Poin Penting

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

  • 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 PoW sebagai metode untuk mengamankan jaringan dan data blockchain mereka.

Perkenalan

Singkatnya, Proof of Work (PoW) adalah mekanisme yang diciptakan untuk mencegah pembelanjaan ganda dalam sistem pembayaran digital. Bitcoin dan banyak mata uang kripto lainnya menggunakan PoW sebagai metode untuk mengamankan jaringan dan data blockchain mereka. Mekanisme seperti ini sering disebut sebagai algoritma konsensus atau mekanisme konsensus, karena melibatkan banyak pihak untuk mencapai konsensus tanpa perlu saling percaya.

Proof of Work adalah algoritma konsensus pertama yang muncul, dan tetap menjadi salah satu yang paling penting bersama dengan Proof of Stake (PoS). PoW diperkenalkan oleh Satoshi Nakamoto pada whitepaper Bitcoin tahun 2008, namun teknologinya sendiri telah dikembangkan jauh sebelum itu.

HashCash Adam Back adalah contoh awal algoritma Proof of Work di masa pra-mata uang kripto. Dengan mengharuskan pengirim melakukan sedikit komputasi sebelum mengirim email, penerima dapat mengurangi spam. Perhitungan ini hampir tidak memerlukan biaya apa pun bagi pengirim yang sah, tetapi akan bertambah dengan cepat bagi seseorang yang mengirim email secara massal.

Apa itu Pembelanjaan Ganda?

Pembelanjaan ganda terjadi ketika dana yang sama dibelanjakan lebih dari satu kali. Istilah ini digunakan hampir secara eksklusif dalam konteks uang digital – lagipula, Anda akan kesulitan membelanjakan uang tunai yang sama dua kali.

Saat Anda membayar kopi hari ini, Anda menyerahkan uang tunai ke kasir yang mungkin menguncinya di mesin kasir. Anda tidak bisa pergi ke kedai kopi di seberang jalan dan membayar kopi lagi dengan tagihan yang sama. Namun, dalam sistem uang digital, ada kemungkinan Anda bisa melakukannya.

Anda pasti pernah menggandakan file komputer sebelum menggunakan perintah salin dan tempel. Anda juga mudah mengirim file yang sama melalui email ke lusinan orang. Karena uang digital hanyalah data, Anda perlu mencegah orang melakukan pembelanjaan ganda, yaitu menyalin dan membelanjakan unit yang sama di tempat berbeda. Sistem pembayaran digital yang gagal mencegah pembelanjaan ganda akan segera runtuh.

Untuk mengetahui lebih mendalam mengenai pembelanjaan ganda, lihat Penjelasan Pembelanjaan Ganda.

Mengapa Bukti Kerja Diperlukan?

Jika Anda membaca artikel kami tentang teknologi blockchain, Anda akan mengetahui bahwa pengguna mata uang kripto terus-menerus menyiarkan transaksi ke jaringan. Namun, transaksi ini tidak langsung dianggap sah. Itu hanya terjadi ketika mereka dikonfirmasi dan ditambahkan ke blockchain.

Blockchain Bitcoin, misalnya, berfungsi sebagai database transaksi publik (buku besar) yang dapat dilihat oleh setiap pengguna. Bayangkan seperti ini: Anda dan tiga orang teman memiliki buku catatan untuk melacak transaksi bitcoin Anda. Kapan pun salah satu dari Anda ingin melakukan transfer nilai, tuliskan:

Alice membayar Bob 5 BTC; Bob membayar Carol 2 BTC, dll.

Namun, setiap kali Anda melakukan transaksi, Anda mengacu pada transaksi tersebut dari mana dana tersebut berasal. Jadi, jika Bob membayar Carol dengan 2 BTC, entrinya akan terlihat seperti berikut:

Bob membayar Carol 2 BTC yang berasal dari transaksi sebelumnya dengan Alice.

