Bewijs van werk (PoW) verwijst naar een systeem dat een aanzienlijke maar beheersbare hoeveelheid inspanning vereist om lichtzinnig of kwaadwillig gebruik van rekenkracht te ontmoedigen, zoals het versturen van spam emails of het uitvoeren van denial-of-service aanvallen. Hal Finney breidde het begrip uit tot het beschermen van digitaal geld in 2004 met de SHA-256 hashing techniek en het concept van “herbruikbare bewijzen van werk”.
Bitcoin was de eerste veelgebruikte toepassing van Finney’s PoW concept nadat het in 2009 was uitgebracht. (Finney was ook de ontvanger van de eerste bitcoin transactie). Veel andere cryptocurrencies zijn gebaseerd op proof of work, dat een veilige, gedecentraliseerde consensus mogelijk maakt.
Bewijs van werk (PoW) is een gedecentraliseerde consensustechniek waarbij netwerkdeelnemers tijd moeten besteden aan het oplossen van een willekeurige wiskundige puzzel, om te voorkomen dat het systeem gehackt kan worden.
Bij het delven van cryptocurrency wordt proof of work algemeen gebruikt om transacties te valideren en nieuwe tokens te delven.
Bitcoin en andere cryptocurrency transacties kunnen op een veilige manier peer-to-peer uitgevoerd worden dankzij bewijs van werk, dat de noodzaak van een vertrouwde derde partij wegneemt.
Op schaal vraagt proof of work enorme hoeveelheden energie, die alleen maar toeneemt naarmate meer miners zich bij het netwerk aansluiten.
Proof of Stake (POS) was een van een aantal vernieuwende consensus technieken die ontwikkeld werden als vervanging voor proof of work.
Contents
Bewijs van werk begrijpen
Deze bespreking zal zich concentreren op hoe bewijzen van werk werkt in het bitcoin netwerk. Bitcoin is een digitaal geld dat ondersteund wordt door een “blockchain“, een soort gedistribueerd grootboek. Dit grootboek houdt alle bitcoin transacties bij en ordent ze in “blokken”, zodat geen enkele gebruiker tweemaal hetzelfde bedrag aan bitcoin kan uitgeven. Het grootboek is openbaar, of “verdeeld”, om manipulatie te voorkomen; een veranderde versie zou snel door andere gebruikers worden geweigerd.
In de praktijk identificeren gebruikers manipulatie met hashes, lange reeksen getallen die als werkbewijs fungeren. Wanneer je een reeks gegevens door een hashfunctie haalt (SHA-256 wordt in Bitcoin gebruikt), zal die nooit meer dan één hash opleveren. Maar door het “lawine-effect” zullen zelfs kleine veranderingen in een willekeurig deel van de oorspronkelijke gegevens een hash opleveren die totaal onherkenbaar is. De hash die een gegeven functie maakt zal even lang zijn, ongeacht de grootte van de onderliggende gegevensverzameling. De hashfunctie is een eenrichtingsfunctie: ze kan alleen gebruikt worden om te verifiëren of de gegevens die de hash creëerden overeenstemmen met de oorspronkelijke gegevens.
Voor een moderne computer zou het genereren van een willekeurige hash voor een reeks bitcoin transacties goedkoop zijn, dus stelt het bitcoin netwerk een bepaalde “moeilijkheidsgraad” in om het proces in “werk” om te zetten. Deze parameter wordt om de 10 minuten veranderd, waardoor een nieuw blok “gemined” wordt (aan de blockchain toegevoegd door een geldige hash te genereren). 5 De complexiteit van een hash wordt bepaald door zijn “doel”: hoe lager het doel, hoe beperkter de verzameling geldige hashes en hoe moeilijker het is er een te maken. In werkelijkheid betekent dit een hash met een lange reeks nullen aan het begin.
Speciale overwegingen
Hoe zorgen mijnwerkers ervoor dat ze een hash genereren die kleiner is dan het doel, gegeven dat een bepaalde verzameling gegevens maar één hash kan opleveren? Ze veranderen de invoer door er een nonce aan toe te voegen, wat een geheel getal is (“eenmalig gebruikt getal”). Als een geldige hash is ontdekt, wordt het blok naar het netwerk uitgezonden en aan de blockchain toegevoegd. 6
Hoewel het delven een competitieve industrie is, is het meer een loterij dan een race. Om de tien minuten zal iemand een passend werkbewijs produceren, maar wie het zal zijn is een raadsel. 7 Mijnwerkers bundelen hun krachten om hun kansen op het delven van blokken te maximaliseren, wat transactiekosten oplevert en, voor een korte periode, een beloning van nieuw geslagen bitcoins.
Omdat het veranderen van om het even welk deel van de blockchain zou betekenen dat alle volgende blokken opnieuw gemijnd moeten worden, maakt proof of work het ongelooflijk moeilijk. Omdat de machines en de kracht die nodig zijn om de hash functies uit te voeren duur zijn, maakt dit het onmogelijk dat een enkele gebruiker of een groep gebruikers de rekencapaciteit van het netwerk monopoliseert.
Hoe valideert Proof of Work een Crypto Transactie?
Het werk is lukraak van aard. In Bitcoin worden iteraties van SHA-256 hashing algoritmen gebruikt. De “winnaar” van een hashronde voegt echter transacties uit de mempool samen en neemt ze op in het volgende blok. Omdat de “winnaar” willekeurig gekozen wordt in verhouding tot het verrichte werk, stimuleert het iedereen op het netwerk om eerlijk te handelen en alleen echte transacties op te nemen.
Waarom hebben cryptocurrencies Bewijs van Werk nodig?
Blockchains, zoals bitcoin netwerken, vereisen een methode om zowel consensus als veiligheid te bereiken omdat ze gedecentraliseerd en peer-to-peer zijn ontworpen. Bewijs van werk is zo’n mechanisme dat pogingen om het netwerk te overschrijden buitensporig arbeidsintensief maakt. Andere verificatieprocedures, zoals proof of stake (PoS) en proof of burn, zijn minder middelen-intensief maar hebben andere nadelen of problemen. Het netwerk en de gegevens die erop opgeslagen zijn zouden blootgesteld zijn aan aanvallen of diefstal als er geen bewijsmechanisme was.
Gebruikt Bitcoin Bewijs van Werk?
Ja. Om transacties te valideren en te bevestigen, en om nieuwe bitcoins in omloop te brengen, gebruikt het een PoW algoritme dat gebaseerd is op de SHA-256 hashing functie. 1
Hoe verschilt Proof of Stake (PoS) van PoW?
PoS is een consensus mechanisme waarbij de node die bloktransacties zal delven of valideren willekeurig wordt toegewezen op basis van het aantal munten dat die node bezit. Hoe groter het aantal munten in een portemonnee, hoe meer mijnbouwkracht hij krijgt. Hoewel PoS aanzienlijk minder middelen vergt, heeft het verschillende nadelen, waaronder een hoger risico op een 51 procent aanval in kleinere cryptocurrencies en stimulansen om tokens op te slaan in plaats van ze uit te geven. 11
Andere Cryptocurrencies:
