Konsensus tingkat transaksi Shardeum, sharding status dinamis, dan skalabilitas linier akan memastikan jaringan tidak hanya mencapai eksekusi transaksi paralel tetapi juga atomik dan lintas shard.
Apa itu Komposabilitas dalam Blockchain?
Catatan: Kami memiliki blog terpisah yang didedikasikan untuk membahas tentang apa itu komposabilitas, terutama dari sudut pandang blockchain. Akan tetapi, mari kita rangkum di sini agar lebih mudah bagi Anda untuk memahami dan menghubungkan berbagai poin diskusi yang akan kita bahas di blog ini tentang pentingnya komposabilitas atomik dan lintas shard dalam jaringan blockchain publik.
Komposabilitas adalah sebuah konsep yang kuat dalam blockchain yang memungkinkan para pengembang untuk menggabungkan dan mengintegrasikan kontrak pintar, aplikasi terdesentralisasi (dapps), dan jaringan yang berbeda untuk menciptakan sistem yang inovatif dan kompleks. Hal ini mendorong perkembangan yang cepat, karena blok-blok bangunan yang ada dapat digunakan kembali, mengurangi waktu dan usaha.
Sumber: Bagaimana cara kerja komposabilitas?
Meskipun proposisi ini tampaknya menjadi berkah bagi platform kontrak pintar, keberhasilannya sangat bergantung pada kekokohan lapisan protokol yang mendasari platform dalam hal keamanan, skalabilitas, komunikasi, penyimpanan, dan DX. Meskipun komposabilitas melihat bagaimana sebuah sistem bekerja dari dalam dan bagaimana bagian-bagiannya dapat disusun ulang untuk membuat fungsi baru, keberhasilannya juga bergantung pada beberapa faktor eksternal untuk memperkuat kegunaannya seperti audit keamanan dan pengujian menyeluruh. Hal ini pada dasarnya membuat ‘komposabilitas’ sebagai fitur yang menentukan keberhasilan atau kegagalan platform blockchain.
Apa itu Atomisitas dalam Blockchain?
Atomisitas dan komposabilitas atomik sangat erat kaitannya. Atomisitas mengacu pada sifat transaksi atau operasi yang tidak dapat dibagi atau semua atau tidak sama sekali. Dengan kata lain, ini berarti bahwa sebuah transaksi dieksekusi sepenuhnya atau tidak dieksekusi sama sekali, tanpa status parsial atau perantara. Jika ada bagian dari transaksi yang gagal atau mengalami kesalahan, seluruh transaksi akan dikembalikan atau dibatalkan, untuk memastikan bahwa sistem tetap berada dalam kondisi yang konsisten. Anda akan melihat atomisitas sebagai bagian dari konsep ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) dalam ilmu komputer dan data.
Sumber: erainnovator.com/acid-properties-in-dbms/
Apa itu Komposabilitas Atomik dalam Blockchain?
Komposabilitas atomik mengacu pada kemampuan untuk menggabungkan dan mengeksekusi beberapa operasi atau transaksi dalam sistem database terdistribusi seperti blockchain dan DAG dengan cara yang semuanya berhasil atau gagal bersama-sama biasanya dalam batas-batas shard tunggal atau blockchain. Ini memperluas konsep atomisitas ke komposabilitas operasi dalam konteks blockchain.
Mirip dengan bagaimana jaringan blockchain menggunakan mekanisme konsensus untuk membuat kesepakatan mengenai keabsahan dan pemesanan transaksi, blockchain menggunakan mekanisme khusus seperti protokol pengiriman pesan, koordinator, dan perutean untuk menjunjung tinggi kemampuan komposabilitas dalam jaringan ini. Ini merupakan detail tingkat teknis yang akan kita pelajari lebih lanjut di bagian selanjutnya. Namun, pada tingkat fungsional, harus ditekankan bahwa blockchain dapat memastikan komposabilitas atomik hanya jika mereka memiliki desain/penyebaran yang sempurna untuk mekanisme konsensus, kontrak pintar, skalabilitas, verifikasi transaksi, dan mekanisme roll back. Dengan kata lain, mereka harus memiliki fundamental yang kuat dalam bentuk protokol dan lapisan aplikasi.
