Sejak bulan Oktober tahun ini, salah satu pendiri Ethereum, Vitalik Buterin, telah menerbitkan serangkaian artikel tentang kemungkinan masa depan protokol Ethereum, yang mencakup enam bagian peta jalan perkembangan Ethereum: The Merge, The Surge, The Scourge, The Verge, The Purge, dan The Splurge.
Sebelumnya, kami telah menginterpretasikan bagian pertama dari peta jalan (The Merge), artikel ini akan melanjutkan untuk menginterpretasikan bagian kedua dari seri ini, The Surge, di mana Vitalik secara khusus membahas skalabilitas Ethereum dan perkembangan jangka panjang. Dari peta jalan teknis fase ini, kita dapat memahami lebih dalam bagaimana Ethereum akan bertransformasi menjadi protokol yang mampu menangani permintaan yang sangat besar (TPS mencapai 100.000+), sambil tetap mempertahankan desentralisasi dan keamanan.
Visi inti Ethereum
Secara esensial, Ethereum bertujuan untuk menjadi lapisan dasar dari internet terdesentralisasi. Ethereum mendukung aplikasi terdesentralisasi yang kompleks melalui kode kontrak pintar yang dieksekusi secara otomatis, fleksibilitas ini menjadikannya sebagai blockchain pilihan bagi pengembang untuk membangun aplikasi terdesentralisasi termasuk DeFi, NFT, dan lainnya.
Namun, Ethereum memiliki batasan dalam hal skalabilitas. Ethereum L1 hanya dapat memproses sekitar 15 hingga 30 transaksi per detik, yang masih jauh di belakang jaringan pembayaran tradisional seperti Visa. Ini mengakibatkan biaya gas yang tinggi selama periode kemacetan jaringan, dan membatasi kemampuan Ethereum untuk menjadi infrastruktur berskala global. Inilah masalah yang ingin diatasi oleh The Surge.
Tujuan utama The Surge adalah sebagai berikut:
- Ethereum L1+L2 mencapai 100.000+ TPS;
- Mempertahankan desentralisasi dan ketahanan L1;
- Setidaknya beberapa L2 sepenuhnya mewarisi atribut inti Ethereum (tanpa kepercayaan, terbuka, tahan sensor);
- Memaksimalkan interoperabilitas antar L2: Ethereum harus berfungsi seperti ekosistem, bukan sekadar puluhan blockchain yang berbeda.
Masa depan yang berfokus pada rollup
The Surge mengacu pada rencana Ethereum untuk secara signifikan meningkatkan skalabilitas, terutama melalui solusi L2. Rollup adalah komponen kunci dari strategi ini. Peta jalan yang berfokus pada rollup mengusulkan pembagian kerja yang sederhana: Ethereum L1 berfokus pada menjadi lapisan dasar yang kuat dan terdesentralisasi, sementara L2 bertugas membantu ekosistem untuk berkembang.
Rollup mengemas transaksi secara off-chain dan kemudian mengajukannya kembali ke jaringan utama Ethereum, secara signifikan meningkatkan throughput sambil mempertahankan keamanan dan desentralisasi. Dalam kata-kata Vitalik, rollup dapat meningkatkan skalabilitas Ethereum hingga lebih dari 100.000 TPS. Ini akan menjadi ekspansi yang transformatif karena memungkinkan Ethereum untuk menangani aplikasi berskala global tanpa mengorbankan semangat desentralisasi.
Vitalik menekankan bahwa rollup tidak hanya sekedar solusi sementara, tetapi juga solusi perluasan jangka panjang. Ethereum 2.0 telah mengurangi konsumsi energi dengan transisi dari PoW ke PoS melalui The Merge, sementara rollup dipandang sebagai tonggak penting berikutnya dalam solusi perluasan jangka panjang.
Tahun ini, peta jalan yang berfokus pada rollup mencapai hasil penting: dengan peluncuran blobs EIP-4844, bandwidth data Ethereum L1 meningkat secara signifikan, dan beberapa rollup Ethereum Virtual Machine (EVM) telah memasuki fase pertama. Setiap L2 ada sebagai shard dengan aturan dan logika internalnya sendiri, dan keragaman serta variasi cara implementasi shard kini telah menjadi kenyataan.
Pengembangan lebih lanjut dari sampling ketersediaan data (DAS)
Aspek kunci lain dari The Surge adalah sampling ketersediaan data (DAS), yang merupakan teknik yang dirancang untuk mengatasi masalah ketersediaan data. Dalam jaringan desentralisasi seperti Ethereum, semua node dapat memverifikasi data tanpa perlu menyimpan atau mengunduh semuanya, ini sangat penting.
