Karena "Segitiga Mustahil", desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas hanya dapat dicapai dua dari tiga industri blockchain. Bitcoin, cryptocurrency asli, menetapkan standar yang sangat tinggi untuk desentralisasi dan keamanan, tetapi gagal dalam hal skalabilitas. Untuk jaringan Bitcoin:

Transaksi Per Detik (TPS) = Jumlah Transaksi Per Blok / Waktu Blok

Transaksi Per Blok = Ukuran Blok / Rata-Rata Ukuran Transaksi

Saat ini, jaringan Bitcoin memiliki ukuran blok 1 Mb dan waktu blok sekitar 10 menit, dan jika rata-rata ukuran transaksi adalah 0,25 kb, maka satu blok berisi sekitar 4000 transaksi. Jadi TPS yang dihitung adalah sekitar 7 artinya hanya 7 transaksi yang dapat diproses per detik, yang jelas tidak memenuhi permintaan pertumbuhan yang cepat.

Untuk mengatasi masalah skalabilitas Bitcoin, berbagai solusi telah diusulkan, yang dasar dapat dibagi menjadi dua jenis skema penskalaan Layer 1 dan Layer 2

Solusi Penskalaan Lapisan 1: Fork dan SegWit

Layer 1 mengacu pada blockchain Bitcoin itu sendiri, sedangkan solusi penskalaan Layer 1 mengacu pada modifikasi sifat dari blockchain itu sendiri untuk meningkatkan TPS-nya. Menurut rumusnya, TPS = ukuran blok / (waktu blok * ukuran transaksi rata-rata), meningkatkan ukuran blok, mengurangi waktu blok, dan mengompresi ukuran transaksi dapat meningkatkan TPS Bitcoin. Namun, karena keterbatasan kecepatan transfer data di dunia fisik, pengurangan waktu blok akan mengurangi keamanan sistem. Itu sebabnya meningkatkan ukuran blok dan mengompresi ukuran transaksi adalah dua metode yang paling dipertimbangkan.

Garpu Bitcoin: Meningkatkan Ukuran Blok

“Scaling up” bisa dibilang merupakan cara yang paling jelas untuk meningkatkan TPS Bitcoin.

Secara historis, permintaan untuk pemblokiran telah menghasilkan dua cabang utama dalam Bitcoin, menghasilkan dua rantai blok dan token baru, BCH dan BCHSV. Forking pada dasarnya adalah menduplikasi salinan kode inti Bitcoin dan mengubah bagian-bagiannya untuk mengoptimalkan kinerja sesuai kebutuhan, tetapi masih ada pro dan kontra dari pendekatan ini yang harus dipertimbangkan.

Garpu Bitcoin karena ketidaksepakatan komunitas tentang arah masa depan

Karena Bitcoin adalah blockchain sumber terbuka, ini dikembangkan oleh komunitas orang-orang yang berpikiran sama. Ketika anggota komunitas Bitcoin tidak setuju dengan arah masa depan Bitcoin, percabangan dapat terjadi.

Beberapa anggota komunitas, misalnya, mungkin ingin meningkatkan ukuran blok Bitcoin untuk meningkatkan skalabilitas dan mengurangi waktu tunggu dan biaya transaksi. Anggota lain mungkin percaya bahwa ukuran blok asli harus dipertahankan untuk memastikan keamanan jaringan, atau mereka mungkin memiliki pandangan berbeda tentang perjanjian konsensus Bitcoin karena alasan teknis… Perbedaan pendapat seperti itu dapat mengakibatkan percabangan.

BCH bercabang pada 2017 dan BCHSV bercabang pada 2018 berdasarkan BCH

Pada bulan Agustus 2017, beberapa penambang yang mendukung ukuran blok yang lebih besar mengumpulkan kekuatan komputasi mereka dan membuat blockchain Bitcoin bercabang, menciptakan BCH (Bitcoin Cash) dan meningkatkan ukuran blok menjadi 8Mb. Pada November 2018, di bawah pengaruh anggota radikal dalam komunitas BCH, BCHSV bercabang untuk mendukung apa yang disebut "blok besar" atau bahkan "blok tak terbatas".

