gagasan utama

  • Proof of Work (PoW) adalah mekanisme konsensus yang dirancang untuk mencegah pembelanjaan ganda dalam sistem pembayaran digital.

  • Proof of Work (PoW) adalah bagian penting dari 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 Proof of Work (PoW) sebagai cara untuk mengamankan jaringan dan data blockchain mereka.

Pendahuluan

Singkatnya, proof of work (PoW) adalah mekanisme yang dirancang untuk mencegah pengeluaran ganda dalam sistem pembayaran digital, Bitcoin dan banyak mata uang digital lainnya menggunakan mekanisme proof of work (PoW) sebagai cara untuk mengamankan jaringan blockchain dan datanya. Algoritma ini sering disebut sebagai algoritma konsensus atau mekanisme konsensus, karena melibatkan banyak pihak yang mencapai konsensus tanpa perlu saling mempercayai.

Algoritma proof of work adalah algoritma konsensus pertama yang muncul, dan tetap menjadi salah satu algoritma paling penting di samping algoritma proof of stake (PoS), yang diperkenalkan oleh Satoshi Nakamoto dalam whitepaper Bitcoin pada tahun 2008, tetapi teknologi itu sendiri telah diciptakan jauh sebelum tanggal tersebut.

Algoritma HashCash yang diciptakan oleh Adam Back adalah salah satu contoh awal algoritma proof of work (PoW) di era pra-mata uang digital, di mana penerima dapat membatasi spam dengan meminta sejumlah kecil komputasi dari pengirim sebelum mengirim email, dan mungkin proses komputasi tersebut tidak akan dikenakan biaya bagi pengirim biasa, tetapi biayanya meningkat bagi mereka yang mengirim email massal.

Apa itu pengeluaran ganda?

Pengeluaran ganda terjadi ketika uang yang sama dibelanjakan lebih dari sekali. Istilah ini sering digunakan secara eksklusif dalam konteks uang digital - bagaimanapun, akan sulit untuk membelanjakan uang tunai fisik yang sama dua kali.

Ketika Anda membayar secangkir kopi, Anda memberikan uang tunai kepada kasir yang menempatkannya di laci uang tunai, sehingga Anda tidak dapat pergi ke kafe lain di jalan dan membayar dengan uang yang sama untuk mendapatkan secangkir kopi. Namun dalam sistem uang digital, ada kemungkinan untuk melakukannya.

Dan tentu saja Anda telah menyalin file di komputer Anda sebelum menggunakan perintah salin dan tempel, dan juga mudah bagi Anda untuk mengirim file yang sama melalui email kepada puluhan orang. Karena uang digital dianggap sebagai data, Anda perlu mencegah orang dari melakukan pengeluaran ganda, yaitu menyalin dan membelanjakan unit yang sama di tempat yang berbeda, dan perlu dicatat bahwa sistem pembayaran digital yang gagal mencegah pengeluaran ganda akan runtuh dalam waktu singkat.

Untuk informasi lebih rinci tentang pengeluaran ganda, Anda dapat membaca penjelasan tentang pengeluaran ganda.

Apa pentingnya proof of work (PoW)?

Jika Anda telah membaca artikel kami tentang teknologi blockchain, Anda akan tahu bahwa pengguna mata uang digital terus-menerus menyiarkan transaksi di jaringan, meskipun, transaksi ini tidak dianggap valid segera, kecuali setelah dikonfirmasi dan ditambahkan ke rantai blockchain.

Rantai blockchain Bitcoin, misalnya, berfungsi sebagai basis data publik (buku besar publik) untuk transaksi yang dapat dilihat oleh setiap pengguna. Bayangkan seperti ini: Anda dan tiga teman Anda memiliki catatan untuk melacak transaksi Bitcoin Anda, dan setiap kali salah satu dari Anda ingin mentransfer nilai, Anda mencatatnya seperti:

Anda membayar Bob 5 BTC, dan Bob membayar Carol 2 BTC, dan seterusnya.

Namun, setiap kali Anda melakukan transaksi, Anda harus merujuk ke transaksi yang menunjukkan sumber uang, jadi jika Bob membayar Carol 2 BTC, inputnya sebenarnya adalah:

Bob membayar Carol 2 BTC dari transaksi sebelumnya dengan Alice.

