Memahami masalah trilemma di Practical Blockchain

Dilema Tiga Karakteristik

Ada tantangan yang tidak terhindarkan dalam memajukan adopsi teknologi blockchain secara global. Tantangan tersebut adalah kesulitan untuk mencapai keseimbangan antara tiga karakteristik dasar: keamanan, desentralisasi, dan skalabilitas secara bersamaan. Ini merujuk pada masalah yang dikenal sebagai trilemma, di mana memperkuat satu karakteristik pasti akan melemahkan karakteristik lainnya.

Untuk blockchain berfungsi dengan baik, jumlah transaksi per detik (TPS) yang dapat diproses oleh jaringan harus meningkat secara signifikan. Namun, banyak blockchain publik saat ini cenderung mengalami penurunan desentralisasi dan keamanan ketika mencoba meningkatkan skalabilitas. Berbagai pendekatan teknis telah dicoba di seluruh industri untuk mengatasi dilema mendasar ini.

Esensi Jaringan Terdesentralisasi

Blockchain adalah, secara singkat, basis data digital terdistribusi. Blok data diatur dalam urutan waktu dan dihubungkan melalui bukti kriptografis.

Keuntungan terbesar dari desentralisasi adalah menghilangkan pengelolaan terpusat oleh perusahaan atau individu tertentu. Semua peserta dalam jaringan dapat mengakses buku besar yang sama dan dapat bersama-sama memverifikasi dan mencegah perubahan catatan transaksi. Bitcoin dapat mewujudkan sistem pembayaran yang tidak memerlukan bank sentral berkat desentralisasi ini.

Namun, karena banyak peserta perlu mencapai konsensus, kecepatan pemrosesan menjadi lebih lambat dibandingkan dengan sistem terpusat. Ini menjadi batasan skalabilitas dan merupakan salah satu akar dari trilemma.

Perdagangan antara Keamanan dan Kecepatan Proses

Keamanan blockchain dicapai melalui kombinasi teknik kriptografi dan mekanisme konsensus. Dalam Proof of Work (PoW) yang diadopsi oleh Bitcoin, para penambang memverifikasi transaksi dengan menyelesaikan perhitungan matematis yang kompleks. Mekanisme yang memerlukan beban perhitungan yang tinggi ini membuat biaya serangan ke jaringan menjadi sangat tinggi, sehingga menjaga keamanan.

Namun, desain keamanan ini membatasi kapasitas pemrosesan Bitcoin menjadi sekitar 5 TPS. Di sisi lain, lapisan dasar Ethereum juga terbatas sekitar 18 TPS. Mengatasi batasan ini sambil mempertahankan keamanan dan desentralisasi adalah kunci untuk menyelesaikan trilemma.

Secara teori, jika satu entitas menguasai lebih dari setengah dari kemampuan komputasi jaringan, serangan 51% menjadi mungkin dan penipuan seperti pembayaran ganda menjadi lebih mungkin terjadi. Untuk mencegah ini, diperlukan desentralisasi yang cukup, tetapi semakin tinggi desentralisasi, semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk membentuk konsensus, yang menyebabkan penurunan skala.

Status dan Tantangan Skalabilitas

Sistem pembayaran terpusat seperti Visa dapat memproses ribuan transaksi dalam satu detik. Ini dimungkinkan karena dalam lingkungan tertutup yang terotorisasi, sejumlah kecil node yang membuat keputusan.

Sebaliknya, di blockchain publik, semua validator harus memverifikasi transaksi. Proses verifikasi terdesentralisasi ini aman, tetapi sangat membatasi kemampuan pemrosesan. Jika penggunaan jaringan meningkat tanpa memperhatikan skalabilitas, kemacetan dan lonjakan biaya transaksi tidak dapat dihindari.

Peralihan ke Proof of Stake (PoS) juga akan menjadi perbaikan parsial, tetapi masih diperlukan konsensus oleh node terdistribusi di seluruh dunia, dan itu belum menjadi solusi mendasar.

Pendekatan Multidimensional untuk Menyelesaikan Trilemma

Industri ini mengejar berbagai pendekatan teknis secara bersamaan, dan beberapa di antaranya telah menghasilkan hasil yang menjanjikan.

Pembagian beban melalui sharding

Sharding adalah mekanisme yang membagi blockchain menjadi beberapa bagian kecil yang independen (shard), di mana masing-masing memproses transaksi secara paralel. Dalam model Nightshade 2.0 dari NEAR protocol, beberapa shard paralel secara dinamis melakukan skala jaringan, dan pada tahun 2025, delapan shard aktif akan beroperasi dengan waktu konfirmasi transaksi sekitar 600 milidetik.

Adopsi berbagai mekanisme konsensus

Upaya untuk menyesuaikan keseimbangan karakteristik trilemma sedang dilakukan melalui desain konsensus yang berbeda. Dalam PoS, karena Anda dapat menjadi validator hanya dengan mempertaruhkan token, hambatan partisipasi menjadi rendah dan desentralisasi meningkat.

Proof of Authority (PoA) adalah metode yang memprioritaskan skala dengan memusatkan otoritas pada validator yang tepercaya. BNB Smart Chain mengadopsi Proof of Staked Authority (PoSA) yang menggabungkan elemen PoS dan PoA, mencapai desain yang seimbang. Jaringan Conflux menggabungkan elemen Proof of Work dengan struktur Directed Acyclic Graph (DAG), mencoba pendekatan yang berbeda.

penskalaan bertahap dengan Layer 2

Solusi lapisan 2 adalah solusi jangka pendek yang paling praktis. Alih-alih mengubah rantai utama, kami membangun di atasnya untuk memindahkan pemrosesan transaksi ke luar rantai.

Teknologi roll-up mengompresi beberapa transaksi dan mengirimkannya ke mainchain sebagai satu bukti. Roll-up optimis seperti Arbitrum dan Scroll mempercepat proses sambil menyimpan semua detail transaksi, sedangkan roll-up zero-knowledge memverifikasi keabsahan dengan bukti kriptografi. Ethereum telah berevolusi menjadi struktur yang berfokus pada roll-up, yang secara signifikan meningkatkan skalabilitas ekosistem DeFi.

Saluran status adalah mekanisme yang mencatat hanya status saat memulai dan mengakhiri transaksi di blockchain, sementara peserta dapat melakukan transaksi secara bebas di luar rantai. Jaringan Lightning Bitcoin mengadopsi metode ini dengan mengalihkan sebagian besar proses ke luar rantai, sekaligus melakukan penyelesaian akhir di lapisan dasar, sehingga mewujudkan penyelesaian yang cepat dan biaya rendah.

Kemungkinan Penyelesaian Trilemma dan Gambaran Masa Depan

Saat ini, tidak ada blockchain yang sepenuhnya “memecahkan” trilemma. Namun, roadmap berfokus pada roll-up Ethereum dan blockchain modular berkinerja tinggi yang muncul menunjukkan jalur praktis.

Inovasi teknologi ini mendekatkan kita pada peningkatan skalabilitas tanpa mengorbankan keamanan atau desentralisasi, dan kita akan segera memasuki era di mana operasi aplikasi berskala global dapat direalisasikan di atas blockchain.