Sekarang, kami memiliki cara untuk melacak unit 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 mengizinkan transaksi ditambahkan ke notepad karena 2 BTC tersebut telah dibelanjakan.

Sekarang, ini mungkin berhasil dengan baik dalam kelompok kecil. Semua orang mengenal satu sama lain, jadi mereka mungkin akan sepakat teman mana yang harus menambahkan transaksi ke notepad. Bagaimana jika kita menginginkan kelompok yang terdiri dari 10.000 peserta? Ide notepad tidak berkembang dengan baik, karena tidak ada seorang pun yang mau memercayai orang asing untuk mengelolanya.

Di sinilah Proof of Work berperan. Ini memastikan bahwa pengguna tidak mengeluarkan uang yang bukan hak mereka untuk membelanjakannya. Dengan menggunakan kombinasi teori permainan dan kriptografi, algoritma PoW memungkinkan siapa pun memperbarui blockchain sesuai dengan aturan sistem.

Bagaimana Cara Kerja PoW?

Bayangkan notepad kita dari contoh di atas adalah blockchain. Namun kami tidak menambahkan transaksi satu per satu – melainkan kami mengelompokkannya ke dalam beberapa blok. Kami mengumumkan transaksi ke jaringan, dan kemudian pengguna yang membuat blok akan memasukkannya ke dalam kandidat blok. Transaksi hanya akan dianggap valid setelah blok kandidatnya menjadi blok yang dikonfirmasi, artinya transaksi tersebut telah ditambahkan ke database blockchain.

Proses memvalidasi transaksi dan menambahkan blok baru disebut penambangan. Ini mahal dan sulit, tapi bisa juga bermanfaat. Hadiah blok terdiri dari biaya transaksi dari pengguna dan bitcoin baru yang dibuat oleh protokol.

Mekanisme Proof of Work mengharuskan penambang (pengguna yang membuat blok) menginvestasikan sumber daya seperti listrik dan daya komputasi untuk melakukan hashing pada data kandidat blok hingga solusi teka-teki ditemukan.

Men-hash data blok berarti meneruskannya melalui fungsi hashing untuk menghasilkan hash blok. Hash blok berfungsi seperti “sidik jari” – ini adalah identitas untuk data masukan Anda dan unik untuk setiap blok.

Dengan kata lain, penambang harus memverifikasi dan mengumpulkan transaksi yang tertunda, mengaturnya ke dalam blok kandidat, dan meneruskan data blok tersebut melalui fungsi hashing untuk membuat hash yang valid. Jika mereka berhasil menemukan hash yang valid untuk blok kandidat mereka, mereka menyiarkannya ke jaringan, menambahkan blok tersebut ke blockchain, dan mengumpulkan hadiah penambangan.

Ketika seorang penambang menyiarkan kandidat blok dan hashnya ke jaringan, peserta jaringan lainnya akan mengulangi proses hashing untuk memverifikasi bahwa keluarannya memang valid.

Meskipun diperlukan upaya hashing yang tak terhitung jumlahnya untuk menemukan hash yang valid, sangatlah mudah bagi siapa pun untuk mengonfirmasi bahwa hash yang dihasilkan benar. Mereka hanya perlu mengirimkan input yang sama (memblokir data) melalui fungsi hash dan memeriksa apakah outputnya sama.

Di Proof of Work, Anda harus menyediakan data yang hashnya cocok dengan kondisi tertentu. Tapi Anda tidak tahu bagaimana menuju ke sana. Satu-satunya pilihan Anda adalah meneruskan data Anda melalui fungsi hash dan memeriksa apakah data tersebut cocok dengan ketentuan. Jika tidak, Anda harus mengubah sedikit data Anda untuk mendapatkan hash yang berbeda. Mengubah satu karakter saja dalam data Anda akan menghasilkan hasil yang sangat berbeda, jadi tidak ada cara untuk memprediksi keluaran apa yang akan dihasilkan.

