Peluncuran Shardeum: Sebuah Pencapaian Terobosan
Pada hari Senin, 27 Januari 2024, sebuah peristiwa inovatif terjadi di dunia web3 yang dapat disamakan dengan prestasi bersejarah sebuah pesawat ruang angkasa yang dengan sempurna kembali ke landasan peluncurannya setelah misi uji coba penerbangan pertamanya. Dalam skenario yang luar biasa ini, Shardeum, tidak hanya menghadapi tantangan yang berat tetapi juga muncul sebagai pemenang, dengan ketahanan jaringannya yang menandai pertama kalinya jaringan shard dapat pulih dengan sendirinya di ranah teknologi buku besar terdistribusi.
Seperti halnya perjalanan pesawat ruang angkasa yang melibatkan perencanaan yang cermat, rekayasa presisi, dan eksekusi manuver yang rumit tanpa hambatan, restorasi Sphinx betanet milik Shardeum, yang telah mengalami crash kritis, membutuhkan tingkat penguasaan teknologi dan inovasi yang setara. Kemampuan untuk mempertahankan semua data pada jaringan, terutama yang beroperasi menggunakan sharding status dinamis adalah terobosan baru.
Saat kami memulai eksplorasi ini, kami tidak hanya merayakan pendaratan penting Shardeum, tetapi juga mengakuinya sebagai momen penting dalam evolusi teknologi web3 — lompatan yang dapat mendefinisikan ulang batas-batas ketahanan jaringan TI dan integritas data.
Jaringan Shard Pertama yang Memulihkan dan Mempertahankan Data Secara Mandiri
Memelihara dan memulihkan jaringan shard secara dinamis, seperti Shardeum, mencakup spektrum tantangan teknis yang kompleks yang membedakannya dari jaringan blockchain tradisional seperti Bitcoin atau Ethereum. Dalam lingkungan shard yang dinyatakan secara dinamis dengan penskalaan otomatis, realokasi dan penyeimbangan node dan sumber daya yang berkelanjutan di seluruh shard yang berbeda sangat penting untuk mengoptimalkan kinerja dan skalabilitas. Perubahan konstan dalam arsitektur jaringan ini menambah kompleksitas yang signifikan dalam menjaga konsistensi data, memastikan stabilitas jaringan, dan memfasilitasi pemulihan kegagalan yang efektif.
Pentingnya tantangan ini ditekankan ketika membandingkan respon Shardeum terhadap fluktuasi node dengan Bitcoin. Jaringan Bitcoin mempertahankan fungsionalitas bahkan dengan jumlah node yang sedikit, karena setiap node yang aktif memiliki status dan riwayat transaksi yang lengkap. Sebaliknya, setiap node aktif pada Shardeum tidak memiliki status dan riwayat transaksi yang lengkap, karena jaringan shard Shardeum, dan setiap validator hanya memiliki sebagian dari keseluruhan state. Konsekuensi dari sharding ini adalah bahwa semua node validator menjadi sangat ringan. Oleh karena itu, hal ini menciptakan banyak sekali peluang dan tantangan rekayasa. Jika sebuah node mati, bagaimana kita memastikan semua data tetap terjaga? Shardeum memiliki dua cara utama.
Pertama, Shardeum menggunakan sharding status dinamis, di mana keseluruhan ruang alamat dipartisi (atau dibagi) sesuai dengan jumlah node yang aktif. Setiap node bertanggung jawab atas partisi yang ditugaskan, bersama dengan radius tertentu (R) di sekitarnya dan partisi tambahan (E) yang berdekatan dengannya, memastikan kemampuan beradaptasi yang dinamis dan redundansi data yang kuat dalam kerangka kerja jaringan. Jadi, meskipun sebuah node mati, masih ada kontinuitas jaringan dan tidak ada data yang hilang.
Kedua, Shardeum menggunakan node pengarsip untuk menyimpan status lengkap seluruh jaringan. Hal ini dicapai dengan node aktif yang mengalirkan status yang tersimpan sebagian ke pengarsip untuk dikumpulkan. Karena dua faktor ini dan optimasi desain, memulihkan jaringan seperti itu harus dirancang dengan cara baru untuk tetap memfasilitasi fitur-fitur yang menguntungkan seperti penskalaan otomatis dan penskalaan linier.
