Blockchain Layer 1

Pendahuluan

Masalah muncul ketika pengguna yang ingin memakai jaringan blockchain lebih banyak daripada yang sanggup ditangani jaringan itu. Permintaan besar terhadap ruang blok bisa bersifat sementara, atau bertahan selama pengguna masih ingin memakai blockchain tersebut. Saat permintaan tinggi, pengguna saling menawar agar transaksi mereka diproses cepat, biaya pun naik dan pengguna bermodal kecil tersingkir.

Pelajaran ini membahas kenapa Ethereum dan blockchain lain tunduk pada trilema blockchain, bagaimana trilema menjadi akar masalah di atas, dan bagaimana trilema memengaruhi rencana Ethereum untuk melayani kebutuhan semua penggunanya. Kita akan melihat kompromi yang diambil beberapa blockchain terkait trilema ini, dan apa artinya bagi Penjelajah Academy.

Trilema Blockchain

Seperti tersirat dari kata trilema, ada tiga kualitas blockchain yang saling bersaing sehingga ketiganya tidak bisa dioptimalkan sekaligus.

Ketiganya adalah: keamanan, skalabilitas, dan desentralisasi.

Agar bisa menjadi fondasi yang netral bagi sistem moneter berskala global, sebuah blockchain harus unggul di ketiga aspek itu. Sistem moneter perlu aman dari kecurangan, terlindung dari sensor lewat desentralisasi, dan cukup skalabel untuk melayani lebih dari 8 miliar manusia di masyarakat global.

Cek Pengetahuan 1

Trilema blockchain menjelaskan hubungan antara:

• [ ] ethereum, bitcoin, dan altcoin

• [ ] keamanan, sensor, dan kecurangan

• [ ] desentralisasi, skalabilitas, dan keamanan

• [ ] keamanan, kecepatan, dan biaya rendah

Keamanan dan Konsensus

Keamanan adalah syarat paling mendasar bagi blockchain publik. Komputer di dalam sebuah jaringan harus sepakat tentang transaksi apa yang benar-benar terjadi agar bisa bekerja sama; kesepakatan ini disebut konsensus. Sebuah blockchain aman jika penyerang tidak bisa mengganggu jaringan dalam menyepakati kebenaran itu. Algoritma konsensus dirancang untuk menahan serangan semacam itu.

Rantai seperti Bitcoin yang memakai konsensus Proof of Work melindungi kesepakatan ini dengan membuat produksi blok sangat kompetitif; tiap produsen blok berlomba memecahkan soal matematika. Yang pertama berhasil memenangkan hak membuat blok berikutnya beserta imbalan blok yang menyertainya. Menulis ulang sejarah rantai butuh investasi daya komputasi dan energi yang sangat besar, jadi penyerang biasanya rugi lebih banyak daripada untungnya.

Cek Pengetahuan 2

Konsensus blockchain untuk mata uang kripto adalah:

• [ ] Proses saat node menyepakati apa yang terjadi onchain

• [ ] Penting bagi ekosistem rantai itu untuk mencegah kecurangan

• [ ] Diamankan lewat insentif ekonomi

• [ ] Semua benar

Keamanan dan Serangan

Salah satu serangan terhadap konsensus blockchain adalah serangan 51%: penyerang yang menguasai mayoritas kekuatan konsensus bisa membatalkan transaksi terbaru untuk membelanjakan koin yang sama dua kali, atau menyensor transaksi baru. Mereka tidak bisa memalsukan tanda tangan atau memakai dana orang lain. Mayoritas ini berarti 51% daya komputasi di Proof of Work, dan 51% stake di Proof of Stake, sebuah modal yang sangat besar. Di Proof of Stake, kecurangan yang terbukti seperti menandatangani dua blok yang bertentangan membuat stake itu dihancurkan (disebut slashing), jadi penyerang biasanya rugi lebih besar daripada untungnya.

Pada konsensus Proof of Stake, produsen blok tidak dipilih lewat persaingan, melainkan ditunjuk secara acak. Seperti pada Proof of Work, algoritma konsensus memastikan tidak ada satu pihak pun yang bisa rutin "memenangkan" hak membuat blok baru.

Cek Pengetahuan 3

Tujuan akhir serangan 51% adalah:

• [ ] Mengganggu operasi penambangan

• [ ] Membelanjakan koin dua kali atau menyensor transaksi

• [ ] Membuat mata uang kripto baru

• [ ] Menyingkirkan 49% sisanya

Skalabilitas - Throughput

Skalabilitas adalah kemampuan blockchain memproses banyak transaksi dengan cepat. Dua hal menentukannya: throughput dan finalitas.

