Apa Itu Proof of Stake (PoS)?

TL;DR

Proof of Stake adalah mekanisme konsensus populer yang merupakan alternatif dari Proof of Work. Daripada memerlukan daya komputasi untuk memvalidasi transaksi, para validator harus melakukan staking koin. Hal ini sangat mengurangi konsumsi energi yang diperlukan. Proof of Stake juga meningkatkan desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas.

Namun, Proof of Stake kurang mudah diakses tanpa akses ke kripto. Serangan 51% juga dapat mudah dilakukan pada blockchain dengan kapitalisasi pasar yang rendah. Karena sangat serbaguna, Proof of Stake memiliki serangkaian variasi untuk berbagai blockchain dan kegunaan.

Pendahuluan

Proof of Stake sejauh ini merupakan pilihan yang paling populer untuk jaringan blockchain saat ini. Dengan banyaknya variasi yang ada, memahami konsep intinya dapat cukup menyulitkan. Saat ini, Anda cenderung tidak akan melihat bentuk aslinya. Meskipun begitu, semua jenis Proof of Stake memiliki konsep inti utama yang sama. Memahami persamaannya akan membantu Anda mengambil pilihan yang lebih baik terkait blockchain yang digunakan dan cara pengoperasiannya.

Apa arti dari Proof of Stake?

Algoritme konsensus Proof of Stake diperkenalkan pada tahun 2011 dalam forum Bitcointalk. Algoritme ini diusulkan sebagai solusi terhadap masalah Proof of Work. Meskipun keduanya memiliki tujuan yang sama, yaitu mencapai konsensus blockchain, proses yang dimilikinya cukup berbeda. Daripada memerlukan proof dengan daya komputasi tinggi, peserta hanya perlu membuktikan bahwa mereka telah melakukan staking koin.

Bagaimana cara kerja Proof of Stake?

Algoritme Proof of Stake menggunakan proses pemilihan pseudo-random untuk memilih validator dari sekelompok node. Sistem ini menggunakan kombinasi beberapa faktor, termasuk usia staking, elemen pengacakan, dan kekayaan node.

Dalam sistem Proof of Stake, blok melalui proses 'forging' daripada mining. Namun, istilah 'mining' mungkin masih sering digunakan. Sebagian besar mata uang kripto Proof of Stake diluncurkan dengan pasokan koin 'pra-forging' agar node dapat segera memulai.

Pengguna yang berpartisipasi dalam proses forging harus mengunci koin dalam jumlah tertentu ke dalam jaringan sebagai staking. Ukuran staking menentukan peluang node untuk dipilih sebagai validator berikutnya. Makin besar staking, makin besar peluangnya. Metode unik ditambahkan ke dalam proses pemilihan agar bukan hanya node terkaya yang dipilih di jaringan. Dua metode yang paling umum digunakan adalah Pemilihan Blok Acak dan Pemilihan Usia Koin.

Pemilihan Blok Acak

Dalam metode Pemilihan Blok Acak, validator dipilih dengan mencari node yang memiliki kombinasi nilai hash terendah dan staking tertinggi. Karena informasi ukuran staking bersifat publik, forger berikutnya biasanya dapat diprediksi oleh node lain.

Pemilihan Usia Koin

Metode Pemilihan Usia Koin memilih node berdasarkan jangka waktu token masuk staking. Usia koin dihitung dengan menggandakan jumlah hari koin masuk staking dengan jumlah koin yang masuk staking.

Setelah node melakukan forging blok, usia koinnya direset ke nol dan harus menunggu dalam jangka waktu tertentu agar dapat melakukan forging blok lain. Hal ini mencegah node dengan staking besar mendominasi blockchain.

Memvalidasi transaksi

Setiap mata uang kripto yang menggunakan algoritme Proof of Stake memiliki serangkaian aturan dan metode sendiri yang dianggap sebagai kombinasi terbaik untuk jaringan dan penggunanya.

Ketika dipilih untuk melakukan forging blok berikutnya, node akan memastikan bahwa transaksi dalam blok tersebut valid. Kemudian, node tersebut akan menandatangani blok dan menambahkannya ke blockchain. Sebagai reward, node akan menerima biaya transaksi dari blok tersebut dan, di beberapa blockchain, reward berupa koin.

