Prova de Trabalho (Proof of Work PoW) descreve um sistema que requer uma quantidade de esforço não insignificante, mas viável, a fim de impedir usos maliciosos do poder de computação, como enviar e-mails de spam ou lançar ataques de negação de serviço.
O conceito foi posteriormente adaptado para garantir dinheiro digital por Hal Finney em 2004 através da ideia de “prova de trabalho reutilizável” usando o algoritmo de hash SHA-256.
Após sua introdução em 2009, o Bitcoin se tornou a primeira aplicação amplamente adotada da ideia PoW de Finney (Finney também foi o destinatário da primeira transação de bitcoin). A prova de trabalho também é a base de muitas outras criptomoedas, permitindo um consenso seguro e descentralizado.
Esta explicação se concentrará na prova de trabalho como funciona na rede Bitcoin. Bitcoin é uma moeda digital sustentada por uma espécie de livro-razão distribuído conhecido como “blockchain”.
Este livro contém um registro de todas as transações de bitcoin, organizadas em “blocos” sequenciais, para que nenhum usuário tenha permissão para gastar suas participações duas vezes.
Para evitar adulterações, o livro-razão é público, ou “distribuído”; uma versão alterada seria rapidamente rejeitada por outros usuários.
A forma como os usuários detectam adulteração, na prática, é por meio de hashes, longas sequências de números que servem como prova de trabalho.
Coloque um determinado conjunto de dados por meio de uma função de hash (o bitcoin usa SHA-256) e ele gerará apenas um hash.
Devido ao “efeito avalanche”, no entanto, mesmo uma pequena alteração em qualquer parte dos dados originais resultará em um hash totalmente irreconhecível.
Qualquer que seja o tamanho do conjunto de dados original, o hash gerado por uma determinada função terá o mesmo comprimento.
O hash é uma função unidirecional: ele não pode ser usado para obter os dados originais, apenas para verificar se os dados que geraram o hash correspondem aos dados originais.
Gerar qualquer hash para um conjunto de transações bitcoin seria trivial para um computador moderno, então para transformar o processo em “trabalho”, a rede bitcoin estabelece um certo nível de “dificuldade”.
Essa configuração é ajustada para que um novo bloco seja “minerado” — adicionado ao blockchain gerando um hash válido — aproximadamente a cada 10 minutos.
A definição de dificuldade é obtida estabelecendo um “alvo” para o hash: quanto menor o alvo, menor o conjunto de hashes válidos e mais difícil é gerar um. Na prática, isso significa um hash que começa com uma string muito longa de zeros.
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