Proof of Work (PoW) vs. Proof of Stake (PoS)

TL;DR

Proof of Work (PoW) dan Proof of Stake (PoS) adalah mekanisme konsensus yang paling umum. Mekanisme ini diadopsi oleh mata uang kripto utama untuk mengamankan jaringan.

Proof of Work digunakan di Bitcoin untuk memvalidasi transaksi dan mengamankan jaringan. PoW di antaranya mencegah pembelanjaan ganda. Blockchain diamankan oleh peserta yang disebut miner yang menggunakan daya komputasional guna memperebutkan hak untuk mengonfirmasi blok baru dan memperbarui blockchain. Miner yang berhasil akan diberi reward dalam bentuk BTC oleh jaringan. Per bulan Desember 2021, seorang miner bisa mendapatkan reward blok sebesar 6,25 BTC plus biaya transaksi dengan berhasil melakukan mining sebuah blok Bitcoin.

Perbedaan utama antara PoW dan PoS adalah caranya menentukan siapa yang boleh memvalidasi blok transaksi. Proof of Stake adalah alternatif yang paling populer dari Proof of Work. PoS adalah mekanisme konsensus yang bertujuan untuk memperbaiki beberapa batasan PoW, seperti masalah skalabilitas dan konsumsi daya. Di PoS, peserta disebut validator. Mereka tidak perlu menggunakan perangkat keras yang kuat guna memperebutkan kesempatan untuk memvalidasi blok. Sebagai gantinya, mereka perlu melakukan staking (mengunci) mata uang kripto asli dari blockchain tersebut. Kemudian, jaringan memilih pemenang berdasarkan jumlah kripto yang masuk staking yang akan diberi reward secara proporsional terhadap biaya transaksi dari blok yang divalidasi. Makin banyak koin yang masuk staking, makin tinggi kesempatan untuk dipilih sebagai validator.

Pendahuluan

Untuk memastikan bahwa transaksi yang dicatat di sebuah blockchain valid, jaringan ini mengadopsi berbagai mekanisme konsensus. Proof of Work (PoW) adalah yang paling tua. Mekanisme yang dibuat oleh Satoshi Nakamoto ini dianggap oleh kebanyakan orang sebagai alternatif yang paling aman. Proof of Stake (PoS) dibuat di kemudian hari, tetapi kini terdapat dalam sebagian besar proyek altcoin.

Selain dari Bitcoin, PoW juga digunakan di banyak mata uang kripto utama seperti Ethereum (ETH) dan Litecoin (LTC). Sebaliknya, PoS digunakan oleh Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA), dan altcoin lainnya. Perlu diperhatikan bahwa Ethereum berencana untuk beralih dari PoW ke PoS pada tahun 2022.

Apa itu Proof of Work (PoW) dan bagaimana cara kerjanya?

Proof of Work (PoW) adalah algoritme konsensus yang diadopsi oleh jaringan Bitcoin dan banyak mata uang kripto lainnya untuk mencegah pembelanjaan ganda. PoW diperkenalkan oleh Satoshi Nakamoto dalam whitepaper Bitcoin yang diterbitkan pada tahun 2008.

Intinya, PoW menentukan cara blockchain Bitcoin mencapai konsensus yang terdistribusi. Mekanisme ini digunakan untuk memvalidasi transaksi peer-to-peer secara trustless tanpa memerlukan penengah pihak ketiga.

Di jaringan PoW, seperti Bitcoin, transaksi diverifikasi oleh para miner. Mereka adalah peserta yang menggunakan sejumlah besar sumber daya untuk memastikan bahwa jaringan terus berjalan dengan aman dan dengan benar. Tugas para miner di antaranya adalah membuat dan memvalidasi blok transaksi. Namun, guna memperebutkan hak untuk memvalidasi blok berikutnya, mereka harus menggunakan perangkat keras mining yang sangat dikhususkan untuk menyelesaikan puzzle matematis yang kompleks.

