Hva er Proof-of-Work (PoW)?

Med fremveksten av kryptovaluta vokser Bitcoin-nettverket seg stadig sterkere. Etter hvert som flere enkeltpersoner og institusjoner tar i bruk Bitcoin og desentraliserte applikasjoner blir mer utbredt, vil stadig flere ønske å forstå hvordan disse teknologiene fungerer. Hva er Proof-of-Work (PoW)? Dette er et sentralt spørsmål for mange nybegynnere.

En nysgjerrig kryptobruker vil sannsynligvis støte på begrepene Proof-of-Work (PoW) og Proof-of-Stake (PoS) når de utforsker mining. I denne guiden skal vi se nærmere på opprinnelsen til denne konsensusmekanismen og hvordan PoW fungerer, for å gi et bedre bilde av kryptovalutaens verden.

Proof of Work definisjon

Proof of Work (PoW) er en konsensusmekanisme som brukes i blokkjeder for å validere transaksjoner og sikre nettverket. I PoW konkurrerer deltakere, kjent som gruvearbeidere, om å løse komplekse matematiske problemer ved å bruke betydelig beregningskraft. Den første gruvearbeideren som løser problemet får lov til å legge til en ny blokk i blokkjeden og mottar en belønning i form av kryptovaluta. Denne prosessen krever mye energi og beregningskraft, noe som gjør PoW energikrevende, men også svært sikker, da det krever betydelige ressurser å kompromittere nettverket.

Bakgrunnen til proof-of-work

Proof-of-Work har sine røtter i e-postteknologi. Spammeldinger var vanlig på begynnelsen av 1990-tallet, og en artikkel fra to akademikere, Cynthia Dwork og Moni Naor, om hvordan man kunne stoppe denne spammingen ble i løpet av denne tiden utgitt. I 1992 ble kryptografi allerede brukt til kjeder av blokker i dokumenter. Imidlertid var det først i 2004 at det ble gjort hovedarbeid gjennom utviklede tokens som tillot brukere å konsekvent validere hvert token på en legitim server.

Ansporet av finanskrakket i 2008 brukte Satoshi Nakamoto, den anonyme Bitcoin-grunnleggeren, flere teknologier for å lage konsensusmekanismen vi nå kjenner i krypto som Proof-of-Work. I dag har Proof-of-Work blitt implementert på nettverk som Bitcoin, Litecoin, Ethereum og Dogecoin. Det anses fortsatt for å være den sikreste og mest tidstestede konsensusalgoritmen i dag, til tross for at nyere protokoller for desentraliserte applikasjoner eksperimenterer med alternative konsensusmekanismer som Proof-of-Stake (PoS), delegert Proof-of-Stake (dPoS), og andre eksperimentelle algoritmer som bruker en fusjon av både Proof-of-Work og Proof-of-Stake.

Proof-of-Work funksjonalitet forklart

Så, hva er Proof of Work egentlig og hvordan fungerer det? Bitcoin og andre nettverk opererer på det som kalles Proof-of-Work (PoW) konsensusmekanisme. En konsensusmekanisme er en metode som lar hele systemet enes om nettverkets nåværende tilstand. Dette krever deltakelse fra minere, som fungerer som transaksjonsvalidatorer, og noder, som håndhever konsensusreglene. For å være «i konsensus» må hver node ha en identisk kopi av hovedboken og håndheve de samme reglene.

Hvis en node bruker en versjon av Bitcoin-protokollen mens en annen node bruker en litt annen versjon, vil nettverket ikke være kompatibelt. Bitcoin og andre blokkjedeprotokoller sikrer at hver transaksjon er permanent registrert på en digital hovedbok. Uenighet om hovedbokens funksjon vil skape usikkerhet og svekke nettverkets funksjonalitet.

For at blokkjeden skal være gyldig, må hver datamaskin være «i konsensus». Desentralisering innebærer at ingen sentral myndighet styrer systemet; i stedet overholdes lover styrt av matematikk og kode. En sentralisert myndighet kan misbruke sin makt over systemet. Derfor er konsensusalgoritmer essensielle for å oppnå et funksjonelt, tillitsminimert system.

PoW bruker energi og beregning for å beskytte nettverket mot angrep. Gjennom kryptografi, hashes og kompliserte oppgaver sikrer PoW at den digitale hovedboken forblir uforanderlig. For å endre blokkjeden kreves enorm beregningskraft og maskinvare som kan løse ekstremt vanskelige algoritmer. Dette gjør PoW-blokkjedenettverk svært sikre.

Mining og Proof-of-Work

Når det kommer til kryptovaluta, er mining eller «gruvedrift» og Proof-of-Work (PoW) ofte synonyme. PoW refererer til arbeidet som utføres ved å bruke energi, hvor minerne deler en Bitcoin-blokkbelønning, ofte kalt mining av bitcoin. Tidlig var det lettere å mine mynter fordi få deltok i mining av Bitcoin, Litecoin, Ethereum osv. Konkurransen var mindre, og færre blokker ble opprettet. Blokker registrerer transaksjonsdata permanent på blokkjeden. Mining av en blokk innebærer å løse et matematisk problem, og minerne mottar blokkbelønninger og transaksjonsgebyrer som kompensasjon.

Vanskelighetsgraden for Bitcoin-mining justeres hver 2016. blokk basert på antall tilgjengelige minere, for å sikre at hver blokk tar rundt 10 minutter å mine. Tidligere kunne man bruke en vanlig PC til å mine Bitcoin, men med økt vanskelighetsgrad kreves nå GPU-er eller spesialiserte maskiner kalt ASIC-er. Hele minefarmer er nå bygget for å være konkurransedyktige, noe som betyr at mining ikke lenger er lønnsomt uten store ressurser og billig energi.

Enkelt forklart fungerer mining slik: Tenk deg at jeg ber deg gjette et tall mellom 1 og 1 milliard. Det er mye vanskeligere enn å gjette et tall mellom 1 og 20. Hvis jeg ber deg gjette en 64-sifret streng med symboler fra 1–10 og bokstavene A–G, trenger du ekstrem flaks eller en kraftig maskin for å finne den riktige datastrengen. Hvis du gjetter riktig, har du «bevist arbeidet». Proof-of-Work har vært pålitelig fordi det krever enorm beregningskraft å angripe eller hacke nettverket, takket være det kryptografiske arbeidet som er utført. Dette sikrer nettverkets pålitelighet og sikkerhet.

Proof-of-Work vs Proof-of-Stake

Proof-of-Work (PoW) krever betydelige mengder energi for å validere transaksjoner, med Bitcoin-mining som bruker omtrent 0,5 % av verdens energiproduksjon. Selv om mye av energien kan komme fra fornybare kilder, er energiforbruket fortsatt høyt. PoW favoriserer også de som har mer ressurser, da de kan kjøpe kraftigere maskinvare for mining.

I motsetning til dette, baserer Proof-of-Stake (PoS) validering på hvor mye kryptovaluta en deltaker har staket, noe som reduserer behovet for kostbar maskinvare. Validatorer i PoS sikrer nettverket ved å satse sine egne midler som sikkerhet. Selv om PoS reduserer energiforbruket, har det potensielle sårbarheter. Hvis noen kontrollerer over 51 % av staket valuta, kan de kompromittere nettverket. For å balansere sikkerhet og effektivitet, kan noen protokoller i fremtiden bruke en kombinasjon av PoW og PoS.