Memahami Crash
Sekarang setelah kita memahami dasar-dasar sharding status dinamis dan bahwa node pengarsip entah bagaimana terlibat, mari kita uraikan beberapa komponen tambahan secara lebih mendalam dan menjelaskannya. Untuk memahami crash dan pemulihan Shardeum betanet, pertama-tama kita harus memahami sedikit tentang hal-hal berikut ini:
Node pengarsip
Deteksi pengarsip yang hilang
Mode jaringan
Mode pemulihan
Memahami dasar-dasar dari masing-masing hal ini sangat penting sebelum kita menyelami bug yang ada, jadi mari kita lihat!
Node Pengarsip: Penyimpanan Antar Bintang
Dalam Shardeum, node pengarsip, yang juga disebut pengarsip, berdiri sebagai kategori node yang sangat penting, yang bertugas untuk menyimpan seluruh status dan catatan sejarah jaringan. Dibedakan dari node aktif, pengarsip tidak berpartisipasi dalam proses konsensus; fungsi utamanya adalah untuk mengarsipkan keseluruhan data jaringan secara komprehensif, termasuk transaksi dan tanda terima. Kontribusi node pengarsip sangat penting untuk menegakkan integritas jaringan dan memastikan operasinya berjalan lancar, sehingga menegaskan status Shardeum sebagai jaringan yang kuat, lengkap, dan dapat diandalkan. Karena pengarsip merupakan bagian integral dari jaringannya, Shardeum harus memiliki protokol untuk mendeteksi pengarsip (dan validator) yang tidak responsif.
Deteksi Arsip yang Hilang: Teknologi Alien Diluncurkan
Shardeum memiliki sebuah protokol yang disebut protokol pendeteksian node hilang yang mendeteksi ketika node aktif menjadi tidak beroperasi — ini hanya diperuntukkan untuk node aktif. Akan tetapi, Shardeum juga memiliki protokol untuk pengarsip yang melakukan hal serupa yang disebut dengan pendeteksian pengarsip yang hilang. Deteksi pengarsip yang hilang adalah protokol khusus yang dirancang untuk menangani skenario langka di mana satu atau lebih pengarsip menjadi tidak beroperasi dan ditandai sebagai hilang. Karena node pengarsip sangat penting dalam menjaga integritas dan aksesibilitas data historis dalam jaringan, oleh karena itu sangat penting bahwa pada saat mereka tidak responsif atau tidak berfungsi, peristiwa kritis ini dapat ditangkap untuk mengurangi efek hilir. Meskipun pengarsip yang hilang tidak menyebabkan crash khusus ini, interaksi antara protokol pendeteksi pengarsip yang hilang dan mode jaringan tertentu yang menyebabkannya. Sekarang mari kita lihat mode jaringan apa saja yang ada di Shardeum.
Mode Jaringan Pada Shardeum: Tidak Perlu NASA
Inovasi unggulan pada Shardeum yang didukung oleh protokol Shardus yang mendasarinya adalah kerangka kerja mode jaringan. Mode-mode ini melampaui kondisi operasional dasar, mewujudkan koordinasi yang rumit dari berbagai aktivitas node, metode sinkronisasi data, dan sistem manajemen transaksi. Konfigurasi jaringan seperti itu memainkan peran penting dalam menjaga integritas operasional jaringan, terutama dalam skenario yang ditandai dengan hilangnya node dan data — karena Shardeum adalah jaringan shard.
Pada tingkat yang lebih sederhana, cara terbaik untuk memahami mode jaringan di Shardeum, adalah sebagai rencana kontingensi yang dikodekan dengan baik yang memungkinkan kontinuitas operasi untuk seluruh jaringan — bahkan dalam kondisi yang tidak mungkin seperti jaringan mogok atau degradasi di seluruh jaringan. Ketahanan dan ketahanan operasional yang telah diprogram sebelumnya ini memastikan bahwa Shardeum akan selalu hidup — apa pun kesulitan yang dihadapi jaringan.
