När du köper via affiliate-länkar på vår webbplats kan vi få en provision utan extra kostnad för dig. Läs mer om 
Lär dig vad som menas med Proof of Work (PoW), även känt som bevis på arbete på svenska. Techopedia ger dig en enkel definition av denna konsensusmekanism inom kryptovärlden och förklarar hur den fungerar samt hur den skiljer sig från PoS (Proof of Stake).
Vad är Proof of Work (PoW)?
Proof of work (PoW) är ett centralt begrepp inom blockkedjetekniken och utgör en mekanism för att uppnå konsensus i decentraliserade nätverk.
Definitionen av proof of work är en konsensusmekanism som kräver att deltagare, så kallade miners, använder beräkningsresurser för att lösa komplexa kryptografiska ekvationer. Dessa matematiska pussel fungerar som ett sätt att validera transaktioner och skapa nya block i blockkedjan. Miners använder mjukvaruprogram som körs på datorsystem som kallas noder.
PoW introducerades först som en lösning för att bekämpa spam och DoS-attacker (denial-of-service) i centraliserade system. Konceptet anpassades för digitala tokens 2004 av den amerikanske programvaruutvecklaren Hal Finney som introducerade idén om “återanvändbart Proof of Work” med hjälp av den 160-bitars säkra hashalgoritmen 1 (SHA-1).
Satoshi Nakamoto, den anonyme utvecklaren av kryptovalutan Bitcoin (BTC), antog konceptet som den underliggande konsensusmekanismen för Bitcoin-blockkedjan som lanserades 2009. Sedan dess har PoW blivit synonymt med säkerhet och decentralisering inom kryptomarknaden.
Techopedia förklarar innebörden av Proof of Work
En blockkedja är en decentraliserad, distribuerad huvudbok som registrerar alla Bitcoin-transaktioner elektroniskt. Peer-to-peer-transaktioner (P2P) genomförs mellan användare som inte känner eller litar på varandra, och det finns ingen betrodd central mellanhand som en bank inblandad, så de betraktas som “förtroendelösa” transaktioner.
Konsensusmekanismer som PoW gör det möjligt för kryptovalutatransaktioner i blockkedjenätverk att vara “förtroendefria” och decentraliserade samtidigt som de ger säker funktionalitet för att förhindra fel eller bedrägerier.
För att förstå innebörden av Proof of Work kan man tänka sig att man använder en mining-uppgift som verifiering för ett block. Den miner som är först med att slutföra det kryptografiska pusslet vinner rätten att verifiera och lägga till ett block av transaktioner i blockkedjan. I utbyte mot att de använder resurser för att göra detta får de en viss mängd nypräglade Bitcoin och en andel av transaktionsavgifterna som belöning. Blockbelöningen halveras vart fjärde år i en process som kallas “halving“.
En av nackdelarna med Proof of Work är att det är energikrävande att ha stora datornätverk igång kontinuerligt för att lösa kryptografiska ekvationer. Delvis av det skälet har ingenjörer utvecklat andra typer av konsensusmekanismer för att verifiera transaktioner, till exempel Proof of Stake (PoS), Proof of Authority (PoA) och Practical Byzantine Fault Tolerance (BFT).
Hur fungerar Proof of Work?
Transaktionsdata i blockkedjan, såsom belopp, datum och tid samt avsändarens och mottagarens plånboksadresser, registreras och krypteras i ett blockhuvud.
Blockhuvudet där informationen för varje transaktion registreras är ett krypterat hexadecimalt nummer som blockkedjan skapar genom sin hashfunktion. Den hash som skapas för varje block används i hashen för nästa block, vilket skapar en permanent kedja av block som inte kan ändras eller manipuleras. Detta utgör grunden för en PoW-blockkedjas säkerhet och oföränderlighet.
Proof of Work och mining
När varje block stängs måste hashen valideras innan ett nytt block kan skapas. Hashen innehåller en serie siffror som kallas nonce, eller “number used once”. Miners genererar var sin hash. Nätverket fastställer ett mål, resultatet av en matematisk formel som omvandlas till ett hexadecimalt tal, som dikterar svårighetsgraden för miningen.
Miners måste generera ett hashvärde som är lägre än målet för att skapa ett nytt block. Om en miners hashvärde är högre än nätverksmålet lägger miningprogrammet till värdet 1 till noncen för att generera en ny hash. Den miner som löser hashen sänder lösningen till nätverket. Andra miners verifierar att hashvärdet är korrekt, och när konsensus har uppnåtts vinner minern rätten att lägga till blocket i kedjan och få belöningen för sitt arbete.
