Pengenalan

Dalam konteks perkembangan pesat ekonomi digital, teknologi blockchain, sebagai perwakilan dari mekanisme kepercayaan terdesentralisasi, sedang meresap secara bertahap ke sektor-sektor seperti keuangan, rantai pasokan, dan kesehatan. Namun, sistem blockchain tradisional, sering kali berdasarkan arsitektur linear tunggal, termasuk blockchain yang Turing-lengkap seperti Ethereum, semakin tidak mampu memenuhi permintaan pasar yang terus meningkat. Mereka menghadapi tantangan serius dalam hal skalabilitas dan kecepatan pemrosesan transaksi. Teknologi paralelisasi blockchain telah muncul untuk mengatasi masalah ini, dengan tujuan memungkinkan pemrosesan simultan dari beberapa transaksi.

Model Eksekusi Paralel untuk Transaksi Kontrak Pintar Blockchain (Sumber: jos.org）

Blockchain yang diparalelkan memperkenalkan desain pemrosesan paralel dalam blockchain, memungkinkan multiple transaksi atau kontrak pintar diproses secara bersamaan daripada secara berurutan. Mekanisme ini memungkinkan jaringan blockchain untuk menangani lebih banyak transaksi secara bersamaan, secara signifikan meningkatkan throughput dan mengurangi latensi transaksi, sehingga menjadi solusi inti untuk memenuhi tuntutan aplikasi berukuran besar.

Artikel ini membahas prinsip inti paralelisasi blockchain, menganalisis kelebihan dan tantangannya dalam aplikasi praktis. Ini memperlihatkan eksplorasi dan praktik dari proyek-proyek terkemuka dalam teknologi paralelisasi, dengan tujuan memberikan wawasan berharga untuk pengembangan masa depan teknologi blockchain.

Strategi Implementasi Teknis

Eksekusi paralel, sebuah teknik yang memungkinkan beberapa tugas berjalan secara bersamaan, telah banyak diterapkan dalam bidang seperti pemrosesan data dan rendering grafis. Memperkenalkan konsep ini ke dalam sistem blockchain secara efektif mengurangi waktu pemrosesan transaksi dan mengatasi tuntutan daya komputasi yang semakin meningkat.

Ada berbagai metode untuk mengimplementasikan pemrosesan paralel. Beberapa proyek blockchain fokus pada eksekusi paralel dari kontrak pintar, sementara yang lain menargetkan paralelisasi dalam verifikasi transaksi dan pembaruan status. Namun, setiap metode menghadapi tantangan teknis tertentu saat mencoba meningkatkan efisiensi jaringan, dengan detail implementasi tergantung pada pendekatan yang dipilih.

Eksekusi paralel versus jalur eksekusi tradisional (Sumber: foresightnews.pro）

Akses Negara / Model Optimis

Sebagian besar blockchain dengan kemampuan eksekusi paralel mengandalkan dua metode populer: metode akses status dan model optimis.

Metode akses keadaan adalah pendekatan strategis yang secara proaktif mengidentifikasi transaksi mana yang dapat mengakses bagian-bagian tertentu dari keadaan blockchain, sehingga memungkinkan blockchain untuk menetapkan transaksi independen. Sebaliknya, model optimis mengasumsikan bahwa semua transaksi adalah independen, hanya memverifikasi asumsi ini secara retrospektif dan melakukan penyesuaian jika diperlukan.

Dalam model akses state, eksekusi transaksi biasanya menggunakan strategi pengendalian konkurensi optimis, dengan mengasumsikan bahwa transaksi tidak saling bertentangan. Pembatalan hanya terjadi ketika konflik benar-benar muncul. Metode ini meningkatkan throughput transaksi dan meningkatkan pengalaman pengguna, meskipun membutuhkan mekanisme deteksi konflik yang dirancang dengan tepat untuk memastikan konsistensi data dan keamanan sistem.

Arsitektur Sharding

Sharding adalah salah satu solusi paling umum untuk memparallelkan blockchain. Ide intinya adalah membagi jaringan blockchain menjadi beberapa shard, memungkinkan setiap shard memproses transaksi dan data secara independen. Desain ini secara signifikan meningkatkan kapasitas pemrosesan jaringan dan skalabilitas, mengatasi bottleneck kinerja blockchain tradisional. Proyek-proyek saat ini yang menggunakan teknologi sharding termasuk Ethereum 2.0, Zilliqa, NEAR Protocol, dan QuarkChain. Proyek-proyek ini secara efektif mengatasi masalah skalabilitas blockchain melalui sharding, meningkatkan efisiensi jaringan.

