Rollups Ethereum adalah solusi scaling Layer-2 yang dirancang untuk meningkatkan skalabilitas dan throughput (atau kecepatan transaksi) jaringan blockchain Ethereum.

Meskipun blockchain Ethereum dikenal sangat aman, namun tidak secara alami dapat ditingkatkan skalabilitasnya. Namun, seiring dengan terus berkembangnya blockchain, ada kebutuhan untuk meningkatkan skalabilitas dan daya pemrosesan transaksinya. Untuk mewujudkannya, rollups Ethereum dikembangkan.

Dengan mengumpulkan atau menggulung beberapa transaksi yang kemudian diserahkan ke blockchain Ethereum sebagai satu transaksi, rollups Ethereum memperlancar rantai utama Ethereum, meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksi atau throughput jaringan blockchain Ethereum.

Jenis-jenis Rollups Ethereum: Optimistic Rollups dan Zero-Knowledge Rollups

Rollups Optimistic Ethereum

Rollups optimistis adalah rollups yang mengasumsikan keabsahan transaksi di L2. Seperti namanya, mereka tidak memverifikasi keabsahan transaksi rollup. Mereka menganggap transaksi tersebut sah kecuali dibuktikan sebaliknya.

Untuk memastikan bahwa transaksi yang salah tidak dihitung dan dikirim ke rantai utama Ethereum, Optimistic rollups memberikan periode tantangan bagi pengguna selama 7 hingga 14 hari, di mana mereka dapat menantang validitas transaksi rollup.

Transaksi yang sudah dihitung akan dieksekusi ulang jika terjadi kesalahan, dan status rollup yang benar diperbarui di rantai utama Ethereum. Tidak berhenti di situ - sequencer yang bertanggung jawab untuk menghitung dan menyertakan transaksi yang salah menerima hukuman pemotongan.

Arbitrum adalah contoh dari rollup Optimistic Ethereum. Ini adalah solusi penskalaan lapisan-dua yang memungkinkan transaksi kontrak pintar cepat untuk jaringan blockchain Ethereum.

Ini menangani pemrosesan dan pengelompokan transaksi blockchain Ethereum, mengurangi kemacetan dan biaya transaksi untuk blockchain Ethereum.

Karena fitur uniknya yang dapat memampatkan transaksi dan membantu mengurangi biaya gas, Arbitrum kini digunakan oleh proyek DeFi seperti Sushiswap dan Aave untuk pertukaran DeFi yang efisien dan murah.

Rollups Zero-Knowledge (ZK)

Zero-knowledge Ethereum rollups memverifikasi validitas transaksi. Berbeda dengan Optimistic rollups, yang mengasumsikan bahwa transaksi rollup valid, Zero-knowledge rollups tidak mengasumsikan; sebaliknya, mereka mengambil waktu untuk memverifikasi validitas transaksi.

Setelah transaksi rollup diverifikasi dan divalidasi, Zero-knowledge rollup mengirimkan bukti kriptografi ke rantai utama Ethereum, mengautentikasi validitasnya. Kontrak pintar memungkinkan verifikasi transaksi roll-up.

ZK sync adalah solusi L2 yang utamanya dibangun untuk meningkatkan skala jaringan blockchain Ethereum dan meningkatkan throughput atau kecepatan pemrosesan transaksi. Melalui ZK-rollups-nya, ZKSync dapat memproses transaksi di rantai utama Ethereum, menggabungkannya dan mengirimkannya kembali ke blockchain Ethereum setelah selesai. Scroll dan Starkware adalah dua rollups zero-knowledge terkenal lainnya.

Bagaimana Ethereum Rollups Bekerja? Transaksi di Luar Rantai dan Pengelompokan Transaksi

Transaksi Off-Chain

Karena rollups adalah solusi blockchain Layer 2, mereka tidak memproses transaksi pada jaringan blockchain utama Ethereum. Mereka memproses transaksi di luar jaringan Ethereum.

Sebuah entitas atau komponen rollup yang dikenal sebagai sequencer bertanggung jawab untuk mengonfirmasi transaksi rollup, membangun blok L2, dan mengirimkan bukti kriptografis ke rantai Ethereum utama.