DAS memungkinkan node untuk memverifikasi data tanpa mengakses seluruh kumpulan data, sehingga meningkatkan skalabilitas dan efisiensi.
Vitalik menekankan dua bentuk DAS: PeerDAS dan 2D DAS.
PeerDAS diharapkan dapat meningkatkan asumsi kepercayaan dalam rollup, membuatnya lebih aman. 2D DAS tidak hanya melakukan sampling acak di dalam blob, tetapi juga di antara blob. Dengan memanfaatkan sifat linear komitmen KZG, satu set blob virtual baru diperluas untuk mengumpulkan blob dalam satu blok yang sama, di mana blob tersebut mengenkripsi informasi redundan yang sama.
Dengan DAS, Ethereum dapat menangani volume data yang lebih besar, memungkinkan rollup yang lebih cepat dan lebih murah tanpa mengorbankan desentralisasi.
Pada tahap yang lebih jauh di masa depan, lebih banyak pekerjaan perlu dilakukan untuk menentukan versi ideal dari 2D DAS dan membuktikan atribut keamanannya.
Realitas jangka panjang yang diperkirakan oleh Vitalik adalah:
(1) Menerapkan DAS 2D yang ideal;
(2) Terus menggunakan DAS 1D,牺牲 efisiensi bandwidth sampling demi kesederhanaan dan ketahanan.
(3) Menyerahkan DA, sepenuhnya mengadopsi Plasma sebagai arsitektur Layer 2 utama.
Perlu dicatat bahwa meskipun memutuskan untuk langsung memperluas pada lapisan L1, pilihan ini juga ada. Ini karena jika lapisan L1 harus menangani banyak TPS, blok L1 akan menjadi sangat besar, dan klien akan ingin memiliki cara yang efisien untuk memverifikasi kebenarannya, sehingga harus menggunakan teknologi yang sama dengan rollup (seperti ZK-EVM dan DAS) di lapisan L1.
Plasma dan solusi lainnya
Selain Rollup, salah satu solusi skala off-chain yang diusulkan lebih awal, Plasma, juga merupakan solusi L2 lainnya.
Plasma membuat sub-rantai yang beroperasi secara independen dari rantai utama Ethereum untuk memproses transaksi, secara berkala mengajukan ringkasan ke jaringan utama. Untuk setiap blok, operator akan mengirimkan cabang Merkle kepada setiap pengguna untuk membuktikan status perubahan aset pengguna tersebut. Pengguna dapat menarik aset mereka dengan menyediakan cabang Merkle. Penting untuk dicatat bahwa cabang ini tidak harus memiliki status terbaru sebagai akar.
Oleh karena itu, meskipun ada masalah dengan ketersediaan data, pengguna masih dapat memulihkan aset mereka dengan menarik status terbaru yang tersedia. Jika pengguna mengajukan cabang yang tidak valid (misalnya, menarik aset yang telah dikirim ke orang lain, atau operator sendiri menciptakan aset dari udara), maka kepemilikan aset dapat ditentukan melalui mekanisme tantangan di rantai.
Meskipun pengembangan Plasma tertinggal dalam beberapa hal dibandingkan rollup, Vitalik masih melihatnya sebagai bagian dari paket alat skalabilitas yang lebih luas untuk Ethereum.
Selain itu, Vitalik juga membahas tentang perbaikan teknologi kompresi data dan bukti kriptografi untuk lebih meningkatkan efisiensi rollup dan solusi L2 lainnya. Ide dasarnya adalah untuk mengompresi sebanyak mungkin data, sambil memastikan bahwa semua informasi yang diperlukan tetap tersedia untuk node Ethereum untuk divalidasi. Perbaikan teknologi ini kemungkinan akan memainkan peran kunci dalam mencapai throughput yang lebih tinggi pada Ethereum.
Gambar di atas adalah rantai Plasma Cash, di mana transaksi yang menghabiskan Coin i ditempatkan di posisi ke-i dalam pohon. Dalam contoh ini, diasumsikan bahwa semua pohon sebelumnya valid, diketahui bahwa Eve saat ini memiliki Coin 1, David memiliki Coin 4, dan George memiliki Coin 6.
Versi awal Plasma hanya dapat menangani kasus penggunaan pembayaran, dan tidak dapat diperluas secara efektif lebih jauh. Namun, jika setiap akar divalidasi dengan SNARK, Plasma akan menjadi jauh lebih kuat. Prosesnya dapat disederhanakan secara signifikan karena sebagian besar jalur kemungkinan kecurangan operator dihilangkan. Pada saat yang sama, jalur baru dibuka, yaitu di mana pengguna dapat segera menarik dana tanpa harus menunggu periode tantangan selama seminggu jika operator tidak berbuat curang.