Ketika diterapkan pada aplikasi blockchain, teknologi sharding umumnya diimplementasikan dalam tiga metode berikut:

Seperti yang dapat kita lihat, teknologi sharding dapat secara efektif mempartisi transaksi. Meskipun setiap metode sharding memiliki keunggulan masing-masing dalam meningkatkan skalabilitas, mereka semua menghadapi tantangan umum dalam komunikasi antar-shard. Pemurnian terus menerus dari algoritma konsistensi data diperlukan untuk memastikan kinerja sistem secara keseluruhan.

Mengambil Pemecahan Dinamis TON sebagai Contoh

Dalam arsitektur blockchain yang terfragmentasi, TON (The Open Network) menonjol berkat desain 'dynamic sharding'-nya. Dengan menggunakan paradigma 'Infinite Sharding Paradigm' (ISP), TON dapat menyesuaikan jumlah shard dengan fleksibel untuk mengakomodasi permintaan jaringan secara real-time, mencapai manajemen shard yang efisien. Arsitektur ini menunjukkan potensi kinerja yang signifikan, memungkinkan TON menjaga kinerja tinggi sambil menangani volume transaksi besar dan mengatasi masalah skalabilitas yang dihadapi blockchain tradisional.

Struktur sharding TON terdiri dari empat tingkat rantai:

1. AccountChain: Rantai transaksi terhubung ke akun tertentu. Biasanya merupakan konsep virtual, AccountChain menyediakan catatan transaksi independen untuk setiap akun, memastikan urutan berantai dan konsistensi status sesuai dengan aturan tertentu.
2. ShardChain: Kumpulan dari beberapa AccountChains, yang bertanggung jawab utama dalam pemrosesan transaksi dan data. Kemandirian setiap ShardChain memungkinkan setiap shard untuk mempertahankan status transaksi secara independen.
3. WorkChain: Terdiri dari beberapa ShardChains dengan aturan yang dapat disesuaikan. Sebagai contoh, WorkChain berbasis EVM dapat dibuat untuk mendukung lingkungan kontrak cerdas tertentu. Fleksibilitas WorkChains memungkinkan pengguna untuk menyesuaikan struktur rantai untuk kebutuhan tertentu, meskipun pembuatannya memerlukan proses tata kelola yang ketat.
4. MasterChain: Rantai inti dari jaringan TON, memberikan kepastian mutlak untuk semua ShardChains. Setelah hash blok dari ShardChain digabungkan ke dalam blok MasterChain, hal itu menjadi tidak dapat diubah.

Struktur sharding unik TON mendukung pemrosesan paralel di sejumlah rantai, dengan koordinasi yang efisien dicapai melalui MasterChain (Sumber:OKX)

Dalam praktiknya, TON secara dinamis menyesuaikan jumlah shard untuk menanggapi perubahan beban jaringan. Jumlah ShardChains meningkat atau menurun secara otomatis tergantung pada beban saat ini, memungkinkan jaringan beroperasi secara efisien: ketika beban meningkat, TON menyempurnakan shard untuk menangani lebih banyak transaksi; ketika beban berkurang, shard bergabung untuk menghemat sumber daya. Melalui Paradigma Sharding Tak Terbatas, TON dapat mendukung jumlah shard yang hampir tak terbatas, secara teoritis mencapai 2 pangkat 60 WorkChains. Selain itu, TON beradaptasi dengan membuat secara otomatis lebih banyak shard di wilayah yang mengalami peningkatan frekuensi transaksi, meningkatkan efisiensi pemrosesan.

Desain sharding dinamis sangat bergantung pada komunikasi lintas-rantai. Untuk ini, TON memperkenalkan algoritma routing hypercube. Berdasarkan topologi dimensi tinggi, algoritma ini memberikan pengenal unik untuk setiap node WorkChain, memungkinkan transfer informasi antar rantai melalui jalur terpendek, memenuhi kebutuhan routing dalam lingkungan sharded berukuran besar. Selain itu, TON mengembangkan “Instant Hypercube Routing,” yang memanfaatkan simpul akar Merkle Trie untuk menyediakan bukti routing, menyederhanakan pesan lintas-rantai yang kompleks dan meningkatkan efisiensi komunikasi.

