Proof of Work (PoW) er en protokol, der oprindeligt blev skabt for at forhindre angreb, som skulle sætte systemer ud af drift, og for at stoppe de uønskede e-mails, vi kender som spam. Protokollen udspringer af en artikel, som datalogerne Cynthia Dwork og Moni Naor offentliggjorde i 1993. I 1999 blev den optaget i litteraturen under sit nuværende navn takket være forskerne Markus Jakobsson og Ari Juels.
Da PoW blev udviklet i 1990'erne, var det mest udbredte anvendelsesområde at forhindre forsøg på at lamme computersystemer — først og fremmest DDoS-angreb (denial of service). På samme måde blev Proof of Work brugt til at bekæmpe spam. Den 31. oktober 2008 dukkede protokollen op i en helt anden form end tidligere, nemlig i det Bitcoin-whitepaper, der blev udgivet af en person eller flere under navnet Satoshi Nakamoto. Dokumentet "Bitcoin: Peer-to-Peer Electronic Cash System", som præsenterede den første kryptovaluta, viste, hvordan et pålideligt betalingssystem og en kryptovaluta kan eksistere netop takket være Proof of Work-protokollen.
Proof of Work, der behandles i dokumentets fjerde afsnit, besvarer spørgsmålet om, hvorfor denne mekanisme indgår i Bitcoins infrastruktur.
Sådan fungerer Proof of Work
Bitcoin og mange andre kryptovalutaer er blockchain-systemer, der beskyttes af netværk af decentrale noder. Systemernes vigtigste opgave er at sikre netværkets holdbarhed og uafbrudte drift. På netværket findes aktører kaldet minere, hvis opgave er at føje nye blokke til blockchainen. Det kan kun lade sig gøre ved at løse komplekse matematiske opgaver, og fordi opgaverne er meget vanskelige, kræver det kraftige processorer.
Den første miner, der løser opgaven og verificerer transaktionerne i blokken, sender resultatet ud på netværket og modtager til gengæld den kryptovalutabelønning, netværket har fastsat, samt de transaktionsgebyrer, der er betalt for transaktionerne i blokken. De transaktioner, minerne verificerer og offentliggør på netværket, registreres i et distribueret regnskabssystem kaldet en blockchain. Alle brugere, der er tilsluttet netværket, kan hente en kopi af blockchainen og samtidig selv verificere alle godkendte blokke.
Hvad er fordelene og ulemperne ved Proof of Work-protokollen?
Proof of Work er den mest udbredte og mest grundlæggende protokol i kryptobranchen, og den skaber radikale forandringer i både teknologi og økonomi ved at lade et betalingssystem og en valuta fungere uden en central myndighed. Regnekraft bruges for eksempel som en af de vigtigste mekanismer, der sikrer data i netværket. Takket være Proof of Work-protokollen skal mindst 51 procent af netværkets samlede regnekraft erobres, før et angreb på Bitcoin-netværket kan lykkes. Med Bitcoin-netværkets nuværende størrelse og enorme regnekraft (hashrate) er det yderst usandsynligt, at et sådant angreb ville lykkes. Regnekraft angiver, hvor mange forsøg netværkets processorer kan foretage på ét sekund, og kan opfattes som netværkets verifikationsstyrke.
Selvom kravet om at kontrollere størstedelen af regnekraften for at overtage netværket regnes for en af PoW-protokollens største fordele på grund af den sikkerhed, det giver, advarer eksperter samtidig om, at det kan føre til monopolisering. På et tidspunkt bliver den store fordel altså til en af protokollens største ulemper. De processorer, der har den største andel, kan nemlig også få den største stemmevægt i netværket. Decentralisering, som er Bitcoin-netværkets vigtigste kendetegn, kommer dermed i modstrid med netværkets egne principper, fordi de stærke let kan tilrive sig magten.
Det er meget usandsynligt, at aktive Bitcoin-mining-pools kan erobre 51 % af netværkets processorkraft. I 2017 lykkedes det dog for den mining-pool, som producenten af mining-udstyr Bitmain driver, at nå op på 45 % af netværkets processorkraft.
Fordi et system baseret på PoW-protokollen kræver høj regnekraft, medfører det et meget intensivt energiforbrug. Det kan både betyde høje omkostninger og en uansvarlig brug af energiressourcerne.