, jika Bob membayar Carol 2 BTC, entri catatannya akan terlihat seperti ini:

Bob membayar Carol 2 BTC, yang berasal dari transaksi Bob sebelumnya dengan Alice.

Dengan cara ini kami memiliki cara untuk melacak jumlah BTC di atas. Jika Bob mencoba melakukan transaksi lain menggunakan 2 BTC yang sebelumnya dia bayarkan kepada Carol, semua orang akan langsung mengetahuinya. Karena 2 BTC telah dibelanjakan sebelumnya, anggota grup berbagi tidak akan mengizinkan transaksi ini dicatat di notepad.

Untuk kelompok kecil, pendekatan ini bisa berhasil dengan baik. Semua orang saling mengenal dan bisa mencapai kesepakatan teman mana yang akan mencatat transaksi di notepad. Apa yang akan terjadi jika kelompok tersebut terdiri dari 10.000 peserta? Pada titik ini, Notepad tidak dapat diperluas secara efektif, lagipula, tidak ada yang akan mempercayai orang asing untuk bertanggung jawab atas buku besar.

Di sinilah bukti kerja berperan. Proof-of-work memastikan bahwa pengguna tidak diperbolehkan membelanjakan dana yang tidak dapat mereka akses. Algoritme bukti beban kerja menggabungkan teori permainan dan kriptografi untuk memungkinkan setiap orang memperbarui blockchain sesuai dengan aturan sistem.

Bagaimana cara kerja bukti kerja?

Asumsikan notepad pada contoh di atas adalah blockchain. Kami sekarang tidak menambahkan transaksi satu per satu, tetapi mengemasnya ke dalam blok. Kami mempublikasikan transaksi di jaringan, dan pengguna yang membuat blok kemudian menghitung transaksi tersebut ke dalam kandidat blok. Hanya ketika blok kandidat menjadi blok yang dikonfirmasi maka transaksi akan berlaku. Artinya, transaksi tersebut ditambahkan ke database blockchain.

Proses memvalidasi transaksi dan menambahkan blok baru disebut “penambangan.” Penambangan itu mahal dan sulit, tetapi imbalannya juga besar. Hadiah blok terdiri dari biaya transaksi pengguna dan Bitcoin baru yang dibuat oleh protokol.​

Bukti kerja mengharuskan penambang (pengguna yang membuat blok) untuk menginvestasikan sumber daya seperti listrik dan daya komputasi untuk melakukan hashing pada data calon blok hingga mereka menemukan solusi atas teka-teki tersebut.

Operasi hash dari data blok mengacu pada memasukkan data ke dalam fungsi hash untuk menghasilkan nilai hash blok. Hash blok bertindak seperti “sidik jari”, identifikasi data masukan dan unik untuk setiap blok.

Dengan kata lain, penambang harus memverifikasi dan mengumpulkan transaksi yang tertunda, mengatur transaksi ini ke dalam blok kandidat, dan membawa data blok tersebut ke dalam fungsi hash untuk menghasilkan nilai hash yang valid. Setelah penambang berhasil menemukan hash yang valid dari kandidat blok, ia menerbitkannya ke jaringan, menambahkan blok tersebut ke blockchain, dan menerima hadiah penambangan.

Setelah penambang menerbitkan kandidat blok dan nilai hash ke jaringan, peserta jaringan lainnya mengulangi proses hashing untuk memverifikasi bahwa keluarannya memang valid.​

Nilai hash yang valid harus di-hash berkali-kali untuk dihitung, namun siapa pun dapat dengan mudah mengonfirmasi bahwa nilai hash yang dihasilkan sudah benar. Selama masukan yang sama (data blok) dikirimkan ke fungsi hash, keluaran dapat diverifikasi agar konsisten.

Data yang diberikan pada bukti kerja, nilai hashnya harus memenuhi ketentuan tertentu. Namun pengguna tidak tahu cara melakukannya. Satu-satunya hal yang dapat mereka lakukan adalah meneruskan data ke fungsi hash untuk memverifikasi bahwa data tersebut memenuhi kriteria. Jika tidak cocok, ubah sedikit datanya dan dapatkan nilai hash yang berbeda. Mengubah satu karakter saja dalam data dapat menghasilkan hasil yang sangat berbeda, sehingga keluarannya tidak dapat diprediksi sama sekali.

