blockchain modular: solusi plug-and-play untuk mengatasi bottleneck kinerja Blockchain

Teknologi Blockchain telah menghadapi tantangan skalabilitas sejak dilahirkan. Blockchain monolitik terkenal karena komprehensifnya, yang secara independen menangani berbagai aspek jaringan, dari penyimpanan data hingga verifikasi transaksi, dan lain-lain. Namun, desain ini juga membawa masalah kinerja. Blockchain modular menawarkan dukungan kinerja yang lebih baik dan pengalaman pengguna yang lebih baik pada fungsi tertentu dengan memisahkan berbagai fungsi blockchain menjadi modul independen, yang dalam beberapa hal menyelesaikan masalah "segitiga tidak mungkin".

Ethereum sebagai platform blockchain pertama yang mendukung kontrak pintar, menyediakan lahan subur untuk desain modular. Seiring dengan perkembangan teknologi, ekosistem Bitcoin juga mulai mengeksplorasi kemungkinan modularitas, dengan menambahkan modul baru untuk mencapai fungsi yang lebih canggih, seperti perlindungan privasi yang ditingkatkan, pemrosesan transaksi yang lebih efisien, atau kemampuan kontrak pintar yang lebih baik.

Teknologi modular mewakili sebuah pemikiran produk yang lebih "fleksibel" dan dapat dipasang lepas. Di masa depan, mungkin akan muncul solusi Blockchain yang lebih fleksibel dan dapat disesuaikan, di mana berbagai layanan dan fungsi dapat dengan mudah dipasang dan dicopot seperti balok Lego. Fleksibilitas ini memungkinkan pengembang untuk dengan cepat membangun dan menerapkan solusi Blockchain sesuai dengan kebutuhan skenario aplikasi tertentu.

Blockchain Monolitik dan Blockchain Modular

Ketika kita membahas blockchain modular, kita harus terlebih dahulu memahami konsep blockchain monolitik. Blockchain monolitik, seperti Bitcoin, Ethereum, dll, terkenal karena keserbagunaannya, secara independen menangani berbagai aspek jaringan, dari penyimpanan data hingga verifikasi transaksi, hingga eksekusi kontrak pintar. Dalam proses ini, blockchain monolitik memainkan peran yang serba bisa, terlibat dalam semua tahapan.

Sebagai contoh Ethereum, sebuah blockchain monolitik yang matang umumnya dapat dibagi menjadi empat arsitektur.

• Lapisan Eksekusi (Execution Layer)
• Lapisan Penyelesaian (
• Lapisan Ketersediaan Data/ DA Layer )Data Availability Layer(
• Lapisan Konsensus )Consensus Layer(

![Pendalaman Modul: Solusi Plug-and-Play untuk Mengatasi Kendala Kinerja Blockchain])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-efc2324b2339ce49a5dc17539bfdcb36.webp(

blockchain modular adalah arsitektur baru yang membagi sistem Blockchain menjadi beberapa komponen atau lapisan khusus, di mana setiap komponen bertanggung jawab untuk menangani tugas tertentu, seperti konsensus, ketersediaan data, eksekusi, dan penyelesaian.

blockchain modular seperti sekelompok ahli, fokus pada eksplorasi mendalam dan inovasi teknologi di bidang masing-masing. Fokus ini memungkinkan blockchain modular untuk memberikan kinerja dan pengalaman pengguna yang unggul dalam fungsi tertentu, misalnya, mereka dapat menyediakan kecepatan pemrosesan transaksi yang lebih cepat dengan biaya yang lebih rendah.

Dalam hal arsitektur node, rantai monolitik bergantung pada node penuh, yang harus mengunduh dan memproses salinan data seluruh Blockchain. Ini tidak hanya menuntut sumber daya penyimpanan dan komputasi yang lebih tinggi, tetapi juga membatasi kecepatan ekspansi jaringan. Sebaliknya, blockchain modular menggunakan desain node ringan, yang hanya perlu memproses informasi header blok, sehingga secara signifikan meningkatkan kecepatan transaksi dan efisiensi jaringan.

