Decentralisatie is een van de belangrijkste kenmerken van de blockchain-technologie.
In grote lijnen betekent decentralisatie dat er geen centrale autoriteit is die bepaalt welke transacties op een blockchain waar zijn en welke niet.
Maar op de een of andere manier moeten de deelnemers aan het netwerk transactiegegevens valideren. Zij doen dit met algoritmen, consensusmechanismen genaamd, die valideren dat de transactiegegevens op de blockchain correct zijn.
Proof-of-work uitgelegd
Proof-of-Work (PoW) is een consensus-algoritme dat vereist dat blockchain-netwerkknooppunten uiterst complexe berekeningen uitvoeren (algoritme-berekeningen) om transacties te valideren.
Het blockchain-netwerk geeft een blokbeloning aan het eerste knooppunt dat alle noodzakelijke berekeningen met succes uitvoert. Zodra een winnaar is bepaald, valideert dat knooppunt de geldigheid van de gegevens in het blok.
Andere netwerkknooppunten controleren dan snel en gemakkelijk de juistheid van het resultaat. In wezen strijden de knooppunten om de eer om als eerste de taak te volbrengen en de beloning te innen.
Zo werkt Proof-of-Work
Proof-of-Work wordt gerund door netwerk validators, “miners” genaamd, die de rekenkracht leveren die nodig is om mee te dingen naar de blokbeloning, transacties te valideren, en nieuwe blokken te genereren.
Het netwerk moet regels opstellen om een mijnwerker te kiezen die het recht krijgt om het volgende blok in de keten te produceren om de miners te belonen voor hun inspanningen.
Het volgende is een basissamenvatting van hoe het PoW-algoritme werkt:
- Netwerkgebruikers voeren transacties uit door cryptocurrency naar elkaar te sturen.
- “Blokken” van transacties worden gecreëerd door alle transacties te combineren die in een bepaalde tijdsperiode zijn voltooid.
- Miners racen om hun rekenkracht te gebruiken om een complexe wiskundige puzzel op te lossen. Die vergelijkingen vereisen een aanzienlijke hoeveelheid rekenkracht.
- De authenticiteit van transacties binnen blokken wordt eerst gevalideerd door de miner die de puzzel als eerste oplost, en wordt vervolgens bevestigd door andere miners.
- De eerste miner die de puzzel oplost, ontvangt een blokbeloning. In het geval van Bitcoin is de beloning een vooraf bepaald bedrag aan bitcoin, wat ook de enige manier is waarop nieuwe bitcoin op de markt komt.
- Zodra de validatie is voltooid, voegt de blockchain het blok met gecontroleerde transacties toe aan het einde van de keten van blokken die samen het grootboek vormen.
- Het proces begint opnieuw.
- Voor- en nadelen van proof-of-work
Een van de grootste voordelen van Proof-of-Work is dat het effectief het blockchain netwerk verdedigt tegen hackpogingen door ze extreem moeilijk en duur te maken. Bovendien, hoe meer miners in het netwerk, en hoe meer gedistribueerd het netwerk, hoe minder kwetsbaar het is voor hacking pogingen. Een Proof-of-Work blockchain is zeer veilig.
Belangrijke gebreken
Proof-of-Work heeft echter een aantal belangrijke gebreken die hebben bijgedragen tot de creatie van alternatieve consensus-algoritmen. Naarmate de populariteit van cryptocurrency’s toeneemt, zetten steeds meer individuen miner-netwerken op om te wedijveren om de blokbeloning te ontvangen — wat lucratief kan zijn.
Als gevolg van de concurrentie is het energieverbruik van Proof-of-Work blockchains zeer hoog, en is het rekenwerk inefficiënt. Nog maar een paar jaar geleden konden mijnwerkers concurreren en met succes de blokbeloning van Bitcoin binnenhalen met een echt goede thuiscomputer die een goede grafische verwerkingseenheid (GPU) had. Tegenwoordig moeten mijnwerkers enorme mijnbouwuitrustingen samenstellen die bestaan uit efficiënte, dure en zeer gespecialiseerde apparatuur die bekend staat als toepassingsspecifieke geïntegreerde schakelingen (ASIC’s).
De kosten van apparatuur introduceren een interessant nieuw probleem dat het belangrijkste kenmerk van Bitcoin in gevaar kan brengen: zijn veiligheid en decentralisatie. Als mining onbetaalbaar wordt voor gewone gebruikers, kunnen blokken en transacties alleen bevestigd worden door rijke particulieren en bedrijven met grote mijnbouwfarms.
Als de eigenaars van grote miners de wetten van het netwerk beginnen te controleren, neemt de centralisatie toe.
Gezien de groeiende inefficiëntie van Proof-of-Work en het risico op een afname van de veiligheid en decentralisatie van deze netwerken als ze duurder worden voor de gemiddelde miner om aan deel te nemen, zijn blockchains zoals Ethereum andere consensusopties aan het onderzoeken, zoals Proof-of-Stake.