Blockchain adalah teknologi revolusioner yang memungkinkan pertukaran data yang aman dan transparan. Ini menggunakan serangkaian lapisan untuk menyimpan dan memproses informasi, yang disebut sebagai Lapisan 0-3. Setiap lapisan memiliki tujuan dan fungsinya masing-masing, sehingga memungkinkan adanya sistem komprehensif yang dapat menangani berbagai macam transaksi.
Blockchain didefinisikan sebagai teknologi buku besar terdistribusi (DLT) yang memfasilitasi pertukaran aset digital yang aman dan tepercaya antara dua pihak atau lebih. Ini adalah sistem unik yang berfungsi sebagai jaringan terbuka dan terdesentralisasi untuk menyimpan data di banyak komputer sekaligus.
Lapisan1
Untuk memvalidasi dan menyelesaikan transaksi, Lapisan 1 adalah blockchain dasar di mana beberapa lapisan lainnya dapat dibangun. Mereka dapat bekerja secara independen dari blockchain lain.
Layer1 dapat dipecah menjadi tiga segmen:
Lapisan Data- bertanggung jawab untuk menyimpan semua data yang terkait dengan transaksi dalam jaringan. Ini mencakup hal-hal seperti riwayat transaksi, saldo, alamat, dll. Lapisan ini juga membantu memvalidasi setiap transaksi dengan menggunakan algoritma kriptografi (hashing) untuk memastikan keakuratan dan keamanan.
Lapisan Jaringan- bertanggung jawab untuk menangani komunikasi antar pengguna di jaringan blockchain. Ia bertanggung jawab untuk menyiarkan transaksi dan pesan lainnya di seluruh jaringan, serta memverifikasi keakuratan dan keabsahan pesan-pesan tersebut.
Lapisan Konsensus- memungkinkan blockchain mencapai kesepakatan mengenai serangkaian aturan yang harus dipatuhi semua pengguna saat melakukan transaksi. Ini memastikan bahwa semua transaksi valid dan terkini dengan memanfaatkan algoritma konsensus seperti Proof of Work, Proof of Stake, atau Byzantine Fault Tolerance.
Lapisan Aplikasi/Kontrak Cerdas adalah tempat sebagian besar fungsi berlangsung dalam jaringan blockchain. Lapisan ini berisi kode (atau kontrak pintar) yang dapat digunakan untuk membangun aplikasi yang berjalan di atas ekosistem blockchain. Aplikasi ini mampu menjalankan transaksi dan menyimpan data dengan cara yang aman dan terdistribusi. Tidak semua protokol layer1 memiliki fungsi kontrak pintar.
Contoh jaringan tersebut adalah Bitcoin, Solana, Ethereum, dan Cardano—semuanya memiliki token aslinya sendiri. Token ini digunakan sebagai pengganti biaya transaksi dan berfungsi sebagai insentif bagi peserta jaringan untuk bergabung dalam suatu jaringan.
Meskipun koin-koin ini memiliki denominasi berbeda berdasarkan proyek yang mendasarinya, tujuannya tetap tidak berubah: menyediakan mekanisme dukungan ekonomi untuk fungsi blockchain.
Jaringan lapisan 1 memiliki masalah dengan penskalaan, karena blockchain kesulitan memproses jumlah transaksi yang dibutuhkan jaringan. Hal ini mengakibatkan biaya transaksi meningkat drastis.
Trilemma Blockchain, sebuah istilah yang diciptakan oleh Vitalik Buterin, sering digunakan saat mendiskusikan solusi potensial untuk masalah ini; pada dasarnya perlu menyeimbangkan desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas.
Banyak dari pendekatan ini mempunyai konsekuensi tersendiri; seperti mendanai supernode – dengan demikian membeli superkomputer dan server besar – untuk meningkatkan skalabilitas tetapi menciptakan blockchain yang secara inheren terpusat.
Pendekatan untuk memecahkan trilema blockchain:
Tingkatkan ukuran blok
Meningkatkan ukuran blok jaringan Layer 1 dapat memproses lebih banyak transaksi secara efektif. Namun, tidak mungkin untuk mempertahankan blok yang sangat besar karena blok yang lebih besar berarti kecepatan transaksi yang lebih lambat karena meningkatnya kebutuhan data dan penurunan desentralisasi. Hal ini bertindak sebagai batasan skalabilitas melalui peningkatan ukuran blok, membatasi peningkatan kinerja dengan potensi kerugian pada penurunan keamanan.