1. Throughput transaksi: berapa banyak transaksi yang bisa diproses blockchain sekaligus, biasanya diukur dalam transaksi per detik (TPS).

Bayangkan banyak orang menunggu di halte bus dan terus berdatangan tiap menit. Semua ingin berangkat, tapi satu bus hanya muat sekian orang. Agar halte cepat kosong, perlu bus yang lebih besar (lebih banyak orang) atau bus yang lebih sering jalan (lebih hemat waktu). Sama halnya saat banyak transaksi harus muat ke ruang blok yang terbatas di tiap blok. Lihat visualisasinya dengan data langsung di https://txstreet.com/v/eth-btc.

Cek Pengetahuan 4

Mana yang benar tentang analogi halte bus untuk transaksi blockchain?

• [ ] Orang (transaksi) dikelompokkan ke dalam bus (blok)

• [ ] Tiap bus (blok) hanya muat sejumlah orang (transaksi)

• [ ] Mengangkut lebih banyak orang butuh bus lebih besar atau lebih banyak

• [ ] Semua benar

Skalabilitas - Finalitas

Aspek kedua dari skalabilitas blockchain adalah:

2. Finalitas: kapan kita bisa cukup yakin sebuah transaksi tidak akan diubah atau dibatalkan?

Di rantai Proof of Work seperti Bitcoin, finalitas diukur dalam blok: makin banyak blok yang ditambahkan setelah transaksi kamu, makin yakin transaksi itu tidak akan dibatalkan. Ingat, algoritma konsensus yang aman membuat perubahan blok lama sangat mahal, dan biayanya membengkak makin jauh ke belakang. Bitcoin menghasilkan blok baru sekitar tiap 10 menit, jadi menunggu beberapa konfirmasi memakan waktu sekitar satu jam. Proof of Stake milik Ethereum menempuh jalan lain: validator memberi suara untuk memfinalkan blok, dan setelah sekitar 13 menit (dua epoch pemungutan suara) transaksi menjadi final.

Desentralisasi Menyebarkan Kekuasaan

Desentralisasi adalah dasar terakhir trilema blockchain: memindahkan kendali dan pengambilan keputusan dari satu pihak ke jaringan yang tersebar luas. Desentralisasi adalah prinsip yang membuat blockchain bisa tanpa izin (siapa pun boleh ikut) dan tahan sensor; siapa pun bisa memakai blockchain terdesentralisasi, dan siapa pun bisa membangun perangkat lunak di atasnya.

Platform terpusat seperti Facebook dan Twitter bisa menonaktifkan akun siapa saja kapan saja. Banyak streamer berpengaruh di Twitch atau TikTok tiba-tiba dikeluarkan tanpa sebab jelas. Memulihkan akun pun bisa panjang dan melelahkan. Tanpa desentralisasi, buku besar blockchain hanyalah spreadsheet keuangan di komputer bank, dan bankir yang menentukan siapa boleh punya akun. Jaringan tanpa izin berarti kewenangan cukup tersebar sehingga akses seseorang tidak bisa dicabut.

Cek Pengetahuan 5

Pernyataan mana yang TIDAK benar tentang desentralisasi?

• [ ] Desentralisasi membuat blockchain tahan sensor

• [ ] Desentralisasi membuat blockchain tanpa izin

• [ ] Desentralisasi membantu penguasa otoriter mempertahankan kendali

• [ ] Siapa pun di mana pun bisa memakai sistem tanpa izin

Seberapa Terdesentralisasi?

Tapi terdesentralisasi atau tidak bukan sekadar jawaban ya atau tidak. Apakah 10 pihak pengendali sudah terdesentralisasi? Bagaimana dengan 1.000? Satu juta? Tidak ada batas baku untuk "cukup terdesentralisasi", jadi masuk akal memandang desentralisasi sebagai spektrum. Bukan hanya hitam dan putih, ada banyak abu-abu di antaranya.

Jadi kita bisa bilang sesuatu "lebih atau kurang terdesentralisasi dibanding yang lain", bukan sekadar "terpusat atau terdesentralisasi". Sistem moneter yang netral butuh desentralisasi tinggi untuk menahan sensor tingkat negara. Blockchain baru sering menukar desentralisasi demi skalabilitas, tapi mereka jadi rentan pada tekanan masyarakat dan pemerintah yang sama seperti platform terpusat, dan bisa berakhir menyensor persis seperti media sosial terpusat.

Cek Pengetahuan 6

Blockchain yang berbeda memakai tingkat desentralisasi yang berbeda.