Meskipun memahami bug tidak memerlukan pemahaman setiap aspek kerangka mode jaringan, akan sangat membantu jika Anda mengetahui dasar-dasarnya. Inti dari kerangka kerja mode jaringan adalah penggabungan beberapa fase jaringan yang berbeda: Pembentukan, Pemrosesan, Keamanan, Pemulihan, Mulai Ulang, Pemulihan, dan Pemadaman. Mode-mode ini dibuat dengan hati-hati untuk mengatasi berbagai situasi jaringan dan keadaan darurat. Namun, mode yang menjadi perhatian kita dalam artikel ini adalah mode pemulihan.
Mode Pemulihan Rekayasa Terbalik: Rosewell Ditinjau Kembali
Mode pemulihan adalah 1 dari 7 mode jaringan yang disebutkan di atas. Mode pemulihan dimulai ketika jumlah node aktif jaringan turun di bawah ambang batas kritis yang telah ditentukan (saat ini dikonfigurasi pada 75% atau lebih rendah). Ambang batas ini dapat disesuaikan sesuai kebutuhan jaringan. Dalam mode ini, jaringan menghentikan sementara pemrosesan transaksi aplikasi dan sinkronisasi data aplikasi. Strategi ini dirancang untuk memfasilitasi perluasan jaringan dengan melakukan siklus yang mulus di node siaga sebagai bagian dari rotasi node, sehingga mengembalikan jumlah node aktif ke tingkat yang optimal, idealnya di atas 100%.
Selama mode pemulihan, arsitektur jaringan Shardeum memungkinkan peningkatan node secara bertahap, dibatasi pada pertumbuhan 20% per siklus(setiap siklus sekitar 60 detik). Tingkat pertumbuhan yang terkendali ini sangat penting untuk menjaga stabilitas jaringan dan memastikan integrasi yang mulus dari node-node baru. Peningkatan jumlah node yang cepat, seperti lonjakan 50%, berpotensi mengganggu kestabilan jaringan dan mempersulit proses integrasi.
Setiap node yang baru ditambahkan membutuhkan sumber daya jaringan untuk sinkronisasi dan integrasi. Dengan membatasi peningkatan hingga 20% per siklus, jaringan memastikan bahwa infrastrukturnya dapat mendukung penambahan node baru secara memadai tanpa ketegangan. Pendekatan ini tidak hanya menjaga stabilitas jaringan tetapi juga meminimalkan risiko inkonsistensi atau kesalahan data selama proses sinkronisasi, sehingga menjaga integritas data rantai siklus.
Akar Penyebab Crash: Cakrawala Peristiwa
Penting untuk dicatat bahwa ada dua bug yang berbeda. Neon library bug — yang menyebabkan validator mengalami crash secara acak dan bug pada protokol pendeteksian pengarsip yang hilang — yang tidak mau menerima daftar validator yang kosong. Meskipun bug protokol pendeteksian pengarsip yang hilang yang menyebabkan crash pada versi betanet yang ada saat ini, saya ingin mengajak Anda untuk membahas neon library bug terlebih dahulu.
Pada versi Sphinx 1.9.1, kami mengintegrasikan pembaruan pada pustaka yang menggunakan pengikat Neon untuk menghubungkan fungsi-fungsi Rust dan TypeScript karena Shardeum sebagian besar dibuat dalam TypeScript. Neon dikenal dengan pendekatannya yang inovatif, meskipun eksperimental, yang sering kali mendorong batas-batas praktik pengembangan perangkat lunak konvensional. Integrasi ini bertujuan untuk meningkatkan interoperabilitas antara kedua bahasa ini, memungkinkan komunikasi yang lebih efisien dan langsung dalam arsitektur perangkat lunak kami. Namun, hal ini menyebabkan bug yang menyebabkan node keluar dari jaringan secara acak.
Kedua, dalam insiden baru-baru ini yang menyebabkan betanet crash di Shardeum, akar penyebabnya diidentifikasi sebagai anomali kritis yang berasal dari interaksi antara dua subsistem yang berbeda yang telah disebutkan di atas: mekanisme pendeteksian pengarsip yang hilang dan protokol mode pemulihan jaringan.