Menggabungkan dengan Mekanisme Konsensus PoS

Dibandingkan dengan mekanisme Proof of Work (PoW) tradisional, mekanisme Proof of Stake (PoS) memilih node dengan lebih banyak token untuk berpartisipasi dalam konsensus, mengurangi konsentrasi daya komputasi dan meminimalkan persaingan dan konsumsi energi di antara penambang. Ini meningkatkan efisiensi sambil memastikan keamanan dan desentralisasi sistem. Kombinasi PoS dan sharding Ethereum 2.0 adalah contoh klasik dari teknologi ini.

Secara khusus, Ethereum 2.0 membagi jaringan menjadi beberapa shard dan menggunakan mekanisme konsensus PoS untuk menugaskan tugas di antara beberapa validator, dengan masing-masing validator bertanggung jawab untuk memverifikasi transaksi dalam satu shard, yang secara signifikan meningkatkan throughput. PoS juga mengurangi risiko dari validator tunggal yang mendapatkan kontrol berlebihan dengan cara memilih validator secara acak, meningkatkan sifat terdesentralisasi dari jaringan blockchain. Mengenai keamanan, validasi setiap shard dikelola oleh kelompok node yang berbeda, sehingga penyerang perlu mengendalikan beberapa shard untuk meluncurkan serangan, membuatnya lebih sulit untuk menjalankan serangan 51%. Mekanisme perlindungan berlapis ini meningkatkan keamanan jaringan.

Demikian pula, NEAR Protocol [2] juga menggabungkan teknologi PoS dan sharding. Melalui protokol “Nightshade”-nya, NEAR mengintegrasikan konsensus PoS dalam desain blockchain yang diparalelkan, meningkatkan efisiensi sambil memungkinkan setiap shard hanya mempertahankan bagian dari state-nya. Hal ini tidak hanya menjamin konsistensi jaringan global tetapi juga meningkatkan keamanan sistem.

Paralelisme Berbasis Komputasi

Eksekusi paralel berbasis komputasi adalah konsep yang relatif baru yang bertujuan untuk mengoptimalkan efisiensi pemrosesan blockchain dengan memecah tugas komputasi kompleks menjadi unit-unit lebih kecil untuk eksekusi paralel. Meskipun model inovatif ini belum mendapatkan adopsi yang luas, dampak revolusioner potensialnya patut diperhatikan.

Dalam praktiknya, perhitungan kompleks didistribusikan ke node-node berbeda untuk eksekusi paralel, dan hasilnya diagregasi setelah setiap node menyelesaikan perhitungannya. Pendekatan ini meningkatkan efisiensi komputasi, mengurangi latensi transaksi, dan sangat cocok untuk aplikasi yang mengandalkan perhitungan. Namun, menerapkan metode ini menimbulkan beberapa tantangan, seperti memastikan efisiensi komunikasi antar node dan mencapai konsistensi akhir dari hasil perhitungan.

Dua Studi Kasus Prominen

Dalam evolusi teknologi blockchain, Ethereum 2.0 dan Polkadot muncul sebagai dua contoh pionir. Proyek-proyek ini berada di garis depan dalam menangani tantangan-tantangan kritis di ruang blockchain—yaitu, skalabilitas, keamanan, dan keberlanjutan. Mari kita telusuri analisis terperinci dari dua kasus revolusioner ini.

Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 (Eth2) adalah peningkatan besar untuk jaringan Ethereum 1.0 yang bertujuan untuk meningkatkan skalabilitas, keamanan, dan keberlanjutan. Eksekusi paralel adalah komponen kunci dalam mencapai tujuan ini.

Dengan beralih dari mekanisme Proof of Work (PoW) ke Proof of Stake (PoS), Ethereum 2.0 memperkenalkan sharding, membagi seluruh jaringan blockchain menjadi "pecahan" yang lebih kecil. Setiap pecahan dapat memproses dan memverifikasi transaksi secara independen, meningkatkan throughput keseluruhan secara signifikan. Selain itu, Ethereum 2.0 memungkinkan setiap pecahan untuk mempertahankan keadaan independennya sendiri, yang selanjutnya meningkatkan efisiensi eksekusi paralel dan mengurangi beban pada rantai utama, sehingga memungkinkan pemrosesan transaksi yang lebih efisien. Terakhir, Ethereum 2.0 menggabungkan mekanisme komunikasi lintas-beling yang efisien untuk memastikan konsistensi data dan interaksi antara pecahan yang berbeda, yang penting untuk mendukung aplikasi desentralisasi yang kompleks [3].

