Poin-poin penting

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

  • PoW adalah bagian penting dari penambangan, yang melibatkan penambahan blok transaksi ke blockchain dan pembuatan unit mata uang kripto baru.

  • Bitcoin dan banyak mata uang kripto lainnya menggunakan mekanisme PoW untuk melindungi jaringan dan data blockchain mereka.

Perkenalan

Singkatnya, Proof of Work (PoW) adalah mekanisme yang dirancang untuk mencegah pembelanjaan ganda dalam sistem pembayaran digital. Bitcoin dan banyak mata uang kripto lainnya menggunakan PoW untuk melindungi jaringan dan data blockchain mereka. Elemen-elemen tersebut disebut mekanisme konsensus—atau algoritma—karena memungkinkan banyak pihak mencapai konsensus tanpa harus saling percaya.

Proof of Work adalah algoritma konsensus pertama dan masih menjadi salah satu algoritma terpenting bersama dengan Proof of Stake (PoS). PoW diperkenalkan oleh Satoshi Nakamoto dalam whitepaper Bitcoin pada tahun 2008, namun teknologinya sendiri telah diusulkan jauh sebelum itu.

Contoh awal penggunaan algoritma Proof of Work adalah sistem HashCash dari Adam Back, yang muncul bahkan sebelum cryptocurrency. Membutuhkan sedikit perhitungan sebelum mengirim email telah mengurangi jumlah spam. Penghitungan seperti itu sebenarnya tidak memerlukan biaya apa pun bagi rata-rata pengirim, namun secara signifikan mempersulit proses pengiriman surat massal.

Apa itu pembelanjaan ganda?

Pengeluaran ganda terjadi ketika dana yang sama dibelanjakan lebih dari satu kali. Istilah ini hampir selalu digunakan dalam kaitannya dengan mata uang digital, karena dalam kehidupan nyata sulit membayangkan situasi di mana uang yang sama dibelanjakan dua kali.

Misalnya, ketika Anda membeli kopi, Anda menyerahkan uang kepada kasir, yang kemudian memasukkannya ke dalam mesin kasir. Anda tidak akan bisa pergi ke kafe lain dan membayar kopi kedua dengan tagihan yang sama. Namun, dalam sistem uang digital hal ini dimungkinkan.

Anda mungkin sudah menyalin file di komputer Anda. File yang sama dapat dengan mudah dikirim ke lusinan orang. Dan karena uang digital hanyalah data, maka perlu dihilangkan kemungkinan terjadinya pembelanjaan ganda, yaitu menyalin dan mengirimkan unit yang sama di tempat yang berbeda. Jika sistem pembayaran digital tidak dapat mencegah pembelanjaan ganda, maka sistem tersebut akan runtuh dengan cepat.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang pembelanjaan ganda, lihat artikel Apa itu Pembelanjaan Ganda.

Mengapa Bukti Kerja diperlukan?

Jika Anda sudah membaca panduan kami tentang blockchain, Anda pasti tahu bahwa pengguna mata uang kripto menyiarkan transaksi ke jaringan. Namun transaksi tidak langsung valid, melainkan hanya setelah verifikasi dan penambahan pada blockchain.

Misalnya, blockchain Bitcoin beroperasi sebagai database transaksi publik (registrasi) yang dapat dilihat oleh semua pengguna. Katakanlah Anda dan tiga teman Anda memiliki buku catatan tempat Anda menuliskan transaksi Bitcoin Anda. Jika salah satu dari kalian ingin mentransfer dana, ia akan membuat catatan di buku catatannya:

Alice membayar Bob 5 BTC. Bob membayar Carol 2 BTC dan seterusnya.

Saat melakukan setiap transfer, Anda harus mengacu pada transaksi sebelumnya dimana dana diterima. Artinya, ketika Bob mentransfer 2 BTC ke Carol, entrinya terlihat seperti ini:

Bob mentransfer 2 BTC dari transaksi sebelumnya dengan Alice ke Carol.

Dengan cara ini kami dapat melacak semua transfer BTC. Jika Bob mencoba melakukan transaksi lain menggunakan 2 BTC yang sama yang baru saja dia kirimkan ke Carol, semua orang akan langsung mengetahuinya. Grup tidak akan mengizinkan dia untuk mencatat transaksi seperti itu di buku catatan, karena dia telah menghabiskan 2 BTC tersebut.

Sistem seperti ini dapat bekerja dengan baik dalam sekelompok kecil orang dimana semua pesertanya saling mengenal dengan baik, karena akan lebih mudah bagi mereka untuk menyepakati siapa di antara mereka yang akan bertanggung jawab untuk menambahkan transaksi ke daftar umum. Namun bagaimana jika kita ingin mengumpulkan 10.000 anggota? Ide menggunakan buku catatan tidak berkembang dengan baik karena tidak ada yang akan mempercayai orang asing untuk mengelola buku besar keuangan seperti itu.

