blockchain modular: solusi plug-in membantu terobosan kinerja

Blockchain monolitik dikenal dengan komprehensif, secara independen menangani berbagai aspek jaringan, dari penyimpanan data hingga verifikasi transaksi, dan Blockchain modular dengan memisahkan berbagai fungsi blockchain menjadi modul independen, dapat memberikan dukungan kinerja dan pengalaman pengguna yang lancar pada fungsi tertentu, dan dalam beberapa hal menyelesaikan masalah "trilema yang tidak mungkin".

Ethereum sebagai platform blockchain pertama yang mendukung kontrak pintar, menyediakan tanah subur untuk desain modular. Seiring perkembangan teknologi blockchain, ekosistem Bitcoin juga mulai mengeksplorasi kemungkinan modular, dengan menambahkan modul baru untuk mencapai fungsi yang lebih tinggi, seperti perlindungan privasi yang ditingkatkan, pemrosesan transaksi yang lebih efisien, atau fungsi kontrak pintar yang lebih kuat.

Teknologi modular mewakili pemikiran produk yang lebih "berjiwa" dan dapat dipasang, di masa depan akan muncul solusi Blockchain yang lebih fleksibel dan dapat disesuaikan, berbagai layanan dan fungsi dapat dengan mudah dipasang dan dicabut seperti balok Lego. Fleksibilitas ini memungkinkan pengembang untuk dengan cepat membangun dan menerapkan solusi Blockchain sesuai dengan kebutuhan skenario aplikasi tertentu.

blockchain modular解析

Ketika kita membahas blockchain modular, kita harus terlebih dahulu memahami konsep blockchain monolitik. Rantai monolitik seperti Bitcoin, Ethereum, dan lainnya terkenal karena keserbagunaannya, secara independen menangani berbagai aspek jaringan, dari penyimpanan data hingga verifikasi transaksi, dan kemudian hingga pelaksanaan kontrak pintar. Dalam proses ini, rantai monolitik memainkan peran yang serba bisa, terlibat dalam semua aspek.

Sebagai contoh Ethereum, sebuah blockchain monolitik yang matang umumnya dapat dibagi menjadi empat arsitektur yang kira-kira.

• Lapisan eksekusi
• Lapisan penyelesaian
• Lapisan Ketersediaan Data / Lapisan DA
• Lapisan Konsensus

Melalui analogi ini, kita dapat lebih jelas memahami bagaimana berbagai arsitektur Blockchain bekerja sama. Blockchain monolitik adalah dengan mengonsolidasikan semua fungsi dalam satu rantai, sedangkan blockchain modular adalah arsitektur blockchain baru yang memecah sistem blockchain menjadi beberapa komponen atau lapisan khusus, di mana setiap komponen bertanggung jawab untuk menangani tugas tertentu, seperti konsensus, ketersediaan data, eksekusi, dan penyelesaian.

Blockchain modular seperti sekelompok ahli, fokus pada penggalian mendalam dan inovasi teknologi di bidang masing-masing. Fokus ini memungkinkan blockchain modular untuk memberikan kinerja dan pengalaman pengguna yang luar biasa dalam fungsi tertentu, misalnya, mereka dapat memberikan kecepatan pemrosesan transaksi yang lebih cepat dengan biaya yang lebih rendah.

Dalam hal arsitektur node, rantai monolitik bergantung pada node penuh, yang harus mengunduh dan memproses salinan data seluruh Blockchain. Ini tidak hanya menuntut sumber daya penyimpanan dan komputasi yang tinggi, tetapi juga membatasi kecepatan skalabilitas jaringan. Sebaliknya, blockchain modular mengadopsi desain node ringan yang hanya perlu memproses informasi header blok, sehingga secara signifikan meningkatkan kecepatan transaksi dan efisiensi jaringan.

Salah satu keuntungan mencolok dari blockchain modular adalah fleksibilitas dan kolaborasinya. Mereka dapat mengalihkan fungsi non-inti kepada para ahli lain, membentuk efek kolaboratif yang menghasilkan peningkatan kinerja keseluruhan yang signifikan. Filosofi desain ini mirip dengan blok Lego, yang memungkinkan pengembang untuk menggabungkan berbagai modul sesuai dengan kebutuhan proyek, menciptakan solusi yang beragam.

Meskipun rantai monolitik memiliki keunggulan dalam kontrol global, keamanan, dan stabilitas, mereka juga menghadapi tantangan dalam hal skalabilitas, kesulitan dalam pembaruan, dan penyesuaian terhadap kebutuhan baru. Blockchain modular menonjol dengan fleksibilitas dan kustomisasinya yang tinggi, menyederhanakan proses pembuatan dan pengoptimalan blockchain baru.

Namun, blockchain modular juga menghadapi tantangan khasnya. Arsitekturnya yang kompleks meningkatkan beban kerja pengembang dalam perancangan, pengembangan, dan pemeliharaan. Sebagai teknologi yang sedang berkembang, blockchain modular belum mengalami pengujian keamanan yang menyeluruh dan ujian fluktuasi pasar, sehingga stabilitas dan keamanannya dalam jangka panjang masih perlu diverifikasi lebih lanjut.