Sumber | Apa itu komposabilitas atomik, dan bagaimana cara kerja komposabilitas?
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, komposabilitas atomik biasanya dicapai dalam satu partisi, kluster, atau blockchain. Akan tetapi, memastikan komposabilitas atomik menjadi lebih kompleks ketika berurusan dengan beberapa partisi dan status, seperti dalam jaringan sharding.
Sharding merupakan sebuah cara untuk meningkatkan skalabilitas sistem terdistribusi, seperti blockchain, dengan membagi data ke dalam bagian yang lebih kecil dan lebih mudah untuk dikelola yang disebut dengan shard. Sharding tidak serta merta merusak komposabilitas, tetapi berpotensi membatasi kemampuan bagian sistem yang berbeda untuk berkomunikasi dan berinteraksi satu sama lain. Sharding memperkenalkan kompleksitas pada arsitektur dan implementasi jaringan dan sering kali membutuhkan mekanisme untuk komunikasi lintas shard dan komposabilitas. Sharding juga dapat mengakibatkan distribusi data dan transaksi yang tidak merata di seluruh shard karena kurangnya desain dan pengujian yang optimal, atau dengan kata lain, lapisan protokol yang solid. Sebelum memahami bagaimana komposabilitas lintas shard dapat dicapai, mari kita lihat sekilas apa arti lintas sharding itu sendiri?
Komposabilitas Lintas Shard dalam Sistem Blockchain
Sumber | Apa itu komposabilitas lintas shard: Pentingnya komposabilitas lintas shard
Dalam teknologi blockchain, sharding adalah sebuah cara untuk membagi jaringan menjadi bagian yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola yang disebut dengan shard. Setiap shard berisi bagian dari total data dan transaksi jaringan, yang memungkinkan pemrosesan yang lebih efisien dan hasil yang lebih tinggi. Dengan membagi jaringan dengan cara ini, node hanya perlu memproses data dalam shard yang ditugaskan, mengurangi beban komputasi dan meningkatkan kinerja secara keseluruhan.
Komposabilitas lintas shard mengacu pada kemampuan berbagai shard dalam jaringan blockchain untuk berinteraksi dengan mulus. Karena setiap shard beroperasi secara independen, komposabilitas lintas shard membutuhkan implementasi protokol dan mekanisme seperti sistem akun universal, protokol pengiriman pesan, atau mengimplementasikan rantai samping atau penghubung untuk menghubungkan shard yang berbeda. Hal ini akan memungkinkan pemindahan data dan aset antar shard, serta mempertahankan kondisi yang konsisten di semua shard. Dengan mengaktifkan komposabilitas lintas shard, jaringan blockchain dapat memproses lebih banyak transaksi dan mencapai hasil yang lebih tinggi tanpa mengorbankan keamanan atau desentralisasi.
Pertimbangan Utama untuk Mencapai Komposabilitas Lintas Shard dalam Jaringan Blockchain
Transaksi Lintas Shard
Transaksi lintas shard adalah sebuah transaksi tunggal yang melibatkan beberapa shard dalam jaringan blockchain. Transaksi ini sangat penting untuk mencapai skalabilitas dan memungkinkan kontrak pintar yang lebih kompleks. Transaksi lintas shard membutuhkan mekanisme untuk memastikan atomisitas, konsistensi, isolasi, dan daya tahan (ACID) di seluruh shard.
Perlunya Komposabilitas
Komposabilitas sangat penting untuk memungkinkan komposabilitas lintas shard dan memastikan interaksi yang mulus antara kontrak pintar dan transaksi di seluruh shard yang berbeda. Tanpa komposabilitas, jaringan blockchain akan terbatas untuk beroperasi di dalam shard mereka, mengurangi utilitas dan adopsi mereka.