Jadi, pembuatan blok adalah permainan tebak-tebakan. Secara umum, pengguna perlu mengumpulkan semua informasi transaksi dan beberapa data penting lainnya yang akan ditambahkan, lalu melakukan hashing secara bersamaan. Karena kumpulan data tidak berubah, informasi variabel perlu ditambahkan. Jika tidak, nilai hash keluaran akan selalu konsisten. Data variabel ini disebut “bilangan acak”. Setiap kali Anda mencoba mengubah nonce, Anda akan mendapatkan nilai hash yang berbeda.

Secara keseluruhan, penambangan adalah proses mengumpulkan data blockchain dan melakukan hashing dengan bantuan angka acak hingga nilai hash tertentu ditemukan. Jika nilai hash yang dihasilkan memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh protokol, blok baru dapat dipublikasikan di jaringan. Pada saat yang sama, peserta jaringan lain dapat memperbarui blockchain mereka sendiri untuk memasukkan blok baru.

Untuk mata uang kripto arus utama saat ini, memenuhi persyaratan tersebut cukup menantang. Semakin tinggi tingkat hash suatu jaringan, semakin sulit menemukan hash yang valid. Ini untuk memperlambat kecepatan pembuatan blok.

Anda dapat membayangkan tingginya biaya untuk menebak nilai hash yang sangat besar menggunakan komputer pribadi. Ini menghabiskan banyak waktu dan daya komputasi. Namun selama hash yang valid ditemukan, protokol akan memberi Anda imbalan berupa mata uang kripto.

Mari kita tinjau apa yang kita ketahui sejauh ini:

  • Penambangan itu sulit dan mahal, tetapi menjaga jaringan tetap aman.

  • Ketika penambang berhasil menghasilkan blok yang valid, mereka diberi imbalan berupa mata uang kripto yang baru diterbitkan dan biaya transaksi.

  • Menghasilkan hash yang valid memakan waktu, tetapi pengguna lain dapat dengan mudah memverifikasi validitas hash dengan mengulangi proses hashing.

Sejauh ini semuanya normal. Namun apa jadinya jika ada yang mencoba berbuat curang? Bagaimana kita bisa berhenti memasukkan transaksi penipuan dalam jumlah besar ke dalam blok untuk menghasilkan hash yang valid?

Kriptografi kunci publik muncul. Artikel ini tidak akan membahas secara detail di sini. Silakan baca "Apa itu Kriptografi Kunci Publik?" 》Untuk pemahaman yang komprehensif. Sederhananya, kriptografi kunci publik menggunakan teknik kriptografi tertentu yang sesuai untuk memverifikasi apakah seseorang mempunyai hak untuk mengakses sejumlah uang tertentu.

Saat pengguna membuat transaksi, dia menandatangani transaksi tersebut. Pengguna lain di jaringan akan membandingkan tanda tangan dengan kunci publik pengguna yang menandatangani untuk memverifikasi bahwa keduanya cocok. Pada saat yang sama, pengguna lain juga dapat memeriksa apakah orang tersebut berhak menggunakan dana tersebut dan apakah jumlah total masukan lebih tinggi dari jumlah total keluaran, yaitu pengeluaran tidak boleh melebihi jumlah simpanan.

Jaringan secara otomatis menolak blok yang berisi transaksi tidak valid. Biaya untuk mencoba menipu sangat tinggi. Tidak hanya membuang-buang sumber daya, tetapi Anda juga tidak mendapat imbalan.

Di sinilah muncul misteri pembuktian kerja, yaitu menyontek itu mahal, tapi beroperasi dengan jujur ​​sangat menguntungkan. Penambang yang bijaksana akan mengejar laba atas investasinya, sehingga mereka akan bertindak dengan hati-hati untuk memastikan keuntungan.

Bukti Kerja (PoW) vs Bukti Pasak (PoS)

Selain bukti kerja, ada banyak algoritma konsensus, dan bukti kepemilikan (PoS) adalah yang paling populer. Konsep ini dimulai pada tahun 2011 dan telah diterapkan di Ethereum dan banyak protokol lainnya.