Dengan demikian kita memiliki cara untuk melacak sumber unit BTC, jika Bob mencoba melakukan transaksi lain menggunakan jumlah 2 BTC yang sama yang dia kirim ke Carol, semua orang akan segera mengetahuinya, dan kelompok tidak akan mengizinkan penambahan transaksi ini ke catatan karena jumlah tersebut telah dihabiskan.

Ini mungkin berhasil dengan baik dalam kelompok kecil di mana semua orang saling mengenal, di mana mereka setuju siapa di antara teman-teman yang harus menambahkan transaksi ke catatan. Tapi bagaimana dengan kelompok yang memiliki 10.000 anggota? Sistem catatan tidak akan berhasil, karena tidak ada orang yang mempercayai orang asing untuk melakukan hal itu.

Di sinilah mekanisme proof of work (PoW) berperan, ini menjamin bahwa pengguna tidak akan membelanjakan uang yang tidak mereka miliki hak untuk membelanjakannya, dan dengan menggunakan teori permainan dengan kriptografi, algoritma proof of work (PoW) memungkinkan siapa saja untuk memperbarui rantai blockchain sesuai dengan aturan sistem.

Bagaimana cara kerja proof of work (PoW)?

Bayangkan catatan kita dari contoh di atas adalah rantai blockchain, tetapi kita tidak menambahkan transaksi satu per satu - tetapi mengumpulkannya sekaligus dalam blok, mengumumkan transaksi ke jaringan, kemudian pengguna yang bertanggung jawab untuk membuat blok menggabungkannya menjadi blok yang diusulkan, dan transaksi hanya akan valid setelah blok yang diusulkan dikonversi menjadi blok yang dikonfirmasi, yang berarti bahwa itu telah ditambahkan ke rantai blockchain.

Proses audit transaksi dan penambahan blok baru disebut sebagai penambangan, yang merupakan proses yang mahal dan sulit, tetapi juga menguntungkan. Di mana hadiah blok diberikan dari biaya transaksi yang dibayar oleh pengguna dan koin bitcoin baru yang dihasilkan oleh protokol.

Mekanisme proof of work (PoW) mengharuskan penambang (pengguna yang membuat blok) untuk menggunakan beberapa sumber daya pribadinya seperti listrik dan daya komputasi untuk memecahkan data blok yang diusulkan sampai solusi untuk teka-teki ditemukan.

Hashing data blok mengacu pada proses melewatkannya melalui fungsi hash untuk menghasilkan nilai hash blok, dan hash blok berfungsi sebagai "sidik jari" - ini mewakili identitas data input Anda dan setiap blok memiliki nilai hash yang unik.

Dengan kata lain, penambang harus memverifikasi transaksi yang tertunda dan mengumpulkannya, mengorganisasikannya ke dalam blok yang diusulkan dan melewatkan data blok melalui fungsi hash untuk menghasilkan nilai hash yang valid, dan jika ia berhasil menemukan nilai hash yang valid untuk blok yang diusulkan, ia menyebarkannya ke jaringan, menambahkan blok ke rantai blockchain, dan mengumpulkan hadiah penambangan.

Ketika penambang menyebarkan blok yang diusulkan dan hash ke jaringan, peserta lain di jaringan akan mengulangi proses hash untuk memverifikasi apakah outputnya benar-benar valid.

Meskipun dibutuhkan sejumlah besar upaya hashing untuk menemukan nilai hash yang valid, sangat mudah bagi siapa saja untuk memverifikasi kevalidan nilai hash yang dihasilkan, mereka hanya perlu memberikan input yang sama (data blok) melalui fungsi hash dan memeriksa apakah outputnya cocok.

Untuk bukti kerja, Anda harus menyediakan data yang hash-nya memenuhi syarat tertentu. Namun Anda tidak tahu cara melakukannya. Pilihan yang tersisa adalah melewatkan data Anda melalui fungsi hash dan memverifikasi apakah itu cocok dengan syarat. Jika tidak cocok, Anda harus mengubah data Anda secara relatif untuk mendapatkan nilai hash yang berbeda. Mengubah satu karakter dalam data Anda akan menghasilkan output yang berbeda, jadi tidak ada cara untuk memperkirakan outputnya.

