Mendalami Skalabilitas Blockchain

Kami menyelami lebih dalam perkembangan blockchain yang menjanjikan yang memungkinkan untuk mencapai kecepatan transaksi mata uang kripto yang nyaris instan.

Hal-hal penting yang dapat diambil:

• Skalabilitas Blockchain mengacu pada berapa banyak transaksi yang dapat ditangani oleh jaringan per detik, dengan solusi keuangan tradisional seperti Visa dan PayPal sebagai standar emas saat ini.

• Throughput, finalitas, dan waktu konfirmasi adalah tiga hambatan utama untuk skalabilitas blockchain. Solusi yang diusulkan semuanya ditujukan untuk mengatasi hal ini.

• Trilema skalabilitas blockchain (skalabilitas, desentralisasi, keamanan) mungkin merupakan masalah yang sulit untuk dipecahkan, tetapi ini bukanlah sesuatu yang sudah pasti.

• Tiga arah yang dituju oleh blockchain untuk meningkatkan skalabilitasnya termasuk mekanisme konsensus baru dan solusi on-chain dan off-chain.

Pendahuluan

Skalabilitas blockchain bisa dibilang sebagai cawan suci dan hambatan dunia mata uang kripto. Hal ini terutama mengacu pada kecepatan transaksi, karena waktu transaksi banyak mata uang kripto saat ini tidak dapat dibandingkan dengan metode pembayaran lainnya. Namun, komunitas kripto bekerja dengan teori yang berbeda tentang cara terbaik untuk mengatasi rintangan ini. Dalam artikel ini, kami akan membahas lebih dalam mengenai perkembangan yang menjanjikan yang pada akhirnya dapat membawa kecepatan transaksi yang nyaris instan pada mata uang kripto.

Mengapa Skalabilitas Penting: Kecepatan Transaksi Mata Uang Kripto

Sementara Visa dapat memproses hingga 24.000 transaksi per detik (TPS), Bitcoin hanya dapat memproses tujuh TPS. Ethereum, pesaing terdekat Bitcoin, dapat menangani 20 hingga 30 TPS. Sudah jelas bahwa mata uang kripto harus mengejar kemampuan transaksi keuangan tradisional untuk mencapai adopsi massal.

Tetapi mengapa skalabilitas begitu sulit pada blockchain? Apa saja arahan yang didengar oleh para pelaku industri ini? Artikel ini menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut dan masih banyak lagi.

Kemacetan: Throughput, Finalitas, dan Waktu Konfirmasi

Bagaimana TPS terkait dengan kecepatan pemrosesan? Apa sebenarnya yang dimaksud dengan skalabilitas mata uang kripto? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, pertama-tama kita harus memahami konsep throughput, finalitas, dan waktu konfirmasi.

Pertimbangkan cerita ini:

Seseorang sedang menunggu bus yang datang setiap 10 menit. Kemudian dibutuhkan waktu 60 menit bagi bus untuk membawa mereka ke tempat tujuan. Namun, rute khusus ini sangat populer, dan selalu ada banyak orang yang mencoba untuk naik bus.

Dua menit telah berlalu, dan bus telah tiba. Sayangnya, ada terlalu banyak orang di depan orang ini dalam antrian dan bus penuh. Mereka sekarang harus menunggu 10 menit lagi sebelum bisa memulai perjalanan, yang dapat diringkas seperti ini:

Perlu dicatat bahwa:

• Mengukur throughput (TPS) saja tidak cukup – waktu konfirmasi juga harus dipertimbangkan. Sederhananya, protokol yang dapat memproses hingga 100.000 TPS sangat bagus. Namun demikian, jika memiliki waktu konfirmasi dua hari, itu tidak akan cukup untuk penggunaan sehari-hari.
• Ketika terjadi kepadatan jaringan, throughput tidak berkurang (karena bus masih dapat mengangkut tujuh penumpang per menit), tetapi waktu konfirmasi meningkat karena rata-rata waktu tunggu blok pertama yang lebih lama.
• Finalitas sudah pasti: Ada ‘konfirmasi enam blok’ yang menunggu untuk memastikan bahwa blok tersebut tidak dapat dibatalkan. Rata-rata waktu tunggu blok pertama bervariasi, tergantung pada situasinya.