Protokol Komit Dua Fase untuk Transaksi Lintas Shard
Protokol Komit Dua Fase adalah sebuah mekanisme untuk memastikan atomisitas dalam transaksi lintas shard. Protokol ini melibatkan seorang koordinator yang memulai transaksi dan berkomunikasi dengan semua shard yang terlibat untuk memastikan bahwa mereka siap untuk melakukan komit. Jika semua shard setuju, transaksi dilakukan; jika tidak, transaksi akan dibatalkan.
Merutekan Transaksi Lintas Shard
Perutean adalah mekanisme yang digunakan untuk mengarahkan transaksi lintas shard ke shard yang sesuai. Hal ini melibatkan identifikasi shard yang terlibat dalam transaksi dan menentukan rute optimal untuk mengeksekusi transaksi. Hal ini dicapai melalui tabel perutean dan protokol pengiriman pesan yang memungkinkan komunikasi komposabilitas lintas shard di antara shard.
Koordinator dalam Komposabilitas Lintas Shard
Koordinator mengelola transaksi lintas shard dan memastikan atomisitas, konsistensi, isolasi, dan daya tahannya. Mereka memfasilitasi komunikasi antara shard yang terlibat dalam transaksi dan sangat penting untuk mencapai komposabilitas lintas shard. Koordinator memulai transaksi lintas shard, berkomunikasi dengan semua shard yang terlibat untuk memastikan bahwa mereka siap untuk melakukan komit, dan melakukan protokol komit dua fase untuk memastikan keatomisan. Koordinator juga menjaga informasi status tentang transaksi dan berkomunikasi dengan koordinator lain jika transaksi menjangkau beberapa jaringan blockchain.
Perlu diingat, Koordinator juga dapat memperkenalkan sentralisasi ke dalam jaringan blockchain, mengurangi keamanan dan desentralisasi. Mereka juga membutuhkan sumber daya komputasi tambahan dan dapat memperkenalkan latensi ke dalam pemrosesan transaksi. Selain itu, satu titik kegagalan dapat muncul jika koordinator gagal atau disusupi.
Memastikan Komposabilitas Antar Shard
Untuk memastikan atau mengaktifkan komposabilitas antar shard dalam jaringan blockchain, sangat penting untuk membuat protokol dan mekanisme untuk komunikasi dan pemindahan aset antar shard yang berbeda. Hal ini melibatkan penerapan mekanisme perutean untuk mengarahkan transaksi ke shard yang sesuai dan membuat sistem akun universal yang dapat diakses oleh semua shard.
Selain itu, diperlukan penggunaan protokol pengiriman pesan, seperti komunikasi antar shard (ISC), untuk memungkinkan komunikasi antar shard. Mempertahankan kondisi yang konsisten juga penting untuk memastikan konsistensi antara semua shard yang terlibat.
Manajemen Metadata dalam Transaksi Lintas Shard
Dalam transaksi lintas shard, metadata mengacu pada informasi yang terkait dengan transaksi tetapi tidak termasuk dalam payload. Metadata dapat mencakup status transaksi, informasi perutean, dan data lain yang diperlukan untuk memastikan atomisitas, konsistensi, isolasi, dan daya tahan dalam transaksi lintas shard.
Manajemen metadata melibatkan perancangan protokol dan mekanisme untuk menyimpan, mengakses, dan memperbarui metadata di semua shard. Ini termasuk mengimplementasikan sistem penyimpanan metadata yang dapat diakses oleh semua shard yang terlibat, membuat standar dan format metadata, dan memastikan bahwa metadata dilindungi dan diamankan untuk mencegah akses atau manipulasi yang tidak sah.
Shardeum Mencapai Eksekusi Transaksi Paralel dengan Komposabilitas Atomik & Lintas Shard
Tentang Shardeum
Shardeum adalah jaringan blockchain lapisan 1 dengan platform kontrak pintar berbasis EVM yang berskala linier untuk mempertahankan biaya transaksi yang rendah secara permanen, bersama dengan desentralisasi dan keamanan yang tinggi. Transaksi diurutkan berdasarkan waktu di Shardeum (siapa cepat dia dapat) untuk menjaga konsistensi kronologis. Verifikasi dan konsensus transaksi dilakukan secara individual, yaitu dilakukan pada tingkat transaksi, bukan pada tingkat blok seperti yang Anda lihat pada jaringan blockchain pada umumnya. Shardeum menggunakan mekanisme konsensus yang unik/gabungan — Proof of Quorum dan Proof of Stake.
