TL;DR
Popularitas kripto dan blockchain bertumbuh pesat, begitu juga dengan jumlah pengguna dan transaksinya. Blockchain memang merupakan hal yang revolusioner. Namun, skalabilitas, yaitu kapasitas sistem untuk bertumbuh sambil mengakomodasi permintaan yang meningkat, selalu menjadi tantangan. Jaringan blockchain publik yang sangat terdesentralisasi dan aman sering kali kesulitan dalam mencapai throughput yang tinggi.
Hal ini sering kali digambarkan sebagai Trilema Blockchain yang menyatakan bahwa sebuah sistem terdesentralisasi mustahil mencapai desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas tinggi dengan setara. Dalam kenyataannya, jaringan blockchain hanya dapat memiliki dua dari tiga faktor tersebut.
Namun, untungnya ribuan penggemar dan pakar sedang mengupayakan solusi penskalaan. Beberapa solusi ini dirancang untuk mengubah arsitektur blockchain utama (Lapisan 1), sedangkan solusi lainnya berfokus pada protokol Lapisan 2 yang beroperasi di atas jaringan dasarnya.
Pendahuluan
Dengan banyaknya jumlah blockchain dan mata uang kripto yang tersedia, Anda mungkin tidak dapat mengetahui apakah sedang menggunakan chain Lapisan 1 atau Lapisan 2. Penting untuk memahami sistem yang Anda gunakan atau jadikan fokus investasi. Dalam artikel ini, Anda akan memahami perbedaan antara blockchain Lapisan 1 dan Lapisan 2 serta berbagai solusi skalabilitas.
Apa itu blockchain Lapisan 1 vs. Lapisan 2?
Istilah Lapisan 1 merujuk pada tingkat dasar dari sebuah arsitektur blockchain. Lapisan ini merupakan struktur utama dari sebuah jaringan blockchain. Bitcoin, Ethereum, dan BNB Chain adalah contoh dari blockchain Lapisan 1. Lapisan 2 adalah jaringan yang dibangun di atas blockchain lain. Jadi, jika Bitcoin adalah Lapisan 1, maka Lightning Network yang beroperasi di atasnya adalah contoh dari Lapisan 2.
Peningkatan skalabilitas jaringan blockchain dapat dikategorikan menjadi solusi Lapisan 1 dan Lapisan 2. Solusi Lapisan 1 akan mengubah aturan dan mekanisme blockchain asli secara langsung. Solusi Lapisan 2 akan menggunakan jaringan paralel eksternal untuk memfasilitasi transaksi di luar mainchain.
Mengapa skalabilitas blockchain penting?
Bayangkan terdapat sebuah jalan raya baru yang dibangun di antara kota besar dan pinggiran kota yang berkembang pesat. Ketika jumlah lalu lintas yang melalui jalan raya tersebut meningkat dan kemacetan menjadi hal yang umum, khususnya selama jam sibuk, maka waktu rata-rata dari A ke B dapat meningkat secara signifikan. Hal ini tentu saja dikarenakan infrastruktur jalan tersebut memiliki kapasitas yang terbatas, sedangkan permintaannya terus meningkat.
Lalu, apa tindakan yang dapat dilakukan oleh pihak berwenang untuk membantu lebih banyak komuter bepergian melalui rute ini lebih cepat? Salah satu solusinya adalah dengan meningkatkan jalan raya tersebut dengan menambahkan jalur pada setiap sisinya. Namun, hal ini tidak selalu praktis, karena solusi ini mahal dan akan menimbulkan masalah bagi orang yang sudah menggunakan jalan raya tersebut. Solusi alternatifnya adalah berpikir kreatif dan mempertimbangkan berbagai pendekatan yang tidak berkaitan dengan melakukan perubahan terhadap infrastruktur intinya, seperti membangun jalan akses tambahan atau bahkan meluncurkan jalur kereta ringan di sepanjang jalan raya tersebut.
Dalam bidang teknologi blockchain, jalan raya utama tersebut adalah Lapisan 1 (jaringan utama), sedangkan jalan akses tambahan tersebut adalah solusi Lapisan 2 (jaringan sekunder untuk meningkatkan kapasitas secara keseluruhan).