Keuntungan signifikan dari blockchain modular adalah fleksibilitas dan kolaborasinya. Mereka mampu mengalihdayakan fungsi non-inti kepada para ahli lain, menciptakan efek kolaboratif yang meningkatkan kinerja keseluruhan secara signifikan. Filosofi desain ini mirip dengan balok Lego, memungkinkan pengembang untuk menggabungkan berbagai modul sesuai dengan kebutuhan proyek, menciptakan solusi yang beragam.

Meskipun rantai monolitik memiliki keunggulan dalam hal kontrol global, keamanan, dan stabilitas, mereka juga menghadapi tantangan dalam hal skalabilitas, kesulitan dalam pembaruan, dan penyesuaian terhadap kebutuhan baru. Blockchain modular menonjol dengan fleksibilitas dan kustomisasi yang tinggi, menyederhanakan proses penciptaan dan pengoptimalan blockchain baru.

Namun, blockchain modular juga menghadapi tantangan tersendiri. Arsitekturnya yang kompleks meningkatkan beban kerja pengembang dalam hal desain, pengembangan, dan pemeliharaan. Sebagai teknologi yang muncul, blockchain modular belum mengalami pengujian keamanan yang menyeluruh dan ujian fluktuasi pasar, sehingga stabilitas dan keamanan jangka panjangnya masih perlu divalidasi lebih lanjut.

![Pendalaman Modular: Solusi Plug-and-Play untuk Mengatasi Bottleneck Kinerja Blockchain])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-dc6a439aba00232a10a90ebd62c94f22.webp(

blockchain modular menyelesaikan "segitiga ketidakmungkinan"

"Segitiga yang tidak mungkin" dari Blockchain merujuk pada kesulitan sebuah jaringan blockchain untuk mencapai kondisi optimal pada tiga atribut inti yaitu keamanan, desentralisasi, dan skalabilitas secara bersamaan.

• Skalabilitas berfokus pada kemampuan jaringan untuk memproses sejumlah besar transaksi, serta kemampuannya untuk tetap efisien dan beroperasi dengan biaya rendah saat jumlah pengguna dan transaksi meningkat. Biasanya diukur melalui TPS (jumlah transaksi per detik) dan latensi (waktu yang dibutuhkan untuk konfirmasi transaksi).

• Keamanan melibatkan biaya dan kesulitan dalam melindungi jaringan Blockchain dari serangan. Misalnya, mekanisme POW Bitcoin mengharuskan penyerang menguasai lebih dari 51% dari total daya komputasi jaringan, sementara mekanisme POS Ethereum memerlukan lebih dari ⅓ node untuk bersekongkol.

• Deskripsi desentralisasi menggambarkan bahwa operasi jaringan tidak bergantung pada satu node pusat, tetapi tersebar di banyak node. Semakin banyak node dan semakin luas distribusi geografisnya, semakin tinggi tingkat desentralisasi jaringan.

Inti dari pandangan "Segitiga Tidak Mungkin" adalah bahwa sangat sulit bagi sebuah sistem blockchain untuk mengoptimalkan ketiga karakteristik ini. Misalnya: di antara banyak blockchain publik, Bitcoin dan Ethereum menonjol dalam hal desentralisasi dan keamanan karena distribusi node yang luas dan jumlah node yang cukup.

Namun, mereka mengorbankan beberapa kemampuan skalabilitas, yang mengakibatkan kecepatan transaksi yang lebih lambat dan biaya transaksi yang lebih tinggi: waktu pembuatan blok Bitcoin sekitar 10 menit, TPS Ethereum sekitar 13, dan ketika volume transaksi melonjak, biaya transaksi Ethereum dapat mencapai ratusan dolar.

