Ringkasan

Ada batasan jumlah transaksi yang dapat diproses oleh blockchain per detik. Misalnya, jaringan Bitcoin dapat menangani sekitar tujuh transaksi per detik. Setelah teknologi blockchain diadopsi secara luas, kemampuan dan kecepatan pemrosesan data akan meningkat pesat, dan peningkatan jumlah pengguna tidak akan memperlambat jaringan atau meningkatkan biaya. Namun, prinsip desain dasar dari banyak jaringan terdesentralisasi berfokus pada peningkatan skalabilitas, seringkali dengan mengorbankan desentralisasi atau keamanan. Inilah yang disebut "trilema blockchain". Pengembang sedang bereksperimen dengan mekanisme konsensus yang berbeda, serta solusi skalabilitas seperti sharding, sidechains, dan saluran negara, dengan harapan dapat memecahkan masalah ini.

Perkenalan

Singkatnya, blockchain adalah database digital terdistribusi. Potongan data disusun dalam urutan kronologis. Blok dihubungkan melalui bukti kriptografi dan diamankan. Diimplementasikan di berbagai industri, teknologi ini telah mengubah cara kita bekerja dan hidup.

Idenya adalah dengan munculnya blockchain yang aman dan terdesentralisasi, orang dapat menjaga dunia tetap berjalan tanpa bergantung pada jaringan atau pasar pihak ketiga. Namun, para ahli umumnya percaya bahwa jika teknologi ini ingin dipopulerkan dalam skala besar, masalah inti harus diselesaikan terlebih dahulu, yaitu masalah “blockchain ternary paradox” yang banyak dibicarakan.

Istilah ini dipopulerkan oleh salah satu pendiri Ethereum, Vitalik Buterin. Untuk memahami konsep ini, Anda perlu terlebih dahulu mengetahui tiga elemen utama dalam blockchain: desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas. Konsep "Blockchain Trilemma" mengacu pada kesulitan blockchain dalam mencapai tingkat optimal ketiga atribut ini pada saat yang bersamaan. Peningkatan pada satu atribut sering kali menyebabkan penurunan pada atribut lainnya.

Artikel ini akan mengkaji tiga unsur besar dalam trilema tersebut dan menjelaskannya secara detail satu per satu. Diskusi mendalam tentang setiap elemen dan bagaimana elemen tersebut digabungkan satu sama lain akan membantu memperdalam pemahaman kita tentang bagaimana dan mengapa trilema blockchain ada. Artikel ini juga akan menyoroti beberapa solusi yang disarankan oleh pengembang.

Apa itu desentralisasi?

Bitcoin, seperti jaringan blockchain serupa lainnya, dirancang untuk didesentralisasi. Arsitektur keseluruhan jaringan jenis ini tidak dikelola oleh individu atau organisasi tunggal, namun terdesentralisasi. Tingkat jaringan terbuka untuk semua peserta. Akibatnya, kendali sepenuhnya terdesentralisasi dan tidak berada di tangan satu entitas saja. Setiap orang mempunyai akses terhadap data yang sama. Jika seseorang mencoba menipu sistem dengan merusak catatan sesuai keinginannya, peserta lain dapat menolak data yang salah tersebut.

Operasi ini cukup teknis. Mari kita ambil contoh jaringan Bitcoin, yang tidak melibatkan kontrol pihak ketiga. Kami membandingkan hal ini dengan ketergantungan pada bank dalam sistem keuangan. Bank meningkatkan kepercayaan antara pihak-pihak yang bertransaksi dan memastikan bahwa semua catatan disimpan dengan baik. Namun, blockchain Bitcoin membagikan data dengan semua orang di jaringan untuk memastikan bahwa data tersebut diverifikasi sebelum ditambahkan ke database digital. Hasilnya adalah sistem yang tidak memerlukan intervensi pihak ketiga.

Desentralisasi memberikan kemungkinan bagi apa yang disebut Web3. Internet kita saat ini sedang dalam tahap Web2. Situs web dan aplikasi di Web2 semuanya dikendalikan oleh perusahaan besar, tetapi penggunalah yang membuat kontennya. Web3 adalah tren perkembangan berikutnya. Di Internet Web3, orang mengontrol data dan kehidupan online mereka sendiri dengan bantuan teknologi blockchain yang terdesentralisasi.​

Namun, satu hal yang perlu diperhatikan adalah cara sistem terdistribusi ini beroperasi memerlukan sejumlah besar peserta untuk menyetujui validitas semua data, yang memerlukan informasi untuk dibagikan dan diproses, sehingga mengakibatkan waktu transaksi menjadi lebih lambat. Oleh karena itu, blockchain perlu ditingkatkan, yaitu mampu memproses lebih banyak data dengan kecepatan lebih cepat. Kami akan melanjutkannya saat membahas skalabilitas.

