Proof of work förklarat

Proof of work är en konsensusmekanism där datorer som kallas miners tävlar om att lösa ett beräkningspussel, och vinnaren får rätten att lägga till nästa block med transaktioner i blockkedjan. Att lösa pusslet kräver enorma mängder gissningar och verklig energi, men vem som helst kan verifiera svaret direkt, vilket gör liggaren dyr att attackera och billig att kontrollera.

Det är systemet som har säkrat Bitcoin sedan 2009. Att förstå det förklarar varför mining finns, varför Bitcoin använder så mycket el och varför vissa nätverk har gått över till alternativ som proof of stake.

Problemet som proof of work löser

En decentraliserad liggare har ingen centralbank eller något företag som avgör vilka transaktioner som är giltiga. Tusentals oberoende datorer måste enas om en enda historik, även om vissa deltagare kan vara oärliga. Om Litecoin är nytt för dig kan du börja med vad Litecoin (LTC) är och hur det fungerar.

Det svåraste är att förhindra dubbelspendering: att spendera samma mynt två gånger genom att sända ut motstridiga transaktioner. Proof of work löser detta genom att göra det dyrt att skapa block. Den giltiga kedjan är den med mest ackumulerat arbete, så en angripare skulle behöva springa ifrån resten av nätverkets samlade datorkraft för att skriva om den. Våra prisscenarier för Ethereum Classic (ETC) 2026–2027 tillämpar samma metod med drivkrafter och risker på ett närliggande projekt. Vill du gå vidare kan du läsa Konsensusmekanismer förklarade.

Idén är äldre än Bitcoin. Adam Backs Hashcash, som föreslogs 1997, använde ett liknande pussel för att göra det dyrt att skicka skräppost. Satoshi Nakamoto anpassade konceptet i Bitcoins whitepaper.

Så fungerar mining steg för steg

1. 1Samla in transaktioner. En miner hämtar väntande transaktioner från mempoolen och sätter ihop ett kandidatblock.
2. 2Bygg blockhuvudet. Huvudet innehåller en referens till föregående block, en sammanfattning av transaktionerna, en tidsstämpel och ett fält som kallas nonce.
3. 3Hasha om och om igen. Minern kör huvudet genom en hashfunktion (SHA-256 två gånger när det gäller Bitcoin) och ändrar nonce och andra fält vid varje försök.
4. 4Kontrollera målet. Om den resulterande hashen ligger under nätverkets svårighetsmål är pusslet löst. Annars försöker man igen.
5. 5Sänd ut blocket. Den vinnande minern delar blocket. Andra noder verifierar det på en bråkdel av en sekund.
6. 6Ta emot belöningen. Minern får blocksubventionen (nyutgivna mynt) plus transaktionsavgifter.

Eftersom hashresultat är oförutsägbara är det enda sättet att hitta ett giltigt att gissa med råstyrka. Vår guide om Bitcoin-mining går igenom hårdvaran och ekonomin.

Justering av svårighetsgraden

Om fler miners ansluter skulle block hittas snabbare; om miners lämnar, långsammare. För att hålla en jämn takt justerar proof-of-work-nätverk svårighetsgraden automatiskt.

Bitcoin räknar om svårighetsgraden var 2 016:e block, ungefär varannan vecka, med målet att i snitt producera ett block var 10:e minut. Andra nätverk justerar oftare. Den här återkopplingen gör att nätverket fortsätter fungera även om en stor andel av minerna plötsligt stänger av. Se även: Vad är kryptovaluta? En tydlig guide för nybörjare.

Säkerhet: 51 %-attacken

Säkerheten i proof of work vilar på kostnaden för att skaffa majoriteten av hashkraften. En angripare med mer än hälften av den skulle kunna:

• Ändra ordningen på eller utesluta nyliga transaktioner.
• Dubbelspendera sina egna mynt genom att ersätta en bekräftad transaktion.

Angriparen skulle inte kunna stjäla mynt från andras adresser eller skapa mynt utöver protokollets regler, eftersom varje nod fortfarande kontrollerar signaturer och regler.

På Bitcoin är kostnaden för en sådan attack enorm. Mindre proof-of-work-kedjor är en annan sak: Ethereum Classic drabbades till exempel av flera 51 %-attacker 2019 och 2020. Vår förklaring av vad en 51 %-attack är går djupare.

Proof of work jämfört med proof of stake

Ethereum gick över från proof of work till proof of stake i september 2022. För en fullständig jämförelse, se PoW vs PoS. Vår artikel Monero vs Bitcoin utvecklar den här punkten.

Miningalgoritmerna skiljer sig åt

Alla proof-of-work-mynt använder inte samma pussel:

• SHA-256 — Bitcoin och Bitcoin Cash. Domineras av specialiserade maskiner som kallas ASIC:er.
• Scrypt — Litecoin och Dogecoin, som kan minas samtidigt genom merge-mining.
• RandomX — Monero, utformad för att gynna vanliga processorer och motstå ASIC:er.
• Etchash — Ethereum Classic.

Valet av algoritm påverkar vem som kan mina med lönsamhet och hur koncentrerad miningen blir. Se även: Vad är mempoolen?

Kritik och risker

• Energiförbrukning. Bitcoin-mining använder en stor mängd el. Anhängare hävdar att den i allt högre grad använder strandad energi eller överskottsenergi; kritiker menar att den är slösaktig oavsett.
• Koncentration till miningpooler. De flesta enskilda miners går med i pooler för att jämna ut belöningarna. Ett fåtal stora pooler kan kontrollera en stor andel av hashkraften, även om enskilda miners kan byta pool.
• Centralisering av hårdvara. Tillverkningen av ASIC:er är koncentrerad till ett litet antal företag.
• Säkerhetsbudgeten över tid. När Bitcoins blocksubvention halveras ungefär vart fjärde år måste avgifterna stå för en större del av minernas intäkter.
• Sårbarhet hos små kedjor. Mynt med lite hashkraft kan attackeras med hyrd kapacitet.

Slutsats

Proof of work säkrar en blockkedja genom att göra blockproduktion dyr och verifiering billig. Mekanismen har en oöverträffad meritlista på Bitcoin, men den förbrukar betydande energi och säkerheten beror i hög grad på nätverkets storlek. När du utvärderar ett proof-of-work-mynt, fråga dig hur mycket hashkraft som skyddar det, hur koncentrerad miningen är och hur nätverket ska betala för säkerheten på lång sikt.