Akibatnya, jika Anda ingin membuat blok, Anda bermain tebak-tebakan. Anda biasanya mengambil informasi tentang semua transaksi yang ingin Anda tambahkan dan beberapa data penting lainnya, lalu melakukan hashing bersama-sama. Namun karena kumpulan data Anda tidak akan berubah, Anda perlu menambahkan informasi yang bersifat variabel. Jika tidak, Anda akan selalu mendapatkan hash yang sama dengan keluaran. Data variabel inilah yang kita sebut nonce. Ini adalah angka yang akan Anda ubah setiap kali mencoba, jadi Anda mendapatkan hash yang berbeda setiap saat.

Kesimpulannya, penambangan adalah proses mengumpulkan data blockchain dan melakukan hashing bersama dengan nonce hingga Anda menemukan hash tertentu. Jika Anda menemukan hash yang memenuhi kondisi yang ditetapkan oleh protokol, Anda berhak menyiarkan blok baru tersebut ke jaringan. Pada titik ini, peserta jaringan lainnya memperbarui blockchain mereka untuk memasukkan blok baru.

Untuk mata uang kripto utama saat ini, kondisinya sangat sulit untuk dipenuhi. Semakin tinggi tingkat hash pada jaringan, semakin sulit menemukan hash yang valid. Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa blok tidak ditemukan terlalu cepat.

Seperti yang bisa Anda bayangkan, mencoba menebak hash dalam jumlah besar bisa memakan banyak biaya di komputer Anda. Anda membuang-buang siklus komputasi dan listrik. Namun protokolnya akan memberi Anda imbalan berupa mata uang kripto jika Anda menemukan hash yang valid.

Mari kita rekap apa yang kita ketahui sejauh ini:

  • Penambangan itu sulit dan mahal tetapi memberikan keamanan pada jaringan.

  • Penambang yang berhasil menghasilkan blok yang valid akan diberi hadiah mata uang kripto yang baru diterbitkan dan biaya transaksi.

  • Menghasilkan hash yang valid membutuhkan waktu, namun pengguna lain dapat dengan mudah memeriksa validitasnya dengan mengulangi proses hashing.

Sejauh ini bagus. Namun bagaimana jika Anda mencoba menipu? Apa yang menghentikan Anda untuk memblokir banyak transaksi palsu dan menghasilkan hash yang valid?

Di sinilah kriptografi kunci publik berperan. Kita tidak akan membahasnya secara mendalam di artikel ini, namun lihat Apa itu Kriptografi Kunci Publik? untuk melihatnya secara komprehensif. Singkatnya, ada beberapa trik kriptografi menarik yang memungkinkan pengguna memverifikasi apakah seseorang berhak memindahkan dana yang ingin mereka belanjakan.

Saat Anda membuat transaksi, Anda menandatanganinya. Siapa pun di jaringan dapat membandingkan tanda tangan Anda dengan kunci publik Anda dan memeriksa apakah keduanya cocok. Mereka juga akan memeriksa apakah Anda benar-benar dapat membelanjakan dana Anda dan apakah jumlah masukan Anda lebih tinggi daripada jumlah keluaran Anda (yaitu, Anda tidak membelanjakan lebih dari yang Anda miliki).

Setiap blok yang berisi transaksi tidak valid akan ditolak secara otomatis oleh jaringan. Mahal sekali bagi Anda untuk mencoba berbuat curang. Anda akan menyia-nyiakan sumber daya Anda sendiri tanpa imbalan apa pun.

Di sinilah letak keindahan dari Proof of Work: membuat kecurangan menjadi mahal, namun menguntungkan jika bertindak jujur. Setiap penambang yang rasional akan mencari laba atas investasinya, sehingga mereka diharapkan berperilaku dengan cara yang lebih mungkin menghasilkan pendapatan.