Ubah mekanisme konsensus
Meskipun mekanisme proof-of-work (POW) masih ada, mekanisme tersebut kurang berkelanjutan dan terukur dibandingkan mekanisme proof-of-stake (POS). Inilah sebabnya Ethereum bertransisi dari POW ke POS; tujuannya adalah untuk memberikan algoritma konsensus yang lebih aman dan andal yang memberikan hasil yang lebih baik dalam hal skalabilitas.
Pembagian
Sharding adalah teknik partisi database yang digunakan untuk menskalakan kinerja database terdistribusi. Dengan melakukan segmentasi dan mendistribusikan buku besar blockchain ke beberapa node, sharding menawarkan peningkatan skalabilitas yang meningkatkan throughput transaksi karena beberapa shard dapat memproses transaksi secara paralel. Hal ini menghasilkan peningkatan kinerja dan pengurangan waktu pemrosesan secara signifikan jika dibandingkan dengan pendekatan serial tradisional.
Mirip dengan memakan kue yang dibagi menjadi beberapa irisan. Dengan cara ini, bahkan dengan peningkatan volume data atau kemacetan jaringan, jaringan sharded jauh lebih efisien karena semua node yang berpartisipasi bekerja sama secara sinkron dalam memproses transaksi.
Lapisan2
Protokol lapisan 2 dibangun di atas blockchain Lapisan 1 untuk mengatasi masalah skalabilitasnya tanpa membebani lapisan dasar secara berlebihan.
Hal ini dilakukan dengan menciptakan kerangka kerja sekunder, yang disebut sebagai “off the chain”, yang memungkinkan throughput komunikasi yang lebih baik dan waktu transaksi yang lebih cepat daripada yang dapat didukung oleh Layer 1.
Dengan menggunakan protokol Layer 2, kecepatan transaksi ditingkatkan dan throughput transaksi meningkat, yang berarti lebih banyak transaksi dapat diproses sekaligus dalam jangka waktu tertentu. Hal ini bisa sangat bermanfaat ketika jaringan utama menjadi padat dan melambat, karena membantu mengurangi biaya biaya transaksi dan meningkatkan kinerja secara keseluruhan.
Berikut adalah beberapa cara Layer2 memecahkan trillema skalabilitas:
Saluran
Saluran menyediakan solusi Lapisan 2 yang memungkinkan pengguna untuk memasukkan beberapa transaksi off-chain sebelum dilaporkan pada lapisan dasar. Hal ini memungkinkan transaksi lebih cepat dan efisien. Ada dua jenis saluran: saluran pembayaran dan saluran negara. Saluran pembayaran hanya memungkinkan pembayaran, sedangkan saluran negara memungkinkan aktivitas yang lebih luas seperti yang biasanya dilakukan di blockchain, seperti menangani kontrak pintar.
Kelemahannya adalah pengguna yang berpartisipasi harus diketahui oleh jaringan, sehingga partisipasi terbuka tidak mungkin dilakukan. Selain itu, semua pengguna harus mengunci token mereka dalam kontrak pintar multi-sig sebelum terlibat dengan saluran tersebut.
Plasma
Dibuat oleh Joseph Poon dan Vitalik Buterin, kerangka kerja Plasma menggunakan kontrak pintar dan pohon numerik untuk membuat “rantai anak”, yang merupakan salinan dari blockchain asli — juga dikenal sebagai “rantai induk”.
Metode ini memungkinkan transaksi ditransfer dari rantai utama ke rantai anak, sehingga meningkatkan kecepatan transaksi dan mengurangi biaya transaksi, dan berfungsi dengan baik pada kasus tertentu seperti dompet digital.
Pengembang Plasma telah merancangnya secara khusus untuk memastikan bahwa tidak ada pengguna yang dapat bertransaksi sebelum masa tunggu tertentu berakhir.
Namun, sistem ini tidak dapat digunakan untuk membantu menskalakan kontrak pintar untuk tujuan umum.
Rantai samping
Sidechains, yaitu blockchain yang beroperasi secara paralel dengan blockchain utama atau Layer 1, memiliki beberapa fitur berbeda yang membedakannya dari blockchain klasik. Sidechain hadir dengan blockchain independennya sendiri, seringkali menggunakan mekanisme konsensus yang berbeda dan memiliki persyaratan ukuran blok yang berbeda dari Lapisan 1.