Miner pertama yang berhasil menemukan solusi valid untuk soal matematika ini akan berhak untuk menambahkan blok mereka ke blockchain dan menerima yang disebut dengan reward blok. Reward blok terdiri dari mata uang kripto yang baru dihasilkan plus biaya transaksi. Jumlah kripto dalam sebuah reward blok bervariasi berdasarkan jaringan yang berbeda-beda. Misalnya, di blockchain Bitcoin, seorang miner yang berhasil bisa mendapatkan 6,25 BTC plus biaya dari setiap reward blok (per bulan Desember 2021). Namun, jumlah BTC baru yang dihasilkan per blok dikurangi sebesar 50% setiap 210.000 blok (sekitar setiap empat tahun) karena mekanisme yang disebut halving.

Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut mengenai model Proof of Work secara lebih mendetail, baca Apa Itu Proof of Work (PoW)?.

Apa itu Proof of Stake (PoS) dan bagaimana cara kerjanya?

Proof of Stake (PoS) adalah algoritme konsensus yang diperkenalkan pada tahun 2011 sebagai alternatif dari Proof of Work. Tujuannya adalah untuk mengatasi batasan skalabilitas dari jaringan PoW. PoS adalah algoritme paling populer kedua yang diadopsi oleh mata uang kripto seperti Binance Coin (BNB), Solana (SOL), dan Cardano (ADA).

Meskipun PoW dan PoS memiliki kesamaan tujuan dalam mencapai konsensus di blockchain, PoS memiliki cara yang berbeda dalam menentukan orang yang memvalidasi blok transaksi. Tidak ada miner di blockchain PoS. Daripada mengandalkan komputer yang kuat untuk memperebutkan hak validasi blok, para validator PoS mengandalkan kepemilikan kripto mereka.

Agar memenuhi syarat untuk memvalidasi sebuah blok, peserta harus mengunci koin dengan jumlah tertentu dalam smart contract tertentu di blockchain. Proses ini disebut dengan staking. Kemudian, protokol PoS akan menetapkan seorang peserta untuk memvalidasi blok berikutnya. Tergantung pada jaringannya, seleksi ini dapat dilakukan secara acak atau berdasarkan kepemilikan (staking) mereka. Validator yang terpilih dapat menerima biaya transaksi dari blok yang divalidasi sebagai reward. Biasanya, makin banyak koin yang dikunci, makin tinggi kesempatan untuk terpilih.

Silakan baca Penjelasan mengenai Proof of Stake (PoS) untuk detail lebih lanjut.

Perbedaan antara Proof of Work vs. Proof of Stake

Meskipun keduanya merupakan mekanisme konsensus yang menjamin keamanan jaringan blockchain, terdapat beberapa perbedaan di antaranya keduanya. Tentu saja, perbedaan utamanya adalah cara PoW dan PoS menentukan peserta yang memvalidasi transaksi baru. Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih jelas, mari kita lihat tabel di bawah ini:

	Proof of Work (PoW)	Proof of Stake (PoS)
Siapa yang dapat melakukan mining/memvalidasi blok?	Makin tinggi daya komputasional, makin tinggi peluang melakukan mining sebuah blok.	Makin banyak koin yang masuk staking, Anda makin mungkin memvalidasi blok baru
Bagaimana cara sebuah blok masuk mining/divalidasi?	Miner bersaing untuk menyelesaikan puzzle matematis yang kompleks menggunakan sumber daya komputasional mereka.	Biasanya, algoritme menentukan pemenang secara acak dengan memperhitungkan jumlah koin yang masuk staking.
Peralatan mining	Perangkat mining profesional, seperti ASIC, CPU, dan GPU	Komputer atau perangkat seluler apa pun dengan koneksi internet
Bagaimana cara reward didistribusikan?	Orang pertama yang melakukan mining blok akan menerima reward blok	Validator dapat menerima bagian dari biaya transaksi yang dikumpulkan dari blok yang divalidasi
Cara jaringan diamankan	Makin besar hash-nya, makin aman jaringan tersebut	Staking mengunci kripto di blockchain untuk mengamankan jaringan

Apakah Proof of Stake lebih baik daripada Proof of Work?