Inilah sebabnya mengapa algoritma Proof of Work diperlukan. Ini memastikan bahwa pengguna tidak mengeluarkan uang yang tidak dapat mereka belanjakan. Menggunakan teori permainan dan kriptografi, algoritme ini memungkinkan setiap pengguna memperbarui blockchain sesuai dengan aturan sistem.

Bagaimana cara kerja PoW?

Bayangkan notepad pada contoh di atas sebagai blockchain. Namun, transaksi tidak ditambahkan ke sistem satu per satu, melainkan digabungkan menjadi blok-blok. Pengguna yang membuat blok memasukkan transaksi dalam kandidat blok. Transaksi akan dianggap valid hanya setelah kandidat blok dikonfirmasi dan ditambahkan ke database blockchain.

Proses konfirmasi transaksi dan penambahan blok baru disebut penambangan. Cukup kompleks dan membutuhkan biaya, namun dapat menghasilkan keuntungan berupa block rewards. Ini terdiri dari biaya transaksi dan bitcoin baru yang dibuat oleh protokol.

Mekanisme Proof of Work mengharuskan penambang (pengguna yang membuat blok) untuk menginvestasikan sumber daya (listrik dan daya komputasi) ke dalam hashing data calon blok hingga solusi ditemukan.

Hashing suatu blok melibatkan meneruskannya melalui fungsi hash untuk menghasilkan hash. Hash blok bertindak sebagai “sidik jari” dan berfungsi sebagai pengidentifikasi untuk data masukan yang unik untuk setiap blok.

Dengan kata lain, penambang harus memverifikasi dan mengumpulkan transaksi yang tertunda, kemudian menggabungkannya ke dalam blok kandidat dan menjalankan data blok melalui fungsi hash untuk mendapatkan hash yang benar. Jika penambang berhasil menemukan hash yang benar untuk calon bloknya, dia akan mengirimkannya ke jaringan, menambahkan blok tersebut ke blockchain, dan menerima hadiah penambangan.

Setelah penambang mengirimkan kandidat blok dan hash ke jaringan, peserta jaringan lainnya akan mengulangi proses hashing untuk memastikan validitas hasilnya.

Menemukan hash yang benar memerlukan banyak upaya, tetapi memeriksa kebenaran hash yang telah selesai cukup mudah. Untuk melakukan ini, Anda hanya perlu meneruskan data masukan yang sama (data blok) melalui fungsi hash dan memeriksa apakah hasilnya cocok.

Di Proof of Work, Anda harus menyediakan data yang hashnya mengikuti aturan tertentu yang ditetapkan dalam protokol, asalkan Anda tidak tahu cara mengambilnya secara langsung. Satu-satunya pilihan adalah menjalankan data melalui fungsi hash dan memeriksa apakah cocok dengan kondisi. Jika tidak ada kecocokan, Anda harus mengubah data untuk mendapatkan hash yang berbeda. Mengubah satu karakter saja dalam data Anda akan menghasilkan hasil yang sangat berbeda, oleh karena itu tidak mungkin untuk memprediksi keluarannya begitu saja.

Jadi, untuk membuat blok, Anda perlu menghitung hashnya. Untuk melakukan ini, pengguna mengumpulkan informasi tentang semua transaksi yang perlu ditambahkan ke blok dan beberapa data lainnya. Namun karena kumpulan data tidak berubah, pengguna menambahkan informasi yang akan menjadi variabel. Jika tidak, outputnya akan selalu berupa hash yang sama. Data variabel ini disebut nonce. Mereka diubah pada setiap upaya untuk mendapatkan hash baru.

Jadi penambangan adalah proses mengumpulkan data blockchain dan melakukan hashing bersama dengan kode satu kali hingga Anda menemukan hash yang sesuai. Jika Anda menemukan hash yang memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh protokol, Anda berhak menyiarkan blok baru ke jaringan. Pada titik ini, peserta lain dalam jaringan perlu memperbarui blockchain mereka untuk memasukkan blok baru.

Kondisi yang ditetapkan oleh mata uang kripto utama sangat sulit untuk dipenuhi. Semakin tinggi hashrate jaringan, semakin sulit menemukan hash yang valid. Hal ini dilakukan untuk mencegah pembuatan blok terlalu cepat.

Upaya rutin untuk menebak hash dalam jumlah besar memerlukan biaya yang mahal, karena menghabiskan banyak sumber daya komputasi dan energi listrik. Namun, jika penambang berhasil menemukan hash yang valid, protokol akan memberikan penghargaan atas pekerjaan mereka.

Mari kita tinjau apa yang telah kita bahas:

  • Penambangan adalah proses yang kompleks dan mahal yang menjamin keamanan jaringan.

  • Penambang yang membuat blok valid diberi imbalan dalam bentuk mata uang kripto baru dan biaya transaksi.

  • Menghasilkan hash yang benar membutuhkan waktu, namun keakuratannya dapat diverifikasi dengan mudah dan cepat dengan mengulangi proses hashing.

Namun bagaimana jika Anda mencoba menipu sistem? Apa yang menghentikan Anda untuk memblokir banyak transaksi palsu dan membuat hash yang valid?