Bitcoin, Ethereum, dan Polkadot dianggap sebagai blockchain Lapisan 1. Blockchain tersebut merupakan lapisan dasar yang memproses dan mencatat transaksi untuk ekosistem masing-masing dengan mata uang kripto asli yang biasanya digunakan untuk membayar biaya dan memberikan utilitas yang lebih luas. Polygon adalah salah satu contoh solusi penskalaan Lapisan 2 untuk Ethereum. Jaringan Polygon melakukan checkpoint secara teratur terhadap mainnet Ethereum untuk memperbarui statusnya.
Kapabilitas throughput adalah elemen penting dari sebuah blockchain. Ini merupakan ukuran kecepatan dan efisiensi yang menunjukkan jumlah transaksi yang dapat diproses dan dicatat dalam jangka waktu tertentu. Ketika jumlah pengguna naik dan jumlah transaksi simultan meningkat, blockchain Lapisan 1 akan menjadi lambat dan mahal untuk digunakan. Hal ini berlaku terutama pada blockchain Lapisan 1 yang menggunakan mekanisme Proof of Work daripada Proof of Stake.
Masalah Lapisan 1 saat ini
Bitcoin dan Ethereum adalah contoh yang bagus dari jaringan Lapisan 1 dengan masalah penskalaan. Keduanya mengamankan jaringan melalui model konsensus terdistribusi. Artinya, semua transaksi diverifikasi oleh beberapa node sebelum divalidasi. Semua node mining tersebut bersaing untuk memecahkan puzzle komputasi yang kompleks. Miner yang berhasil akan menerima reward dalam bentuk mata uang kripto asli jaringan.
Dengan kata lain, semua transaksi memerlukan verifikasi independen dari beberapa node sebelum dikonfirmasi. Ini merupakan cara yang efektif untuk memasukkan dan mencatat data yang benar dan terverifikasi ke blockchain sambil memitigasi risiko serangan oleh pelaku kejahatan. Namun, setelah jaringan menjadi sepopuler Ethereum atau Bitcoin, permintaan throughput menjadi masalah yang terus meningkat. Pada masa kemacetan jaringan, pengguna akan mengalami waktu konfirmasi yang lebih lambat dan biaya transaksi yang lebih tinggi.
Bagaimana cara kerja solusi penskalaan Lapisan 1?
Terdapat beberapa pilihan yang tersedia untuk blockchain Lapisan 1 yang dapat meningkatkan throughput dan kapasitas jaringan secara keseluruhan. Apabila blockchain menggunakan Proof of Work, transisi ke Proof of Stake dapat menjadi pilihan untuk meningkatkan transaksi per detik (TPS) sambil mengurangi biaya pemrosesan. Namun, terdapat berbagai pandangan dalam komunitas kripto terkait manfaat dan dampak jangka panjang dari Proof of Stake.
Solusi penskalaan pada jaringan Lapisan 1 biasanya diperkenalkan oleh tim pengembangan proyek. Tergantung pada solusinya, komunitas harus melakukan hard fork atau soft fork terhadap jaringan. Beberapa perubahan kecil kompatibel dengan versi sebelumnya, seperti pembaruan SegWit dari Bitcoin.
Perubahan yang lebih besar, seperti meningkatkan ukuran blok Bitcoin menjadi 8 MB, memerlukan hard fork. Hal ini menghasilkan dua versi blockchain, yaitu satu dengan pembaruan dan satu lagi tanpa pembaruan. Pilihan lain untuk meningkatkan throughput jaringan adalah sharding. Tindakan ini membagi operasi blockchain ke beberapa bagian yang lebih kecil yang dapat memproses data secara bersamaan daripada secara berurutan.
Bagaimana cara kerja solusi penskalaan Lapisan 2?
Seperti yang sudah dibahas, solusi Lapisan 2 mengandalkan jaringan sekunder yang berfungsi secara paralel atau independen dari chain utama.
Rollup
Zero-knowledge rollup (jenis yang paling umum) membundel transaksi Lapisan 2 off-chain, lalu mengirimnya sebagai satu transaksi di chain utama. Sistem ini menggunakan bukti validitas untuk memeriksa integritas transaksi. Aset disimpan di chain asli dengan smart contract bridging, lalu smart contract tersebut mengonfirmasi bahwa rollup berfungsi sebagaimana dimaksudkan. Dengan cara ini, keamanan jaringan asli mendapatkan manfaat berupa rollup yang tidak boros sumber daya.
Sidechain
Sidechain adalah jaringan blockchain independen dengan serangkaian validatornya sendiri. Artinya, smart contract bridging di chain utama tidak memverifikasi validitas jaringan sidechain. Oleh karena itu, Anda harus memercayai bahwa sidechain beroperasi dengan benar, karena sidechain dapat mengontrol aset di chain asli.