Pendukung Proof of Stake berpendapat bahwa PoS memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan PoW, khususnya terkait skalabilitas dan kecepatan transaksi. Dikatakan juga bahwa koin PoS lebih tidak berbahaya terhadap lingkungan dibandingkan dengan PoW. Sebaliknya, kebanyakan pendukung PoW berpendapat bahwa sebagai teknologi yang lebih baru, PoS belum membuktikan potensinya sehubungan dengan keamanan jaringan. Kenyataan bahwa jaringan PoW memerlukan jumlah sumber daya (perangkat keras, listrik, dll.) yang signifikan membuatnya menjadi lebih sulit untuk diserang. Hal ini berlaku untuk Bitcoin sebagai blockchain PoW terbesar.

Seperti yang disebutkan, Ethereum (ETH) diperkirakan akan beralih dari PoW ke PoS dalam peningkatan Ethereum 2.0. ETH 2.0 merupakan peningkatan yang lama dinantikan terhadap jaringan Ethereum untuk meningkatkan kinerjanya dan mengatasi masalah skalabilitasnya. Setelah implementasi PoS di Ethereum, siapa pun dengan setidaknya 32 ETH akan dapat berpartisipasi dalam staking untuk menjadi validator dan menerima reward.

Apakah PoS lebih baik daripada PoW? Apa yang membuat mata uang kripto terbesar kedua berdasarkan kapitalisasi pasar mengadopsi mekanisme konsensus baru?

Risiko sentralisasi

Di blockchain Proof of Work, mining mencakup proses menggunakan daya komputasi untuk melakukan hashing terhadap data blok hingga solusi yang valid ditemukan. Untuk mata uang kripto utama saat ini, solusi tersebut menjadi lebih sulit ditemukan dan proses menebak sejumlah besar hash dapat menjadi mahal sehubungan dengan perangkat keras dan listrik.

Oleh karena itu, beberapa miner lebih suka mengakumulasi sumber daya mining mereka dalam pool mining untuk mendapatkan kesempatan yang lebih besar dalam mendapatkan reward blok. Beberapa pool mining besar menginvestasikan jutaan dolar dan mengontrol ribuan perangkat keras mining ASIC untuk menghasilkan daya hashing sebanyak mungkin.

Per bulan Desember 2021, 4 pool mining teratas mengontrol sekitar 50% dari total daya hashing Bitcoin secara bersamaan. Dominasi pool mining ini makin menyulitkan para penggemar kripto individu dalam melakukan mining blok sendiri.

Lalu, seberapa besar tingkat desentralisasi mining? Di satu sisi, tidak ada satu entitas yang dapat mengontrol informasi di jaringan. Jika hal ini terjadi, serangan 51% akan dimungkinkan dan jaringan dapat kehilangan nilainya. Beberapa orang mungkin berpendapat bahwa meskipun masih terdesentralisasi, mining tidak lagi sangat terdesentralisasi. Area, produsen peralatan mining, dan produsen energi tertentu masih mendominasi mining dan mengurangi keseluruhan desentralisasi blockchain proof of work.

Mekanisme konsensus Proof of Stake mengambil pendekatan yang berbeda dan mengganti daya mining dengan staking. Mekanisme ini menurunkan batasan untuk masuk bagi seorang individu untuk mengonfirmasi transaksi, sehingga mengurangi penekanan terhadap lokasi, peralatan dan faktor lainnya. Staking Anda cukup ditentukan oleh jumlah token yang dimiliki.