Bukti Kerja (PoW) vs. Bukti Pasak (PoS)

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

Dalam sistem Proof of Stake, penambang digantikan dengan validator. Tidak ada penambangan yang terlibat dan tidak ada perlombaan untuk menebak hash. Sebaliknya, pengguna dipilih secara acak – jika mereka terpilih, mereka harus mengusulkan (atau “menempa”) sebuah blok. Jika blok tersebut valid, mereka akan menerima hadiah yang terdiri dari biaya transaksi blok tersebut.

Namun, tidak sembarang pengguna dapat dipilih – protokol memilih mereka berdasarkan sejumlah faktor. Agar memenuhi syarat, peserta harus mengunci saham, yang merupakan jumlah mata uang asli blockchain yang telah ditentukan. Taruhannya berfungsi seperti jaminan: sama seperti terdakwa memberikan sejumlah besar uang untuk mencegah mereka melewatkan persidangan, validator mengunci taruhan untuk mendisinsentifkan kecurangan. Jika mereka bertindak tidak jujur, saham mereka (atau sebagian darinya) akan diambil.

Proof of Stake memang memiliki beberapa keunggulan dibandingkan Proof of Work. Yang paling menonjol adalah jejak karbon yang lebih kecil – karena tidak diperlukan lahan pertambangan bertenaga tinggi di PoS, listrik yang dikonsumsi hanya sebagian kecil dari yang dikonsumsi di PoW.

Meski begitu, PoS tidak memiliki rekam jejak yang sama dengan PoW. Meskipun mungkin dianggap boros, penambangan adalah satu-satunya algoritma konsensus yang telah teruji selama lebih dari satu dekade. Sejak diluncurkan, PoW Bitcoin telah mengamankan transaksi senilai triliunan dolar. Untuk mengatakan dengan pasti apakah PoS dapat menyaingi keamanannya, staking perlu diuji secara tepat dalam jangka panjang.

Proof of Work adalah solusi orisinal terhadap masalah pembelanjaan ganda dan telah terbukti andal serta aman. Bitcoin membuktikan bahwa kita tidak memerlukan entitas terpusat untuk mencegah dana yang sama dibelanjakan dua kali. Dengan penggunaan kriptografi, fungsi hash, dan teori permainan yang cerdas, peserta dalam lingkungan terdesentralisasi dapat menyepakati keadaan database keuangan.

Bacaan lebih lanjut

  • Apa Itu Penambangan Mata Uang Kripto dan Bagaimana Cara Kerjanya?

  • Apa itu Kriptografi Kunci Publik?

  • Apa Itu Algoritma Konsensus Blockchain?

Penafian: Konten ini disajikan kepada Anda “sebagaimana adanya” hanya untuk informasi umum dan tujuan pendidikan, tanpa perwakilan atau jaminan apa pun. Hal ini tidak boleh ditafsirkan sebagai nasihat keuangan, hukum, atau profesional lainnya, juga tidak dimaksudkan untuk merekomendasikan pembelian produk atau layanan tertentu. Anda harus mencari nasihat Anda sendiri dari penasihat profesional yang tepat. Apabila artikel tersebut dikontribusikan oleh kontributor pihak ketiga, harap dicatat bahwa pandangan yang diungkapkan adalah milik kontributor pihak ketiga, dan tidak mencerminkan pandangan Binance Academy. Silakan baca penafian lengkap kami di sini untuk rincian lebih lanjut. Harga aset digital bisa berfluktuasi. Nilai investasi Anda mungkin turun atau naik dan Anda mungkin tidak mendapatkan kembali jumlah yang diinvestasikan. Anda sepenuhnya bertanggung jawab atas keputusan investasi Anda dan Binance Academy tidak bertanggung jawab atas kerugian apa pun yang mungkin Anda alami. Materi ini tidak boleh ditafsirkan sebagai nasihat keuangan, hukum, atau nasihat profesional lainnya. Untuk informasi lebih lanjut, lihat Ketentuan Penggunaan dan Peringatan Risiko kami.