Melalui pemrosesan paralel, Ethereum 2.0 diharapkan dapat meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksi secara signifikan, mengatasi permintaan pengguna yang semakin meningkat dan beragam skenario aplikasi, terutama di sektor-sektor seperti DeFi dan NFT. Secara ringkas, dengan memperkenalkan eksekusi paralel, Ethereum 2.0 tidak hanya mencapai terobosan teknis tetapi juga membentuk dasar yang lebih kuat untuk pertumbuhan aplikasi terdesentralisasi, memajukan adaptabilitas jaringan Ethereum di masa depan.

Ilustrasi pemecahan data Ethereum 2.0 (Sumber:sohu.com)

Polkadot

Polkadot adalah protokol jaringan multi-rantai inovatif yang dirancang untuk memungkinkan interoperabilitas dan skalabilitas antar blockchain. Sebagai arsitektur multi-rantai heterogen, Polkadot terdiri dari "Rantai Relai" terpusat dan beberapa "Parachain" independen. Setiap Parachain dapat memiliki tata kelola dan model ekonominya sendiri, memungkinkan blockchain yang berbeda untuk berkomunikasi dan berbagi data secara efisien.

Desain Polkadot memanfaatkan mekanisme keamanan bersama, memastikan bahwa semua Parachain mendapatkan manfaat dari keamanan yang disediakan oleh Relay Chain, sehingga mengurangi beban keamanan pada masing-masing Parachain. Selain itu, Polkadot menggunakan teknologi eksekusi paralel, memungkinkan beberapa Parachain untuk memproses transaksi secara bersamaan, secara signifikan meningkatkan throughput keseluruhan jaringan. Kemampuan pemrosesan paralel ini memungkinkan Polkadot untuk mengatasi tuntutan transaksi yang semakin meningkat dengan efektif, terutama dalam skenario aplikasi DeFi, NFT, dan lainnya yang kompleks [4].

Mekanisme Cross-Chain Message Passing (XCMP) Polkadot memungkinkan interaksi yang mulus antara Parachains yang berbeda, memberikan ruang yang lebih besar bagi para pengembang untuk berinovasi. Melalui XCMP, para pengembang dapat membuat aplikasi terdesentralisasi yang saling terhubung, lebih lanjut mempromosikan pertumbuhan ekosistem.

Struktur interoperabilitas Polkadot (Sumber: Apa itu Polkadot? Pengantar Singkat - ImmuneBytes)

Perbandingan Fitur

Ethereum 2.0 VS. Polkadot (Sumber tabel: gate Belajar)

Solusi Alternatif

Mengatasi tantangan skalabilitas blockchain tetap menjadi area penelitian yang penting. Selain teknologi eksekusi paralel, ada beberapa solusi alternatif untuk skalabilitas yang layak untuk dieksplorasi.

Solusi Layer 2

Solusi Layer 2 (L2) dirancang khusus untuk memperluas kapasitas blockchain. Pada intinya, mereka menyediakan lapisan eksekusi independen, biasanya terdiri dari dua bagian: jaringan untuk memproses transaksi dan kontrak pintar yang diterapkan pada blockchain yang mendasar. Kontrak pintar menangani perselisihan dan meneruskan hasil konsensus dari jaringan L2 ke rantai utama untuk divalidasi dan dikonfirmasi.

Solusi Lapisan 2 menawarkan keunggulan yang berbeda dan fitur teknis. Pertama, mereka secara signifikan meningkatkan skalabilitas karena transaksi tidak perlu dikonfirmasi secara individual di rantai utama. L2 dapat menangani volume transaksi yang lebih tinggi, mengurangi kemacetan di jaringan Lapisan 1 (seperti Ethereum dan Bitcoin), serta mengurangi biaya transaksi secara substansial melalui pemrosesan di luar rantai. Meskipun sebagian besar operasi terjadi di luar rantai, L2 masih bergantung pada keamanan rantai utama, memastikan bahwa hasil transaksi akhir dapat dipercaya dan tidak dapat diubah.

