Artikel ini akan memberikan Anda panduan tingkat pemula mengenai Bukti Kerja. Anda akan mempelajari apa saja yang diperlukan, perbedaan antara Proof of Work dan Proof of Stake, dan masih banyak lagi.
Untuk navigasi yang lebih mudah, lihat daftar isi:
- Apa yang dimaksud dengan Bukti Kerja?
- Mengapa kita membutuhkan PoW?
- Apa yang dimaksud dengan pembelanjaan ganda?
- Bagaimana cara kerja PoW?
- Bukti Kerja vs Bukti Kepemilikan
- Kesimpulan
- Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa yang dimaksud dengan Bukti Kerja?
Proof of Work (disingkat PoW) adalah apa yang disebut sebagai mekanisme konsensus (juga dikenal sebagai algoritma konsensus) yang digunakan dalam mata uang kripto. Apa yang dilakukannya adalah mencegah pengeluaran ganda. Proof of Work biasanya disebut sebagai metode keamanan buku besar mata uang kripto.
Sebagai algoritma konsensus pertama yang dibuat, Proof of Work masih dianggap sebagai algoritma yang dominan di antara algoritma konsensus lainnya. Satoshi Nakamoto, yang Bitcoin pencipta PoW, memperkenalkan PoW pada tahun 2008. Namun pada kenyataannya, teknologi yang memungkinkan PoW telah dikenal sebelum periode tersebut.
Contoh yang paling terkenal dari algoritma PoW sebelum era mata uang kripto adalah HashCash oleh Adam Back. Algoritma ini bekerja sebagai alat untuk mengurangi jumlah surat spam dengan mengharuskan pengirim untuk melakukan sejumlah komputasi sebelum mengirim email. Jumlah daya komputasi yang dibutuhkan relatif rendah untuk seorang pengirim email, tetapi meningkat secara dramatis untuk seseorang yang melakukan pengiriman email secara masif.
Mengapa Kita Membutuhkan Bukti Kerja?
Untuk menjawab pertanyaan ini, pertama-tama kita perlu melihat bagaimana teknologi blockchain bekerja.
Dalam jaringan Bitcoin, pengguna membutuhkan sistem untuk mengonfirmasi transaksi karena ketika mereka menyiarkan transaksi mereka ke jaringan, transaksi tersebut tidak langsung mendapatkan status tervalidasi. Transaksi harus menjadi bagian dari sistem blockchain terlebih dahulu. Karena blockchain merupakan sebuah database terbuka, setiap pengguna dapat mengikuti riwayat semua dana dalam jaringan. Cara termudah untuk melihatnya adalah dengan menggunakan notepad.
Inilah idenya:
- Anda dan tiga orang teman Anda berbagi buku catatan yang sama;
- Anda berempat menggunakan buku catatan ini untuk melacak transaksi dan melihat berapa banyak uang yang dihabiskan masing-masing;
- Untuk membuat setiap transaksi baru valid, saat membuatnya, Anda mengacu pada transaksi sebelumnya yang menyediakan dana;
- Jadi, jika salah satu teman Anda mencoba melakukan transaksi menggunakan dana yang sama - transaksi tersebut akan dianggap tidak valid dan akan diblokir.
Tetapi inilah masalahnya - sistem seperti ini hanya dapat bekerja untuk sekelompok kecil orang yang saling mengenal dan dapat mencapai kesepakatan ketika melakukan transaksi dan menulis detail mereka sendiri dalam buku catatan bersama untuk membuat operasi mereka sepenuhnya transparan dan dapat dilacak. Tetapi bagaimana jika Anda ingin melakukan hal yang sama untuk sekelompok besar pengguna online, katakanlah, 10.000 orang atau lebih? Dalam hal ini, pendekatan notepad tidak akan berhasil karena tidak ada orang yang mau membiarkan orang asing mengelola transaksi.
Dan itulah mengapa jaringan mata uang digital membutuhkan sistem Proof of Work. Mekanisme ini berfungsi sebagai penghalang bagi pengguna untuk membelanjakan aset yang bukan haknya. Algoritma PoW menggabungkan teori permainan dan kriptografi, sehingga memungkinkan pengguna blockchain Bitcoin memperbarui data transaksi Bitcoin sesuai dengan sistem.
Bagaimana cara kerja PoW?
Apa yang dimaksud dengan pertambangan?
Untuk memahami bagaimana Proof of Work bekerja, pertama-tama kita harus mempelajari apa itu mining.
Ketika menambahkan transaksi ke dalam blockchain, Anda tidak dapat menambahkannya secara terpisah - Anda harus mengumpulkannya ke dalam blok. Segera setelah transaksi muncul di dalam jaringan, konsepnya adalah sebagai berikut: transaksi tersebut harus ditambahkan ke dalam jenis blok tertentu yang disebut blok kandidat. Kemudian kandidat blok ini menunggu validasi untuk menjadi valid - dengan kata lain, untuk ditambahkan ke dalam blockchain.