State channel
State channel adalah lingkungan komunikasi dua arah di antara pihak yang bertransaksi. Para pihak menutup sebagian dari blockchain dasar dan menghubungkannya ke saluran transaksi off-chain. Hal ini biasanya dilakukan melalui smart contract yang sudah disepakati atau beberapa tanda tangan. Kemudian, para pihak mengeksekusi transaksi atau batch transaksi secara off-chain tanpa segera mengirim data transaksi ke buku besar terdistribusi dasarnya (yaitu, chain utama). Setelah semua transaksi dalam rangkaian tersebut selesai, “status” final dari saluran disiarkan ke blockchain untuk validasi. Mekanisme ini memungkinkan kecepatan transaksi yang lebih tinggi dan kapasitas jaringan yang meningkat secara keseluruhan. Solusi seperti Bitcoin Lightning Network dan Raiden dari Ethereum beroperasi berdasarkan state channel.
Nested blockchain
Solusi ini mengandalkan serangkaian chain sekunder yang berada di atas blockchain “induk” utama. Nested blockchain beroperasi berdasarkan aturan dan parameter yang ditetapkan oleh chain induk. Chain utama tidak berpartisipasi dalam mengeksekusi transaksi dan perannya terbatas pada menyelesaikan sengketa jika perlu. Pekerjaan harian didelegasikan kepada chain “anak” yang mengembalikan transaksi yang diproses ke chain utama setelah diselesaikan di luar chain utama. Proyek Plasma milik OmiseGO adalah contoh solusi nested blockchain Lapisan 2.
Batasan solusi penskalaan Lapisan 1 dan Lapisan 2
Solusi Lapisan 1 dan Lapisan 2 memiliki keunggulan dan kelemahan yang unik. Bekerja menggunakan Lapisan 1 dapat memberikan solusi yang paling efektif untuk peningkatan protokol skala besar. Namun, hal ini juga berarti bahwa validator harus didorong untuk menerima perubahan melalui hard fork.
Salah satu contoh ketika validator mungkin tidak ingin melakukannya adalah perubahan dari Proof of Work ke Proof of Stake. Miner akan kehilangan pendapatan dengan peralihan ke sistem yang lebih efisien ini, sehingga menimbulkan disinsentif dalam meningkatkan skalabilitas.
Lapisan 2 memberikan cara yang lebih cepat untuk meningkatkan skalabilitas. Namun, tergantung pada metode yang digunakan, Anda dapat kehilangan banyak keamanan dari blockchain asli. Pengguna memercayai jaringan seperti Ethereum dan Bitcoin karena ketahanan dan rekam jejak keamanannya. Dengan menghilangkan aspek dari Lapisan 1, Anda sering kali harus mengandalkan tim dan jaringan Lapisan 2 dalam hal efisiensi dan keamanan.
Apa hal berikutnya setelah Lapisan 1 dan Lapisan 2?
Salah satu pertanyaan yang penting adalah apakah kita akan membutuhkan solusi Lapisan 2 seiring Lapisan 1 menjadi lebih mudah diskalakan. Blockchain yang ada telah mengalami peningkatan dan jaringan baru sudah dibuat dengan skalabilitas yang baik. Namun, diperlukan waktu yang lama bagi sistem utama untuk meningkatkan skalabilitasnya dan hal tersebut tidak dijamin. Pilihan yang paling memungkinkan adalah Lapisan 1 sebaiknya berfokus pada keamanan dan memungkinkan jaringan Lapisan 2 menyesuaikan layanan mereka dengan kegunaan yang spesifik.
Dalam waktu dekat, terdapat kemungkinan bahwa chain besar seperti Ethereum masih akan mendominasi karena komunitas pengguna dan pengembangnya yang besar. Namun, rangkaian validator terdesentralisasi yang besar dan reputasi yang tepercaya menghasilkan landasan yang kuat untuk solusi Lapisan 2 yang ditargetkan.
Penutup
Sejak kripto dimulai, pencarian skalabilitas yang ditingkatkan telah menghasilkan dua arah pendekatan dengan peningkatan Lapisan 1 dan solusi Lapisan 2. Jika Anda memiliki portofolio kripto yang beragam, Anda mungkin sudah memiliki eksposur ke jaringan Lapisan 1 dan Lapisan 2. Kini, Anda memahami perbedaan di antara keduanya beserta berbagai pendekatan penskalaan yang ditawarkannya.