Proof of Work (PoW) is een consensusmechanisme dat door blockchain-netwerken wordt gebruikt om gedistribueerde consensus te bereiken. Het is het oorspronkelijke consensusmechanisme, dat in 2009 voor het eerst door Bitcoin werd gebruikt. Bij PoW strijden netwerkdeelnemers, ook wel miners genoemd, met elkaar om een rekenintensieve puzzel op te lossen. De eerste miner die de puzzel oplost, mag een nieuw blok met transacties aan de blockchain toevoegen en wordt beloond met nieuw geslagen cryptovaluta.
Gebruik de multichain Bitcoin.com Wallet-app, waar miljoenen mensen op vertrouwen om veilig en eenvoudig Bitcoin en de populairste cryptovaluta’s te kopen, verkopen, ruilen en beheren.
Hoe werkt Proof of Work (PoW)?
Het PoW-proces kan in de volgende stappen worden onderverdeeld:
- Transactie-uitzending: Wanneer een gebruiker een transactie start op een PoW blockchain, wordt de transactie verzonden naar het netwerk van knooppunten.
- Transactiebundeling: Knooppunten bundelen deze transacties in een pool, die vaak de 'mempool' (geheugenpool).
- Blok aanmaken: Miners selecteren transacties uit de mempool en bundelen deze tot een ‘blok’. Vervolgens voegen ze een header toe aan het blok, die een tijdstempel, een hash van het vorige blok en een nonce bevat.
- Nonce-iteratie en hashing: De nonce is een willekeurig getal dat miners voortdurend wijzigen en combineren met de gegevens van de blokheader om een hash te genereren. Het doel is om een nonce te vinden die, wanneer deze samen met de blokheader wordt gehasht, een hash oplevert die voldoet aan de moeilijkheidsdoelstelling van het netwerk.
- Beoogde moeilijkheidsgraad: De moeilijkheidsgraad is een maatstaf voor hoe moeilijk het is om een geldige hash te vinden. Deze wordt periodiek aangepast om ervoor te zorgen dat blokken in een relatief constant tempo worden gemined, doorgaans om de 10 minuten voor Bitcoin.
- Proof-of-Work-oplossing: Wanneer een miner een nonce vindt waarmee een hash aan de moeilijkheidsdoelstelling voldoet, heeft hij de PoW-puzzel opgelost.
- Uitzending blokkeren: De miner verstuurt het opgeloste blok naar het netwerk.
- Blokvalidatie en -toevoeging: Andere knooppunten controleren de geldigheid van het blok en zorgen ervoor dat alle transacties zijn toegestaan en dat de PoW-oplossing correct is. Als het blok geldig is, wordt het aan de blockchain toegevoegd.
- Uitkering van beloningen: De miner die het blok met succes heeft gemined, ontvangt een beloning in de vorm van nieuw gegenereerde cryptovaluta en transactiekosten uit de transacties die in het blok zijn opgenomen.
Bitcoin-mining vormt een fundamenteel onderdeel van het netwerk, maar er komt veel meer bij kijken dan op het eerste gezicht lijkt. Begin met de basisbeginselen in Wat is Bitcoin-mining?, en vergeet niet om te kijken naar hoe u uw inkomsten uit mijnbouw aangeeft voor belastingdoeleinden, als je inkomsten uit mining hebt.
Waarom is Proof of Work belangrijk?
PoW is van cruciaal belang om op PoW gebaseerde blockchain-netwerken veilig en betrouwbaar te houden. Dit gebeurt door middel van:
- Decentralisatie: Door het miningproces te spreiden over een netwerk van miners, voorkomt PoW dat één persoon of groep de blockchain kan controleren.
- Beveiliging: Door de rekenkracht die nodig is voor het minen, is het voor kwaadwillenden erg moeilijk en duur om de blockchain te wijzigen of dubbele besteding munten.