Keuntungan blockchain modular

Mengapa teknologi blockchain modular mendapatkan perhatian luas dan diprediksi sebagai "tren masa depan"? Ini erat kaitannya dengan teori "trikah tidak mungkin" yang terkenal di bidang blockchain.

"Segitiga Ketidakmungkinan" dalam Blockchain mengacu pada kesulitan jaringan blockchain untuk mencapai keadaan optimal pada ketiga atribut inti, yaitu keamanan, desentralisasi, dan skalabilitas, secara bersamaan.

• Skalabilitas berfokus pada kemampuan jaringan untuk memproses sejumlah besar transaksi, serta kemampuannya untuk tetap efisien dan beroperasi dengan biaya rendah saat jumlah pengguna dan transaksi meningkat. Biasanya diukur melalui TPS (transaksi per detik) dan latensi (waktu yang dibutuhkan untuk konfirmasi transaksi).
• Keamanan melibatkan biaya dan kesulitan untuk melindungi jaringan Blockchain dari serangan. Misalnya, mekanisme POW Bitcoin mengharuskan penyerang untuk menguasai lebih dari 51% dari total daya komputasi jaringan, sedangkan mekanisme POS Ethereum membutuhkan lebih dari ⅓ node untuk berkolusi.
• Desentralisasi menggambarkan bahwa operasi jaringan tidak bergantung pada satu node pusat, melainkan tersebar di banyak node. Semakin banyak node dan semakin luas distribusi geografisnya, semakin tinggi tingkat desentralisasi jaringan.

Inti dari pandangan "segitiga tidak mungkin" adalah bahwa sebuah sistem blockchain sulit untuk mengoptimalkan ketiga karakteristik ini secara bersamaan. Misalnya: di antara banyak blockchain publik, Bitcoin dan Ethereum menonjol dalam desentralisasi dan keamanan berkat distribusi node yang luas dan jumlah node yang mencukupi.

Namun, mereka mengorbankan sejumlah skalabilitas, menyebabkan kecepatan transaksi yang lebih lambat dan biaya transaksi yang lebih tinggi: waktu pembuatan blok Bitcoin sekitar 10 menit, TPS Ethereum sekitar 13, dan saat volume transaksi melonjak, biaya transaksi Ethereum dapat mencapai ratusan dolar.

Dalam konteks seperti ini, teknologi blockchain modular muncul, yang menyelesaikan tantangan skalabilitas dan biaya transaksi dari blockchain publik tradisional dengan membagi fungsi yang berbeda ke dalam modul khusus. Misalnya, jaringan Lightning Bitcoin dan teknologi Rollup Ethereum adalah manifestasi dari pemikiran modular.

Keuntungan dari blockchain modular terletak pada arsitektur berlapisnya, yang memungkinkan setiap lapisan dioptimalkan untuk kebutuhan tertentu. Lapisan data dapat fokus pada penyimpanan dan verifikasi data, sementara lapisan eksekusi dapat menangani logika kontrak pintar. Pemisahan ini tidak hanya meningkatkan kinerja dan efisiensi, tetapi juga mendorong interoperabilitas antar blockchain yang berbeda, memberikan dasar untuk membangun ekosistem yang terbuka dan saling terhubung.

Secara keseluruhan, teknologi blockchain modular menyediakan cara baru untuk mengatasi keterbatasan blockchain publik tradisional. Ini mencapai skalabilitas yang lebih tinggi dan biaya transaksi yang lebih rendah, sambil mempertahankan desentralisasi dan keamanan, yang memiliki makna mendalam bagi penerapan luas dan perkembangan jangka panjang teknologi blockchain.

Analisis Proyek blockchain modular

Blockchain modular dapat dibagi menjadi berbagai jenis berdasarkan karakteristik arsitekturnya. Di antara jenis-jenis ini, lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus sering dirancang sebagai kesatuan yang utuh karena ketergantungan erat antara keduanya. Ini disebabkan oleh fakta bahwa ketika node menerima data transaksi, biasanya juga menentukan urutan transaksi secara bersamaan, yang merupakan inti dari keamanan dan ketidakberubahan blockchain.

Berdasarkan prinsip desain ini, kita dapat memahami proyek-proyek blockchain modular dari tiga aspek yaitu lapisan eksekusi, lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus, serta lapisan penyelesaian.

Lapisan Eksekusi: Layer 2

Teknologi Layer 2, sebagai perpanjangan dari lapisan eksekusi dalam arsitektur blockchain, merupakan salah satu perwujudan dari konsep blockchain modular. Ini bertujuan untuk meningkatkan skalabilitas rantai utama melalui pembangunan jaringan, sistem, atau teknologi di luar rantai yang dibangun di atas blockchain dasar.

Solusi Layer 2 memungkinkan pemrosesan transaksi yang lebih cepat dan lebih hemat biaya, sambil mempertahankan keamanan dan desentralisasi dari blockchain yang mendasarinya. Berdasarkan papan Dune yang dibuat oleh @0xning, dapat dilihat bahwa proporsi gas yang digunakan untuk verifikasi dan penyelesaian Layer 2 di ekosistem Ethereum rata-rata kurang dari 10%, yang secara signifikan menghemat biaya transaksi pengguna.

