Penjelasan proof of work

Proof of work adalah mekanisme konsensus di mana komputer yang disebut penambang (miner) bersaing memecahkan teka-teki komputasi, dan pemenangnya berhak menambahkan blok transaksi berikutnya ke blockchain. Memecahkan teka-teki ini membutuhkan tebakan dalam jumlah sangat besar dan energi nyata, tetapi siapa pun dapat memverifikasi jawabannya secara instan. Hal ini membuat buku besar mahal untuk diserang dan murah untuk diperiksa.

Sistem inilah yang telah mengamankan Bitcoin sejak 2009. Memahaminya menjelaskan mengapa mining ada, mengapa Bitcoin menggunakan begitu banyak listrik, dan mengapa sebagian jaringan beralih ke alternatif seperti proof of stake.

Masalah yang dipecahkan proof of work

Buku besar terdesentralisasi tidak memiliki bank sentral atau perusahaan yang memutuskan transaksi mana yang sah. Ribuan komputer independen harus menyepakati satu riwayat yang sama, meskipun sebagian peserta mungkin tidak jujur. Jika Litecoin masih baru bagi Anda, mulailah dengan apa itu Litecoin (LTC) dan cara kerjanya.

Bagian tersulit adalah mencegah pembelanjaan ganda (double spending): membelanjakan koin yang sama dua kali dengan menyiarkan transaksi yang saling bertentangan. Proof of work memecahkannya dengan membuat pembuatan blok menjadi mahal. Chain yang sah adalah chain dengan akumulasi kerja terbanyak, sehingga penyerang harus melampaui gabungan daya komputasi seluruh jaringan lainnya untuk menulis ulangnya. Skenario harga Ethereum Classic (ETC) untuk 2026–2027 kami menerapkan pendekatan katalis dan risiko yang sama pada proyek terkait. Jika ingin mendalami lebih jauh, baca Penjelasan mekanisme konsensus.

Gagasan ini lebih tua dari Bitcoin. Hashcash karya Adam Back, yang diusulkan pada 1997, menggunakan teka-teki serupa agar pengiriman email spam menjadi mahal. Satoshi Nakamoto mengadaptasi konsep itu dalam whitepaper Bitcoin.

Cara kerja mining langkah demi langkah

1. 1Kumpulkan transaksi. Penambang mengambil transaksi yang tertunda dari mempool dan menyusun blok kandidat.
2. 2Bangun header blok. Header berisi referensi ke blok sebelumnya, ringkasan transaksi, stempel waktu, dan sebuah kolom yang disebut nonce.
3. 3Hash berulang kali. Penambang memasukkan header ke fungsi hash (SHA-256 dua kali, dalam kasus Bitcoin), mengubah nonce dan kolom lain di setiap percobaan.
4. 4Periksa target. Jika hash yang dihasilkan berada di bawah target kesulitan jaringan, teka-teki terpecahkan. Jika tidak, coba lagi.
5. 5Siarkan blok. Penambang pemenang membagikan blok tersebut. Node lain memverifikasinya dalam sepersekian detik.
6. 6Terima imbalan. Penambang menerima subsidi blok (koin yang baru diterbitkan) ditambah biaya transaksi.

Karena keluaran hash tidak dapat diprediksi, satu-satunya cara menemukan hash yang sah adalah menebak secara brute force. Panduan kami tentang mining Bitcoin membahas perangkat keras dan ekonominya.

Penyesuaian tingkat kesulitan

Jika lebih banyak penambang bergabung, blok akan ditemukan lebih cepat; jika penambang pergi, lebih lambat. Untuk menjaga laju tetap stabil, jaringan proof of work menyesuaikan tingkat kesulitan secara otomatis.

Bitcoin menghitung ulang tingkat kesulitan setiap 2.016 blok, kira-kira setiap dua minggu, dengan target rata-rata satu blok setiap 10 menit. Jaringan lain menyesuaikan lebih sering. Lingkaran umpan balik ini membuat jaringan tetap berjalan meskipun sebagian besar penambang tiba-tiba berhenti. Lihat juga: Apa itu mata uang kripto? Panduan jelas untuk pemula.

Keamanan: serangan 51%

Keamanan proof of work bertumpu pada biaya untuk memperoleh mayoritas hash power. Penyerang yang menguasai lebih dari setengahnya dapat:

• Menyusun ulang atau mengecualikan transaksi terbaru.
• Membelanjakan koinnya sendiri dua kali dengan mengganti transaksi yang sudah terkonfirmasi.

Penyerang tidak dapat mencuri koin dari alamat orang lain atau menciptakan koin di luar aturan protokol, karena setiap node tetap memeriksa tanda tangan dan aturan.

Di Bitcoin, biaya serangan semacam itu sangat besar. Chain proof of work yang lebih kecil adalah cerita lain: Ethereum Classic, misalnya, mengalami beberapa serangan 51% pada 2019 dan 2020. Penjelasan kami tentang apa itu serangan 51% membahasnya lebih dalam.

Proof of work vs proof of stake

Ethereum beralih dari proof of work ke proof of stake pada September 2022. Untuk perbandingan lengkap, lihat PoW vs PoS. Artikel kami Monero vs Bitcoin membahas poin ini lebih lanjut.

Algoritma mining berbeda-beda

Tidak semua koin proof of work menggunakan teka-teki yang sama:

• SHA-256 — Bitcoin dan Bitcoin Cash. Didominasi mesin khusus yang disebut ASIC.
• Scrypt — Litecoin dan Dogecoin, yang dapat ditambang bersamaan melalui merge mining.
• RandomX — Monero, dirancang untuk menguntungkan CPU biasa dan menahan ASIC.
• Etchash — Ethereum Classic.

Pilihan algoritma memengaruhi siapa yang bisa menambang secara menguntungkan dan seberapa terpusat mining jadinya. Lihat juga: Apa itu mempool?

Kritik dan risiko

• Konsumsi energi. Mining Bitcoin menggunakan listrik dalam jumlah besar. Pendukung berpendapat bahwa mining makin banyak memakai energi terlantar atau surplus; pengkritik menilai tetap saja boros.
• Pemusatan mining pool. Sebagian besar penambang perorangan bergabung dengan pool agar imbalannya lebih stabil. Beberapa pool besar dapat menguasai porsi besar hash power, meskipun penambang perorangan bisa berpindah pool.
• Sentralisasi perangkat keras. Produksi ASIC terpusat pada sejumlah kecil perusahaan.
• Anggaran keamanan dari waktu ke waktu. Karena subsidi blok Bitcoin berkurang separuh kira-kira setiap empat tahun, biaya transaksi harus menyumbang porsi yang lebih besar dari pendapatan penambang.
• Kerentanan chain kecil. Koin dengan hash power kecil dapat diserang menggunakan kapasitas sewaan.

Kesimpulan

Proof of work mengamankan blockchain dengan membuat produksi blok mahal dan verifikasi murah. Rekam jejaknya di Bitcoin tak tertandingi, tetapi mekanisme ini mengonsumsi energi yang signifikan dan keamanannya sangat bergantung pada ukuran jaringan. Saat menilai koin proof of work, tanyakan seberapa besar hash power yang melindunginya, seberapa terpusat mining-nya, dan bagaimana jaringan akan membiayai keamanannya dalam jangka panjang.