Poin Utama
Proof of Work (PoW) adalah mekanisme konsensus yang dibuat untuk mencegah pembelanjaan ganda dalam sistem pembayaran digital.
PoW adalah bagian penting dari proses mining yang mencakup 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.
Pendahuluan
Singkatnya, Proof of Work (PoW) adalah mekanisme yang dibuat 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. Mekanisme ini sering kali disebut sebagai algoritma konsensus atau mekanisme konsensus, karena melibatkan banyak pihak untuk mencapai konsensus tanpa perlu saling memercayai.
Proof of Work adalah algoritma konsensus pertama yang muncul dan tetap menjadi salah satu yang paling penting bersama dengan Proof of Stake (PoS). PoW dihadirkan oleh Satoshi Nakamoto dalam whitepaper Bitcoin 2008, tetapi teknologinya sendiri sudah dikembangkan jauh sebelum saat itu.
HashCash milik Adam Back adalah contoh awal algoritma Proof of Work di masa sebelum mata uang kripto. Dengan mengharuskan pengirim untuk melakukan sejumlah kecil komputasi sebelum mengirim email, penerima dapat mengurangi spam. Komputasi ini hampir tidak memerlukan biaya apa pun bagi pengirim yang sah, tetapi biayanya akan cepat bertambah 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 – lagi pula, Anda akan kesulitan membelanjakan uang tunai fisik yang sama dua kali.
Ketika Anda membayar kopi hari ini, Anda menyerahkan uang tunai ke kasir yang mungkin menguncinya di kasir. Anda tidak dapat pergi ke kedai kopi di seberang jalan dan membayar kopi lagi dengan uang tunai yang sama. Namun, dalam sistem uang digital, ada kemungkinan Anda dapat melakukannya.
Anda pasti telah menduplikasi file komputer sebelum menggunakan perintah salin dan tempel. Anda juga mudah mengirim file yang sama melalui email ke puluhan orang. Karena uang digital hanyalah data, Anda perlu mencegah orang melakukan pembelanjaan ganda, yaitu tindakan menyalin dan membelanjakan unit yang sama di tempat yang berbeda. Sistem pembayaran digital yang gagal mencegah pembelanjaan ganda akan runtuh dalam waktu singkat.
Untuk lebih mendalami pembelanjaan ganda, baca Penjelasan Pembelanjaan Ganda.
Mengapa Proof of Work Penting?
Jika Anda telah 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 valid. Transaksi akan dianggap valid hanya setelah dikonfirmasi dan ditambahkan ke blockchain.
Misalnya, blockchain Bitcoin berfungsi sebagai database transaksi publik (buku besar) yang dapat dilihat oleh setiap pengguna. Bayangkan seperti ini: Anda dan tiga teman memiliki buku catatan untuk melacak transaksi bitcoin Anda. Setiap kali salah satu dari Anda ingin melakukan transfer nilai, Anda menuliskannya:
Alice membayar 5 BTC kepada Bob; Bob membayar 2 BTC kepada Carol, dll.
Namun, setiap kali Anda melakukan transaksi, Anda merujuk pada transaksi asal dana tersebut. Jadi, jika Bob membayar Carol dengan 2 BTC, entrinya akan terlihat seperti berikut:
Bob membayar Carol sebesar 2 BTC yang berasal dari transaksi sebelumnya dengan Alice.
Sekarang, kita memiliki cara untuk melacak unit BTC. Jika Bob mencoba melakukan transaksi lain menggunakan 2 BTC yang sama yang baru saja dia kirim ke Carol, semua orang akan segera mengetahuinya. Grup tidak akan mengizinkan transaksi ditambahkan ke buku catatan karena 2 BTC tersebut sudah dibelanjakan.
Cara ini mungkin berhasil dalam grup kecil. Semua orang saling mengenal, jadi mereka mungkin akan sepakat menentukan teman yang harus menambahkan transaksi ke buku catatan. Bagaimana jika kita menginginkan grup dengan 10.000 peserta? Konsep buku catatan tersebut tidak akan berhasil, karena tidak ada yang mau memercayai orang asing untuk mengelolanya.
Di sinilah Proof of Work berperan. PoW memastikan bahwa pengguna tidak membelanjakan uang yang tidak berhak mereka belanjakan. Dengan menggunakan kombinasi teori game dan kriptografi, algoritma PoW memungkinkan siapa pun untuk memperbarui blockchain sesuai dengan aturan sistem.
Bagaimana Cara Kerja PoW?
Bayangkan buku catatan kita dari contoh di atas adalah blockchain. Namun, kita tidak menambahkan transaksi satu per satu – sebagai gantinya, kita menggabungkannya ke dalam blok. Kita mengumumkan transaksi ke jaringan, lalu pengguna yang membuat blok akan menyertakannya ke dalam blok kandidat. Transaksi hanya akan dianggap valid setelah blok kandidatnya menjadi blok yang dikonfirmasi. Artinya, blok tersebut telah ditambahkan ke database blockchain.