Namun, meskipun sidechain memiliki rantai independennya sendiri, sidechain masih terhubung ke Lapisan 1 dengan menggunakan mesin virtual bersama. Ini berarti bahwa setiap kontrak atau transaksi yang dapat digunakan pada jaringan Layer 1 juga tersedia untuk digunakan pada sidechain, sehingga menciptakan infrastruktur interoperabilitas yang luas antara kedua jenis rantai tersebut.
Rollup
Rollup menyelesaikan penskalaan dengan mengelompokkan beberapa transaksi di sidechain menjadi satu transaksi di lapisan dasar dan menggunakan SNARK (argumen pengetahuan non-interaktif singkat) sebagai bukti kriptografi.
Meskipun ada dua jenis rollup – rollup ZK dan rollup Optimis – perbedaannya terletak pada kemampuannya untuk berpindah antar lapisan.
Rollup optimis menggunakan mesin virtual yang memungkinkan migrasi lebih mudah dari Layer1 ke Layer2, sementara rollup ZK mengabaikan fitur ini untuk efisiensi dan kecepatan yang lebih besar.
Lapisan0
Protokol lapisan 0 memainkan peran penting dalam memungkinkan pergerakan aset, menyempurnakan pengalaman pengguna, dan mengurangi hambatan yang terkait dengan interoperabilitas lintas rantai. Protokol-protokol ini memberikan proyek-proyek blockchain di Layer 1 solusi yang efisien untuk mengatasi masalah-masalah besar, seperti kesulitan untuk berpindah antar ekosistem Layer1.
Tidak hanya ada satu desain untuk sekumpulan protokol Layer0; mekanisme konsensus dan parameter blok yang berbeda dapat diadopsi untuk tujuan diferensiasi. Beberapa token Layer0 berfungsi sebagai filter anti-spam yang efektif, karena pengguna harus mempertaruhkan token ini sebelum mereka dapat mengakses ekosistem terkait.
Cosmos adalah protokol Lapisan 0, terkenal dengan rangkaian alat sumber terbukanya, yang terdiri dari Tendermint, Cosmos SDK, dan IBC. Penawaran ini memungkinkan pengembang untuk dengan mudah membangun solusi blockchain mereka sendiri dalam lingkungan yang dapat dioperasikan; arsitektur mutualistik memungkinkan komponen untuk berinteraksi satu sama lain secara bebas. Visi kolaboratif dunia virtual ini telah terwujud di Cosmoshood, sebagaimana diciptakan dengan penuh kasih oleh para penganut setianya – memungkinkan jaringan blockchain untuk berkembang secara mandiri namun tetap eksis secara kolektif, mewujudkan 'Internet of Blockchain'.
Contoh umum lainnya adalah Polkadot.
Lapisan3
Lapisan 3 adalah protokol yang mendukung solusi berbasis blockchain. Biasanya disebut sebagai “lapisan aplikasi”, ini memberikan instruksi untuk diproses oleh protokol Lapisan 1. Hal ini memungkinkan dapps, game, penyimpanan terdistribusi, dan aplikasi lain yang dibangun di atas platform blockchain berfungsi dengan baik.
Tanpa aplikasi ini, kegunaan protokol Layer 1 saja akan sangat terbatas; Lapisan 3 sangat penting untuk membuka kekuatan mereka.
Lapisan4?
Layer4 tidak ada, lapisan yang dibahas disebut sebagai empat lapisan blockchain, tapi ini karena kita mulai menghitung dari 0 di dunia pemrograman.
Kesimpulan
Skalabilitas jaringan blockchain sangat bergantung pada arsitektur dan tumpukan teknologi yang digunakannya. Setiap lapisan jaringan memiliki tujuan penting dalam memungkinkan throughput dan interoperabilitas yang lebih besar dengan blockchain lainnya. Protokol lapisan 1 membentuk lapisan dasar atau blockchain utama, sedangkan protokol sidechain, rollup, dan lapisan 0 memberikan dukungan tambahan untuk penskalaan.
Protokol lapisan 3 memberikan instruksi yang memungkinkan pengguna mengakses aplikasi yang dibangun di atas keseluruhan sistem. Bersama-sama, semua elemen ini berkontribusi dalam menciptakan infrastruktur kuat yang tidak dapat dipercaya dan mampu menangani transaksi berskala besar dengan aman.