Membuat blok baru bukanlah proses yang murah. Dibutuhkan sumber daya tertentu, yaitu daya komputasi. Atau tenaga penambang, karena orang yang membuat blok disebut penambang. Seorang penambang (dengan menggunakan komputer modern dengan CUP yang cukup) memecahkan apa yang disebut teka-teki komputasi - yaitu, hashing data blok tersebut.
Apa yang dimaksud dengan hashing data blok? Ini berarti memproses data melalui proses fungsi hash yang menghasilkan hash blok. Setelah diproses melalui fungsi hash, sebuah blok baru menerima kode unik - semacam sidik jari. “Sidik jari” ini memberikan identitas individu pada data input blok Anda.
Anda tidak dapat mengekstrak data input dari hash blok. Namun, jika Anda mengetahui inputnya, Anda dapat mengetahui apakah blok tersebut benar. Yang Anda perlukan hanyalah memproses input melalui fungsi hash dan memastikan bahwa outputnya sama.
Proof of Work membutuhkan hash data untuk mencocokkan kondisi tertentu. Untuk memastikan bahwa hash data sesuai dengan kondisi tersebut, Anda perlu menjalankannya melalui fungsi hash. Jika, setelah pemeriksaan, data tidak cocok, Anda hanya perlu memperbaikinya dengan mengubahnya sedikit. Penting untuk diketahui bahwa perubahan satu karakter saja akan membuat perbedaan besar sehingga hasil keluarannya tidak dapat diprediksi.
Intinya adalah membuat blok adalah tugas yang tidak dapat Anda prediksi. Ini semua bermuara pada hashing sejumlah transaksi dengan data penting lainnya. Apa yang akan selalu Anda perlukan adalah melengkapi kumpulan data konstan dengan sepotong data variabel. Tanpa itu, hasil hash Anda tidak akan pernah berubah.
Bagian data variabel yang kami sebutkan disebut nonce. Ini adalah angka yang berubah setiap kali memberi Anda hash yang berbeda. Proses itu sendiri disebut penambangan.
Jadi, apa itu penambangan?
- Penambangan adalah proses pengumpulan data blockchain dan melakukan hashing dengan nonce dengan tujuan untuk menemukan hash tertentu. Ketika seorang penambang menemukan sebuah hash yang sesuai dengan kondisi yang ditetapkan protokol, mereka mendapatkan hak untuk menyiarkan blok baru ke jaringan. Pada saat yang sama, blockchain diperbarui oleh pengguna jaringan lain yang memasukkan blok baru.
Kondisi yang harus dicocokkan selama proses penambangan berbeda antara mata uang digital. Misalnya, ada mata uang dengan kondisi yang sangat menantang. Itu semua tergantung pada tingkat hash jaringan - semakin tinggi tingkat hash, semakin sulit untuk menemukan hash yang valid. Ini semua adalah bagian dari desain - jika tingkat hash rendah, para penambang akan menemukan koin terlalu cepat, dan jumlahnya akan bertambah dengan cepat.
Akan tetapi, menambang bukanlah hal yang mustahil. Idenya adalah bahwa itu harus cukup sulit. Jika tidak, tidak akan ada gunanya bagi penambang lain untuk bergabung. Menambang adalah sebuah kompetisi. Setiap hari para penambang bersaing satu sama lain. Pekerjaan yang dilakukan para penambang pada akhirnya akan dihargai, yang meningkatkan antusiasme mereka untuk menambang lebih lanjut.
Seperti yang telah kami sebutkan sebelumnya, menambang (yaitu memecahkan teka-teki matematika) membutuhkan daya komputasi yang sangat besar. Namun, bukan hanya itu saja. Seperti yang Anda ketahui, komputer membutuhkan listrik untuk beroperasi. Jadi, hal ini membuat penambangan menjadi tugas yang berat dalam hal biaya listrik. Namun ada kabar baik - hash yang valid akan dihargai. Ini berarti bahwa setiap kali penambang menemukan hash yang valid, mereka akan mendapatkan hadiah blok di mata uang kripto.
Apa yang dimaksud dengan kriptografi kunci publik?
Dengan semua informasi yang disebutkan di atas, kami mendapatkan kesimpulan sebagai berikut:
- Penambangan membutuhkan biaya (perangkat keras penambangan + sejumlah besar daya listrik yang digunakan)
- Penambang mendapatkan hadiah blok untuk menemukan blok yang valid
- Dengan data input, pengguna blockchain dapat memastikan bahwa blok tersebut valid tanpa menggunakan terlalu banyak daya CPU.