Jika ingin berhenti menjadi forger, staking dan reward yang didapatkan oleh node akan dirilis setelah jangka waktu tertentu. Dengan begitu, jaringan akan memiliki waktu untuk memastikan tidak ada blok penipuan yang ditambahkan ke blockchain oleh node tersebut.

Mana saja blockchain yang menggunakan Proof of Stake?

Sebagian besar blockchain pasca-Ethereum menggunakan mekanisme konsensus Proof of Stake. Biasanya, masing-masing dimodifikasi agar sesuai dengan kebutuhan jaringan. Kita akan membahas variasi tersebut nanti dalam artikel ini. Ethereum sendiri saat ini sedang beralih ke Proof of Stake dengan Ethereum 2.0.

Jaringan blockchain yang menggunakan Proof of Stake atau sejenisnya mencakup:

1. BNB Chain

2. BNB Smart Chain

3. Solana

4. Avalanche

6. Polkadot

Keunggulan Proof of Stake

Proof of Stake memiliki banyak keunggulan dibandingkan Proof of Work. Oleh karena itu, blockchain baru hampir selalu menggunakan Proof of Stake. Manfaatnya mencakup:

Adaptabilitas

Kebutuhan pengguna dan blockchain senantiasa berubah, begitu juga dengan Proof of Stake. Tidak heran jika terdapat sejumlah besar adaptasi yang tersedia. Mekanisme ini serbaguna dan mudah disesuaikan dengan sebagian besar blockchain.

Desentralisasi

Sebagian besar pengguna lebih terdorong untuk menjalankan node karena lebih terjangkau. Insentif ini dan proses pengacakan juga membuat jaringan menjadi lebih terdesentralisasi. Meskipun terdapat pool staking, individu memiliki peluang yang lebih tinggi untuk berhasil melakukan forging sebuah blok dalam Proof of Stake. Secara keseluruhan, hal ini mengurangi kebutuhan akan pool staking.

Efisiensi energi

Proof of Stake sangat efisien dalam hal energi dibandingkan dengan Proof of Work. Biaya untuk berpartisipasi ini mengandalkan biaya ekonomi dalam melakukan staking koin daripada biaya komputasi untuk menyelesaikan puzzle. Mekanisme ini mengurangi energi yang diperlukan untuk menjalankan mekanisme konsensus secara signifikan.

Skalabilitas

Karena tidak mengandalkan mesin fisik untuk menghasilkan konsensus, Proof of Stake menjadi lebih mudah diskalakan. Farm mining yang besar atau pasokan energi yang besar tidaklah diperlukan. Proses menambahkan lebih banyak validator ke jaringan menjadi lebih murah, lebih sederhana, dan lebih mudah diakses.

Keamanan

Staking berfungsi sebagai motivasi finansial bagi validator untuk tidak memproses transaksi palsu. Jika jaringan mendeteksi transaksi palsu, validator akan kehilangan sebagian staking-nya dan hak untuk berpartisipasi di waktu mendatang. Selama staking lebih tinggi dari reward, validator akan kehilangan lebih banyak koin daripada yang diperoleh jika terlibat dalam penipuan.

Untuk mengontrol jaringan secara efektif dan menyetujui transaksi penipuan, node harus memiliki mayoritas staking dalam jaringan yang disebut juga dengan serangan 51%. Tergantung pada nilai mata uang kripto, mendapatkan kontrol atas jaringan adalah hal yang hampir mustahil, karena Anda harus memperoleh 51% dari pasokan beredar.

Namun, hal ini juga dapat menjadi kelemahan yang akan kami jelaskan di bawah.

Kelemahan Proof of Stake

Meskipun Proof of Stake memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan Proof of Work, masih terdapat beberapa kelemahan:

Forking

Dengan mekanisme Proof of Stake standar, tidak ada disinsentif untuk mining kedua sisi fork. Dalam Proof of Work, mining kedua sisi akan menyebabkan pemborosan energi. Dengan Proof of Stake, biayanya jauh lebih kecil, sehingga orang dapat "bertaruh" pada kedua sisi fork.