Dalam latar belakang seperti itu, teknologi blockchain modular muncul, yang menyelesaikan tantangan skalabilitas dan biaya transaksi dari blockchain publik tradisional dengan membagi fungsi yang berbeda ke dalam modul-modul khusus. Sebagai contoh, jaringan Lightning Bitcoin dan teknologi Rollup Ethereum adalah perwujudan dari pemikiran modular.

Keunggulan blockchain modular terletak pada arsitektur bertingkatnya, yang memungkinkan setiap lapisan dioptimalkan untuk kebutuhan tertentu. Lapisan data dapat fokus pada penyimpanan dan verifikasi data, sedangkan lapisan eksekusi dapat menangani logika kontrak pintar. Pemisahan ini tidak hanya meningkatkan kinerja dan efisiensi, tetapi juga mendorong interoperabilitas antara blockchain yang berbeda, menyediakan dasar untuk membangun ekosistem yang terbuka dan saling terhubung.

Secara keseluruhan, teknologi blockchain modular menawarkan cara baru untuk mengatasi keterbatasan rantai publik tradisional. Ini mencapai skalabilitas yang lebih tinggi dan biaya transaksi yang lebih rendah sambil mempertahankan desentralisasi dan keamanan, yang memiliki arti mendalam bagi penerapan luas dan perkembangan jangka panjang teknologi blockchain.

![Pendalaman Modular: Solusi Plug-and-Play untuk Mengatasi Bottleneck Kinerja Blockchain])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-19801dbad1e2e27cc295177e7f5db975.webp(

Jenis blockchain modular

Blockchain modular dapat dibagi menjadi berbagai jenis berdasarkan karakteristik arsitekturnya. Di antara jenis-jenis ini, lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus sering dirancang sebagai kesatuan yang utuh karena ketergantungan erat di antara keduanya. Ini karena, ketika node menerima data transaksi, biasanya juga sekaligus menentukan urutan transaksi, yang merupakan inti dari keamanan dan ketidakberubahan blockchain.

Berdasarkan prinsip desain ini, kita dapat memahami proyek-proyek blockchain modular dari tiga aspek yaitu lapisan eksekusi, lapisan ketersediaan data, dan lapisan konsensus serta lapisan penyelesaian.

![Pendalaman Modular: Solusi Plug-and-Play untuk Mengatasi Bottleneck Kinerja Blockchain])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-462885dee05eceaa34492af359630c9c.webp(

) lapisan eksekusi: Teknologi Layer 2

Teknologi Layer 2, sebagai perpanjangan dari lapisan eksekusi dalam arsitektur Blockchain, merupakan salah satu perwujudan dari konsep blockchain modular. Ini bertujuan untuk meningkatkan skalabilitas rantai utama dengan membangun jaringan, sistem, atau teknologi off-chain di atas blockchain dasar.

Solusi Layer 2 memungkinkan pemrosesan transaksi yang lebih cepat dan lebih efisien biaya, sambil mempertahankan keamanan dan sifat desentralisasi dari blockchain yang mendasarinya. Menurut dasbor data, dapat dilihat bahwa rata-rata proporsi gas yang digunakan untuk verifikasi dan penyelesaian Layer 2 di ekosistem Ethereum adalah di bawah 10%, yang secara signifikan menghemat biaya transaksi pengguna.

Teknologi Rollup adalah solusi paling utama Layer 2 saat ini, dengan konsep inti "eksekusi off-chain, verifikasi on-chain", di mana perhitungan dan pekerjaan lain dieksekusi off-chain, kemudian data calldata diunggah kembali ke mainnet.

Eksekusi di luar rantai

Dalam model Rollup, transaksi dieksekusi di luar rantai, sementara blockchain dasar hanya bertanggung jawab untuk memvalidasi bukti transaksi dalam kontrak pintar dan menyimpan data transaksi asli. Desain ini secara signifikan mengurangi beban komputasi di rantai utama, mengurangi kebutuhan penyimpanan, sehingga memungkinkan pemrosesan transaksi yang lebih efisien.