Proses memvalidasi transaksi dan menambahkan blok baru disebut dengan mining. Proses ini mahal dan sulit, tetapi juga dapat menghasilkan reward. Reward blok terdiri dari biaya transaksi dari pengguna dan bitcoin baru yang dibuat oleh protokol.
Mekanisme Proof of Work mengharuskan miner (pengguna yang membuat blok) menginvestasikan sumber daya seperti listrik dan daya komputasi untuk melakukan hashing terhadap data blok kandidat mereka hingga solusi untuk sebuah puzzle ditemukan.
Hashing data blok berarti meneruskannya melalui fungsi hashing untuk menghasilkan hash blok. Hash blok berfungsi seperti "sidik jari", yaitu identitas untuk data input Anda yang bersifat unik untuk setiap blok.
Dengan kata lain, seorang miner harus memverifikasi dan mengumpulkan transaksi yang menunggu diproses, menatanya menjadi blok kandidat, lalu meneruskan data blok melalui fungsi hashing untuk membuat hash yang valid. Jika berhasil menemukan hash yang valid untuk blok kandidatnya, dia akan menyiarkannya ke jaringan, menambahkan blok tersebut ke blockchain, lalu mengumpulkan reward mining.
Ketika seorang miner menyiarkan blok kandidat dan hash mereka ke jaringan, peserta jaringan lain akan mengulangi proses hashing untuk memverifikasi bahwa output tersebut memang valid.
Meskipun diperlukan upaya hashing yang tak terhitung jumlahnya untuk menemukan hash yang valid, siapa pun mudah memastikan bahwa hash yang dihasilkan benar. Mereka hanya perlu mengirim input (data blok) yang sama melalui fungsi hash dan memeriksa apakah output-nya sama.
Dalam Proof of Work, Anda harus menyediakan data yang memiliki hash yang cocok dengan syarat tertentu. Namun, Anda tidak tahu cara mendapatkannya. Satu-satunya pilihan adalah meneruskan data melalui fungsi hash dan memeriksa apakah cocok dengan syarat tersebut. Jika tidak, Anda harus mengubah sedikit data Anda untuk mendapatkan hash yang berbeda. Mengubah satu karakter pun dalam data akan menghasilkan hal yang benar-benar berbeda, jadi tidak ada cara untuk memprediksi output.
Akibatnya, jika ingin membuat blok, Anda akan menebak-nebak. Anda biasanya mengambil informasi tentang semua transaksi yang ingin ditambahkan dan beberapa data penting lainnya, lalu melakukan hashing terhadap semuanya secara bersamaan. Namun, karena set data Anda tidak akan berubah, Anda perlu menambahkan sepotong informasi yang bervariasi. Jika tidak, Anda akan selalu mendapatkan hash yang sama sebagai output. Data variabel inilah yang disebut sebagai nonce. Ini adalah angka yang akan Anda ubah dengan setiap percobaan, sehingga Anda mendapatkan hash yang berbeda setiap saat.
Kesimpulannya, mining merupakan proses mengumpulkan data blockchain dan melakukan hashing terhadapnya bersamaan dengan nonce hingga Anda menemukan hash tertentu. Jika Anda menemukan hash yang memenuhi syarat yang ditetapkan oleh protokol, Anda berhak menyiarkan blok baru ke jaringan. Pada titik ini, peserta lain dari jaringan akan memperbarui blockchain mereka untuk menyertakan blok baru tersebut.
Untuk mata uang kripto utama saat ini, syaratnya sangat sulit dipenuhi. Makin tinggi laju hash di jaringan, makin sulit untuk menemukan hash yang valid. Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa blok tidak ditemukan terlalu cepat.
Seperti yang dapat Anda bayangkan, mencoba menebak sejumlah besar hash dapat menjadi mahal di komputer Anda. Anda menghamburkan siklus komputasi dan listrik. Namun, protokol akan memberikan reward berupa mata uang kripto jika Anda menemukan hash yang valid.
Mari kita ulas kembali semua yang sudah dibahas sejauh ini:
Mining merupakan proses yang sulit dan mahal, tetapi memberikan keamanan pada jaringan.
Miner yang berhasil menghasilkan blok yang valid akan diberi reward dengan mata uang kripto yang baru diterbitkan dan biaya transaksi.
Menghasilkan hash yang valid memerlukan waktu, tetapi pengguna lain mudah memeriksa validitasnya dengan mengulangi proses hashing.
Sejauh ini semuanya baik-baik saja. Namun, bagaimana jika Anda mencoba untuk berbuat curang? Apakah ada yang dapat menghentikan Anda menempatkan banyak transaksi penipuan ke dalam blok dan menghasilkan hash yang valid?