Meskipun kita tahu bagaimana Proof of Stake bekerja secara umum, Proof of Quorum memungkinkan Shardeum untuk menghasilkan tanda terima yang menunjukkan bahwa mayoritas kelompok konsensus telah memilih transaksi tertentu. Setiap node dalam kelompok konsensus menandatangani hash transaksi dan menyebarkannya ke node lain dalam kelompok konsensus. Node-node mengumpulkan suara-suara ini, dan ketika jumlah suara lebih dari 50%, suara-suara ini membentuk sebuah tanda terima yang dapat membuktikan konsensus pada transaksi. Khususnya, algoritme konsensus pada Shardeum juga memainkan peran kunci dalam memberikan ‘ID node’ secara acak kepada node validator sebelum mereka bergabung dengan jaringan. Dengan bantuan ID node, jaringan akan secara konstan merotasi otomatis validator dan node siaga (node yang menunggu giliran untuk dirotasi secara otomatis ke dalam jaringan sebagai validator aktif) untuk mempersulit aktor jahat mengambil alih pada titik waktu tertentu.
Transaksi yang diproses, dengan demikian, dikelompokkan bersama dan diteruskan ke node arsip di jaringan yang bertanggung jawab untuk menyimpan data historis (node validator hanya akan menyimpan status akun yang terlibat di seluruh shard, yang memungkinkan pengguna biasa untuk mengoperasikan node di Shardeum). Dan, melalui sharding status dinamis, Shardeum mengimplementasikan pendekatan sharding 3 dimensi dengan memecah Status, Jaringan, dan Transaksi di atas penskalaan otomatis secara dinamis untuk meningkatkan atau menurunkan kapasitas jaringan secara relatif terhadap lalu lintas di jaringan.
Setiap node di jaringan akan diberikan ruang akun dinamis di beberapa shard dengan tingkat tumpang tindih yang memadai di antara rentang alamat. Hal ini memungkinkan pemrosesan transaksi secara paralel dengan tetap mempertahankan komposabilitas atomik dan lintas shard. Penskalaan otomatis akan memungkinkan Shardeum untuk menggunakan sumber daya secara efisien dan menanggapi perubahan permintaan secara dinamis yang menghasilkan finalitas langsung dan latensi rendah sambil mempertahankan biaya transaksi yang rendah selamanya. Lebih lanjut, pengembang dapat menggunakan dan berinteraksi dengan kontrak Solidity atau Vyper di Shardeum tanpa pertimbangan khusus untuk sharding, karena kontrak diterapkan ke shard unik secara otomatis sambil mempertahankan komposabilitas atomik di semua shard.
Bagaimana Shardeum Mencapai Komposabilitas Atomik & Lintas Shard?
Meskipun kita dapat meneliti dan mengambil manfaat dari inovasi jaringan dan pengembangan lebih lanjut setelah buku putih dirilis dan protokol sumber terbuka terjadi sebelum jaringan utama pada Q3/Q4 tahun 2023, mari kita lihat bagaimana Shardeum dapat mempertahankan komposabilitas atomik dan lintas shard pada tingkat yang tinggi berdasarkan apa yang telah kita bahas di atas.
Shardeum memesan dan memproses transaksi berdasarkan waktu secara individual
Mekanisme konsensus Shardeum melibatkan node tanpa pemimpin dan dirotasi
Konsensus dilakukan pada tingkat transaksi (dan bukan pada tingkat blok)
Validator di jaringan diberikan ruang akun dinamis di beberapa shard. Walaupun sharding status dinamis membutuhkan setiap node untuk menyimpan rentang alamat yang berbeda, akan ada tumpang tindih yang signifikan antara alamat yang dicakup oleh node dengan redundansi yang memadai setidaknya 128 validator
Karena transaksi diproses secara individual, transaksi yang mempengaruhi beberapa shard tidak memiliki resiko untuk dikonfirmasi di satu shard, tetapi dibatalkan di shard lainnya.