Untuk lebih menurunkan biaya, Rollup menggunakan teknologi pengemasan transaksi. Ini dapat disamakan dengan pengemasan barang dalam logistik, mengirimkan setiap barang secara terpisah akan menghasilkan biaya pengiriman yang tinggi. Namun, teknologi Rollup dengan mengemas beberapa transaksi bersama-sama hanya memerlukan "pengangkutan" sekali, sehingga secara signifikan mengurangi biaya setiap transaksi.

Verifikasi on-chain

Verifikasi di atas rantai adalah kunci keamanan jaringan Layer 2. Jaringan Layer 2 harus menyediakan bukti kriptografis untuk menyelesaikan potensi perbedaan di atas blockchain yang mendasarinya. Saat ini, dua mekanisme bukti utama adalah bukti kesalahan dan bukti validitas, yang masing-masing mendukung Optimistic Rollups dan ZK Rollups.

Bukti kesalahan Optimistic Rollups

Optimistic Rollups mengadopsi asumsi optimis, yaitu semua transaksi dianggap valid kecuali ada bukti jelas yang menunjukkan adanya kesalahan. Model ini bergantung pada bukti kesalahan selama periode tantangan (bukti penipuan), di mana setiap peserta jaringan dapat mengajukan bukti untuk menantang status kontrak pintar, memastikan keadilan dan transparansi jaringan.

Saat ini terdapat 16 Layer 2 yang menggunakan mekanisme Optimistic Rollups, seperti: Arbitrum, OP, Base, Blast, dan lain-lain.

Bukti Validitas ZK Rollups

Berbeda dengan Optimistic Rollups, ZK Rollups mengadopsi pendekatan yang lebih hati-hati, yang mengharuskan semua transaksi harus melalui bukti validitas sebelum diterima. Mekanisme bukti ini mirip dengan proses verifikasi, yang memastikan bahwa setiap transaksi dan perhitungan di jaringan Layer 2 adalah akurat.

Singkatnya, bukti validitas adalah batu loncatan ZK-Rollups, yang mengharuskan setiap batch transaksi disertai dengan bukti yang sesuai, sehingga memastikan bahwa kontrak pintar di blockchain yang mendasarinya dapat memverifikasi dan menyetujui perubahan status. Bagi node verifikasi, ZK Rollups menyediakan mekanisme penyelesaian tanpa kesalahan, karena setiap transaksi harus melewati verifikasi validitas yang ketat.

Saat ini ada 11 Layer 2 yang menggunakan mekanisme ZK Rollups, seperti: Linea, Starknet, zkSync, dan lain-lain.

![Pendalaman Modular: Solusi Plug-in untuk Mengatasi Kendala Kinerja Blockchain]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a74d6a666230850323e0474d35ab78bc.webp(

) lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus

Celestia

Celestia sebagai pionir di bidang blockchain modular, pada dasarnya adalah lapisan ketersediaan data, yang menyediakan dasar yang kuat untuk pengembangan dApps dan Rollup. Dengan menerapkan di lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus Celestia, pengembang aplikasi dapat fokus pada optimasi logika eksekusi, sementara kompleksitas ketersediaan data dan mekanisme konsensus diserahkan kepada Celestia untuk ditangani.

Desain arsitektur Celestia menyediakan berbagai solusi untuk ekspansi modular, dan arsitekturnya terutama terdiri dari tiga jenis berikut:

• Sovereign Rollup: Celestia menyediakan lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus, sementara lapisan penyelesaian dan lapisan eksekusi diimplementasikan secara independen oleh masing-masing rantai berdaulat.
• Penyelesaian Rollup (misalnya proyek Cevmos): di atas lapisan DA dan konsensus yang disediakan oleh Celestia, Cevmos menyediakan layanan lapisan penyelesaian, sementara rantai aplikasi mengambil peran sebagai lapisan eksekusi.
• Celestium: Lapisan ketersediaan data direspons oleh Celestia, lapisan konsensus dan lapisan penyelesaian bergantung pada jaringan kuat Ethereum, rantai aplikasi terus fokus pada lapisan eksekusi.