Tetapi masalahnya adalah akan selalu ada orang yang ingin melakukan cara yang mudah. Dalam hal ini, orang-orang yang ingin mencoba melakukan kecurangan. Apakah itu mungkin? Dapatkah seseorang membuat sejumlah transaksi palsu, meng-hash mereka menjadi satu blok, dan lolos dengan membuat blok baru yang valid? Secara teknis, jawabannya adalah ya. Tetapi ada cara untuk menghentikan pelaku kejahatan agar tidak menyalahgunakan blockchain publik untuk kepentingan mereka.
Untuk memastikan apakah pengguna memiliki hak untuk membelanjakan dana, mekanisme kriptografi khusus digunakan - ini disebut kriptografi kunci publik. Konsepnya adalah sebagai berikut:
- Setelah membuat transaksi, pengguna harus menandatanganinya;
- Tanda tangan ini bersifat publik, dan setiap pengguna dapat mengaksesnya;
- Pengguna lain dapat membandingkan tanda tangan dengan kunci publik - jika cocok, maka transaksi tersebut valid;
- Pengguna juga dapat memastikan apakah pembuat transaksi benar-benar dapat membelanjakan dana mereka dan apakah jumlah output lebih rendah dari jumlah input.
Untuk detail lebih lanjut, silakan baca artikel ini.
Jaringan akan menghapus setiap blok transaksi yang tidak valid, yang mengakibatkan kerugian moneter yang sangat besar. Jadi, kecurangan dalam jaringan blockchain sangatlah mahal. Dan itulah ide sebenarnya di balik Proof of Work (dan mekanisme konsensus lainnya):
- Mekanisme konsensus PoW membuat kecurangan menjadi mahal, tetapi di sisi lain, mekanisme ini mendorong Anda untuk bertindak jujur, menghasilkan keuntungan besar dengan melakukannya.
Apa yang dimaksud dengan pembelanjaan ganda?
Ketika berbicara tentang Bukti Kerja, ada istilah mendasar yang harus Anda ketahui. Istilah tersebut adalah pengeluaran ganda.
A pengeluaran ganda pada dasarnya adalah dana yang ingin dibelanjakan oleh pengguna lebih dari satu kali. Ini adalah istilah umum untuk operasi uang digital. Alasannya adalah karena dana digital tidak sama dengan mata uang fiat - yaitu uang yang benar-benar ada di dunia nyata. Pada akhirnya, setiap orang yang berurusan dengan mata uang digital harus mengakui bahwa mata uang digital tidak memiliki nilai di dunia nyata. Namun sekali lagi, karena berbagai alasan, mata uang digital telah menjadi besar selama beberapa tahun terakhir yang mengakibatkan ledakan kripto dan sejumlah besar teknik penipuan. Salah satu teknik tersebut adalah pembelanjaan ganda.
Mari kita perjelas:
- Anda tidak dapat membayar dua kali dengan uang tunai fisik, tetapi Anda BISA (setidaknya mencoba) menggunakan dana mata uang digital yang sama untuk melakukan transaksi bitcoin (yang tentu saja merupakan penipuan).
Bayangkan situasi berikut ini: Anda membeli secangkir kopi dan membayarnya dengan uang tunai. Sekarang, jika Anda menginginkan secangkir kopi lagi, Anda tidak akan bisa membayarnya dengan uang dolar yang sama karena uang tersebut sudah diterima oleh kasir dan terkunci di mesin kasir. Anda juga tidak akan dapat menggunakan uang kertas tersebut di toko lain karena alasan yang telah disebutkan sebelumnya.
Namun dengan mata uang digital, Anda dapat melakukan trik tersebut. Karena uang digital hanyalah sekumpulan angka nol dan satu (yaitu data yang dikompresi dalam sebuah file), Anda dapat menduplikasi data ini dan mengirimkannya melalui email ke sebanyak mungkin orang yang Anda pilih. Itulah mengapa sangat penting untuk memiliki mekanisme yang mencegah orang menggunakan dana yang sama di tempat yang berbeda. Tanpa mekanisme seperti itu, pembelanjaan ganda akan menghancurkan mata uang.
Untuk informasi lebih lanjut mengenai pembelanjaan ganda, baca panduan ini.
Bukti Kerja vs Bukti Kepemilikan
Seperti yang telah kami nyatakan di atas, Proof of Work (PoW) bukanlah satu-satunya algoritma konsensus yang ada di luar sana. Pada bagian panduan ini, kita akan melihat saingan potensial untuk algoritma Proof of Work - Bukti Kepemilikan Saham.
Apa yang dimaksud dengan Bukti Kepemilikan Saham?