Dalam sistem bukti kepemilikan, penambang digantikan oleh “validator” dan tidak ada persaingan dalam menambang dan menebak hash. Sebaliknya, pengguna yang dipilih secara acak diminta untuk mengusulkan atau "mencetak" blok. Jika blok tersebut valid, pengguna akan menerima hadiah berupa biaya transaksi blok.

Tentu saja, ada batasan dalam proses seleksi, dan perjanjian tersebut akan mempertimbangkan secara komprehensif berbagai faktor untuk memilih pengguna. Untuk memenuhi syarat, peserta harus mengunci saham, dengan jumlah mata uang asli blockchain yang telah ditentukan. Janji berfungsi seperti jaminan jaminan. Misalnya, untuk mencegah terdakwa menghindari persidangan, mereka harus memberikan uang jaminan dalam jumlah besar, dan validator harus mengunci “janji” untuk mencegah kecurangan. Jika terjadi penipuan, maka seluruh atau sebagian gadai akan disita.

Dibandingkan dengan bukti kerja, bukti kepemilikan memang memiliki keunggulan tertentu. Yang paling jelas adalah pengurangan jejak karbon, karena Proof-of-Stake tidak memerlukan lahan pertambangan berkekuatan tinggi dan hanya mengkonsumsi sebagian kecil listrik dari Proof-of-Work.​

Meski begitu, Proof of Stake masih jauh kalah populer dibandingkan Proof of Work. Penambangan dianggap membuang-buang sumber daya, namun ini masih merupakan satu-satunya algoritma konsensus yang diakui dapat diandalkan selama lebih dari satu dekade. Setelah bukti kerja Bitcoin diperkenalkan, ia melindungi transaksi senilai triliunan dolar. Untuk mengetahui apakah keamanan Proof of Stake sebanding dengan Proof of Work, staking masih perlu menjalani verifikasi aktual jangka panjang.

Kesimpulan

Proof-of-work adalah solusi awal terhadap masalah pembelanjaan ganda, dan keandalan serta keamanannya telah terbukti. Bitcoin membuktikan bahwa kita tidak perlu bergantung pada entitas terpusat untuk mencegah uang yang sama dibelanjakan dua kali. Peserta dalam lingkungan terdesentralisasi dapat secara terkoordinasi melacak keadaan database keuangan melalui penggunaan kriptografi, fungsi hash, dan teori permainan yang cerdas.

Bacaan lebih lanjut

  • Apa itu penambangan mata uang kripto dan bagaimana cara kerjanya?

  • Apa itu kriptografi kunci publik?

  • Apa algoritma konsensus blockchain?

Penafian: Isi artikel ini disediakan "sebagaimana adanya" hanya untuk informasi umum dan tujuan pendidikan dan bukan merupakan representasi atau jaminan apa pun. Artikel ini bukan merupakan nasihat keuangan, hukum atau profesional lainnya dan tidak dimaksudkan untuk merekomendasikan pembelian produk atau layanan tertentu. Anda harus mencari nasihat Anda sendiri dari penasihat profesional yang tepat. Jika artikel ini disumbangkan oleh pihak ketiga, harap diperhatikan bahwa pandangan yang diungkapkan dalam artikel ini adalah milik kontributor pihak ketiga dan tidak mencerminkan pandangan Binance Academy. Untuk informasi lebih lanjut, silakan klik di sini untuk membaca penafian selengkapnya. Harga aset digital mungkin berfluktuasi. Nilai investasi Anda mungkin turun atau naik dan Anda mungkin tidak mendapatkan kembali pokok investasi Anda. Anda sepenuhnya bertanggung jawab atas keputusan investasi Anda sendiri dan Binance Academy tidak bertanggung jawab atas kerugian apa pun yang mungkin Anda derita. Artikel ini bukan merupakan nasihat keuangan, hukum atau profesional lainnya. Untuk informasi lebih lanjut, silakan lihat Ketentuan Penggunaan dan Peringatan Risiko kami.