Solusi L2 umum termasuk saluran status, Rollups, dan Plasma. Saluran status memungkinkan beberapa peserta berinteraksi di luar rantai seringkali, hanya mengirimkan status akhir ke blockchain pada akhirnya; Jaringan Petir Bitcoin adalah contoh khas. Rollups, saat ini solusi L2 yang paling banyak diadopsi, dibagi menjadi Optimistic Rollups dan zk-Rollups: Optimistic Rollups mengasumsikan transaksi valid kecuali diperdebatkan, sementara zk-Rollups menggunakan bukti pengetahuan nol untuk memastikan keakuratan transaksi saat data dikirimkan. Plasma adalah kerangka yang memungkinkan pembuatan subrantai multi-lapisan, masing-masing mampu menangani banyak transaksi.

Gambaran umum solusi Layer 2 (Sumber: blackmountainig.com)

Meningkatkan Mekanisme Konsensus

Meningkatkan mekanisme konsensus juga merupakan pendekatan yang efektif untuk meningkatkan skalabilitas blockchain. Ini melibatkan pengenalan algoritma konsensus yang lebih efisien (seperti Proof of Stake (PoS) dan Byzantine Fault Tolerance (BFT)) untuk meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksi. Dibandingkan dengan Proof of Work (PoW) tradisional, mekanisme konsensus baru ini lebih cepat dalam konfirmasi transaksi dan secara signifikan mengurangi konsumsi energi, sejalan dengan persyaratan pengembangan yang berkelanjutan.

Selanjutnya, mekanisme ini mempercepat proses konsensus dengan menentukan generator blok berdasarkan faktor-faktor seperti token yang dipegang oleh node validator. Namun, terlepas dari banyak keuntungan dari mekanisme konsensus yang ditingkatkan, transisi dari mekanisme yang ada ke yang baru sering kali disertai dengan tantangan dan risiko teknis, terutama masalah kompatibilitas dan ketidakstabilan sistem selama periode transisi. Beberapa mekanisme konsensus juga dapat menyebabkan sentralisasi kekuasaan, menciptakan fenomena "kaya semakin kaya", berpotensi mengancam prinsip inti desentralisasi blockchain. Namun demikian, untuk jaringan blockchain dengan persyaratan tinggi untuk efisiensi pemrosesan transaksi dan konsumsi energi, meningkatkan mekanisme konsensus tetap menjadi solusi skalabilitas yang berharga untuk dijelajahi.

Mekanisme konsensus PoW vs. PoS (Sumber: blog.csdn.net）

Mengoptimalkan Parameter Blok

Mengoptimalkan parameter blok melibatkan penyesuaian parameter kunci seperti ukuran blok dan waktu blok untuk meningkatkan kapasitas pemrosesan dan responsabilitas blockchain. Pendekatan ini menawarkan peningkatan kinerja yang cepat, relatif mudah diimplementasikan, dan memiliki biaya implementasi rendah, sehingga sangat cocok untuk skenario yang membutuhkan respons cepat, seperti penanganan lonjakan lalu lintas atau lonjakan transaksi jangka pendek.

Namun, bergantung hanya pada penyesuaian parameter seringkali memiliki dampak terbatas, dan seimbang antara kinerja jaringan dengan stabilitas sangat penting. Perubahan parameter yang berlebihan atau ekstrim dapat menyebabkan kemacetan jaringan atau konflik dalam mekanisme konsensus. Oleh karena itu, optimasi parameter blok umumnya cocok untuk skenario dengan tuntutan kinerja jangka pendek, seperti merespons dengan cepat terhadap perubahan pasar.

Setiap solusi skalabilitas paling cocok untuk kasus penggunaan yang berbeda. Saat memilih solusi skalabilitas yang tepat, para pembuat keputusan harus memastikan bahwa solusi yang dipilih dapat melengkapi satu sama lain, memberikan industri jalur skalabilitas yang lebih fleksibel dan efisien.

Perbandingan Solusi

Perbandingan Solusi Skalabilitas yang Berbeda (Sumber Tabel: gate Learn)

Ringkasan Keuntungan

Peningkatan Throughput

Dibandingkan dengan model pemrosesan sekuensial tradisional, jaringan rantai paralel dapat mencapai kecepatan pemrosesan transaksi (TPS) hingga 100 kali lebih besar daripada pemrosesan sekuensial. Misalnya, arsitektur SeaLevel Solana [6] dapat menangani lebih dari 50.000 TPS dalam kondisi optimal. Meskipun kecepatan sebenarnya dapat bervariasi dengan permintaan jaringan, kinerja ini jauh melebihi blockchain tradisional.