Selain itu, untuk mencapai desentralisasi, keamanan blockchain yang mendasarinya harus dipastikan terlebih dahulu. Jika blockchain tidak memiliki keamanan, penjahat akan mempunyai kesempatan untuk merusak data. Hal ini mengarah pada bagian kedua dari trilema: keamanan.

Apa itu keamanan blockchain?

Tidak peduli seberapa terdesentralisasinya suatu blockchain, tidak akan membantu jika tidak memiliki keamanan. Jaringan blockchain yang kuat harus tahan terhadap serangan entitas jahat. Sistem terpusat bersifat tertutup, sehingga menjamin keamanan. Pengontrol dapat memastikan bahwa data tidak terganggu. Namun bagaimana mencapai keamanan dalam sistem desentralisasi di mana setiap orang dapat berpartisipasi?

Ini adalah topik yang kompleks. Mari kita kembali ke Bitcoin dan keamanan blockchainnya yang terdesentralisasi sebagai contoh. Blockchain Bitcoin menggunakan kombinasi kriptografi dan mekanisme konsensus jaringan yang disebut Proof of Work (PoW). Dari perspektif kriptografi, setiap blok memiliki tanda tangan digital, atau “hash”. Modifikasi apa pun akan mengubah hash blok, sehingga setiap blok data terhubung dengan cara yang tidak dapat dirusak. Setiap upaya untuk mengubah data dengan cepat dikenali oleh seluruh jaringan.

Mekanisme konsensus bukti kerja juga berperan dalam hal ini, yang secara efektif memastikan keamanan buku besar mata uang kripto. Memahami Proof-of-Work merupakan hal yang penting, namun untuk tujuan artikel ini, ingatlah bahwa anggota jaringan hanya dapat memvalidasi transaksi baru dan menambahkannya ke buku besar melalui aktivitas “penambangan.” Ini melibatkan penggunaan daya komputasi untuk memecahkan masalah matematika yang sulit. Proses perhitungan memerlukan komputer ini untuk melakukan fungsi hashing dalam jumlah besar. Meskipun mekanisme proof-of-work aman, mekanisme ini relatif lambat, sehingga menimbulkan masalah skalabilitas.

Perhatikan juga bahwa semakin banyak peserta (node) dalam suatu jaringan, semakin aman jaringan tersebut. Semakin besar jumlah partisipan, semakin sulit bagi pelaku kejahatan untuk menguasai sistem. Ini melibatkan apa yang disebut “serangan 51%”. Arti umum dari konsep ini adalah jika satu entitas (atau sekelompok penjahat) mengendalikan lebih dari 50% tingkat hash seluruh jaringan blockchain, mereka dapat secara sewenang-wenang membatalkan konsensus dan merusak data pada rantai, seperti sebagai token pembelanjaan ganda.​

Singkatnya, keamanan merupakan hal mendasar bagi keberhasilan blockchain. Tanpa keamanan dan penyerang mengambil kendali sesuka hati, blockchain tidak ada gunanya.

Apa itu skalabilitas?

Skalabilitas mengacu pada tujuan membangun blockchain untuk meningkatkan kecepatan transaksi per detik. Jika teknologi blockchain ingin melayani masyarakat luas atau miliaran pengguna, ekspansi sangatlah penting. Namun, hal ini masih menjadi kendala bagi banyak blockchain.​

Alasannya adalah desentralisasi dan keamanan merupakan isu mendasar dari blockchain dan oleh karena itu selalu mendapat perhatian prioritas. Desentralisasi adalah inti filosofi dan tujuan blockchain. Kebanyakan blockchain terkenal berpegang pada inti ini. Seperti disebutkan di atas, keamanan adalah persyaratan inti untuk kesuksesan dan nilai blockchain.

Namun, memprioritaskan desentralisasi dan keamanan membuat skalabilitas menjadi sebuah tantangan. Jumlah transaksi yang dapat diproses oleh satu rantai sangat terbatas. Sistem pembayaran terpusat seperti Visa mengklaim mampu memproses 24.000 transaksi per detik karena jaringannya tertutup dan tidak terpengaruh oleh node publik dan konsensus. Mari kita bandingkan berbagai blockchain terkenal.

Menurut Bloomberg pada tahun 2022: “Pada bulan September, Bitcoin kesulitan memproses lebih dari 7 transaksi per detik, sedangkan jaringan Ethereum terpopuler kedua dibatasi sekitar 15 transaksi per detik. Dibandingkan dengan platform perdagangan tradisional, ini sangat lambat orang itu meragukan kehidupan.”

Seperti disebutkan sebelumnya, kecepatan transaksi pada blockchain ini terbatas karena cara peserta dalam jaringan terdesentralisasi harus memproses informasi, serta sifat dari mekanisme konsensus bukti kerja itu sendiri. Jika semakin banyak orang mulai menggunakan teknologi blockchain di masyarakat, kapasitas pemrosesan transaksi jaringan akan terbatas, yang akan menyebabkan kemacetan jaringan.