Svårighetsgrad för mining
Mining-svårigheten reglerar hur utmanande det är för miners att lösa de kryptografiska ekvationer som krävs för att skapa och lägga till nya block i kedjan. Svårighetsgraden justeras dynamiskt med jämna mellanrum – vanligtvis med några tusen block – för att säkerställa att den tid det tar att generera varje block förblir konstant på 10 minuter. Det primära syftet med att justera svårighetsgraden är att upprätthålla denna stabila takt för blockskapande, oavsett fluktuationer i nätverkets totala beräkningskraft (hashfrekvens).
Om hashfrekvensen ökar avsevärt, vilket tyder på att fler miners tävlar om att lösa de kryptografiska ekvationerna, kommer svårighetsgraden att öka för att göra pusslen svårare att lösa. Omvänt, om hashfrekvensen minskar, kommer svårighetsgraden att minska för att göra pusslen enklare, vilket säkerställer att det mindre antalet miners fortfarande kan generera blocken i önskad takt. Denna dynamiska justeringsmekanism hjälper till att stabilisera nätverket, förhindra snabba fluktuationer i blockskapandetider och säkerställa en smidig drift av blockkedjeprotokollet.
När nätverket justerar svårighetsgraden ändras i praktiken målvärdet för att skapa ett giltigt block, vilket gör det lättare eller svårare för miners att hitta en giltig hash.
Dessutom bidrar mining-svårigheten till att hålla blockkedjenätverket säkert, eftersom det avskräcker illvilliga aktörer från att försöka manipulera blockkedjan genom att överväldiga nätverket med beräkningsresurser.
Miners i PoW
Eftersom de ansvarar för att validera och lägga till nya block i PoW-blockkedjan är miners avgörande för Proof of Work-mekanismen. De ägnar beräkningsresurser åt att lösa nätverkets kryptografiska pussel och belönas med nypräglade Bitcoin och transaktionsavgifter för sina ansträngningar.
Den höga konkurrensen inom mining innebär att i takt med att Bitcoin-blockkedjan har blivit större och mer populär, med fler miners som ansluter sig till nätverket, har det blivit svårare för enskilda miners att vinna tävlingen om att lösa kryptografiska pussel. Som ett resultat av detta har miners gått från enskilda datorsystem till storskalig verksamhet och många miners har gått med i miningpooler för att öka sina chanser att få en belöning.
Full Node-operatörer i PoW
Full node-operatörer upprätthåller kopior av hela blockkedjan och validerar transaktioner utan att bedriva mining. De bidrar till nätverkssäkerheten genom att verifiera blockens och transaktionernas äkthet. Kopiorna gör att blockkedjan kan återställas vid störningar eller fel.
Proof of Work vs Proof of Stake
Medan PoW förlitar sig på beräkningskraft och energiförbrukning, syftar Proof of Stake (PoS) till att uppnå konsensus med lägre energiförbrukning och högre skalbarhet. PoS-nätverk väljer ut validatorer baserat på hur mycket kryptovaluta de innehar och är villiga att “satsa”, eller låsa, på blockkedjan som säkerhet.
Eftersom det inte finns något behov av att miners arbetar för att lösa kryptografiska pussel är PoS mindre energikrävande än Proof of Work. Validerare i PoS-nätverk kallas stakers snarare än miners och de får bara en andel av transaktionsavgifterna som belöning, inte nypräglade mynt.
Genom att välja stakers istället för att vänta på att miners ska lösa ekvationer kan PoS-blockkedjor köras med mycket snabbare blockskapande än PoW-kedjor. Till exempel är Ethereums genomsnittliga blocktid, som representerar dess blockskapande hastighet, cirka 12 sekunder, jämfört med Bitcoins 10 minuter. Ethereum fungerade ursprungligen som en PoW-blockkedja men övergick till PoS för att öka skalbarheten.