Pengelompokan Transaksi

Pengelompokan transaksi terdiri dari proses pengelompokan beberapa transaksi oleh pengurut. Pengurut memudahkan rantai utama Ethereum dengan menghapus beberapa transaksi dari rantai utama Ethereum dan kemudian mengelompokkannya menjadi satu transaksi.

Setelah transaksi dikumpulkan, roll-up mengirimkan data transaksi ke rantai L1 menggunakan kontrak pintar. Setelah ditambahkan ke rantai Ethereum L1, transaksi rollup tunggal tidak dapat diubah atau dimodifikasi.

Selain itu, beberapa zero-knowledge rollups juga memposting ringkasan atau bukti kriptografis ke rantai utama Ethereum, untuk mengautentikasi validitas transaksi yang diajukan.

Mekanisme Bukti Blockchain: Bukti Penipuan dan Bukti Validitas

bukti penipuan

Bukti penipuan, juga dikenal sebagai fault-proof, adalah mekanisme bukti blockchain yang digunakan untuk memvalidasi keaslian data yang dipublikasikan oleh rollups Optimistic.

Untuk mencegah Optimistic rollups mengirimkan data yang salah ke rantai Ethereum L1, mekanisme bukti penipuan memungkinkan pengguna di blockchain Ethereum untuk menantang transaksi roll-up yang digabungkan bersama.

Setelah transaksi yang salah terdeteksi di antara transaksi yang dibatch, transaksi tersebut dihapus dan dieksekusi ulang, setelah itu transaksi yang divalidasi ulang dikirim kembali ke dalam batch. Sequencer yang bertanggung jawab untuk menyertakan transaksi yang salah juga dikenai sanksi.

Namun, jika tidak ada transaksi yang salah terdeteksi selama periode tantangan, perubahan statusnya diasumsikan secara optimis sebagai benar.

Jenis Bukti Penipuan: Interaktif Satu Putaran dan Interaktif Beberapa Putaran

Bukti Penipuan Interaktif Satu Putaran

Bukti interaktif satu putaran adalah mekanisme bukti penipuan yang memungkinkan pihak yang menantang untuk mempertanyakan keaslian atau validitas transaksi rollup tanpa interaksi atau komunikasi konstan dengan operator, karena transaksi dapat diverifikasi sekaligus.

OP Stack adalah contoh solusi blockchain yang menggunakan mekanisme bukti penipuan interaktif satu putaran. OP Stack adalah blueprint modular sumber terbuka yang digunakan untuk membangun blockchain yang sangat skalabel dan interoperabel.

Dikembangkan oleh yayasan Optimism, tumpukan OP memungkinkan pengembang membuat blockchain yang dapat berinteraksi dengan superchain Optimism. Dengan menggunakan sistem bukti penipuan interaktif satu putaran, tumpukan OP memudahkan untuk mencegah penipuan dalam blockchain.

Bukti Penipuan Interaktif Multi-Putaran

Bukti penipuan interaktif multi-putaran adalah mekanisme yang membutuhkan penantang untuk terus-menerus atau berulang kali berinteraksi dengan operator.

Operator sering kali membagi blok rollup yang dipertanyakan menjadi dua bagian yang sama dan kemudian menjadi bagian yang lebih kecil sampai penantang menemukan kesalahan. Selama proses ini, komunikasi konstan antara operator dan penantang terjadi.

Meskipun bukti interaktif satu putaran adalah cara yang jauh lebih cepat untuk memverifikasi validitas transaksi, namun biayanya mahal. Sebaliknya, meskipun lebih lama, bukti interaktif multi-putaran lebih hemat biaya dan efisien untuk menyelesaikan sengketa dengan perjanjian kontrak pintar yang kompleks.

Arbitrum, solusi penskalaan L2, menggunakan sistem bukti penipuan interaktif multi-putaran. Seperti yang dibahas sebelumnya, Arbitrum meningkatkan throughput dari blockchain Ethereum, memampatkan transaksi dan mengurangi biaya gas.

Bagaimana Bukti Penipuan Bekerja? Verifikasi Akar Merkle

Verifikasi Akar Merkle

Bukti penipuan bekerja dengan memverifikasi akar Merkle. Akar Merkle adalah struktur data yang digunakan untuk mengamankan blockchain. Ini memampatkan data dalam jaringan blockchain sehingga pengguna tidak perlu mengunduh seluruh blockchain.

