Proof of Work algoritme

Elke cryptocurrency maakt gebruik van een bepaald algoritme. Het bekendste algoritme is het zogenaamde ‘Proof of Work’. Het betreft hier een mechanisme dat oorspronkelijk werd ingebouwd in de blockchain van Bitcoin. Dit mechanisme werd ingevoerd door Satoshi Nakamoto. De hele gedachte achter het algoritme is dat ze moet voorkomen dat er zomaar BTC-tokens bijgemaakt kunnen worden. Bent u ook benieuwd naar de precieze werking van het Proof of Work algoritme? U komt er op deze pagina alles over te weten!

De basis van het Proof of Work algoritme

Laat ons in eerste instantie even kijken naar de basis van het Proof of Work algoritme. Deze basis wordt gevormd door het mechanisme dat verantwoordelijk is voor het genereren van de zogenaamde ‘blokken’. Veel mensen denken dat dit mechanisme voor het eerst is uitgevonden door Satoshi Nakamoto, maar dat is niet correct. De technologie werd voor het eerst namelijk reeds beschreven in het jaar 1993. Uiteindelijk werd in het jaar 1999 ook de naam ‘Proof of Work’ aan de technologie verbonden. Dit gezegd zijnde is het wel zo dat deze technologie de prominente grondslag is voor de whitepaper van Nakamoto over Bitcoin. De whitepaper verscheen in het jaar 2008.

De basis van het Proof of Work algoritme stelt ze tegenover het reguliere betaalsysteem. Het belangrijkste verschil is terug te vinden in het feit dat u bij het uitvoeren van transacties over het reguliere betaalnetwerk afhankelijk bent van een derde partij. Het is de taak van deze partij om er voor te zorgen dat het bedrag bij partij A wordt afgeboekt om vervolgens bij (de correcte) partij B te worden bijgeboekt. In het geval van cryptocurrencies verloopt dat net even anders omdat er niet zomaar sprake is van één centrale partij. In plaats daarvan wordt er gebruik gemaakt van een uitgebreid netwerk bestaande uit (in het geval van Proof of Work) zogenaamde ‘miners’. Bij elke transactie wordt er een blok gecreëerd op de Ledger en deze block blijft tot de eeuwigheid bestaan. Alle blocks zijn bovendien onderling met elkaar verbonden wat meteen aan de basis ligt van de naam ‘blockchain’.

Transacties uitvoeren met Proof of Work algoritme

Op het ogenblik dat er een transactie wordt uitgevoerd met het Proof of Work algoritme dient er door middel van een ingewikkelde berekening te worden gecontroleerd of alles aan de transactie correct is of niet. Pas wanneer uit de controle blijkt dat, dat het geval is zal er een nieuwe, unieke blok worden aangemaakt. De uitgevoerde berekening beschikt over een zeer complex karakter. Bovendien is het ook nog eens zo dat ze behoorlijk krachtige hardware vereist om een dergelijke berekening te kunnen uitvoeren.

De computer of server welke als eerste de berekening weet uit te voeren en dus de blok kan aanmaken ontvangt daarvoor een bepaalde beloning. Dit proces wordt omschreven als ‘mining’. Een belangrijk nadeel van het Proof of Work algoritme is niet alleen dat er behoorlijk krachtige hardware voor is vereist, daarnaast is het ook nog eens zo dat ze behoorlijk wat energie verbruikt. Dit laatste heeft er reeds voor gezorgd dat menig aantal steden en zelfs landen onder meer Bitcoin mining aan banden hebben gelegd.

Hoe werkt het Proof of Work algoritme?