Trilema Skalabilitas Blockchain

Trilema skalabilitas blockchain adalah salah satu rintangan terbesar untuk mata uang kripto. Ini menyatakan bahwa blockchain hanya dapat secara bersamaan mencapai dua dari desentralisasi, skalabilitas, atau keamanan – tetapi tidak pernah ketiganya. Oleh karena itu, pertukaran tidak dapat dihindari. Trilema ini awalnya diciptakan oleh Vitalik Buterin, pendiri Ethereum.

Namun, trilema skalabilitas tidak diatur dalam batu, karena ini adalah pengamatan dari komunitas Buterin dan Web3. Terlepas dari betapa sulitnya memecahkan trilema ini, sebuah algoritme mungkin saja ada… kecuali jika seseorang telah membuktikan bahwa hal itu tidak mungkin.

1) Desentralisasi

Desentralisasi mengacu pada tingkat diversifikasi dalam kepemilikan, pengaruh, dan nilai pada blockchain. Mata uang kripto pada umumnya terdesentralisasi karena tidak ada satu pihak pun yang dapat mengatur seluruh jaringan. Akan tetapi, desentralisasi merupakan sebuah spektrum dan bukan sebuah pilihan biner ‘ya atau tidak’, karena terdapat beberapa tingkat desentralisasi yang berbeda di berbagai proyek blockchain, termasuk Bitcoin dan Ethereum.

2) Keamanan

Keamanan adalah tingkat pertahanan dan ketahanan terhadap gangguan yang dimiliki blockchain terhadap serangan dari sumber eksternal. Terdapat banyak vektor serangan dalam sistem blockchain, termasuk pengeluaran ganda, penolakan layanan terdistribusi(DDoS), dan serangan 51%.

Secara umum, kebebasan yang lebih besar (yaitu, masuk/keluar dari jaringan secara bebas) menghasilkan desentralisasi yang lebih tinggi tetapi keamanan yang lebih rendah. Hal ini dikarenakan sulitnya memverifikasi identitas peserta baru, di mana mereka berpotensi dimiliki oleh satu entitas jahat atau berkolusi bersama untuk menyebabkan kerusakan pada jaringan.

3) Skalabilitas

Skalabilitas menentukan kapasitas jaringan, termasuk jumlah node yang dimilikinya, berapa banyak transaksi yang dapat diproses, dan seberapa cepat jaringan dapat memprosesnya, di antara faktor-faktor lainnya.

Istilah skalabilitas terkadang membingungkan karena blockchain Bitcoin dapat diskalakan pada saat peserta baru bergabung dengan jaringan. Sistem Proof of Work (PoW) secara otomatis menyesuaikan tingkat kesulitan penambangan, dan jaringan dapat mentoleransi sejumlah node yang ada di dalamnya.

Pepatah umum yang mengatakan bahwa ‘Bitcoin tidak dapat diskalakan’ difokuskan pada throughput-nya. Ingat, TPS-nya hanya tujuh, yang tidak cukup tinggi untuk penggunaan praktis. Kecepatan penyelesaian Bitcoin adalah masalah lain. Menunggu selama 60 menit untuk mengonfirmasi bahwa pembelian sudah valid jelas jauh dari ideal.

Meningkatkan Skalabilitas Blockchain

Menskalakan blockchain itu rumit, dan ada banyak upaya dari para peneliti dan bisnis untuk memecahkan trilema ini. Secara umum, kami percaya bahwa ada tiga arah untuk skalabilitas blockchain:

• Lapisan-1 (pada rantai)
• Lapisan-2 (di luar rantai)
• Mekanisme konsensus lainnya

Solusi Lapisan-1 (On-Chain)

Solusi Layer-1 membutuhkan perubahan basis kode dari blockchain (oleh karena itu, ‘on-chain’). Solusi skalabilitas on-chain mewakili perubahan struktural atau fundamental untuk blockchain. Di sini, kami membahas dua solusi penskalaan on-chain: SegWit dan sharding.

Saksi Terpisah (SegWit)

SegWit adalah peningkatan protokol untuk Bitcoin yang mengubah cara dan struktur penyimpanan data. Tujuan awal dari SegWit adalah untuk memecahkan masalah kelenturan transaksi, karena tanda tangan digital yang memverifikasi kepemilikan dan ketersediaan dana pengirim memakan banyak ruang dalam transaksi.