Gambar di atas menunjukkan salah satu cara untuk membuat rantai plasma EVM (bukan satu-satunya cara): menggunakan ZK-SNARK untuk membangun pohon UTXO paralel yang mencerminkan perubahan saldo yang dilakukan oleh EVM, mendefinisikan pemetaan unik 'koin yang sama' pada periode sejarah yang berbeda. Struktur Plasma dapat dibangun di atasnya.
Kinerja Plasma cukup baik, ini juga merupakan alasan utama bagi semua orang untuk merancang struktur teknik untuk mengatasi kekurangan keamanannya.
Perbaikan interoperabilitas antar L2
Salah satu tantangan utama yang dihadapi oleh ekosistem L2 saat ini adalah interoperabilitas antar L2 yang lemah, dan bagaimana membuat penggunaan ekosistem L2 terasa seperti menggunakan ekosistem Ethereum yang bersatu adalah masalah mendesak yang perlu diperbaiki.
Perbaikan interoperabilitas antar L2 memiliki banyak kategori. Secara teoritis, Ethereum berbasis Rollup mirip dengan L1 yang melakukan pemisahan eksekusi. Sistem ekosistem Ethereum L2 saat ini masih memiliki masalah berikut yang jauh dari keadaan ideal:
Permintaan pembayaran rantai tertentu: pesan dalam bentuk 'kirim saya X token tipe Y di rantai Z' harus dapat dengan mudah dan terstandarisasi dibuat. Ini memiliki dua skenario aplikasi utama: pembayaran antar individu atau pembayaran antara individu dan layanan pedagang; dApp meminta dana.
Permintaan pembayaran rantai tertentu: pesan dalam bentuk 'kirim saya X token tipe Y di rantai Z' harus dapat dengan mudah dan terstandarisasi dibuat. Ini memiliki dua skenario aplikasi utama: pembayaran antar individu atau pembayaran antara individu dan layanan pedagang; dApp meminta dana.
Pertukaran lintas rantai dan pembayaran Gas: seharusnya ada protokol terbuka yang distandarisasi untuk mengekspresikan operasi lintas rantai. ERC-7683 dan RIP-7755 adalah upaya di bidang ini, meskipun keduanya memiliki jangkauan aplikasi yang lebih luas daripada kasus penggunaan tertentu ini.
Klien ringan: pengguna harus dapat memverifikasi secara nyata rantai yang mereka interaksikan, bukan hanya mempercayai penyedia RPC. Misalnya, Helios dari a16z crypto dapat melakukan ini (terhadap Ethereum itu sendiri), tetapi desentralisasi ini perlu diperluas ke L2. ERC-3668 (CCIP-read) adalah salah satu strategi untuk mencapai tujuan ini.
Konsep jembatan token bersama: asumsikan dalam dunia di mana semua L2 adalah rollup pembuktian validitas, dan setiap slot mengajukan ke Ethereum, untuk memindahkan aset L2 dalam keadaan asli ke L2 lain, masih diperlukan penarikan dan setoran, yang memerlukan pembayaran biaya gas L1 yang besar.
Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah: menciptakan Rollup minimalis yang berbagi, yang satu-satunya fungsinya adalah memelihara informasi tentang jenis token yang dimiliki oleh L2 dan berapa banyak saldo yang dimiliki, serta memungkinkan saldo ini diperbarui secara massal melalui serangkaian operasi pengiriman antar L2 yang dimulai dari mana saja. Ini akan memungkinkan transfer antar L2 tanpa harus membayar biaya gas L1 setiap kali transfer, dan juga tidak perlu menggunakan teknologi berbasis penyedia likuiditas seperti ERC-7683.
Komposisi sinkron: memungkinkan pemanggilan sinkron terjadi antara L2 tertentu dan L1 atau antar beberapa L2. Ini membantu meningkatkan efisiensi finansial protokol DeFi. Yang pertama dapat dicapai tanpa koordinasi antar L2; yang terakhir memerlukan pengurutan bersama. Teknologi berbasis rollup secara otomatis berlaku untuk semua teknologi ini.
Banyak contoh di atas menghadapi dilema kapan dan lapisan mana yang harus distandarisasi. Jika distandarisasi terlalu awal, itu dapat mengakar solusi yang buruk. Jika distandarisasi terlalu terlambat, itu dapat menyebabkan fragmentasi yang tidak perlu.
Sebuah konsensus saat ini adalah: dalam beberapa kasus, ada sifat yang lebih lemah tetapi lebih mudah diimplementasikan sebagai 'solusi jangka pendek', dan ada 'solusi jangka panjang' yang 'akhirnya benar' tetapi memerlukan waktu bertahun-tahun untuk dicapai. Tugas-tugas ini bukan hanya masalah teknis, mereka juga merupakan (atau bahkan mungkin terutama) masalah sosial yang memerlukan kerjasama antara L2, dompet, dan L1.