Skalabilitas horizontal yang efektif telah menjadi penting dengan pertumbuhan lalu lintas jaringan yang cepat. Blockchain terparallelisasi memperkenalkan pemrosesan paralel multi-threaded, memberikan jaringan blockchain kapasitas untuk skalabilitas dengan meningkatnya permintaan pengguna. Hal ini sangat bermanfaat dalam aplikasi transaksi berfrekuensi tinggi seperti game dan rantai pasok, di mana desain paralel memungkinkan pemrosesan tugas terdesentralisasi untuk menjaga stabilitas sistem dan kecepatan respons, memenuhi tuntutan throughput aplikasi berskala besar.

Jalur pemrosesan paralel Solana (Sumber: blog.slerf.tools）

Latensi yang Dikurangi

Pemrosesan paralel transaksi independen secara signifikan mengurangi keterlambatan dari pengajuan transaksi hingga eksekusi, yang sangat berharga dalam pemrosesan data real-time. Dalam skenario yang membutuhkan respons cepat—seperti keuangan terdesentralisasi (DeFi)—konfirmasi transaksi real-time tidak hanya meningkatkan pengalaman pengguna tetapi juga mengurangi risiko transaksi dan tekanan beban sistem yang terkait dengan keterlambatan.

Sebagai contoh, model eksekusi paralel Sui memperkenalkan mekanisme inovatif yang memungkinkan transaksi sederhana, yang tidak memerlukan konsensus kompleks, untuk melewati mekanisme konsensus, secara drastis mempersingkat waktu konfirmasi. Dibandingkan dengan pemrosesan serial tradisional, desain paralel ini mendukung eksekusi transaksi secara real-time, yang merupakan kunci untuk menjaga stabilitas sistem dan pengalaman pengguna yang lancar.

Seiring dengan berkembangnya protokol komunikasi cross-chain dan teknologi eksekusi paralel baru, jaringan blockchain akan mencapai mode operasi yang lebih efisien. Latensi rendah dan throughput tinggi juga akan menjadi indikator penting dari daya saing pasar.

Pemanfaatan Sumber Daya yang Dioptimalkan

Dalam blockchain tradisional, di mana transaksi diproses secara berurutan, sebagian besar waktu hanya satu node yang melakukan operasi sementara node lain menunggu, mengakibatkan pengangguran sumber daya. Teknologi paralel memungkinkan banyak validator dan inti pemroses bekerja secara bersamaan, merusak bottleneck pemrosesan dari satu node dan memaksimalkan efisiensi sumber daya jaringan.

Optimalisasi pemanfaatan sumber daya ini tidak hanya menghilangkan "periode idle" selama pemrosesan transaksi tetapi juga secara signifikan meningkatkan kinerja jaringan secara keseluruhan, terutama dalam kondisi beban tinggi, memungkinkan jaringan untuk menangani lebih banyak permintaan transaksi dengan latensi yang berkurang.

Biaya Transaksi Lebih Rendah

Berbeda dengan pemrosesan berurutan tradisional, eksekusi paralel memungkinkan eksekusi transaksi lintas pasar yang lebih fleksibel dan efisien melalui pengelolaan pasar yang halus dan alokasi sumber daya yang dioptimalkan, yang secara signifikan mengurangi beban komputasi untuk eksekusi kontrak pintar dan dengan demikian mengurangi biaya gas. Desain ini memaksimalkan penggunaan sumber daya jaringan dan menghindari pemborosan sumber daya komputasi yang disebabkan oleh antrian tugas tunggal.

Dengan distribusi beban yang rasional, sumber daya dialokasikan dengan efisien, sehingga validator dan node pemrosesan tidak perlu menangani data yang redundan, menghasilkan lingkungan transaksi blockchain yang lebih ekonomis bagi pengembang dan pengguna.

Penjelasan Sei Network tentang eksekusi paralel di media sosial (Sumber: x）

Analisis Risiko

Risiko Keamanan

Sharding membagi blockchain menjadi beberapa shard independen, yang dapat memungkinkan penyerang untuk fokus pada shard tertentu untuk mendapatkan kontrol atasnya. Jika penyerang berhasil menguasai sebuah shard, mereka dapat memanipulasi transaksi dan data di dalamnya, mengancam keamanan jaringan secara keseluruhan. Kontrol lokal ini dapat menyebabkan operasi yang tidak benar, pemalsuan data, dan kemungkinan eskalasi serangan terhadap shard lain, mengancam integritas dan kepercayaan dari seluruh blockchain.