Teknologi Rollup adalah solusi Layer 2 yang paling populer saat ini, dengan konsep inti "eksekusi di luar rantai, verifikasi di dalam rantai", dimana perhitungan dan pekerjaan lainnya dilakukan di luar rantai, kemudian data calldata diunggah kembali ke jaringan utama.

eksekusi off-chain

Dalam model Rollup, transaksi dieksekusi di luar rantai, sementara blockchain dasar hanya bertanggung jawab untuk memverifikasi bukti transaksi dalam kontrak pintar dan menyimpan data transaksi asli. Desain ini secara signifikan mengurangi beban komputasi pada rantai utama, mengurangi kebutuhan penyimpanan, sehingga memungkinkan pemrosesan transaksi yang lebih efisien.

Untuk lebih menekan biaya, Rollup menggunakan teknologi pengemasan transaksi. Ini dapat dibandingkan dengan pengemasan barang dalam logistik, mengirimkan setiap barang secara terpisah akan menghasilkan biaya pengiriman yang tinggi. Teknologi Rollup, dengan mengemas beberapa transaksi bersama-sama, hanya memerlukan "pengiriman" sekali, sehingga secara signifikan mengurangi biaya per transaksi.

Verifikasi di blockchain

Verifikasi di blockchain adalah kunci keamanan jaringan Layer 2. Jaringan Layer 2 harus menyediakan bukti kriptografi untuk menyelesaikan potensi perbedaan di blockchain dasar. Saat ini, dua mekanisme bukti utama adalah bukti kesalahan dan bukti validitas, yang masing-masing mendukung Optimistic Rollups dan ZK Rollups.

Bukti kesalahan Optimistic Rollups

Optimistic Rollups mengadopsi asumsi optimis, yaitu semua transaksi dianggap valid kecuali ada bukti jelas yang menunjukkan adanya kesalahan. Model ini bergantung pada bukti kesalahan (bukti penipuan) selama periode tantangan, di mana setiap peserta jaringan dapat mengajukan bukti untuk menantang status kontrak pintar, memastikan keadilan dan transparansi jaringan.

Menurut data L2BEAT, saat ini ada 16 Layer 2 yang menggunakan mekanisme Optimistic Rollups, seperti: suatu platform perdagangan, suatu platform, Base, Blast, dan lain-lain.

Pembuktian validitas ZK Rollups

Berbeda dengan Optimistic Rollups, ZK Rollups menggunakan pendekatan yang lebih hati-hati, yang mengharuskan semua transaksi untuk melalui pembuktian validitas sebelum diterima. Mekanisme pembuktian ini mirip dengan proses verifikasi, yang memastikan bahwa setiap transaksi dan perhitungan di jaringan Layer 2 adalah akurat.

Singkatnya, bukti keabsahan adalah landasan dari ZK-Rollups, yang mengharuskan setiap batch transaksi disertai dengan bukti yang sesuai, sehingga memastikan bahwa kontrak pintar di blockchain yang mendasarinya dapat memverifikasi dan menyetujui perubahan status. Bagi node verifikasi, ZK Rollups menyediakan mekanisme penyelesaian tanpa kesalahan, karena setiap transaksi harus melalui validasi keabsahan yang ketat.

Menurut data L2BEAT, saat ini ada 11 Layer 2 yang menggunakan mekanisme ZK Rollups, seperti: Linea, Starknet, beberapa DEX, dan lain-lain.

lapisan ketersediaan data

Celestia

Celestia sebagai pelopor dalam bidang blockchain modular, pada dasarnya adalah lapisan ketersediaan data yang menyediakan dasar yang kokoh untuk pengembangan dApps dan Rollup. Dengan menerapkan di lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus Celestia, pengembang aplikasi dapat fokus pada pengoptimalan logika eksekusi, sementara kompleksitas ketersediaan data dan mekanisme konsensus diserahkan kepada Celestia untuk ditangani.

Desain arsitektur Celestia menyediakan berbagai solusi untuk skalabilitas modular, yang terutama terdiri dari tiga jenis berikut:

• Sovereign Rollup: Celestia menyediakan lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus, sementara lapisan penyelesaian dan lapisan eksekusi diimplementasikan secara independen oleh masing-masing rantai kedaulatan.
• Penyelesaian Rollup (misalnya proyek Cevmos): Di atas lapisan DA dan konsensus yang disediakan oleh Celestia, Cevmos menawarkan layanan lapisan penyelesaian, sementara rantai aplikasi bertindak sebagai lapisan eksekusi.
• Celestium: lapisan ketersediaan data direspons oleh Celestia, lapisan konsensus dan lapisan penyelesaian bergantung pada jaringan kuat Ethereum, dan rantai aplikasi terus fokus pada lapisan eksekusi.

![Penjelasan Mendalam tentang Modular: Sistem yang Dapat Dicolokkan