Pecahkan “Impossible Triangle”： Gambaran Solusi Layer 1

【TL;DR】
1. Skalabilitas， desentralisasi dan keamanan tidak kompatibel di blockchain dan biasanya，hanya dua dari tiga yang dapat dicapai secara bersamaan。
Perluasan blok bisa dibilang merupakan solusi paling mudah untuk meningkatkan TPS Bitcoin， tetapi tidak bekerja sebaik yang mungkin dipikirkan banyak orang。

2. Pembesaran blok yang berlebihan akan mengurangi keamanan dan desentralisasi sistem blockchain。

3. SegWit menaikkan jumlah transaksi yang dapat ditampung dalam satu blok dengan memisahkan __script__ signature dari informasi transaksi, sehingga menaikkan TPS。

4. Mekanisme DPoS mencapai kinerja yang lebih tinggi dengan mengorbankan desentralisasi dengan memilih sejumlah kecil supernode yang kuat untuk melakukan pembukuan。

5. Salah satu prestasi mengesankan dari jaringan Solana adalah mekanisme PoH。 Ini adalah jam yang ditemukan oleh Solana untuk blockchain dan memisahkan status blockchain dari perjalanan waktu di blockchain。

Di artikel sebelumnya “Perlu Sekali untuk Crypto Newbie：Apa itu Layer 0， Layer 1 dan Layer 2?”， kami mengenalkan 6 layer pada sistem blockchain，diikuti dengan topik scaling： Layer 0/1/2。 Sejak tahun 2013， kami telah menyaksikan diskusi yang memanas secara publik mengenaik masalah scaling， dan developer sudah menemukan banyak solusi scaling blockchain， beberapa diantaranya telah lama ditinggalkan oleh industri， sedangkan yang lainnya masih berjalan kuat。 Di artikel ini， kita akan mulai dengan gambaran singkat dari solusi Layer 1。


Sebelum meninjau lebih dalam ke Layer 1， ini penting untuk dimengerti dari arti “Impossible Triangle”pada blockchain。 Dalam keuangan tradisional， otonomi moneter， nilai tukar tetap， dan aliran modal bebas tidak sesuai di negara-negara。 Fenomena ini dikenal sebagai “Mundell-Fleming Trilemma”。 Untuk blockchain，skalabilitas， desentralisasi dan keamanan adalah hal yang sangat penting，namun banyak pengalaman yang menunjukkan bahwa hanya dua dari tiga yang dapat dicapai。 Begitu fokus dalam memecahkan keduanya， masalah lain akan datang。 Seperti kata pepatah yang memecahkan satu masalah hanya untuk menemukan yang lainnya muncul。 Bitcoin， misalnya， mencakup desentralisasi yang secara teoritis tak terbatas dan keamanan yang sangat baik， tetapi tidak berkinerja baik dalam hal skalabilitas， dengan TPS sekitar 10。 Konsep “Impossible Triangle” akan diulang dalam sisa diskusi kita。

Dalam kasus Bitcoin， TPS （transactions per second） = Jumlah transaksi per blok/ waktu blok

Transaksi per blok = Ukuran blok / Ukuran rata-rata transaksi

Ini membutuhkan waktu 10 menit untuk membuat blok baru dalam blockchain Bitcoin， dengan tiap ukuran blok sebesar 1Mb。 Dengan asumsi bahwa ukuran transaksi rata-rata adalah 0.25kb dan satu blok mencakup 4000 transaksi，TPS Bitcoin adalah 7【1024kb/(600s*0.25kb)=7】。 Menurut formula， TPS = ukuran blok/ （waktu blok * rata-rata ukuran transaksi）， meningkatkan ukuran blok， mengurangi waktu blok， dan mengecilkan ukuran transaksi dapan meningkatkan TPS Bitcoin。 Namun， keterbatasan dari kecepatan transfer data， mengurangi waktu blok akan sangat mengurangi keamanan sistem。 Itu sebabnya meningkatkan ukuran blok dan mengecilkan ukuran transaksi adalah dua metode yang paling dipertimbangkan。

01 Meningkatan Ukuran Blok

---

Perluasan blok bisa dibilang merupakan solusi paling bagus untuk meningkatkan TPS Bitcoin， tetapi ini telah menyebabkan dua percabangan utama。 Pada bulan agustus 2017， beberapa penambang yang mendukung ukuran blok yang lebih besar menggabungkan kekuatan komputasi mereka dan mencabang blokchain Bitcoin， membuat BCH （Bitcoin Cash） dan meningkatkan ukuran blok ke 8Mb。 Pada November 2018， dibawah pengaruh anggota radikal di komunitas BCH， BCHSV bercabang untuk mendukung apa yang disebut “mega-block” atau bahkan “unlimited block”。


Namun， banyak sekali masalah dengan meningkatkan ukuran blok。 Ketika ukuran satu blok membesar， beban hardware pada satu node tumbuh secara signifikan， dan node yang tidak mampu membeli hardware akan secara bertahap keluar dari jaringan。 Selain itu， ukuran blok meningkat sementara kecepatan transfer data antar node dan proses data node hampir tidak meningkat， yang akan mengancam keamanan dan stabilitas sistem Bitcoin。 Maka dari itu， solusi perluasan ukuran blok sebenarnya mengorbankan desentralisasi dan keamanan。

