Pengetahuan dasar Konsesus Blockchain POW (Proof-of-Work)

KRIPTOWEB3.ID - Proof of Work (PoW) adalah suatu metode konsensus yang diterapkan pada jaringan blockchain untuk memvalidasi dan menegaskan transaksi serta menciptakan blok baru yang akan ditambahkan ke blockchain. PoW pertama kali diperkenalkan oleh Bitcoin dan menjadi bagian penting dari cara kerja jaringan Bitcoin.

Apa Itu Konsensus PoW?

Proof of Work (PoW) adalah salah satu mekanisme konsensus yang digunakan dalam blockchain untuk memvalidasi transaksi dan menambahkan blok baru ke dalam blockchain. PoW didasarkan pada konsep penambangan (mining), di mana para penambang menggunakan kekuatan komputasi untuk menyelesaikan tugas matematika yang rumit.

Dalam PoW, para penambang bersaing untuk menyelesaikan tugas matematika kompleks yang memerlukan daya komputasi yang tinggi. Tugas ini membutuhkan penggunaan daya komputasi yang signifikan dan sumber daya energi yang besar. Setelah tugas ini diselesaikan, penambang pertama yang berhasil menyelesaikan tugas akan memiliki hak untuk menambahkan blok baru ke dalam blockchain. Ini juga memungkinkan mereka untuk mendapatkan imbalan dalam bentuk kripto yang disebut reward, serta biaya transaksi.

Proses PoW membutuhkan usaha komputasi yang besar, sehingga membuktikan bahwa sejumlah besar daya komputasi telah digunakan untuk memverifikasi transaksi. Ini membuat PoW sangat aman, karena serangan terhadap blockchain dengan kekuatan komputasi yang cukup besar menjadi sangat sulit dan mahal.

Meskipun PoW terbukti efektif dalam menjaga keamanan jaringan, model ini juga menuai kritik karena membutuhkan konsumsi energi yang tinggi. Sebagai respons terhadap kekhawatiran ini, berbagai protokol lain seperti Proof of Stake (PoS) mulai dikembangkan untuk mengurangi konsumsi energi yang dibutuhkan dalam validasi transaksi pada blockchain.

Baca Juga: Pengertian Konsensus (PoS) Proof of Stake

Prinsip Dasar (Pow) Proof of Work

Prinsip Proof of Work (PoW) adalah mekanisme konsensus yang digunakan dalam jaringan blockchain untuk memvalidasi transaksi, membuat blok baru, dan mengamankan jaringan. Berikut adalah uraian prinsip utama dari Proof of Work:

1. Tugas Komputasi yang Rumit:

• Tugas Matematika Sulit: Penambang (atau node dalam jaringan) diberi tugas matematika yang rumit dan memakan waktu. Tugas ini biasanya berupa pencarian nonce (angka acak) yang, ketika digabungkan dengan data blok, menghasilkan nilai hash yang lebih rendah dari target yang ditetapkan.

2. Pencarian Solusi:

• Pencarian Hash yang Memenuhi Syarat: Penambang (Miners) mulai mencoba berbagai nilai nonce secara berulang-ulang dan acak sampai mereka menemukan nilai yang, setelah di-hash bersama dengan data blok, menghasilkan nilai hash yang kurang dari target tertentu.

3. Verifikasi dan Validasi:

• Pengujian Validitas: Setelah penambang menemukan nonce yang sesuai, mereka mengirimkan blok yang berisi nilai nonce tersebut kepada jaringan.

• Verifikasi oleh Node Lain: Node lain dalam jaringan memeriksa validitas hash yang dihasilkan dan nonce yang digunakan untuk memastikan bahwa pekerjaan yang dilakukan oleh penambang telah sah.

4. Hak untuk Menciptakan Blok Baru:

• Hak Mendapat Hadiah: Penambang yang berhasil menemukan nonce yang memenuhi syarat memiliki hak untuk menciptakan blok baru yang berisi transaksi yang diverifikasi.

5. Tingkat Kesulitan yang Dikendalikan:

• Pengaturan Kesulitan: Tingkat kesulitan tugas PoW disesuaikan oleh protokol blockchain untuk memastikan bahwa blok baru dihasilkan secara konsisten dalam interval waktu tertentu. Semakin banyak penambang yang berpartisipasi, semakin tinggi tingkat kesulitannya.