Namun, sebagian besar jaringan PoS mengharuskan Anda untuk menjalankan node validator untuk memulai mengonfirmasi transaksi. Tindakan ini dapat menjadi mahal untuk dijalankan, tetapi tidak semahal beberapa alat mining. Kemudian, pelanggan melakukan staking terhadap token mereka di balik validator tertentu, sehingga memberikan model yang serupa dengan pool mining. Jadi, meskipun pengguna umum lebih mudah untuk berpartisipasi dalam Proof of Stake, mekanisme ini masih rentan terhadap masalah sentralisasi seperti pool mining.

Risiko keamanan

Selain risiko sentralisasi, kenyataan bahwa empat pool mining teratas memiliki mayoritas daya hashing dari jaringan Bitcoin dapat berpotensi meningkatkan risiko serangan 51%. Serangan 51% adalah potensi serangan terhadap keamanan sebuah sistem blockchain oleh seorang pelaku atau organisasi jahat yang berhasil mengontrol lebih dari 50% total daya hashing jaringan. Penyerang dapat menimpa algoritme konsensus blockchain dan melakukan tindakan jahat untuk keuntungan mereka sendiri, seperti pembelanjaan ganda, menolak atau mengubah catatan transaksi, atau mencegah orang lain melakukan mining. Namun, hal ini cenderung tidak akan terjadi di Bitcoin karena besarnya ukuran jaringan.

Sebaliknya, jika seseorang menyerang blockchain PoS, dia harus memiliki lebih dari 50% koin di jaringan tersebut. Hal ini akan menimbulkan permintaan di pasar dan kenaikan harga koin yang dapat menghabiskan biaya belasan juta dolar. Meskipun mereka melakukan serangan 51%, nilai koin mereka yang masuk staking akan turun drastis karena jaringan terkompromi. Oleh karena itu, serangan 51% hampir tidak mungkin terjadi pada kripto yang menggunakan konsensus PoS, khususnya jika kripto tersebut memiliki kapitalisasi pasar yang besar.

Kelemahan Proof of Stake

Kebanyakan orang menganggap Proof of Stake sebagai alternatif yang lebih baik terhadap Proof of Work, tetapi perlu diperhatikan bahwa terdapat kekurangan dalam algoritme PoS. Karena mekanisme distribusi reward, validator dengan lebih banyak aset yang masuk staking dapat meningkatkan kesempatan mereka untuk memvalidasi blok berikutnya. Makin banyak koin yang diakumulasi oleh seorang validator, makin banyak koin yang dapat masuk staking dan dihasilkan. Hal ini dikritik oleh beberapa orang sebagai “membuat yang kaya makin kaya”. Validator yang “makin kaya” ini juga dapat memengaruhi voting di jaringan, karena blockchain PoS sering kali memberikan hak tata kelola validator.

Kekhawatiran lainnya adalah risiko keamanan untuk kripto dengan kapitalisasi pasar lebih kecil yang mengadopsi PoS. Seperti yang disebutkan, serangan 51% hampir tidak mungkin terjadi pada mata uang kripto yang lebih populer, seperti ETH atau BNB. Namun, aset digital yang lebih kecil dengan nilai yang lebih rendah lebih rentan terhadap serangan. Penyerang dapat berpotensi memperoleh koin yang cukup untuk mengungguli validator lain. Mereka dapat mengeksploitasi sistem PoS dengan sering terpilih sebagai validator. Kemudian, reward yang diperoleh dapat digunakan untuk staking lebih lanjut dan meningkatkan kesempatan mereka untuk terpilih di ronde berikutnya.

Penutup

Proof of Work dan Proof of Stake sama-sama memiliki posisi di ekosistem kripto. Selain itu, sulit untuk mengatakan dengan pasti terkait protokol konsensus yang berfungsi lebih baik. PoW mungkin dikritik karena menghasilkan emisi karbon tinggi selama mining, tetapi telah membuktikan dirinya sebagai algoritme yang aman untuk melindungi jaringan blockchain. Namun, seiring beralihnya Ethereum dari PoW ke PoS, sistem Proof of Stake dapat menjadi lebih disukai oleh proyek baru di masa depan.