02 SegWit

---

Ketika Bitcoin pertama kali dirancang， Satoshi Nakamoto membatasi ukuran blok yang berisi transaksi hingga 1Mb，dimana data transaksi berisi informasi dasar tentang transaksi dan informasi tanda tangan para trader。 Teknologi SegWit， di sisi lain， secara diam-diam meningkatkan jumlah transaksi yang dapat ditampung dalam satu blok sekitar 40% dengan memisahkan tanda tangan __script__ed dari informasi transaksi dan menyimpannya secara terpusat di header blok， tanpa melanggar aturan audit blok。


Tercermin dalam alamat Bitcoin， yang dimulai dengan karakter seperti 3 atau bc adalah alamat wallet yang mendukung Segwit， sedangkan alamat yang dimulai dengan angka 1 adalah alamat yang lebih lama。 Pemeriksaan di Blockchain.com untuk blok terbaru yang dicetak menunjukkan bahwa sebagian besar blok dilengkapi dengan teknologi Segwit。 Berkat Segwit，ukuran sebenarnya dari blok ini melebihi 1Mb。

Terlebih lagi, Bitcoin baru-baru ini mendorong cabang lunak Taproot berdasarkan SegWit, untuk detail lebih lanjut, silahkan baca di:
Terlebih lagi, Bitcoin baru-baru ini mendorong garpu lunak Taproot berdasarkan SegWit, untuk detail lebih lanjut, silakan baca di: Taproot: Apa Dampaknya pada Sistem Bitcoin?

03 Mekanisme Konsensus Baru

---

Layer 1 sesuai dengan layer data， layer jaringan， layer konsensus， dan layer aktivasi pada arsitektur logis blockchain。 Sementara perluasan blok yang disebutkan di atas dan SegWit terutama berkaitan dengan lapisan data， peningkatan pada layer konsensus juga dianggap sebagai solusi untuk meningkatkan skabilitas。 Mekanisme PoW pada Bitcoin sebagai contoh。 Itu membuatnya sangat mahal bagi penyerang di jaringan Bitcoin untuk mengendalikan lebih dari 51% daya komputasi dan membutuhkan waktu yang sangat lama untuk melakukannya。 Namun mengingat setiap node dalam sistem terlibat dalam perebutan hak pembukuan， verifikasi transaksi seringkali mengalami proses yang lambat。


Kecepatan transaksi EOS lebih dari 3000 TPS segera setelah diluncurkan pada tahun 2017。 Kecepatan pemrosesan transaksi yang mengesankan ini dikreditkan ke mekanisme DPoS （Delegated Proof of Stake） yang inovatif berdasarkan PoS。Dalam mekanisme ini， hanya 21 supernode kuat yang memiliki hak istimewa yang dibuat oleh blok， sehingga sistem sangat cepat untuk memverifikasi。 Supernode dipilih secara demokrasi，pemilihan on-chain dengan one-coin-one-vote。 Namun， DPoS membutuhkan kinerja tingkat tinggi dari supernode， dengan mengorbanka desentralisasi dan keamanan di saat yang sama。

DPoS telah mengilhami berbagai mekanisme konsensus baru seperti NPoS （Nominated Proof of Stake） pada Polkadot dan antara lain， yang pada prinsipnya juga sama dengan DPoS。

04 Inovasi On-Chain Lainnya

---

Sebagai tambahan untuk solusi scaling yang disebutkan diatas， banyak proyek yang mengoptimiskan aspek lain dari protokol blockchain untuk mencapai skalabilitas yang signifikan。 Contoh utama adalah Solana， generasi baru blockchain publik yang popularitasnya meningkat tahun ini dengan kapasitas pemrosesan transaksi 60,000+ TPS。 Salah satu prestasi mengesankan dari jaringan Solana adalah mekanisme PoH （Proof of History）， yang memisahkan status blockchain dari perjalanan waktu di blockchain。 Ini bukan mekanisme konsensus， tetapi jam yang ditemukan Solana untuk blockchain。 Terlebih lagi，ini “memisahkan” waktu di blockchain dari status blok itu sendiri dan mengubah fakta bahwa setiap node tidak dapat menghasilkan stempel waktu lokalnya sendiri sampai pembaruan terjadi pada blok。 Ada juga beberapa masalah dengan Solana， seperti tidak mendukung Mesin Virtual Ethereum dan lambatnya perkembangan ekosistem。

Untuk informasi yang lebih pada Solana PoH， silahkan mengunjungi Inovasi Ekosistem yang manakah yang menyebabkan Harganya Melonjak?

Kesimpulan

---

Pada akhirnya， scaling Layer 1 hanya berfokus pada chain utama。 Untuk skala besar blockchain publik seperti Ethereum， yang sudah berkembang ke ekosistem yang besar， menggunakan solusi Layer 1 malah lebih bermasalah。

Di the 7th Global Blockchain Summit pada 26 Oktober，Vitalik Buterin menyampaikan pidato mengatakan Layer 2 adalah masa depan scaling Ethereum。 Jadi apakah solusi Layer 2， dan apakah yang dimaksud dengan istilah teknis seperti “side chain” dan “Rollup”？ Kami akan memperkenalkannya pada anda di artikel selanjutnya。




Penulis：Ashley H. Peneliti：Gate.io Penerjemah：Tasya Apr
* Artikel ini hanya mewakili pandangan peneliti dan bukan merupakan saran investasi。
* Gate.io memiliki semua hak atas artikel ini。Memposting ulang artikel akan diizinkan asalkan diberikan izin oleh Gate.io. Dalam semua kasus lain， tindakan hukum akan diambil karena pelanggaran hak cipta。