Baca Juga: Pengertian Konsensus (DPoS) Delegated Proof of Stake

Tugas Inti dari Penambang (Miner) Konsesus PoW

Tugas inti dari penambang (atau validator) dalam sistem blockchain yang menggunakan konsensus Proof of Work (PoW) adalah:

1. Menyelesaikan Tugas Komputasi:

• Mencari Solusi untuk Tugas PoW: Penambang melakukan komputasi untuk menemukan solusi yang memenuhi kriteria tugas PoW yang rumit. Tugas ini sering kali terkait dengan pencarian nonce (angka acak) yang, ketika di-hash bersama dengan data blok, menghasilkan nilai hash yang lebih rendah dari target yang ditetapkan.

2. Verifikasi Transaksi:

• Mengkonfirmasi dan Membuat Blok Baru: Setelah menemukan nonce yang sesuai, penambang mengkonfirmasi transaksi yang valid dan membuat blok baru yang kemudian ditambahkan ke blockchain.

3. Persaingan untuk Menciptakan Blok:

• Kompetisi dalam Penyelesaian Tugas: Dalam jaringan blockchain, penambang bersaing untuk menyelesaikan tugas PoW lebih cepat dibandingkan dengan penambang lain. Penambang yang pertama kali menyelesaikan tugas tersebut berhak membuat blok baru untuk memperoleh imbalan.

4. Menerima Imbalan (Reward):

• Hadiah untuk Pencipta Blok: Penambang yang berhasil menyelesaikan tugas PoW dan membuat blok baru memiliki hak untuk menerima imbalan (reward), seperti koin kripto atau biasa disebut dengan biaya transaksi (network fees), sebagai insentif untuk usaha dan biaya yang mereka keluarkan.

5. Kontribusi pada Keamanan Jaringan:

• Mengamankan Jaringan: Dengan memvalidasi transaksi dan membuat blok baru, penambang berperan dalam menjaga keamanan jaringan. Proses PoW menghambat serangan yang berpotensi merusak keamanan jaringan blockchain.

Tugas inti penambang dalam konsensus PoW adalah menyelesaikan kerja komputasi yang rumit dan memvalidasi transaksi untuk menciptakan blok baru yang akan ditambahkan ke blockchain. Proses ini memerlukan sumber daya komputasi yang besar dan daya listrik yang signifikan untuk menyelesaikan tugas PoW yang diamanahkan.

Baca Juga: Pengertian Konsensus (PoA) Proof of Authority

Siapa saja yang Bisa atau Berhak menjadi Penambang atau Miners?

Siapa pun yang memenuhi persyaratan teknis dan memiliki akses ke perangkat keras dan perangkat lunak yang diperlukan dapat menjadi penambang atau validator pada sebuah jaringan blockchain. Namun, persyaratan ini dapat bervariasi tergantung pada jenis konsensus yang digunakan dalam jaringan blockchain tersebut.

Beberapa Faktor yang Mempengaruhi Kemampuan untuk Menjadi Penambang atau Validator:

1. Akses ke Perangkat Khusus: Beberapa blockchain memerlukan perangkat keras khusus, seperti ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) untuk PoW yang sangat spesifik. Untuk PoS (Proof of Stake), sejumlah besar token mungkin diperlukan sebagai jaminan untuk menjadi validator.

2. Kemampuan Komputasi: Kemampuan komputasi yang cukup tinggi seringkali diperlukan untuk menyelesaikan tugas PoW dalam waktu yang wajar. Ini memerlukan perangkat keras yang mempuni untuk melakukan komputasi yang intensif.

3. Keamanan dan Kepercayaan: Beberapa jaringan mungkin membutuhkan reputasi atau kepercayaan yang sudah teruji untuk menjadi validator yang dipilih, terutama dalam jaringan yang menggunakan konsensus seperti Proof of Authority (PoA) atau Proof of Reputation (PoR).

4. Jumlah Token atau Kepemilikan: Dalam PoS atau konsensus serupa, jumlah token yang dimiliki seseorang dapat mempengaruhi peluang mereka untuk dipilih sebagai validator. Semakin banyak token yang dimiliki, semakin besar peluang menjadi validator.

5. Partisipasi dalam Jaringan: Beberapa blockchain mungkin memperhitungkan partisipasi aktif dalam jaringan, seperti transaksi yang dilakukan atau kontribusi positif lainnya sebagai faktor dalam memilih validator.

Dalam banyak kasus, keberhasilan menjadi penambang atau validator dalam jaringan blockchain tergantung pada kapasitas teknis, akses ke perangkat keras dan perangkat lunak yang sesuai, serta kepatuhan pada aturan dan persyaratan protokol konsensus yang digunakan dalam jaringan tersebut.

