Wat betekent Proof of Work?

Bitcoin en vele andere cryptocurrency staan er natuurlijk bekend om hun decentrale systeem. Er is dus geen bank of andere instantie die controles uitvoert op transacties. Toch moeten er natuurlijk controles worden uitgevoerd op transacties. Bij Bitcoin doen de miners dat zelf door het blockchain systeem. De blockchain is voor iedereen toegankelijk en fungeert als een groot register waar alle transacties in staan die ooit met Bitcoin zijn gemaakt. Doordat verschillende gebruikers een kopie van dit register hebben, kunnen de verschillende kopieën met elkaar vergeleken worden om te zien of alles wel in orde is en er geen afwijkingen in te vinden zijn. Elke 10 minuten wordt er een nieuw blok toegevoegd aan de blockchain door cryptocurrency miners. Meer over blockchain en miners kun je lezen op onze website. Het minen van Bitcoin is een zwaar proces waar veel rekenkracht bij nodig is. Bewijzen dat je genoeg rekenkracht in huis hebt is het Proof of Work (PoW) protocol.

Het Proof of Work netwerkprotocol

Een netwerkprotocol is een set regels waarmee overeenstemming bereikt moet worden als het om de blockchain gaat. De blockchain is een enorm belangrijk systeem bij veel cryptocurrency. Het is de enige vorm van controle die het systeem heeft. Het is dan ook zaak dat alles op de blockchain goed verloopt zonder enige fouten. Om een nieuw blok op de blockchain te kunnen zetten is dan ook veel rekenkracht nodig. Het is niet alleen het bundelen van transacties in een blok, maar er moet ook een moeilijke wiskundige som worden opgelost. Dit zijn sommen die alleen opgelost kunnen worden door de sterkste computers en servers. Door deze wiskundige rekensommen bewijst een gebruiker dat zijn of haar computer krachtig genoeg is om alle gegevens correct te verwerken. Proof of Work dus. Het netwerk werkt alleen als er genoeg rekenkracht aanwezig is en dat moeten de gebruikers bewijzen.

Het bewijzen dat je genoeg rekenkracht in huis hebt, doe je niet zomaar met je huis, tuin en keuken laptop. Miners hebben vaak grote computers en servers die zijn volgestopt met de beste hardware. Een flinke investering dus, maar wanneer een miner de eerste is die een blok kan toevoegen aan de blockchain, krijgt de gebruiker een beloning in de vorm van nieuwe cryptocurrency. Bij Bitcoin is deze beloning na de vierde halving in april 2024 gezakt naar 3,125 BTC per blok.

Bescherming tegen hackers

Naast dat het Proof of Work principe zorgt voor een betrouwbaar systeem zorgt het er ook voor dat indringers buiten de deur worden gehouden. Hacks worden namelijk razendsnel opgemerkt door miners. Wanneer een blok op de blockchain frauduleus is, zal deze meteen verwijderd worden en opnieuw gevalideerd. Door het Proof of Work principe is een systeem van bijvoorbeeld Bitcoin niet gevoelig voor hacks. Doordat de blockchain op zo veel verschillende plaatsen is opgeslagen moet een hacker meer dan de helft van alle kopieën vervangen door een frauduleuze versie. Er bestaat geen computer met genoeg rekenkracht om dit voor elkaar te krijgen. Dit wordt ook wel een 51% aanval genoemd en is bij Bitcoin vrijwel onmogelijk vanwege de enorme hoeveelheid rekenkracht die wereldwijd aan het netwerk bijdraagt.

Vormen quantumcomputers een risico voor Proof of Work?

Een onderwerp dat steeds vaker opduikt is de mogelijke dreiging van quantumcomputers voor Bitcoin en andere Proof of Work cryptocurrencies. Quantumcomputers werken fundamenteel anders dan gewone computers en zouden in theorie de cryptografische beveiliging achter Bitcoin kunnen kraken. Het gaat dan specifiek om het ECDSA algoritme waarmee private keys worden beveiligd. Als een quantumcomputer krachtig genoeg wordt, zou deze uit een publiek adres de bijbehorende private key kunnen afleiden. In 2026 is dat scenario echter nog ver weg. De huidige quantumcomputers hebben circa 100 qubits, terwijl er naar schatting miljoenen foutcorrigerende qubits nodig zouden zijn om Bitcoin’s encryptie daadwerkelijk te breken. Experts schatten dat dit nog minimaal 10 tot 20 jaar duurt.

Toch wordt er al volop aan oplossingen gewerkt. Het Amerikaanse NIST heeft in 2024 de eerste post-quantum encryptiestandaarden gepubliceerd. Bitcoin kan via een zogenaamde soft fork overstappen op quantum-resistente algoritmes wanneer dat nodig wordt. De Bitcoin community is zich bewust van dit toekomstige risico en werkt actief aan oplossingen, ruim voordat quantumcomputers daadwerkelijk een bedreiging vormen.

Energieverbruik en kritiek op Proof of Work

Een veelgehoord kritiekpunt op Proof of Work is het hoge energieverbruik. Omdat miners wereldwijd strijden om als eerste het wiskundige probleem op te lossen, verbruikt het Bitcoin netwerk evenveel energie als sommige middelgrote landen. Voorstanders wijzen erop dat miners steeds vaker gebruik maken van hernieuwbare energie en dat het energieverbruik nodig is om het netwerk te beveiligen. Tegenstanders vinden het energieverbruik te hoog, vooral in vergelijking met alternatieve systemen zoals Proof of Stake.

Proof of Stake als alternatief

Bitcoin was de eerste cryptocurrency en staat bekend als open source project. De code achter Bitcoin is vrij beschikbaar en mag door iedereen worden aangepast. Dit is dan ook veel gebeurd en hierdoor bestaan er inmiddels duizenden verschillende altcoins. Veel van deze nieuwere cryptocurrencies hebben gekozen voor een alternatief op Proof of Work, namelijk Proof of Stake (PoS). Bij Proof of Stake hoeven gebruikers geen dure hardware te kopen om transacties te valideren. In plaats daarvan zetten zij hun bestaande crypto in als onderpand (staking).

Het bekendste voorbeeld is Ethereum, dat in september 2022 volledig is overgestapt van Proof of Work naar Proof of Stake via “The Merge”. Hierdoor daalde het energieverbruik van het Ethereum netwerk met meer dan 99%.

Bitcoin blijft bewust vasthouden aan Proof of Work. De Bitcoin community ziet de hoge rekenkracht juist als een belangrijke pijler voor de beveiliging van het netwerk. Bitcoin is daarmee de grootste en meest gedecentraliseerde Proof of Work blockchain ter wereld.