Mengapa paradoks ternary blockchain ada?

Solusi paling jelas dan mendasar dari masalah di atas adalah memperluas jaringan dan meningkatkan kecepatan dengan mengurangi jumlah peserta yang mengonfirmasi dan menambahkan data jaringan. Namun, hal ini akan mengurangi desentralisasi dan memberikan kendali kepada beberapa pihak saja. Lebih sedikit peserta berarti lebih besar kemungkinan diserang, yang juga dapat menyebabkan lemahnya keamanan.

Dengan demikian, trilema terbentuk: dalam desain dasar prinsip operasi blockchain, dua atribut penting yaitu desentralisasi dan keamanan saling berhubungan erat, membuat skalabilitas sulit dicapai. Ketiganya berada dalam kondisi pasang surut. Bagaimana kita dapat meningkatkan skalabilitas tanpa mengorbankan desentralisasi, keamanan, atau keduanya?

Memecahkan Trilema Blockchain

Tidak ada solusi universal terhadap trilema ini. Mengingat pentingnya penyelesaian masalah ini, masyarakat telah menemukan berbagai solusi berbeda, dengan hasil yang menjanjikan. Mari kita uraikan tren teratas untuk memberikan gambaran kepada semua orang tentang perkembangan terkini di bidang ini.

1. Pembagian

Ini adalah bagaimana blockchain atau jenis database lainnya dipecah menjadi partisi-partisi yang lebih kecil dari blockchain untuk mengelola segmen data tertentu. Pengaturan ini mengurangi tekanan pada satu rantai untuk menangani semua transaksi dan interaksi jaringan. Setiap partisi blockchain disebut "pecahan" dan memiliki buku besar tersendiri. Pecahan ini kemudian dapat memproses transaksinya sendiri, namun rantai suar atau rantai utama mengelola interaksi antar pecahan. Ini adalah perubahan pada mainnet blockchain, sehingga sharding menjadi peningkatan skalabilitas untuk jaringan Layer 1.

2. Berbagai mekanisme konsensus

Salah satu alasan mengapa paradoks ternary ada di jaringan Bitcoin adalah karena cara kerja bukti kerja untuk memastikan keamanan. Untuk mencapai keamanan sistem, penambang, algoritme mata uang kripto, dan daya komputasi terdesentralisasi yang besar sangat diperlukan, namun hal tersebut juga menyebabkan sistem menjadi lambat. Menemukan cara lain untuk memastikan konsensus juga merupakan cara untuk menyelesaikan trilema tersebut. Inilah salah satu alasan mengapa Ethereum berpindah dari Proof-of-Work ke Proof-of-Stake (PoS).

Dalam blockchain bukti kepemilikan, peserta harus mempertaruhkan (mengunci) token mereka untuk berpartisipasi dalam verifikasi transaksi, namun mesin penambangan yang sangat terspesialisasi tidak diperlukan. Lebih mudah dan nyaman untuk menambahkan lebih banyak validator ke jaringan. Mekanisme konsensus bukti kepemilikan hanyalah salah satu dari banyak cara untuk mengatasi skalabilitas.

3. Solusi lapisan-2

Sharding dan berbagai mekanisme konsensus disebut sebagai solusi Lapisan-1 yang bertujuan untuk mengubah desain dasar jaringan yang mendasarinya. Namun, pengembang lain sedang mencari solusi untuk membangun struktur jaringan yang ada dalam upaya memecahkan masalah trilema. Dengan kata lain, mereka yakin solusinya terletak pada jaringan Layer 2, atau “Layer 2.” Contoh yang relevan termasuk sidechain dan saluran negara.

Sidechain pada dasarnya adalah blockchain independen yang terhubung ke rantai utama. Dengan pengaturan ini, aset dapat mengalir dengan bebas di antara kedua rantai tersebut. Yang penting, sidechain dapat beroperasi berdasarkan aturan yang berbeda untuk mencapai kecepatan dan skalabilitas. Demikian pula, saluran negara adalah cara lain untuk meringankan Lapisan 1 dengan menghapus transaksi dari rantai utama. Alih-alih menggunakan rantai terpisah, saluran negara menggunakan kontrak pintar yang memungkinkan pengguna berinteraksi satu sama lain tanpa mempublikasikan transaksi di blockchain. Blockchain hanya perlu mencatat awal dan akhir saluran.

Meringkaskan

Trilema blockchain menghalangi potensi teknologi blockchain untuk membantu mengubah dunia. Jika jaringan blockchain hanya dapat menangani sejumlah kecil transaksi per detik agar tetap terdesentralisasi dan aman, maka akan sulit untuk mencapai adopsi massal. Namun, jika dilihat dari solusi terbaru yang diusulkan oleh pengembang untuk mengatasi masalah ini, jaringan blockchain hanya dapat berharap untuk mencapai lompatan dalam kemampuan pemrosesan data di masa depan jika terus memajukan kemajuan teknologi saat ini.