Dengan SegWit, menghapus data tanda tangan untuk setiap transaksi akan membebaskan lebih banyak ruang dan kapasitas untuk transaksi yang akan dimasukkan ke dalam blok penyimpanan 1 MB Bitcoin, sehingga lebih banyak transaksi yang dapat dimasukkan ke dalam satu blok. SegWit telah diimplementasikan di Litecoin.

Meskipun SegWit meningkatkan throughput dan membantu Bitcoin memproses lebih banyak transaksi, namun ini bukanlah solusi penskalaan yang berkelanjutan. Ini bukanlah solusi penskalaan umum, dan hanya dapat diterapkan pada satu blockchain berbasis Bitcoin yang ada. Meskipun SegWit memungkinkan Bitcoin untuk memproses lebih banyak transaksi, ia tidak mengurangi waktu konfirmasi untuk setiap transaksi.

Pecahan

Sharding adalah bentuk partisi database, yang juga dikenal sebagai partisi horizontal. Ini adalah proses memecah basis data yang sangat besar menjadi segmen-segmen yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola, dengan gagasan untuk meningkatkan kinerja dan mengurangi waktu respons kueri.

Blockchain adalah sebuah database terdistribusi, dan jika kita menerapkan sharding pada blockchain, maka jaringan akan dibagi menjadi beberapa segmen. Setiap segmen diatur oleh node tertentu yang telah dialokasikan untuk mereka. Karena itu, throughput sistem menjadi sangat meningkat karena, secara acak, banyak cluster node berjalan secara paralel untuk memproses transaksi.

Solusi Lapisan-2 (Off-Chain)

Solusi skalabilitas Layer-2, atau solusi off-chain, menambahkan lapisan kedua ke jaringan blockchain utama (juga dikenal sebagai mainchain) untuk memfasilitasi transaksi yang lebih cepat. Protokol sekunder dibangun di atas mainchain, di mana transaksi ‘dibongkar’ untuk menghemat ruang dan mengurangi kepadatan jaringan.

Rantai samping

Sidechain adalah sebuah blockchain terpisah yang terhubung ke mainchain, di mana aset diperdagangkan antara mainchain dan sidechain dengan harga yang telah ditentukan sebelumnya menggunakan pasak dua arah. Sidechain digunakan untuk melakukan offloading dari mainchain dengan memindahkan aplikasi tertentu ke dalamnya; mereka adalah salah satu solusi yang paling menjanjikan untuk masalah skalabilitas jika komunikasi antar blockchain menjadi lebih efisien.

Beberapa sidechain dapat dilampirkan ke mainchain, dan setiap sidechain dapat memiliki arsitekturnya sendiri. Sebuah jaringan sidechain dengan mainchain dapat dibuat, di mana mainchain bertindak sebagai jaringan relai dan sidechain mewakili jaringan blockchain. Plasma (Ethereum) dan Parachain (Polkadot) adalah solusi penskalaan yang populer menggunakan sidechain dan relay.

Saluran Pembayaran

Saluran pembayaran adalah jaringan off-chain yang berjalan paralel dengan mainchain. Idenya adalah untuk membuat saluran antara dua pihak yang ingin bertransaksi.

Semua transaksi yang terjadi di dalam channel bersifat off-chain, dan konsensus global tidak diperlukan. Hasilnya, transaksi ini dieksekusi dengan cepat melalui kontrak pintar, umumnya dengan biaya yang lebih rendah. Saluran pembayaran pada umumnya mencakup tiga fase:

Tahap pertama: Membangun saluran dengan menandatangani dan mendanainya.

Fase kedua: Transaksi peer-to-peer (P2P) yang terjadi di dalam saluran.

Fase ketiga: Saluran ditutup dan status akhir dari mainchain disiarkan.

Ada beberapa desain yang berbeda untuk saluran pembayaran. Lightning Network (Bitcoin) dan Raiden Network (Ethereum) adalah implementasi saluran pembayaran yang populer.

Mekanisme Konsensus dan Mengapa Mereka Penting untuk Kecepatan Transaksi

Kesulitan dalam menskalakan blockchain terutama disebabkan oleh mekanisme konsensusnya karena mengharuskan semua peserta dalam jaringan untuk menyetujui transaksi mana yang valid. Meskipun Bitcoin dapat berkembang ke sejumlah besar peserta (node), Bitcoin tidak dapat berkembang ke sejumlah besar transaksi.