Het Proof of Work algoritme kunnen we het best omschrijven als een netwerkprotocol welke als doel heeft om een consensus te bereiken over de actuele status van de boekhouding. In de praktijk gaat het hierbij eigenlijk om een set van regels waarmee een overeenstemming dient te worden bereikt over de zogenaamde ledger. Deze ledger wordt op periodieke basis (zijnde elke 10 minuten) geüpdate met de laatste bekende data. Het is de miner die het vraagstuk heeft weten op te lossen die uiteindelijk een beloning en dus een vergoeding zal ontvangen voor de geleverde prestaties of het geleverde werk (dus ‘Proof of Work’). Betekent deze manier van werken dat iedereen met een computer zomaar over de mogelijkheid beschikt om deze vraagstukken te kunnen oplossen? In het begin was het met relatief eenvoudige hardware mogelijk om dergelijke berekeningen op te lossen. Echter wordt de moeilijkheidsgraad van de berekeningen stelselmatig verhoogd waardoor dat op vandaag niet langer het geval meer is. Waar u in eerste instantie met een relatief eenvoudige laptop nog kon minen is dat vandaag de dag absoluut geen optie meer.

De moeilijkheidsgraad bij het Proof of Work algoritme

De moeilijkheidsgraad van de berekeningen die uitgevoerd dienen te worden als onderdeel van het Proof of Work algoritme wordt stelselmatig aangepast en dus verhoogd. Dit is noodzakelijk omdat er voor moet worden gezorgd dat de berekeningstijd van ongeveer 10 minuten per blok gelijk dient te blijven. Dit overigens uitsluitend voor wat Bitcoin betreft, want deze hoeveelheid aan tijd kan perfect verschillend zijn bij andere digitale valuta’s die gebruikmaken van het Proof of Work algoritme. De steeds verder toenemende moeilijkheidsgraad zorgt er voor dat zelfs krachtige computers tegenwoordig niet of nauwelijks de mogelijkheid meer hebben om de vraagstukken op te lossen. In plaats daarvan wordt er gebruik gemaakt van complete netwerken waarbij de beloning die wordt ontvangen als het ware wordt gedeeld onder alle miners die aan het oplossen van het vraagstuk een bijdrage hebben geleverd.

Hoe veilig is het Proof of Work algoritme?

Tot slot rest er nog een belangrijke vraag, namelijk hoe veilig het Proof of Work algoritme nu in de praktijk echt is. Dat is een goede vraag. Er zijn in dit algoritme allerhande zekerheden ingebouwd. Op het ogenblik dat blijkt dat een blok frauduleus is zal dit door de miners worden vastgesteld en zal ze worden verwijderd of opnieuw gevalideerd. Dit zorgt er in de praktijk voor dat ook hackers eigenlijk maar weinig kans op slagen hebben. Op het ogenblik dat een deel van het netwerk wordt geïnfecteerd heet dit namelijk geen direct effect. Dit uiteraard omdat er een kopie van de blockchain is terug te vinden op alle machines die deel uitmaken van dat netwerk. Ook in dit geval zal het netwerk dus snel opmerken wanneer er sprake is van een lek en alle vereiste maatregelen nemen om er voor te zorgen dat dit lek geen invloed kan hebben op de transacties die deel uitmaken van de blockchain. Dit zorgt er voor dat het Proof of Work algoritme wel als betrekkelijk veilig kan worden bestempeld.

Conclusie

Ondanks het feit dat het Proof of Work algoritme aan de basis lag van de digitale valuta’s (en uiteraard in het bijzonder Bitcoin) zoals we deze op vandaag kennen moet het gezegd dat de toekomst van dit algoritme hoogst onzeker is. Buiten Bitcoin zijn er nog heel wat andere cryptocurrencies die er in eerste instantie voor hebben gekozen om van dit algoritme gebruik te maken, maar daar inmiddels graag op willen terugkomen. Het bekendste voorbeeld is Ethereum. De beperkingen van het Proof of Work algoritme zorgen er namelijk voor dat deze cryptocurrency aanzienlijk onder druk komt te staan. Het moet ook gezegd dat van alle algoritmes Proof of Work wellicht degene is waar het meeste nadelen aan verbonden zijn. Het feit dat ook steeds meer regio’s en landen in de wereld er voor kiezen om de mining farms een halt toe te roepen is uiteraard ook een punt om rekening mee te houden. Ondanks het feit dat veel voor de hedendaagse cryptocurrencies is begonnen met het Proof of Work algoritme is het dan ook niet onwaarschijnlijk dat er naar de toekomst toe steeds meer zullen evolueren in de richting van Proof of Stake of een ander algoritme.