Di sinilah peran kriptografi kunci publik menjadi penting. Kita tidak akan membahasnya secara mendalam dalam artikel ini, tetapi bacalah Apa itu Kriptografi Kunci Publik? untuk mempelajarinya secara komprehensif. Singkatnya, ada beberapa trik kriptografi apik yang memungkinkan pengguna untuk memverifikasi apakah seseorang memiliki hak untuk memindahkan dana yang ingin dibelanjakannya.
Saat Anda membuat transaksi, Anda akan menandatanganinya. Siapa pun di jaringan dapat membandingkan tanda tangan Anda dengan kunci publik Anda dan memeriksa apakah cocok. Mereka juga akan memeriksa apakah Anda benar-benar dapat membelanjakan dana Anda dan bahwa jumlah input Anda lebih tinggi daripada jumlah output Anda (dengan kata lain, bahwa Anda tidak membelanjakan lebih dari yang Anda miliki).
Setiap blok yang memasukkan transaksi tidak valid akan otomatis ditolak oleh jaringan. Jadi, sangat mahal bagi Anda untuk mencoba curang. Anda akan menghamburkan sumber daya sendiri tanpa mendapatkan reward apa pun.
Di situlah letak keindahan Proof of Work: Mekanisme ini membuat tindakan curang mahal, tetapi tindakan jujur menguntungkan. Setiap miner yang rasional akan mencari laba atas investasi, sehingga mereka diharapkan berperilaku dengan cara yang lebih cenderung menghasilkan pendapatan.
Proof of Work (PoW) vs. Proof of Stake (PoS)
Terdapat banyak algoritma konsensus selain PoW, tetapi salah satu yang paling populer adalah Proof of Stake (PoS). Konsep ini muncul pada tahun 2011 dan telah diimplementasikan di Ethereum dan beberapa protokol lainnya.
Dalam sistem Proof of Stake, miner diganti dengan validator. Tidak ada mining yang tercakup dan tidak ada perlombaan untuk menebak hash. Sebaliknya, pengguna dipilih secara acak – jika terpilih, pengguna harus mengusulkan (atau melakukan "forging") sebuah blok. Jika blok tersebut valid, dia akan menerima reward yang terdiri dari biaya transaksi blok.
Namun, tidak sembarang pengguna dapat dipilih – protokol memilihnya berdasarkan sejumlah faktor. Agar memenuhi syarat, peserta harus mengunci staking, yaitu jumlah mata uang asli blockchain yang telah ditentukan. Staking berfungsi seperti jaminan: Sama seperti terdakwa menyiapkan sejumlah besar uang agar mereka tidak melewatkan persidangan, validator mengunci staking untuk mencegah kecurangan. Jika mereka bertindak tidak jujur, staking mereka (atau sebagian darinya) akan diambil.
Proof of Stake memang memiliki beberapa manfaat dibandingkan Proof of Work. Manfaat yang paling menonjol adalah jejak karbon yang lebih kecil – karena farm mining bertenaga tinggi di PoS tidak diperlukan, listrik yang dikonsumsi hanyalah sebagian kecil dari yang dikonsumsi di PoW.
Meskipun demikian, PoS tidak memiliki rekam jejak yang sama dengan PoW. Meskipun dapat dianggap boros, mining 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 dengan benar dalam jangka panjang.
Penutup
Proof of Work adalah solusi awal untuk masalah pembelanjaan ganda serta telah terbukti andal dan aman. Bitcoin membuktikan bahwa kita tidak memerlukan entitas tersentralisasi untuk mencegah dana yang sama dibelanjakan dua kali. Dengan penggunaan kriptografi, fungsi hash, dan teori game yang cerdas, peserta dalam lingkungan yang terdesentralisasi dapat menyepakati status database keuangan.
Bacaan Lebih Lanjut
Penafian: Konten ini disajikan kepada Anda dengan dasar “sebagaimana adanya” untuk informasi umum dan tujuan pendidikan saja tanpa pernyataan atau jaminan dalam bentuk apa pun. Konten ini tidak boleh dianggap sebagai nasihat keuangan, hukum, atau profesional lainnya ataupun dimaksudkan untuk menyarankan pembelian produk atau jasa tertentu. Anda sebaiknya mencari nasihat dari penasihat profesional yang sesuai. Jika artikel merupakan kontribusi dari kontributor pihak ketiga, harap diperhatikan bahwa pandangan yang dinyatakan berasal dari kontributor pihak ketiga dan tidak mencerminkan pandangan Binance Academy. Silakan baca penafian lengkap kami di sini untuk detail lebih lanjut. Harga aset digital dapat menjadi volatil. Nilai investasi Anda mungkin turun atau naik. Anda mungkin tidak mendapatkan kembali jumlah yang sudah diinvestasikan. Anda bertanggung jawab sepenuhnya terhadap keputusan investasi Anda. Binance Academy tidak bertanggung jawab terhadap segala kerugian yang mungkin Anda alami. Materi ini tidak boleh dianggap sebagai nasihat keuangan, hukum, atau profesional lainnya. Untuk informasi selengkapnya, baca Ketentuan Penggunaan dan Peringatan Risiko kami.