Proof of Work (PoW), eller arbeidsbevis, er en protokoll som opprinnelig ble laget for å stanse angrep som skal sette systemer ut av drift, og for å hindre de uønskede e-postene vi kjenner som spam. Protokollen har sitt utspring i en artikkel som dataekspertene Cynthia Dwork og Moni Naor publiserte i 1993. I 1999 kom den inn i litteraturen under dagens navn takket være innsatsen til forskerne Markus Jakobsson og Ari Juels.
Da PoW ble utviklet på nittitallet, var det vanligste bruksområdet å hindre forsøk på å lamme datasystemer, særlig DDoS-angrep (tjenestenekt). På samme måte ble Proof of Work brukt til å bekjempe spam. Den 31. oktober 2008 dukket protokollen opp i en helt annen form enn tidligere, nemlig i Bitcoin-whitepaperet som ble publisert av én eller flere personer under navnet Satoshi Nakamoto. Dokumentet "Bitcoin: Peer-to-Peer Electronic Cash System", som presenterte den første kryptovalutaen, viste hvordan et pålitelig betalingssystem og en kryptovaluta kan eksistere nettopp takket være Proof of Work-protokollen.
Proof of Work, som omtales i dokumentets fjerde del, svarer på spørsmålet om hvorfor denne mekanismen inngår i infrastrukturen til Bitcoin.
Slik fungerer Proof of Work
Bitcoin og mange andre kryptovalutaer er blokkjedesystemer som beskyttes av nettverk av desentraliserte noder. Hovedoppgaven til disse systemene er å sikre at nettverket består og går uavbrutt. I nettverket finnes aktører som kalles minere, og som har i oppgave å legge nye blokker til blokkjeden. Det lar seg bare gjøre ved å løse komplekse matematiske problemer, og siden problemene er svært vanskelige, kreves det kraftige prosessorer.
Den første mineren som løser problemet og verifiserer transaksjonene i blokken, kringkaster resultatet til nettverket og mottar kryptovalutabelønningen som er fastsatt i nettverket, i tillegg til transaksjonsgebyrene som er betalt for transaksjonene i blokken. Transaksjonene som minerne verifiserer og publiserer på nettverket, registreres i et distribuert regnskapssystem som kalles en blokkjede. Alle brukere som er koblet til nettverket, kan laste ned en kopi av blokkjeden og samtidig selv verifisere alle godkjente blokker.
Hva er fordelene og ulempene med Proof of Work-protokollen?
Proof of Work er den mest utbredte og mest grunnleggende protokollen i kryptobransjen, og den gir radikale endringer i både teknologi og økonomi ved å la et betalingssystem og en valuta fungere uten en sentral myndighet. Regnekraft brukes for eksempel som en av de viktigste mekanismene som sikrer dataene i nettverket. Takket være Proof of Work-protokollen må minst 51 prosent av regnekraften i nettverket erobres for at et angrep mot Bitcoin-nettverket skal lykkes. Tatt i betraktning størrelsen på Bitcoin-nettverket i dag og den enorme regnekraften (hashraten), er det svært usannsynlig at et slikt angrep vil lykkes. Regnekraft uttrykker hvor mange forsøk prosessorene i nettverket kan gjøre på ett sekund, og kan forstås som nettverkets verifiseringsstyrke.
Selv om kravet om å kontrollere mesteparten av regnekraften for å overta nettverket regnes som en av de største fordelene ved PoW-protokollen på grunn av sikkerheten det gir, advarer eksperter samtidig om at dette kan føre til monopolisering. På et visst punkt blir altså denne enorme fordelen til en av protokollens største ulemper. Prosessorene med den største andelen kan nemlig også få den største stemmemakten i nettverket. Prinsippet om desentralisering, som er Bitcoin-nettverkets viktigste egenskap, kommer dermed i motstrid med nettverkets egne prinsipper, fordi de sterkeste lett kan skaffe seg myndighet.
Det er svært lite sannsynlig at aktive Bitcoin-miningpooler erobrer 51 % av prosessorkraften i nettverket. I 2017 klarte likevel miningpoolen som drives av miningutstyrsprodusenten Bitmain, å nå 45 % av prosessorkraften i nettverket.
Fordi et system basert på PoW-protokollen krever høy prosessorkraft, fører det til svært intensiv energibruk. Dette kan gi både høye kostnader og en uansvarlig bruk av energiressursene.