Akibatnya, jika Anda ingin membuat blok, Anda memainkan permainan tebak-tebakan, biasanya Anda mengambil semua informasi terkait transaksi yang ingin Anda tambahkan dan beberapa data penting lainnya, lalu Anda meng-hash semuanya, tetapi karena kumpulan data tidak akan berubah, Anda perlu menambahkan informasi yang berubah-ubah, jika tidak, Anda akan mendapatkan nilai hash yang sama sebagai output. Kami menyebut informasi yang berubah ini sebagai nonce, itu adalah angka yang akan Anda ubah di setiap percobaan, untuk mendapatkan nilai hash yang berbeda setiap kali.

Singkatnya, penambangan adalah proses mengumpulkan data rantai blockchain dan meng-hash-nya dengan nonce sampai Anda menemukan nilai hash tertentu. Jika Anda menemukan nilai hash yang memenuhi syarat yang ditentukan dalam protokol, Anda berhak untuk menyebarkan blok baru ke jaringan. Pada tahap ini, peserta lain di jaringan memperbarui rantai blockchain mereka untuk menambahkan blok baru.

Untuk mata uang digital utama saat ini, memenuhi syarat sangat sulit. Semakin tinggi tingkat hash di jaringan, semakin sulit menemukan nilai hash yang valid. Ini dilakukan untuk memastikan bahwa blok tidak ditemukan dengan cepat.

Seperti yang dapat Anda bayangkan, proses menebak sejumlah besar nilai hash bisa sangat mahal bagi komputer Anda. Anda akan membuang siklus komputasi dan listrik. Namun protokol akan memberi Anda hadiah dalam bentuk mata uang digital jika Anda menemukan nilai hash yang valid.

Kami akan merangkum apa yang kami ketahui sejauh ini:

  • Penambangan sulit dan mahal tetapi memberikan keamanan untuk jaringan.

  • Penambang yang berhasil menghasilkan blok yang valid menerima hadiah dari mata uang digital yang baru diterbitkan dan biaya transaksi.

  • Memerlukan waktu untuk menghasilkan nilai hash yang valid, tetapi pengguna lain dapat dengan mudah memverifikasi kevalidannya dengan mengulangi proses hashing.

Semuanya tampak baik sejauh ini. Tetapi bagaimana jika Anda ingin menipu? Apa yang akan menghentikan Anda untuk menempatkan serangkaian transaksi palsu dalam blok dan menghasilkan nilai hash yang valid?

Di sinilah kriptografi dengan kunci publik berperan, dan kami tidak akan membahas topik ini secara mendalam dalam artikel ini, tetapi Anda dapat merujuk ke apa itu kriptografi dengan kunci publik? untuk pandangan yang lebih komprehensif. Singkatnya, ada beberapa trik kriptografi yang mengizinkan pengguna untuk memverifikasi apakah seseorang memiliki hak untuk mentransfer uang yang mereka coba belanjakan.

Ketika Anda membuat transaksi, Anda harus menandatanganinya, dan siapa pun di jaringan dapat membandingkan tanda tangan Anda dengan kunci publik Anda, dan memverifikasi seberapa cocok mereka, serta memverifikasi kemampuan Anda untuk membelanjakan uang Anda dan memastikan bahwa total input Anda lebih tinggi dari total output Anda (yaitu, bahwa Anda tidak membelanjakan lebih dari yang Anda miliki).

Jaringan akan secara otomatis menolak blok mana pun yang mencakup transaksi yang tidak valid. Mencoba menipu akan menjadi mahal bagi Anda. Anda akan membuang sumber daya Anda tanpa mendapatkan imbalan apa pun.

Di sinilah daya tarik proof of work (PoW) terletak: ini membuat penipuan menjadi mahal, dan bertindak dengan integritas menjadi menguntungkan. Setiap penambang yang sadar berusaha untuk mendapatkan pengembalian dari investasinya, jadi diharapkan mereka bertindak dengan cara yang paling mungkin menjamin pendapatan.