Baca Juga: Pengertian Peer to Peer Pada Blockchain

Syarat Menjadi Penambang / Miner Pada Konsensus POW

Untuk menjadi penambang (miner) pada jaringan Bitcoin yang menggunakan konsensus Proof of Work (PoW), ada beberapa persyaratan umum yang harus dipenuhi:

1. Perangkat Khusus:

• Perangkat Khusus (ASICs): Diperlukan perangkat keras khusus yang disebut ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) untuk menyelesaikan tugas PoW pada jaringan Bitcoin. ASICs dikhususkan untuk melakukan komputasi yang diperlukan dengan efisiensi yang tinggi.

2. Daya Komputasi Tinggi:

• Kemampuan Komputasi: Penambang harus memiliki daya komputasi yang cukup tinggi untuk bersaing dalam mencari solusi tugas PoW yang rumit. Semakin besar daya komputasi, semakin besar kemungkinan menemukan solusi yang valid.

3. Koneksi Internet yang Stabil:

• Koneksi Internet yang Handal: Koneksi internet yang cepat dan stabil diperlukan untuk berpartisipasi dalam jaringan Bitcoin. Hal ini penting untuk menerima informasi baru dan memasukkan blok baru ke blockchain.

4. Pengetahuan Teknis:

• Pengetahuan Teknis: Memahami konsep blockchain, operasi perangkat keras, serta kemampuan untuk mengelola konfigurasi perangkat lunak yang diperlukan untuk menambang Bitcoin.

5. Biaya Operasional:

• Biaya Listrik dan Operasional: Menambang Bitcoin memerlukan biaya listrik yang signifikan karena kebutuhan daya komputasi yang tinggi. Penambang harus siap menghadapi biaya operasional yang cukup besar.

6. Ketersediaan Infrastruktur:

• Ketersediaan Infrastruktur: Memiliki infrastruktur yang memadai, termasuk perangkat keras, ruang penyimpanan, pendingin, dan perangkat lunak pendukung untuk menjalankan aktivitas penambangan.

Dalam konteks konsensus Proof of Work seperti Bitcoin, menjadi penambang memerlukan investasi yang signifikan dalam hal perangkat keras, daya komputasi, dan biaya operasional. Hal ini membuat aktivitas menambang Bitcoin menjadi semakin terpusat pada penambang besar yang memiliki sumber daya yang memadai untuk bersaing.

Baca Juga: Pengertian DApps dan Web3 

Kelebihan dan Kekurangan dari Konsesus POW?

Terdapat sejumlah kelebihan dan kekurangan dalam penggunaan konsensus Proof of Work (PoW) dalam jaringan blockchain:

Kelebihan Proof of Work (PoW):

1. Keamanan yang Tinggi: PoW memiliki tingkat keamanan yang tinggi karena memerlukan usaha dan biaya yang signifikan untuk menyerang atau memalsukan transaksi dalam blockchain.

2. Desentralisasi Awal: Pada awalnya, PoW memungkinkan partisipasi yang lebih luas dari berbagai penambang yang tersebar, membantu menjaga desentralisasi jaringan.

3. Sederhana dan Teruji: PoW adalah salah satu konsensus yang paling teruji dan telah digunakan dalam jaringan blockchain tertua dan paling terkenal, seperti Bitcoin.

Kekurangan Proof of Work (PoW):

1. Konsumsi Energi Tinggi: Salah satu kritik utama terhadap PoW adalah konsumsi energi yang sangat tinggi. Proses komputasi yang intensif membutuhkan daya yang besar dan ini terkait masalah/isu lingkungan.

2. Skalabilitas yang Terbatas: PoW bisa menghadapi masalah skalabilitas, terutama ketika jaringan terus tumbuh berkembang dan jumlah transaksi meningkat, yang dapat mengakibatkan penundaan dalam verifikasi transaksi.

3. Potensi Kekuasaan Terpusat (Centralized): PoW telah menimbulkan kekhawatiran tentang terkonsentrasinya kekuasaan di tangan penambang besar atau kolam penambangan (mining pools), yang dapat mengurangi desentralisasi.

4. Ancaman Terhadap Serangan: Meskipun mahal, serangan mayoritas (51% attack) masih merupakan ancaman yang mungkin, meskipun semakin sulit dilakukan.

Dalam beberapa tahun terakhir, karena perhatian terhadap konsumsi energi PoW, banyak jaringan blockchain telah mulai beralih ke konsensus alternatif seperti Proof of Stake (PoS), Delegated Proof of Stake (DPoS), dan variasi konsensus lainnya, yang memiliki pendekatan yang berbeda dalam mencapai konsensus dan mengatasi beberapa masalah yang dihadapi oleh PoW.