Selain itu, keamanan komunikasi cross-shard sangat penting. Jika komunikasi cross-shard tidak aman, hal ini dapat menyebabkan hilangnya data, pemalsuan, atau kesalahan transmisi, menciptakan potensi masalah kepercayaan dalam sistem.

Kompleksitas Teknis

Transaksi cross-shard memerlukan koordinasi data status di berbagai pecahan untuk memastikan atomisitas transaksi. Untuk mencegah kegagalan transaksi karena penundaan atau masalah jaringan, pengembang juga perlu mengoptimalkan mekanisme pesan dan sinkronisasi status.

Tantangan ini tidak hanya meningkatkan kompleksitas desain sistem tetapi juga membutuhkan strategi baru dalam logika kontrak untuk menangani kesalahan dan inkonsistensi potensial. Keberhasilan dalam mengeksekusi kontrak pintar antar shard tidak hanya bergantung pada kemampuan teknis blockchain yang mendasarinya tetapi juga pada implementasi strategi yang lebih kompleks dalam desain kontrak untuk memastikan eksekusi yang lancar dan efisien dalam lingkungan yang terpisah.

Kurangnya Interoperabilitas

Teknologi blockchain paralel saat ini tidak memiliki standarisasi, dengan platform yang berbeda mengadopsi berbagai teknologi dan protokol. Keragaman ini telah menyebabkan perbedaan yang signifikan dalam mekanisme konsensus, struktur data, dan lapisan protokol. Meskipun keragaman ini telah mendorong inovasi, keragaman ini juga secara signifikan mengurangi interoperabilitas antara blockchain yang berbeda, membuat operasi lintas rantai lebih kompleks dan sulit.

Ketidakinteroperasian tidak hanya membatasi aliran aset yang bebas antara blockchain yang berbeda tetapi juga dapat menimbulkan risiko keamanan, seperti potensi kehilangan aset dalam operasi cross-chain. Oleh karena itu, mengatasi risiko interoperabilitas dari eksekusi paralel memerlukan inovasi teknologi dan standarisasi serta kerja sama luas di dalam industri untuk menetapkan ekosistem yang lebih kokoh.

Rekomendasi di Masa Depan

Penelitian masa depan dalam blockchain paralel harus fokus pada optimalisasi komunikasi lintas-beling.

Industri seharusnya aktif menjelajahi protokol yang distandarisasi dan kerangka interoperabilitas untuk memastikan konsistensi data dan pemrosesan transaksi yang akurat di seluruh shard untuk mempromosikan integrasi sistem yang mulus dan berbagi sumber daya, sehingga meningkatkan sinergi dalam ekosistem blockchain. Selain itu, keamanan tetap menjadi aspek kunci dari optimisasi sharding, penelitian masa depan seharusnya mengembangkan model keamanan yang lebih kuat untuk melindungi dari serangan jahat dan menggabungkan teknologi yang muncul seperti bukti pengetahuan nol dan enkripsi homomorfik untuk meningkatkan privasi dan interoperabilitas on-chain.

Mengenai perluasan aplikasi, sudah ada studi kasus sukses yang dapat dijadikan acuan. Sebagai contoh, Uniswap telah secara signifikan meningkatkan kemampuan tanggapan melalui pemrosesan paralel, sehingga mengurangi biaya transaksi dan mengoptimalkan proses pembayaran lintas batas. Berbagai industri seharusnya menjelajahi aplikasi rantai paralel yang beragam untuk membuka nilai mereka di berbagai domain. Hal ini akan membantu membentuk dasar yang kokoh untuk lingkungan pengembangan teknologi yang efisien, transparan, dan berkelanjutan, mempercepat transformasi digital dan mendukung masa depan ekonomi digital yang lebih efisien.

Referensi

1.https://foresightnews.pro/article/detail/34400
2.https://pages.near.org/papers/nightshade/
3.https://www.sohu.com/a/479352768_121118710
4..https://www.immunebytes.com/blog/apa-itu-polkadot-pengantar-singkat/
5.https://blackmountainig.com/overview-of-layer-2-scaling-solutions/
6.https://www.sealevel.com/