Proof of Work (PoW) vs Proof of Stake (PoS)

Ada banyak algoritma konsensus selain proof of work (PoW), yang paling terkenal adalah algoritma proof of stake (PoS), konsep ini berasal sejak 2011 dan diterapkan di Ethereum dan banyak protokol lainnya.

Dalam sistem proof of stake, penambang digantikan oleh validator. Ini tidak melibatkan proses penambangan atau kompetisi untuk menebak nilai hash. Sebaliknya, pengguna dipilih secara acak - jika terpilih, mereka harus mengusulkan (atau "membentuk") blok. Jika blok tersebut valid, mereka menerima hadiah yang terdiri dari biaya transaksi blok.

Namun tidak semua pengguna dapat dipilih - protokol memilih pengguna berdasarkan beberapa faktor. Untuk memenuhi syarat, peserta harus mengunci stake, yaitu jumlah tertentu dari mata uang asli rantai blockchain. Stake berfungsi sebagai jaminan: sama seperti terdakwa membayar sejumlah besar uang untuk mencegah mereka melanggar persidangan, validator mengunci stake untuk mencegah praktik penipuan. Jika mereka mencoba menipu, stake mereka akan disita (atau sebagian dari itu).

Proof of stake menawarkan lebih banyak keuntungan dibandingkan proof of work. Salah satu keuntungan terpenting adalah jejak karbon yang kecil - mengingat bahwa tidak ada kebutuhan untuk pertanian penambangan berenergi tinggi dalam proof of stake, di mana listrik yang digunakan hanyalah sebagian kecil dari yang dikonsumsi oleh mekanisme proof of work.

Namun, proof of stake (PoS) tidak memiliki reputasi dan status yang sama dengan proof of work (PoW), meskipun dapat dianggap sebagai pemborosan, penambangan adalah algoritma konsensus satu-satunya yang telah terbukti secara praktis selama lebih dari satu dekade, di mana mekanisme proof of work (PoW) dari Bitcoin telah mengamankan transaksi senilai triliunan dolar sejak peluncurannya, dan penyimpanan harus menjalani pengujian yang tepat dalam jangka panjang untuk memastikan bahwa mekanisme proof of stake (PoS) dapat bersaing dengan mekanisme proof of work (PoW) dalam hal sifat keamanan.

Pemikiran Penutup

Proof of work adalah solusi asli untuk masalah pengeluaran ganda dan telah terbukti dapat diandalkan dan aman. Bitcoin telah membuktikan bahwa kita tidak perlu pihak pusat untuk mencegah pengeluaran uang dua kali. Dengan memanfaatkan kriptografi, fungsi hash, dan teori permainan, pengguna dapat menyetujui keadaan basis data keuangan dalam lingkungan terdesentralisasi.

Artikel Terkait

  • Apa itu penambangan mata uang digital? Dan bagaimana cara kerjanya?

  • Apa itu kriptografi dengan kunci publik?

  • Apa itu algoritma konsensus dalam rantai blockchain?

Penafian: Konten ini disediakan untuk Anda "sebagaimana adanya" untuk memberikan informasi umum dan tujuan pendidikan saja, tanpa pernyataan atau jaminan dari jenis apa pun. Ini tidak boleh ditafsirkan sebagai saran keuangan atau hukum atau lainnya, dan tidak dimaksudkan untuk merekomendasikan pembelian produk atau layanan tertentu. Anda harus mencari penasihat profesional untuk memberikan nasihat. Jika artikel ini disediakan oleh pihak ketiga, harap dicatat bahwa pendapat yang disampaikan adalah pendapat pihak ketiga tersebut dan tidak mencerminkan pendapat Akademi Binance. Harap baca penafian lengkap di sini untuk detail lebih lanjut. Aset digital dapat mengalami fluktuasi harga, dan nilai investasi Anda dapat meningkat atau menurun dan bahkan mungkin tidak dapat mengembalikan jumlah yang Anda investasikan, dan Anda sendiri bertanggung jawab atas keputusan investasi Anda dan Akademi Binance tidak bertanggung jawab atas kerugian yang mungkin Anda derita. Artikel ini tidak boleh ditafsirkan sebagai saran keuangan atau hukum atau konsultasi profesional. Untuk informasi lebih lanjut, harap lihat syarat penggunaan dan peringatan risiko.