Baca Juga: Pengertian Smart Contracts dalam Blockchain

Tantangan dan Peluang Konsensus PoW

Tantangan dan peluang dari konsensus Proof of Work (PoW) memiliki beberapa aspek yang berbeda:

Tantangan Konsensus PoW:

1. Konsumsi Energi Tinggi: Salah satu tantangan utama PoW adalah konsumsi energi yang besar. Proses komputasi yang intensif memerlukan daya listrik yang signifikan, mengakibatkan kritik atas dampak lingkungan dan keberlanjutan.

2. Skalabilitas: PoW menghadapi masalah dalam skala transaksi. Proses PoW yang memerlukan waktu dan sumber daya yang besar dapat menyebabkan penundaan (Blockchain network congestion) dalam verifikasi transaksi ketika jumlah transaksi meningkat.

3. Konsentrasi Kekuasaan: Terdapat kekhawatiran tentang terkonsentrasinya kekuasaan di tangan penambang besar atau kolam penambangan (mining pools), yang dapat mengurangi desentralisasi jaringan.

4. Persaingan yang Tinggi: Persaingan dalam menambang atau menyelesaikan tugas PoW yang intensif membutuhkan investasi yang besar dalam pengadaan perangkat keras dan konsumsi energi listrik, membatasi partisipasi bagi individu atau entitas yang memiliki sumber daya yang terbatas.

Peluang Konsensus PoW:

1. Keamanan yang Tinggi: PoW telah terbukti efektif dalam menjaga keamanan jaringan blockchain, karena memerlukan biaya yang besar untuk menyerang atau memalsukan transaksi.

2. Desentralisasi Awal: Pada tahap awal, PoW memungkinkan partisipasi yang lebih luas dari berbagai penambang yang tersebar, membantu menjaga desentralisasi jaringan.

3. Peningkatan Teknologi: Inovasi dalam perangkat keras komputasi dan optimisasi algoritma dapat membantu mengurangi konsumsi energi dalam proses PoW.

4. Teruji dan Diketahui Keandalannya: Konsensus PoW telah ada dalam waktu yang lama dan telah teruji dalam skala besar di blockchain seperti Bitcoin, memberikan kepercayaan pada ketahanan jaringan.

Meskipun PoW memiliki sejumlah tantangan, terdapat peluang untuk mengatasi beberapa masalahnya melalui peningkatan teknologi, penelitian, dan inovasi. Namun, perdebatan terus berlanjut mengenai keberlanjutan, efisiensi, dan keefektifan PoW dalam jangka panjang.

Baca Juga: Pengertian NFT Non Fungible Token Kripto

Kesimpulan

Dalam kesimpulannya, konsensus Proof of Work (PoW) memiliki kelebihan seperti keamanan yang tinggi dan keandalan yang telah terbukti dalam blockchain seperti Bitcoin. Namun, PoW juga memiliki sejumlah kekurangan signifikan, seperti konsumsi energi listrik yang tinggi, masalah skala, dan potensi terkonsentrasinya kekuasaan.

Kesimpulan tentang Konsensus PoW:

1. Keamanan Tinggi: PoW telah membuktikan diri dalam menjaga keamanan jaringan blockchain karena memerlukan biaya besar untuk menyerang atau memalsukan transaksi.

2. Konsumsi Energi Tinggi: Salah satu kritik utama terhadap PoW adalah konsumsi energi yang besar, yang menjadi sumber perdebatan tentang keberlanjutan dan dampak lingkungan.

3. Tantangan Skalabilitas: PoW menghadapi tantangan dalam penanganan jumlah transaksi yang meningkat, yang dapat menyebabkan penundaan dalam verifikasi (Blockchain network congestion).

4. Desentralisasi Awal: Pada tahap awal, PoW memungkinkan partisipasi yang lebih luas dari berbagai penambang, namun, juga menyebabkan konsentrasi kekuasaan di tangan penambang besar.

5. Peningkatan Teknologi: Inovasi dalam perangkat keras komputasi dan optimisasi algoritma dapat membantu mengurangi konsumsi energi PoW.

Dalam beberapa tahun terakhir, kekhawatiran terkait dengan konsumsi energi dan skalabilitas PoW telah mendorong pengembangan konsensus alternatif seperti Proof of Stake (PoS) dan variasi lainnya. Meskipun demikian, PoW tetap menjadi konsensus yang teruji dalam menjaga keamanan jaringan blockchain, tetapi perdebatan akan keberlanjutannya terus berlanjut seiring berkembangnya teknologi dan kebutuhan jaringan blockchain.