Konsensus tingkat transaksi lebih lanjut memungkinkan transaksi yang mempengaruhi beberapa shard untuk diproses secara bersamaan oleh shard-shard ini yang tidak hanya mengurangi waktu untuk memproses transaksi meskipun mempengaruhi beberapa shard, tetapi juga memastikan pemrosesan atomik dengan latensi yang sangat rendah dan penyelesaian langsung
Ketika transaksi multi-langkah dimulai dalam kasus kontrak pintar yang kompleks, ini melibatkan pelaksanaan semua langkah tersebut di beberapa shard secara bersamaan. Dengan konsensus tingkat transaksi Shardeum, langkah-langkah ini dapat dikelompokkan ke dalam satu transaksi atomik untuk memastikan komposabilitas atomik
Dengan bantuan sharding status dinamis, penskalaan otomatis, mekanisme konsensus optimal, pemesanan transaksi berbasis waktu, Shardeum akan menskalakan secara linier yang memungkinkan pengguna rata-rata untuk menjalankan node di jaringan dengan persyaratan komputasi yang dapat diabaikan
Penskalaan linier dan penskalaan otomatis akan menjaga biaya operasional jaringan tetap berkelanjutan yang pada dasarnya berarti biaya transaksi di jaringan akan tetap sangat rendah dan konstan secara permanen
Biaya gas yang rendah memungkinkan pengguna dan pengembang untuk berinteraksi dengan beberapa shard dan melakukan transaksi lintas shard dengan biaya yang efektif sambil mempromosikan peningkatan partisipasi pengguna, yang pada gilirannya memfasilitasi komposabilitas lintas shard yang mulus
Setiap node/shard yang bergabung dengan jaringan akan meningkatkan keluaran jaringan secara proporsional yang memungkinkan Shardeum untuk menskalakan tanpa batas untuk mencegah kemacetan dan penumpukan transaksi. Hal ini secara langsung meningkatkan kemampuan komposabilitas pada jaringan
Penskalaan linier, lebih lanjut, memfasilitasi pendistribusian beban kerja secara merata di seluruh shard. Dengan memastikan distribusi transaksi dan operasi yang seimbang, hal ini mencegah satu shard menjadi hambatan atau mengalami kemacetan yang berlebihan untuk memungkinkan komposabilitas lintas shard yang lancar
Penskalaan linier memungkinkan protokol komunikasi antar shard yang dikembangkan untuk memfasilitasi pemindahan data dan informasi status yang aman dan andal antar shard, memungkinkan koordinasi tanpa batas untuk komposabilitas lintas shard
Karena Shardeum memperkenalkan efisiensi operasional melalui penskalaan linier dan otomatis, ini meningkatkan kapasitas jaringan untuk menangani operasi dan interaksi yang kompleks di berbagai shard, memungkinkan ekosistem blockchain yang lebih saling terhubung dan dapat dioperasikan
Kesimpulan
Kesimpulannya, pentingnya komposabilitas lintas shard sangat besar dalam sistem blockchain, memungkinkan skalabilitas dan pengembangan kontrak pintar yang lebih kompleks. Ini melibatkan eksekusi transaksi di beberapa shard dan menjaga atomisitas, konsistensi, isolasi, dan daya tahan (ACID) di semua shard yang terlibat.
Meskipun untuk mencapai komposabilitas lintas shard membutuhkan implementasi berbagai mekanisme, seperti protokol perutean, komunikasi antar shard, sistem akun universal, dan sistem manajemen metadata, mekanisme ini hanya melengkapi efisiensi dan skalabilitas protokol yang mendasarinya. Shardeum diposisikan secara unik untuk mengintegrasikan dapps/kontrak pintar yang kompleks sambil memfasilitasi interaksi lintas rantai dan interoperabilitas sebagai hasil dari teknologi terobosannya. Nantikan perkembangan proyek ini dalam tahap akhir kesiapan produksinya.
#ShardeumIsBorderless #shardeum #TrendingTopic #Write2Eam