• [ ] Benar

• [ ] Salah

Beberapa Contoh

Tiap blockchain punya pendekatan sendiri terhadap trilema, dan masing-masing berkompromi demi tujuannya. Bitcoin dan Ethereum mengutamakan keamanan dan desentralisasi di atas skalabilitas, sehingga waktu finalitas Bitcoin lama dan ruang blok Ethereum terbatas. Ketika permintaan memakai kontrak pintar melonjak, terutama untuk DeFi, biaya Ethereum ikut naik; pada puncak permintaan tahun 2021, satu transaksi bisa menelan puluhan dolar.

Biaya yang naik membuka peluang bagi Layer 1 alternatif seperti BNB Chain, yang mengutamakan skalabilitas di atas desentralisasi demi throughput transaksi lebih tinggi dan biaya lebih murah. Rantai generasi ketiga seperti Solana memakai metode baru untuk menjawab trilema, tapi semua blockchain tetap tunduk pada batasan dasar ini. Pilihan tiap rantai membentuk ekosistemnya lewat efek mendasar dari pilihan itu.

Jadi Apa yang Bisa Dilakukan?

Kalau Ethereum mengutamakan keamanan dan desentralisasi tinggi, bagaimana ia bisa menskala untuk melayani semua pengguna sebagai jaringan keuangan global yang dicita-citakannya? Peta jalan Ethereum menelusuri dua jawaban: Layer 2 dan sharding blockchain.

Layer 2 menambah skalabilitas Ethereum tanpa mengorbankan dua sisi trilema lainnya. Layer 2 adalah lapisan tambahan di atas blockchain utama: keamanannya bersandar pada rantai utama, sementara pengguna menikmati biaya lebih murah dan transaksi lebih cepat. Kita akan membahasnya lebih dalam di pelajaran Layer 2.

Sharding akan memecah blockchain menjadi beberapa rantai paralel, seperti menambah lajur di jalan raya. Ethereum menyingkirkan rencana itu demi cara yang lebih sederhana: membuat data blok lebih murah untuk dipakai Layer 2 (hadir pada 2024) dan menaikkan kapasitas sedikit demi sedikit, tanpa mengorbankan keamanan atau desentralisasi.

Cek Pengetahuan 7

Layer 2:

• [ ] Menyediakan keamanannya sendiri

• [ ] Menambah skalabilitas untuk blockchain utama

• [ ] Menaikkan biaya bagi pengguna

• [ ] Memperlama waktu finalitas bagi pengguna

Masa Depan Ethereum

Jaringan Ethereum terus mengembangkan skalabilitasnya tanpa mengorbankan sisi lain dari trilema. The Merge ke konsensus Proof of Stake (2022) memangkas konsumsi energi jaringan lebih dari 99%, dan data blok murah untuk Layer 2 hadir pada 2024. Penskalaan adalah pekerjaan yang tidak pernah selesai: tiap peningkatan membuat Ethereum lebih cepat dan lebih murah, sambil menjaga keamanan dan desentralisasi sebagai prinsip utama. Ethereum Foundation punya halaman yang sangat bagus tentang peta jalan Ethereum.

Sementara itu, banyak protokol Layer 2 dibangun di atas Ethereum untuk memenuhi permintaan pengguna tanpa mengubah protokol Ethereum sendiri. Layer 2 mengandalkan Layer 1 Ethereum untuk keamanan terdesentralisasi, sementara mereka menyediakan skalabilitas; keberagaman Layer 2 menciptakan ekosistem yang terdesentralisasi! Rollup terkemuka antara lain Arbitrum, OP Mainnet, dan Base; Polygon PoS adalah sidechain populer dengan keamanannya sendiri.

Cek Pengetahuan 8

Peningkatan Ethereum mencakup:

• [ ] Memakai Layer 2 dan data blok murah untuk menambah skalabilitas

• [ ] Menjaga desentralisasi dan keamanan sebagai prinsip inti

• [ ] Memangkas konsumsi energi dengan konsensus Proof of Stake

• [ ] Semua benar

Apa Artinya bagi Penjelajah?

Pengguna butuh biaya rendah agar bisa belajar dan menjelajah teknologi ini dengan hambatan kecil dan risiko kesalahan yang murah, apalagi di awal perjalanan. Blockchain Ethereum memang belum ideal, tapi nilai-nilainya menjadikannya salah satu kandidat terbaik untuk mewujudkan mimpi sistem komputasi keuangan global. Penjelajah bisa belajar berinteraksi dan memakai Ethereum tanpa membayar biaya besar; dengan Layer 2, Penjelajah mendapat keamanan dan desentralisasi Ethereum sekaligus skalabilitas yang lebih tinggi.

Pelajaran berikutnya akan menjelaskan solusi Layer 2 dan cara memulainya. Maju terus, Penjelajah!