De brug tussen fysiek en digitaal
De term proof-of-work wordt vaak geïnterpreteerd als "computers die rekensommetjes maken". Hoewel deze omschrijving niet onjuist is, omvat het niet geheel de kracht van proof-of-work. Proof-of-work zorgt namelijk voor een brug tussen de fysieke en de digitale wereld.
Block als representatie voor verricht werk
Proof-of-work draait niet om het kiezen van een gelukkige winnende miner die vers aangemaakte bitcoins in ontvangst mag nemen; dit stukje van proof-of-work, hoewel essentieel, dient slechts als motivatie voor miners om het werk te leveren. Krijgen zij geen beloning, dan wordt er ook geen werk geleverd.
De werkelijke functie van proof-of-work is het omzetten van elektriciteit in een digitaal block als onderdeel van de blockchain. Miners voeren continue hash-operaties uit totdat zij de cryptografische puzzel die dient als loterij voor de miners oplossen. Alle operaties die zij uitvoeren, al het werk dat zij leveren, doet er niet meer toe op het moment dat de oplossing is gevonden.
Een hashfunctie is een algoritme dat, gegeven een bepaalde input, een unieke output genereert. Vanuit de gegenereerde output kan niet terug berekend worden wat de input was, maar het is wel mogelijk om, gegeven de input, te controleren dat de eerder getoonde output klopt door het algoritme nogmaals uit te voeren met de input.
Die ene oplossing is representatief voor de enorme hoeveelheid energie die nodig was om deze oplossing te produceren. Dit is het "bewijs" van het werk dat is geleverd: proof-of-work. Deze oplossing wordt omgezet in een block en aan de blockchain toegevoegd, waardoor een aanvaller dezelfde hoeveelheid werk zou moeten leveren om de oplossing succesvol na te maken. Hiermee wordt de transactiegeschiedenis die aan de blockchain wordt toegevoegd hard; bijna alsof in het in steen geschreven is.
Digitaal en toch fysiek
Wanneer we een digitaal bestand van iemand ontvangen dan 'voelt' dat niet hetzelfde als wanneer we een geldmunt ontvangen. Bij het ontvangen van een geldmunt, bijvoorbeeld een euro, weten we zeker dat er waarde is overgedragen van de tegenpartij naar ons; we weten zeker dat de tegenpartij in ieder geval niet meer over die waarde beschikt.
De enorme hoeveelheid energie die geleverd is en gepresenteerd wordt door die ene oplossing, een oplossing die met heel weinig energie te verifiëren is, geeft ons deze zelfde zekerheid. Deze cumulatie van verbruikte energie geeft aan hoe moeilijk het is om de waardeoverdracht tussen twee partijen te vervalsen, waar dit bij het versturen van een gewoon digitaal bestand zo makkelijk is.
Het ontvangen van bitcoins 'voelt' en is daardoor net zo fysiek, misschien wel fysieker, als het ontvangen van een geldmunt. De bitcoin-transactie die wij ontvangen hebben is niet vervalsbaar. Deze onvervalsbaarheid is gevangen door de reeks van gekoppelde oplossingen die elk representatief zijn voor de praktisch onmogelijke opgave om sneller te rekenen dan alle miners bij elkaar. Proof-of-work maakt dat onze digitale bitcoins eigenschappen hebben die we normaal alleen terugzien in de fysieke wereld. Het is de brug tussen fysiek en digitaal.