Melanjutkan ekspansi Ethereum L1
Vitalik percaya bahwa memperluas Ethereum L1 itu sendiri dan memastikan bahwa ia dapat terus menampung semakin banyak kasus penggunaan adalah hal yang sangat berharga.
Ekspansi L1 memiliki tiga strategi yang dapat dilakukan secara terpisah atau bersamaan:
(1) Meningkatkan teknologi (misalnya, kode klien, klien stateless, kedaluwarsa historis) untuk membuat L1 lebih mudah divalidasi, kemudian meningkatkan batas gas;
(2) Mengurangi biaya operasi tertentu, tanpa meningkatkan risiko pada skenario terburuk, sambil meningkatkan kapasitas rata-rata;
(3) Rollup asli (yaitu, membuat N salinan paralel EVM).
Berbagai teknologi ini memiliki trade-off yang berbeda. Misalnya, rollup asli memiliki kelemahan yang sama dalam hal komposisi seperti rollup biasa: tidak dapat mengirim satu transaksi untuk melakukan operasi secara sinkron di beberapa rollup. Meningkatkan batas gas dapat melemahkan manfaat lain yang dapat dicapai melalui penyederhanaan verifikasi L1, seperti meningkatkan proporsi pengguna yang menjalankan node verifikasi, dan meningkatkan jumlah staker solo. Bergantung pada cara implementasinya, membuat operasi tertentu dalam EVM lebih murah mungkin akan menambah kompleksitas keseluruhan dari EVM.
Desentralisasi dan keamanan
Keseimbangan antara skalabilitas dan desentralisasi adalah salah satu tema yang sering disebutkan oleh Vitalik. Banyak proyek blockchain memilih untuk mengorbankan desentralisasi demi throughput yang lebih tinggi. Misalnya, Solana dapat memproses ribuan transaksi per detik, tetapi memerlukan perangkat keras yang kuat untuk menjalankan node, sehingga membuat jaringan terpusat. Vitalik bersikeras bahwa meskipun Ethereum terus berkembang, komitmen terhadap desentralisasi harus tetap dipertahankan.
Rollup dan DAS dianggap sebagai cara untuk meningkatkan kapasitas Ethereum sambil mempertahankan sifat desentralisasinya. Berbeda dengan Solana atau blockchain berkinerja tinggi lainnya, strategi ekspansi Ethereum memastikan bahwa siapa pun dapat menjalankan node untuk melindungi jaringan dengan cara yang benar-benar terdesentralisasi. Ini sangat penting untuk visi Ethereum, yaitu membangun blockchain yang dapat mendukung sistem keuangan global yang tidak memerlukan izin.
Semakin tinggi skalabilitas, semakin besar tanggung jawab dalam hal keamanan. Seiring Ethereum bergerak menuju masa depan yang berfokus pada rollup, memastikan bahwa sistem ini tidak memerlukan kepercayaan menjadi sangat penting. Rollup bergantung pada bukti kriptografi untuk memastikan bahwa transaksi off-chain adalah sah saat diajukan kembali ke Ethereum. Meskipun sistem ini telah terbukti efektif, tidak tanpa risiko. Vitalik mengakui bahwa pematangan teknologi ini memerlukan pengujian dan iterasi yang ketat, terutama saat digunakan secara lebih luas.
Prospek The Surge
Setelah The Surge, Vitalik membayangkan Ethereum tidak hanya dapat diskalakan tetapi juga mempertahankan desentralisasi, keamanan, dan keberlanjutan secara penuh. Visi ini mencakup tidak hanya memperluas lapisan pertama melalui rollup dan DAS, tetapi juga membangun algoritma konsensus yang lebih efisien, meningkatkan alat untuk pengembang, dan memelihara ekosistem dApp yang berkembang pesat.
Peta jalan Ethereum optimis, tetapi juga menghadapi banyak tantangan. Implementasi rollup secara besar-besaran, memastikan keamanan solusi L2, dan mempersiapkan masa depan kuantum adalah tugas yang kompleks. Namun, jika Ethereum dapat berhasil mengatasi rintangan ini, ia akan mengukuhkan posisinya sebagai inti Web3: yaitu internet yang terdesentralisasi dan dikendalikan oleh pengguna.
Dalam bidang blockchain yang berkembang pesat, Ethereum berfokus pada skalabilitas tanpa mengorbankan desentralisasi, ini adalah keunikan mereka. Jika The Surge berhasil, ia mungkin akan mengubah kembali lanskap teknologi blockchain dalam beberapa tahun mendatang.