Untuk memverifikasi validitas transaksi rollup, mekanisme bukti penipuan harus membandingkan awal dan akhir dari akar Merkle sebelum dan setelah transaksi, baik melalui bukti interaktif satu putaran atau multi-putaran.

Jika kedua keadaan akar Merkle cocok, itu berarti transaksi; jika tidak, transaksi tidak valid dan dijalankan ulang.

Oleh karena itu, jika seorang verifikator ingin menantang validitas transaksi rollup, mereka hanya perlu mengirimkan root status terbaru dan bagian-bagian tertentu dari pohon Merkle, yang akan digunakan untuk menghitung root status yang benar.

Manfaat Bukti Penipuan: Biaya Komputasi Rendah, Kesederhanaan, Biaya Gas Rendah

• Biaya komputasi rendah: Bukti penipuan yang digunakan untuk memverifikasi transaksi optimistic rollup seringkali membutuhkan usaha komputasi yang rendah. Asumsi validitas transaksi membuatnya kurang intensif secara komputasi.
• Kesederhanaan: Karena sistem bukti penipuan tidak memerlukan sistem kriptografi yang kompleks, maka mereka sederhana dan fleksibel.
• Biaya gas rendah: Biaya gas yang rendah disebabkan oleh persyaratan kriptografi yang lebih rendah dari bukti validitas dalam memverifikasi validitas rollup Optimis.

bukti validitas

Bukti validitas, juga dikenal sebagai bukti pengetahuan nol, adalah mekanisme bukti blockchain yang digunakan untuk memverifikasi keaslian atau validitas data yang diterbitkan oleh zero-knowledge rollups.

Validitas ini terdiri dari tiga entitas: Prover, verifier, dan witness.

• Prover adalah entitas yang membuat bukti.
• Verifikator adalah entitas yang memverifikasi validitas atau keakuratan data transaksi rollup yang dibuktikan oleh prover.
• Saksi adalah data yang dibagikan antara pemberi bukti dan pemeriksa.

Ketika prover dan verifier berkomunikasi, penting untuk dicatat bahwa konten dari saksi (atau informasi yang dibagikan) tidak diungkapkan.

Bagaimana Bukti Validitas Bekerja? Komitmen Polinomial

Komitmen Polinomial

Bukti validitas bergantung pada komitmen polinomial untuk memverifikasi validitas transaksi rollup. Dalam komitmen polinomial, informasi transaksi yang akan diverifikasi diubah menjadi polinomial, yang merupakan ekspresi matematika.

Proses memverifikasi dan memvalidasi otentikasi dan kebenaran transaksi rollup jauh lebih aman dan sulit untuk dipecahkan, sehingga efisien dalam mencegah penipuan dalam jaringan blockchain Ethereum.

Manfaat dari bukti validitas: Keamanan yang kuat, Waktu penyelesaian lebih cepat, Skalabilitas tinggi

• Keamanan yang kuat: Bukti validitas sering kali mengandalkan kriptografi kompleks, sehingga sangat sulit untuk menyertakan transaksi penipuan dalam transaksi kelompok.
• Waktu penyelesaian lebih cepat: Karena tidak ada periode tantangan seperti dalam sistem bukti penipuan, transaksi dapat diselesaikan tepat waktu.
• Skalabilitas tinggi: Menghapus transaksi dari rantai utama Ethereum dan penggabungan selanjutnya membuat jaringan blockchain Ethereum sangat skalabel.

Kesimpulan

Mengintegrasikan Bukti Penipuan dan Bukti Validitas dalam rollups Ethereum secara signifikan meningkatkan efisiensi dan keamanan jaringan. Pengembang dan pengguna dapat memanfaatkan manfaat rollups sambil menjaga integritas ekosistem Ethereum.

Seiring dengan evolusi blockchain Ethereum, pentingnya solusi yang dapat diskalakan dan aman hanya akan semakin meningkat. Rollups Ethereum, didukung oleh Bukti Penipuan dan Bukti Validitas, dapat memainkan peran penting dalam membentuk masa depan teknologi blockchain.