Kriptografi kunci publik dikembangkan untuk tujuan ini. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang topik ini, lihat artikel kami Apa itu Kriptografi Kunci Publik. Singkatnya, algoritme ini menggunakan teknik kriptografi tertentu yang memungkinkan pengguna mana pun memverifikasi hak masing-masing peserta jaringan untuk memindahkan dana ke alamat lain.

Saat Anda membuat transaksi, Anda menandatanganinya. Setiap peserta jaringan kemudian dapat membandingkan tanda tangan Anda dengan kunci publik Anda untuk melihat apakah cocok. Ini memberi tahu Anda apakah Anda dapat membelanjakan dana Anda dan apakah pengeluaran Anda tidak melebihi jumlah yang diperbolehkan.

Setiap blok yang berisi transaksi tidak valid akan ditolak secara otomatis. Mencoba mengelabui jaringan akan merugikan Anda karena pada akhirnya Anda akan membuang-buang sumber daya komputasi tanpa mendapatkan imbalan apa pun.

Inilah gagasan Proof of Work: lebih menguntungkan bagi pengguna untuk bertindak jujur ​​​​daripada mencoba menipu sistem. Para penambang berusaha mendapatkan kembali investasi mereka, sehingga sebagian besar akan mengikuti aturan untuk mendapatkan keuntungan.

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

Ada banyak algoritma konsensus lain selain PoW, namun salah satu yang paling populer adalah Proof of Stake (PoS). Konsepnya dimulai pada tahun 2011 dan telah diterapkan di Ethereum dan beberapa protokol lainnya.

Dalam jaringan dengan konsensus Proof of Stake, peran penambang dimainkan oleh validator, karena protokol tidak terkait dengan proses penambangan dan menebak hash. Sebaliknya, pengguna dipilih secara acak, dan peserta yang dipilih harus mengusulkan blok baru. Jika suatu blok terbukti valid, validator akan menerima hadiah berupa biaya transaksi untuk blok tersebut.

Protokol memilih validator baru berdasarkan beberapa faktor. Agar berpeluang dipilih, Anda perlu mengunci beberapa token dengan menambahkannya ke staking. Jumlah ini bertindak sebagai semacam jaminan: validator memblokir sejumlah koin dalam sistem, yang akan hilang jika validator mencoba menipu sistem. Koin yang dipertaruhkan akan hangus jika validator mencoba memvalidasi blok yang tidak valid.

Proof of Stake memiliki beberapa keunggulan dibandingkan Proof of Work. Salah satunya adalah jejak karbon yang lebih kecil. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa Proof of Stake tidak memerlukan pemeliharaan lahan penambangan yang kuat, dan oleh karena itu mengkonsumsi listrik jauh lebih sedikit daripada Proof of Work.

Namun, PoS tidak memiliki rekam jejak sebaik PoW. Meskipun PoW mungkin dianggap boros, penambangan saat ini merupakan satu-satunya algoritma konsensus yang telah bekerja dengan baik selama lebih dari satu dekade. Selama ini, mekanisme PoW Bitcoin telah memproses transaksi senilai triliunan dolar dengan aman. Protokol PoS belum membuktikan efektivitas dan daya saingnya dalam jangka panjang.

Kesimpulannya

Proof of Work adalah solusi yang andal dan aman terhadap masalah pembelanjaan ganda. Bitcoin telah membuktikan bahwa ia tidak memerlukan organisasi terpusat. Dengan penggunaan kriptografi, fungsi hash, dan teori permainan yang tepat, peserta dalam lingkungan terdesentralisasi dapat memantau sendiri pengoperasian yang benar dari seluruh basis data keuangan.

Bacaan yang direkomendasikan

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

  • Apa itu kriptografi kunci publik?

  • Apa algoritma konsensus blockchain?

Penafian: Materi berikut disediakan “sebagaimana adanya” tanpa jaminan apa pun untuk referensi umum dan tujuan pendidikan saja. Informasi ini tidak boleh ditafsirkan sebagai nasihat keuangan, nasihat hukum, atau rekomendasi untuk membeli produk atau layanan tertentu. Anda harus mencari nasihat Anda sendiri dari penasihat profesional yang tepat. Karena artikel ini ditulis oleh penulis pihak ketiga, harap diperhatikan bahwa pendapat yang dikemukakan adalah pendapat penulis pihak ketiga dan tidak mencerminkan pandangan Binance Academy. Untuk informasi lebih lengkap silakan ikuti tautannya. Nilai aset digital bisa berfluktuasi. Nilai dana yang diinvestasikan bisa naik dan turun. Anda mungkin tidak mendapatkan kembali dana yang Anda investasikan. Anda sepenuhnya bertanggung jawab atas keputusan investasi Anda. Binance Academy tidak bertanggung jawab atas kemungkinan kerugian Anda. Informasi ini bukan merupakan nasihat keuangan, hukum atau profesional. Untuk mempelajari lebih lanjut, silakan baca Ketentuan Penggunaan dan Pengungkapan Risiko kami.