Proof of Stake adalah mekanisme konsensus populer lainnya yang memungkinkan untuk memvalidasi transaksi dan mencapai konsensus. Akan tetapi, PoS menggunakan pendekatan yang sama sekali berbeda dengan PoW. Tidak seperti Proof of Work, Proof of Stake bekerja secara virtual.
Ini berarti bahwa walaupun PoW membutuhkan daya komputasi yang sangat besar untuk menjalankan fungsi biaya CPU (atau untuk memecahkan teka-teki komputasi), fitur utama PoS adalah menggunakan validator. Validator mengunci sebuah taruhan untuk mencegah kecurangan. Setelah itu, para validator harus memutuskan blok berikutnya yang akan ditambahkan ke dalam rantai. Kemudian mereka bertaruh pada blok yang dipilih. Jika sebuah blok muncul dalam rantai, para validator menerima hadiah yang sebanding dengan seluruh taruhannya.
Apakah PoS lebih baik daripada PoW?
Proof of Stake belum sepenuhnya terintegrasi ke dalam blockchain kripto. Dan salah satu yang pertama kali melakukannya adalah jaringan Ethereum. Komunitas Ethereum berharap dapat beralih dari Proof of Work ke Proof of Stake dalam waktu dekat. Alasannya adalah Proof of Work terlalu berat pada konsumsi listrik - fungsi penetapan harga CPU membutuhkan lebih banyak daya penambangan daripada validasi transaksi melalui PoS. Dan semakin banyak penambang yang bergabung dengan mining pool, semakin banyak daya yang dibutuhkan.
Banyak orang di seluruh dunia yang khawatir dengan jumlah konsumsi daya ini. Itulah mengapa blockchain Ethereum ingin menggunakan mekanisme Proof of Stake dalam upayanya untuk mencari solusi yang lebih ramah lingkungan.
Hal lain dalam kompetisi PoW vs PoS adalah kecepatan (jumlah transaksi per detik). Dengan Proof of Stake, pengguna dapat mengirim dan menerima dana hanya dalam beberapa detik dibandingkan dengan proses Proof of Work yang membutuhkan waktu lebih lama. Faktor yang terakhir ini juga mempengaruhi pertumbuhan biaya transaksi dalam jaringan kripto.
Dan terakhir, ada masalah keamanan. Apakah Bukti Kepemilikan lebih aman daripada Bukti Kerja? Jawabannya adalah ya. Berkat protokol CASPER, PoS berpotensi lebih aman daripada PoW. Dan terlebih lagi, serangan peretas terhadap sistem berbasis PoS akan menjadi lebih mahal, sehingga lebih jarang terjadi.
Kesimpulan
Pada masa lalu, Proof of Work (PoW) adalah mekanisme asli untuk mendeteksi pengeluaran ganda di dalam Bitcoin blockchain. Menggabungkan kriptografi, fungsi hash, dan teori permainan, PoW membuat operasi yang lebih aman dalam jaringan terdesentralisasi yang menciptakan sistem berbasis konsensus terdistribusi yang stabil.
Pertanyaan Umum
Apa yang dimaksud dengan protokol Bukti Kerja?
Protokol PoW merupakan sebuah mekanisme untuk memvalidasi transaksi dalam sistem mata uang digital yang terdesentralisasi. Dengan Proof of Work, menjadi tidak mungkin untuk terlibat dalam pembelanjaan ganda - sebuah teknik penipuan dengan menggunakan satu dana yang sama untuk beberapa transaksi.
Apa perbedaan antara Bukti Kepemilikan dan Bukti Pekerjaan?
Terdapat dua perbedaan utama antara dua protokol konsensus yang paling populer ini. Perbedaan pertama adalah Proof of Stake menerapkan pendekatan yang lebih hemat energi, sedangkan Proof of Work membutuhkan energi listrik dalam jumlah besar untuk beroperasi. Perbedaan kedua adalah Proof of Stake berpotensi lebih aman berkat protokol CASPER dan meningkatnya biaya serangan peretas.
Apa yang Anda maksud dengan “teka-teki matematika?”
Memecahkan “teka-teki matematika” adalah proses menambang koin kripto. Para penambang di seluruh dunia menggunakan peralatan komputasi yang mahal dan mengkonsumsi banyak listrik untuk “menambang” bitcoin (dan koin kripto lainnya) dengan memproses data dalam jumlah yang sangat besar untuk membuat unit baru dan menambahkannya ke dalam blockchain.
Apa yang dimaksud dengan token PoW?
Token PoW adalah sebuah “mata uang” yang digunakan sebagai bentuk pembayaran semu dalam beberapa aplikasi seperti email. Jika sebuah email memiliki token PoW yang dilampirkan padanya, ini berarti email tersebut bebas dari spam. Token PoW juga digunakan untuk Bukti Kerja yang dapat digunakan kembali. Jadi secara teknis, token PoW adalah elemen dari sistem anti-spam.