Oleh karena itu, beberapa mekanisme konsensus alternatif telah muncul sebagai upaya untuk memecahkan masalah. Kami memperkenalkan tiga di bawah ini: Nakamoto, Klasik, dan Tanpa Pemimpin.

Mekanisme Konsensus Nakamoto

Mekanisme konsensus PoW dari Satoshi Nakamoto membuka arah baru untuk menyelesaikan Masalah Jenderal Bizantium dalam pengaturan tanpa izin. Mengikuti perkembangan mekanisme konsensus PoW, banyak algoritma konsensus baru yang muncul. Ini termasuk Proof of Stake(PoS), Proof of Authority (PoA), Proof of Reputation (PoR), dan Proof of Importance (PoI).

Secara umum, ini dikategorikan sebagai mekanisme konsensus Nakamoto.

Mekanisme Konsensus Klasik

Mekanisme konsensus klasik adalah algoritma tradisional yang telah diteliti sebelum penemuan Bitcoin. Mereka fokus pada set peer tetap dengan beberapa putaran pemungutan suara untuk mencapai konsensus di seluruh jaringan. Contoh jaringan yang menggunakan mekanisme konsensus klasik termasuk Paxos, Raft, dan pBFT.

Setelah penemuan Bitcoin, mekanisme konsensus klasik juga berevolusi, dengan variasi baru seperti delegated BFT (dBFT), federated BFT (fBFT), Tendermint, dan banyak lagi. Mekanisme ini lebih adaptif terhadap lingkungan tanpa izin.

Mekanisme Konsensus Tanpa Pemimpin

Baik mekanisme konsensus tradisional (seperti BFT) maupun Nakamoto (seperti PoW) berbasis pemimpin, yang mengharuskan seluruh jaringan untuk memilih pemimpin untuk proposal blok, transaksi, status buku besar, dan banyak lagi sebelum anggota jaringan lainnya dapat memberikan suara untuk menyetujui atau tidak menyetujui proposal tersebut.

Namun, ada arah yang muncul dengan menggunakan mekanisme konsensus tanpa pemimpin, di mana semua peserta dalam jaringan diizinkan untuk memunculkan transaksi terbaru, yang kemudian disebarkan seperti gosip di seluruh jaringan. Pada akhirnya, blockchain memutuskan sebuah konsensus mengenai transaksi mana yang akan dimasukkan. Contoh proyek yang menggunakan mekanisme konsensus tanpa pemimpin termasuk Avalanche, IOTA, dan NKN.

Meskipun mekanisme konsensus tanpa pemimpin tampaknya memberikan jalan ke depan untuk memecahkan trilema skalabilitas, sebagian besar saat ini masih dalam tahap percobaan.

Untuk diskusi yang lebih mendalam tentang prinsip-prinsip yang mendasari mekanisme konsensus, baca Bagaimana Cara Menyetujui: Berbagai Jenis Konsensus untuk Blockchain .

Kata-kata Terakhir tentang Solusi Penskalaan

Meskipun ada rintangan utama yang masih dihadapi blockchain, yaitu masalah skalabilitas, ada beberapa solusi potensial untuk meningkatkan waktu transaksi, termasuk sharding dan Lightning Network, selain solusi yang diusulkan oleh komunitas. Untuk bacaan lebih lanjut, lihat ulasan mendalam kami tentang sidechain dan mekanisme konsensus.

Uji Tuntas dan Lakukan Riset Anda Sendiri

Semua contoh yang tercantum dalam artikel ini hanya untuk tujuan informasi. Anda tidak boleh menafsirkan informasi atau materi lain tersebut sebagai nasihat hukum, pajak, investasi, keuangan, atau nasihat lainnya. Tidak ada yang terkandung di sini yang merupakan ajakan, rekomendasi, dukungan, atau penawaran oleh Crypto.com untuk berinvestasi, membeli, atau menjual koin, token, atau aset kripto lainnya.

Kinerja masa lalu bukan merupakan jaminan atau prediktor kinerja masa depan. Nilai aset kripto bisa naik atau turun, dan Anda bisa kehilangan semua atau sebagian besar harga pembelian Anda. Saat menilai aset kripto, penting bagi Anda untuk melakukan riset dan uji tuntas untuk membuat penilaian terbaik, karena pembelian apa pun menjadi tanggung jawab Anda sepenuhnya.