Crash singkat ini dipicu oleh aktivasi kedua mekanisme ini secara simultan, sebuah skenario yang tidak pernah ditemui atau diuji sebelumnya. Proses pengarsipan yang hilang dipicu bersamaan dengan mod pemulihan jaringan dan karena bug dalam mode pengarsipan yang hilang yang tidak menerima daftar node aktif yang kosong. Hal ini berujung pada jaringan crash.
Kronik Pemulihan: Dari Guncangan Sistemik hingga Kebangkitan Bintang
Jadi apa yang sebenarnya terjadi dan kapan? Garis waktu kejadian seputar crash jaringan dan penyelesaiannya adalah sebagai berikut:
Kerentanan dan Peningkatan Awal: Jaringan mengalami kerentanan yang ditandai oleh proses linting 1.9.1 dalam pustaka npm (neon). Peningkatan telah diimplementasikan untuk mengatasi masalah ini. Namun, peningkatan ini secara tidak sengaja menimbulkan pengecualian yang tidak direproduksi selama pengujian lokal.
Pengecualian Pustaka Berselang yang Menyebabkan Pemadaman Validator: Perpustakaan, neon, mengalami pengecualian sporadis yang menyebabkan pemadaman validator jaringan secara berkala. Meskipun desain jaringan memungkinkan ketahanan melalui pengisian ulang validator ini, dan sayangnya waktu kegagalan simultan di antara beberapa validator memicu mode pemulihan jaringan.
Memicu Mode Pemulihan Jaringan: Setelah berada dalam mode pemulihan jaringan, protokol harus membersihkan dan membuat ulang daftar node yang aktif. Bug bersamaan dalam sistem pengarsipan yang hilang, yang tidak mengakomodasi daftar validator yang kosong, adalah penyebab utama jaringan crash.
Resolusi dan Pemulihan Jaringan: Crash telah diperbaiki dan jaringan berhasil dipulihkan dengan menggunakan data yang tersimpan di pengarsip. Ini adalah pertama kalinya dalam sejarah, jaringan shard lapisan 1 yang mengalami crash berhasil dipulihkan dan semua data di jaringan dipertahankan secara utuh. Hal ini belum pernah dilakukan di jaringan manapun, apalagi jaringan dengan sharding status dinamis. Pencapaian ini menandai keberhasilan “pendaratan roket” dalam hal pemulihan jaringan.
Perbaikan Selesai: Perbaikan awal telah diimplementasikan untuk mengatasi masalah pustaka, tetapi dalam upaya berkelanjutan untuk meningkatkan stabilitas jaringan, versi 1.9.5 diluncurkan. Pembaruan ini memperkenalkan perbaikan bug tunggal namun penting yang menangani contoh lain dari crash pengikatan neon, menunjukkan dengan tepat dan memperbaiki kerentanan tertentu tanpa mewajibkan peningkatan di seluruh jaringan. Awalnya, pengguna yang beroperasi pada versi 1.9.4 memiliki fleksibilitas untuk tetap menggunakan versi saat ini atau memilih untuk meningkatkan ke 1.9.5, berdasarkan penilaian mereka terhadap kinerja jaringan dan preferensi stabilitas. Namun, akhirnya diputuskan bahwa untuk tujuan meningkatkan stabilitas jaringan dan mengatasi masalah yang terus-menerus terkait dengan pengikatan neon, versi minimum yang diperlukan untuk validator harus ditingkatkan menjadi 1.9.5. Pembaruan ini bertujuan untuk secara sistematis mengecualikan validator yang beroperasi pada versi 1.9.4, yang telah diidentifikasi rentan terhadap crash karena komplikasi pengikatan neon yang disebutkan di atas. Hal ini diperlukan untuk memastikan bahwa bug neon telah sepenuhnya dihilangkan dan diperbaiki sepenuhnya.
Sekarang kita telah mengetahui tentang garis waktu dan bagaimana peristiwa-peristiwa besar terjadi, mari kita mengintip apa yang terjadi sehingga jaringan dapat dipulihkan dengan cepat.