| Aspekt | Proof of Work (PoW) | Proof of Stake (PoS) |
|---|---|---|
| Konsensusmekanism | Kräver att miners löser kryptografiska pussel genom beräkningar | Väljer validerare baserat på mängden kryptovaluta de håller |
| Energiförbrukning | Hög, förlitar sig på beräkningskraft och konsumerar betydande energi | Lägre, eftersom det inte kräver omfattande beräkningskraft |
| Validerare | Miners | Stakers |
| Belöningssystem | Miners får nyskapade mynt samt transaktionsavgifter | Validerare får en andel av transaktionsavgifterna som belöning |
| Skalbarhet | Generellt lägre på grund av långsammare blockskapningshastigheter | Högre på grund av snabbare blockskapningshastigheter |
Kryptovalutor som använder Proof of Work
Flera framstående kryptovalutor använder PoW som sin konsensusmekanism, inklusive Bitcoin, Dogecoin, Litecoin, Monero och Nervos Network. Deras underliggande blockkedjenätverk förlitar sig på PoW för att säkerställa transaktionssäkerhet och decentralisering.
Exempel på Proof of Work
Bitcoin-blockkedjan var den första som använde konsensusmekanismen PoW för att validera transaktioner och skapa nya block. Det är fortfarande det mest välkända exemplet på Proof of Work i drift.
På Bitcoins blockkedja valideras grupper av transaktioner och skickas till ett block, sedan genererar PoW-algoritmen en hash för blocket. Bitcoin använder SHA-256-algoritmen, som alltid genererar hashar med 64 tecken. Den första miner som genererar en hash som är lägre än blockets hash lägger till transaktionsblocket i kedjan och får Bitcoin-blockets belöning samt en andel av transaktionsavgifterna.
Belöningen för ett Bitcoin-block halverades från 6,25 BTC till 3 125 BTC i april 2024. Halveringen sker var 210.000:e block, ungefär vart fjärde år.
För- och nackdelar med Proof of Work
Fördelar 
- Motståndskraft mot illvilliga attacker.
- Distribuerat nätverk av miners
- Tillgänglighet till mining
Nackdelar 
- Hög energiförbrukning
- Begränsningar i transaktionsgenomströmning
- Koncentration av makt i miningpooler som potentiellt underminerar decentralisering
Begränsningar hos Proof of Work
PoW kräver betydande energiförbrukning och är därför inte miljövänligt.
PoW-nätverk har ofta problem med skalbarheten, vilket leder till överbelastning under perioder med hög efterfrågan.
Bitcoin-blockkedjan har till exempel upplevt perioder av överbelastning under perioder med hög efterfrågan, vilket har lett till ökade transaktionsavgifter och långsammare bekräftelsetider. Att lösa skalbarhetsproblem samtidigt som säkerheten och decentraliseringen av PoW-nätverk bibehålls är fortfarande en betydande utmaning för utvecklare.
Mining i PoW-nätverk kräver vanligtvis dyr, specialiserad hårdvara, vilket skapar inträdeshinder. mining kräver vanligtvis specialiserad hårdvara, såsom ASIC (Application-Specific Integrated Circuits), för att effektivt lösa kryptografiska pussel.
Denna hårdvara kan vara dyr att förvärva och driva, vilket skapar inträdeshinder för enskilda miners och gynnar större mining-verksamheter med tillgång till storskaliga fördelar.
Stora mining-verksamheter och pooler konsoliderar makten, vilket potentiellt underminerar decentraliseringen. Dessa miningpooler har resurser att kontrollera betydande delar av nätverkets hashfrekvens, vilket leder till oro över koncentrationen av inflytande och potentialen för illvilliga attacker eller hemliga överenskommelser.
PoW-nätverk är sårbara för 51%-attacker, där en enhet kontrollerar majoriteten av nätverkets hashfrekvens, vilket möjliggör manipulation eller störning av blockkedjan.
Att genomföra en framgångsrik 51%-attack på ett stort, väletablerat PoW-nätverk som Bitcoin är teoretiskt möjligt, men det skulle kräva en betydande investering i beräkningsresurser, vilket gör en sådan attack opraktisk. Mindre PoW-nätverk med lägre hashfrekvenser kan dock vara mer sårbara för 51%-attacker, vilket belyser vikten av nätverkssäkerhet och decentralisering.
Slutsatsen om Proof of Work (PoW)
Proof of Work fungerar som en robust mekanism för att uppnå konsensus i blockkedjenätverk, vilket säkerställer transaktionssäkerhet och decentralisering. Trots sina nackdelar fortsätter PoW att ligga till grund för några av de mest framstående kryptovalutorna och formar framtiden för decentraliserad finansiering och digitala ekonomier.