Aksesibilitas

Untuk memulai staking, Anda memerlukan pasokan token asli blockchain. Anda harus membeli token tersebut melalui bursa atau metode lain. Tergantung pada jumlah yang diperlukan, Anda mungkin memerlukan investasi yang signifikan untuk memulai staking dengan efektif.

Dengan Proof of Work, Anda dapat membeli peralatan mining yang murah atau bahkan menyewanya. Dengan peralatan tersebut, Anda dapat bergabung dalam sebuah pool, lalu mulai memvalidasi dan menghasilkan dengan cepat.

Serangan 51%

Meskipun Proof of Work juga rentan terhadapnya, serangan 51% dapat jauh lebih mudah dilakukan pada Proof of Stake. Secara teoretis, jika harga token anjlok atau blockchain memiliki kapitalisasi pasar yang rendah, membeli lebih dari 50% token dan mengontrol jaringan adalah hal yang murah.

Proof of Work vs. Proof of Stake

Jika kita membandingkan kedua mekanisme konsensus ini, terdapat beberapa perbedaan utama.

	Proof of Work (PoW)	Proof of Stake (PoS)
Peralatan yang diperlukan	Peralatan mining	Jumlahnya minim atau sama sekali tidak ada
Konsumsi energi	Tinggi	Rendah
Kecenderungan terhadap	Sentralisasi	Desentralisasi
Metode validasi	Bukti komputasional	Staking koin

Namun, terdapat beragam mekanisme Proof of Stake di berbagai blockchain. Kebanyakan perbedaannya akan bergantung pada mekanisme yang digunakan.

Mekanisme konsensus lain yang dibangun pada Proof of Stake

Proof of Stake sangat mudah beradaptasi. Para pengembang dapat mengubah mekanisme persisnya agar sesuai dengan kegunaan tertentu dari sebuah blockchain. Berikut adalah beberapa contoh yang paling umum ditemui

Delegated Proof of Stake (DPoS)

Delegated Proof of Stake memungkinkan pengguna untuk melakukan staking koin tanpa menjadi validator. Dalam kasus ini, mereka melakukan staking di balik seorang validator untuk berbagi reward blok. Makin banyak delegator yang melakukan staking di balik calon validator, makin besar peluangnya untuk dipilih. Para validator biasanya dapat mengubah jumlah yang dibagikan dengan para delegator sebagai insentif. Reputasi validator juga merupakan faktor yang penting bagi delegator.

Nominated Proof of Stake (NPoS)

Nominated Proof of Stake adalah model konsensus yang dikembangkan oleh Polkadot. Model ini memiliki banyak kemiripan dengan Delegated Proof of Stake, tetapi terdapat satu perbedaan utama. Jika seorang nominator (delegator) melakukan staking di balik seorang validator yang jahat, mereka juga akan kehilangan staking mereka.

Nominator dapat memilih untuk melakukan staking hingga di belakang 16 validator. Kemudian, jaringan akan mendistribusikan staking mereka sama rata di belakang validator yang dipilih. Polkadot juga menggunakan beberapa pendekatan dalam teori game dan teori pemilihan untuk menentukan orang yang akan melakukan forging blok baru.

Proof of Staked Authority (PoSA)

BNB Smart Chain menggunakan Proof of Staked Authority untuk menghasilkan konsensus jaringan. Mekanisme konsensus ini menggabungkan Proof of Authority dan Proof of Stake, sehingga validator dapat bergantian untuk melakukan forging blok. Sebuah kelompok berisi 21 validator aktif memenuhi syarat untuk berpartisipasi. Kelompok ini dipilih berdasarkan jumlah BNB yang masuk staking atau telah didelegasikan di balik mereka. Rangkaian ini ditentukan setiap hari dan BNB Chain menyimpan pemilihannya.

Kesimpulan

Cara menambahkan blok transaksi ke sebuah jaringan telah berubah secara signifikan sejak munculnya Bitcoin. Kini, kita tidak perlu lagi mengandalkan daya komputasi untuk menghasilkan konsensus kripto. Sistem Proof of Stake memiliki banyak keunggulan dan sejarah telah membuktikan bahwa Proof of Stake berhasil. Seiring berjalannya waktu, tampaknya Bitcoin akan menjadi satu-satunya jaringan Proof of Work yang tersisa. Untuk saat ini, sepertinya Proof of Stake akan bertahan.