Melejit menuju Pemulihan
Pemulihan Tangkas
Pemulihan jaringan terdiri dari banyak bagian, tetapi salah satu yang utama adalah mode pemulihan Shardeum. Seperti yang telah dinyatakan sebelumnya, mode pemulihan dimulai ketika jumlah node aktif jaringan turun di bawah ambang batas kritis yang telah ditentukan dan memungkinkan pertumbuhan jaringan yang cepat, terkendali, dan efektif dengan cara yang aman untuk memulihkan jaringan. Penting untuk ditekankan bahwa tanpa kecerdikan teknologi dari para perancang dan pengembang mode jaringan — Shardeum tidak akan dapat pulih dari crash dengan mudah dan juga menunjukkan kehebatannya yang inovatif.
Selain itu, upaya-upaya penting dilakukan oleh tim teknologi Shardeum ketika mereka meluncurkan tindakan segera. Langkah awal melibatkan analisis menyeluruh untuk mengidentifikasi akar penyebab crash , yang ditelusuri ke anomali dalam interaksi antara deteksi pengarsipan yang hilang dari jaringan dan sistem mode pemulihannya. Memahami kompleksitas masalah ini, tim dengan cepat menerapkan pendekatan multi-segi untuk mengatasi dampak langsung dan kerentanan yang mendasarinya.
Tanggapan Beragam dari Tim Teknologi Shardeum
Secara teknis, respon yang diberikan beragam: pertama, tim mengisolasi komponen yang terkena dampak untuk mencegah degradasi jaringan lebih lanjut. Pada saat yang sama, mereka menerapkan patch untuk memperbaiki bug dalam sistem pengarsip yang hilang, memastikan sistem ini dapat menangani daftar validator yang kosong — sebuah kekeliruan kritis yang memicu kegagalan jaringan. Untuk memulihkan jaringan ke kapasitas operasional penuh, data yang tersimpan di pengarsipan kemudian diaktifkan dan digunakan untuk merekonstruksi kondisi jaringan sebelum crash, memastikan tidak ada data yang hilang dalam prosesnya.
Secara logistik, tim berkoordinasi di berbagai zona waktu dan disiplin ilmu, memanfaatkan alat berbasis cloud untuk kolaborasi dan pemantauan waktu nyata. Upaya terkoordinasi ini tidak hanya memfasilitasi pengembangan dan penerapan perbaikan yang cepat, tetapi juga memastikan bahwa semua anggota tim selaras dalam proses pemulihan dan langkah selanjutnya.
Insiden ini berfungsi sebagai ujian yang ketat terhadap protokol manajemen crash Shardeum dan menyoroti pentingnya respons yang gesit dan inovatif terhadap tantangan yang tidak terduga. Hal ini menggarisbawahi komitmen tim untuk mempertahankan jaringan yang tangguh dan aman, yang siap untuk mengatasi rintangan teknis yang kompleks saat muncul.
Inovasi Pendaratan yang Aman & Terikat Ruang Angkasa
Sebagai kesimpulan, keberhasilan pemulihan jaringan shard Shardeum menandai pergeseran yang signifikan dalam teknologi jaringan, menandai tonggak sejarah dengan implikasi yang luas bagi industri. Meskipun saat ini belum banyak dikenal, inovasi seperti mode jaringan pada akhirnya akan menetapkan standar industri baru di seluruh web3.
Sudah menjadi keyakinan saya sejak lama bahwa inovasi inti Shardeum sangat mungkin memengaruhi perkembangan teknologi di masa depan, menginspirasi inovasi dan generasi baru teknologi buku besar. Setelah menjadi saksi langsung dari pemulihan jaringan Shardeum yang pertama kali, saya tahu bahwa ini akan menjadi katalisator untuk mengevaluasi ulang standar industri, yang berpotensi mengarah pada adopsi protokol dan metodologi yang lebih ketat dalam desain dan arsitektur jaringan.
Peristiwa ini tidak hanya menampilkan kehebatan teknis dan inovasi tim Shardeum, tetapi juga menandakan dimulainya era di mana jaringan terdesentralisasi menjadi lebih kuat, mudah beradaptasi, dan mampu menangani tantangan yang tidak terduga dalam hal perencanaan pemulihan bencana. Pada akhirnya, teknologi Shardeum akan menandai era baru desentralisasi.