По своей сути доказательство работы предполагает состязание узлов сети в решении крайне сложных математических задач, а правильный ответ легко проверить. Все биткоин-транзакции, верифицированные за десятиминутный период, группируются и заносятся в один блок. Узлы состязаются в решении математической задачи для данного блока, и первый компьютер, предложивший верное решение, передает его остальным машинам, которые могут быстро подтвердить его правильность. Как только валидность транзакций и верность математического решения подтверждаются большинством узлов сети, первому нашедшему ответ компьютеру начисляется вознаграждение — определенное количество биткоинов. Оно называется субсидией, или наградой за блок, а процесс, при котором генерируются новые биткоины, известен как майнинг, то есть добыча, поскольку это единственный способ увеличить резерв биткоинов, точно так же как золотодобыча — единственный способ увеличить запас золота. Помимо субсидии, узел, который правильно выполняет доказательство работы, получает комиссию за проведение платежа. В сумме комиссия и субсидия составляют вознаграждение за блок.
Хотя поначалу может показаться, что майнинг — пустая трата электроэнергии и вычислительных мощностей на решение никому не нужных математических задач, в действительности доказательство работы необходимо для операций в сети Биткоин[155]. Процесс намеренно сделан сложным и ресурсоемким, поскольку только так можно гарантировать, что эмиссия биткоина останется предсказуемо дорогой, а следовательно, сам биткоин будет твердой валютой. В силу большой затраты мощностей на решение математических задач участники процесса получают весомый стимул не включать в блоки никаких сомнительных транзакций и не рисковать шансом на награду. Учитывая, что подтвердить валидность транзакций и правильность решения задачи намного проще и дешевле, чем решить саму задачу, узлы, которые попытаются добавить в блок ложную транзакцию, почти наверняка потерпят неудачу. Тогда их вычислительные мощности и энергия будут потрачены напрасно.
PoW делает стоимость добавления новых транзакций чрезвычайно высокой, а стоимость их подтверждения — очень низкой, что фактически лишает стимула желающих фальсифицировать запись. Фальсификатор зря потратит огромное количество ресурсов, не получив никакой награды. Таким образом, биткоин можно расценивать как технологию, которая преобразует электричество в достоверную запись путем расхода вычислительных мощностей. Те, кто вкладывает в майнинг энергоресурсы, вознаграждаются биткоинами, а потому в их интересах гарантировать надежность биткоина как валюты. Благодаря весомому экономическому стимулу к честной игре реестр сети Биткоин до сих пор практически неуязвим: за всю историю сети не зафиксировано ни одного случая успешного мошенничества с двойной растратой средств. Достоверность записей в реестре транзакций обеспечивается без привлечения третьих сторон. Полностью полагаясь на процесс верификации, биткоин заранее обрекает попытки мошенничества на неудачу и устраняет необходимость в посредничестве при транзакциях.