- Gebrek aan vertrouwen: PoW houdt in dat je geen vertrouwen hoeft te stellen in een centrale autoriteit, omdat het systeem is gebaseerd op wiskundige bewijzen en werk dat kan worden gecontroleerd.
Voordelen van Proof of Work (PoW)
Proof of Work (PoW) vormt al meer dan tien jaar de basis van de beveiliging van blockchain, met name voor Bitcoin. Dankzij zijn kracht en weerstand tegen aanvallen is het een betrouwbare manier geworden om consensus te bereiken, ook al verbruikt het veel energie. Hieronder volgen enkele van de belangrijkste voordelen van PoW:
- Beveiliging: De kracht van PoW ligt in de rekenkracht die nodig is om blokken te minen. Hierdoor is het voor aanvallers erg moeilijk en duur om de blockchain te manipuleren of munten dubbel uit te geven. Om eerdere transacties te wijzigen, zou een aanvaller het grootste deel van de hashkracht van het netwerk moeten beheersen (een 51%-aanval), wat te duur en vrijwel onmogelijk is voor gevestigde blockchains zoals Bitcoin.
- Decentralisatie: PoW draagt bij aan de decentralisatie doordat iedereen met voldoende rekenkracht kan deelnemen aan het minen. Deze open deelname zorgt ervoor dat geen enkele persoon of groep het netwerk kan controleren. Lees meer over decentralisatie in Wat is Bitcoin-governance?
- Transparantie: Het PoW-proces is openbaar en kan worden gecontroleerd. Iedereen kan controleren welk werk de miners hebben verricht en of de transacties op de blockchain geldig zijn.
- Eerlijkheid: De kans dat een miner een geldig blok vindt, hangt af van hoeveel hashingvermogen dat is zo. Dit betekent dat miners die meer middelen inzetten een grotere kans hebben om beloningen te ontvangen, wat zorgt voor een eerlijk en competitief systeem.
Nadelen van Proof of Work (PoW)
Hoewel is gebleken dat PoW een krachtige manier is om consensus te bereiken, heeft het ook enkele nadelen, waardoor mensen op zoek zijn gegaan naar alternatieve methoden. Hieronder volgen enkele van de belangrijkste nadelen van PoW:
- Energieverbruik: PoW verbruikt veel energie omdat miners hiervoor veel rekenkracht moeten inzetten, wat gepaard gaat met een hoog elektriciteitsverbruik. Dit heeft geleid tot bezorgdheid over de gevolgen van PoW-blockchains voor het milieu, vooral naarmate het netwerk groter wordt en er meer miners bijkomen. Lees meer in Welke invloed heeft Bitcoin op het milieu?
- Schaalbaarheid: PoW-blockchains kunnen slechts een beperkt aantal transacties per seconde verwerken. Dit kan leiden tot vertragingen in het netwerk en hogere transactiekosten wanneer er veel vraag is.
- Risico’s van centralisatie: Hoewel PoW bedoeld is om het systeem gedecentraliseerd te houden, kan het minen in de praktijk toch gecentraliseerd raken doordat grote miningpools met veel middelen het netwerk onder hun controle krijgen. Deze concentratie van hashkracht zou de mate van decentralisatie van de blockchain kunnen verzwakken.
- Hardwarekosten: Voor PoW-mining is speciale hardware nodig, zoals ASIC’s (Application-Specific Integrated Circuits), die duur kunnen zijn in aanschaf en onderhoud. Deze hoge toetredingsdrempel kan beperken wie er aan mining kan deelnemen en zou kunnen leiden tot meer centralisatie.
Proof of Work versus Proof of Stake
Proof of Stake (PoS) is een andere manier om consensus te bereiken, waarmee wordt geprobeerd een aantal problemen aan te pakken die verband houden met PoW. Bij PoS worden validators geselecteerd om nieuwe blokken voor te stellen op basis van de hoeveelheid cryptovaluta die ze bezitten en die ze bereid zijn om 'paal' als onderpand. Het verbruikt aanzienlijk minder energie dan PoW.
Lees meer: Wat is Proof of Stake?