Ukuran blok meningkatkan ambang simpul, keamanan tidak dapat dijamin setelah forking

Namun, ada banyak masalah hanya dengan menambah ukuran blok. Ketika ukuran satu blok membesar, beban perangkat keras pada satu node tumbuh secara signifikan, dan node yang tidak mampu membeli perangkat keras terkait secara bertahap akan keluar dari jaringan. Selain itu, ukuran blok meningkat sementara kecepatan transfer data antar node dan kapasitas pemrosesan data node hampir tidak meningkat, yang akan mengancam keamanan dan stabilitas sistem Bitcoin. Oleh karena itu, solusi perluasan ukuran blok sebenarnya mengorbankan desentralisasi dan keamanan.

Saksi Terpisah (SegWit): Pisahkan pesan transaksi untuk mengompres ukuran data

Saat Bitcoin pertama kali dirancang, Satoshi Nakamoto membatasi ukuran blok yang berisi transaksi hingga 1Mb, di mana data transaksi berisi informasi dasar tentang transaksi dan informasi tanda tangan pedagang. Teknologi SegWit, di sisi lain, meningkatkan jumlah transaksi yang dapat dimuat dalam blok sekitar 40% dengan memisahkan tanda tangan skrip dari informasi transaksi dan menyimpannya di header blok, tanpa melanggar aturan audit blok.

Tercermin dalam alamat Bitcoin, yang dimulai dengan karakter seperti 3 atau bc adalah alamat dompet yang mendukung Segwit, sedangkan alamat yang dimulai dengan angka 1 adalah alamat lama.

Cek di Blockchain.com untuk blok terbaru yang dicetak menunjukkan bahwa sebagian besar blok baru hadir dengan teknologi Segwit. Berkat Segwit, ukuran sebenarnya dari blok ini melebihi 1Mb. Terlebih lagi, pada 14 November 2021, jaringan Bitcoin juga mendorong peningkatan Taproot lebih lanjut di atas SegWit, yang semakin meningkatkan stabilitas, keamanan, dan privasi jaringan.

Penskalaan Layer2: Jaringan Petir

Penskalaan layer2 juga dikenal sebagai penskalaan off-chain, yang merupakan solusi kinerja yang menskalakan di luar jaringan utama untuk meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksi dan efisiensi jaringan Bitcoin dengan membuat lapisan jaringan lain.

Solusi Layer2 umum termasuk Side Chain, Plasma, State Channels, Rollup, dll. Untuk Bitcoin, solusi Layer 2 yang paling menonjol adalah Lightning Network, yang dibuat pada tahun 2015.

Jaringan Petir

Bitcoin Lightning Network adalah sistem pembayaran terdesentralisasi yang bertujuan untuk membuat transaksi bitcoin lebih cepat, lebih aman, dan lebih hemat biaya. Transaksi di Jaringan Bitcoin bisa lambat karena harus dikonfirmasi oleh banyak node sebelum dicatat di blockchain.

Lightning Network dibuat untuk mengatasi masalah ini.

Mengintegrasikan saluran pembayaran antara banyak pengguna dan menggabungkan pesan transaksi untuk diposting ke mainnet

Lightning Network pada dasarnya membangun saluran pembayaran antara dua pengguna, memungkinkan transaksi off-chain (biasanya pembayaran kecil), yang mengurangi mainnet dari permintaan transaksi dan memungkinkan transaksi diproses lebih cepat. Node Lightning Network dapat menghubungkan saluran pembayaran antara beberapa pengguna sebelum menggabungkan semua informasi saluran menjadi satu transaksi dan mengirimkannya ke mainnet Bitcoin untuk pencatatan permanen.

Akibatnya, hanya transaksi pertama dan terakhir dalam saluran pembayaran yang valid di blockchain Bitcoin; semua transaksi lain antara kedua pihak adalah off-chain.

Untuk membangun saluran pembayaran, kedua belah pihak harus menyerahkan sejumlah bitcoin, yang juga akan disimpan dalam blockchain bitcoin sampai saluran tersebut dinonaktifkan atau ditutup. Jumlah total bitcoin yang dapat diperdagangkan oleh kedua belah pihak di saluran pembayaran ini tidak dapat melebihi jumlah bitcoin yang dikirimkan, tetapi jumlah transaksi yang tidak terbatas dapat dilakukan tanpa biaya.

Kekhawatiran Tentang Jaringan Petir: Kecepatan masih dibatasi oleh mainnet, keamanan node, dan ambang batas yang tinggi untuk digunakan

Lightning Network tampaknya merupakan solusi yang baik untuk masalah skalabilitas Bitcoin pada pandangan pertama. Itu belum diadopsi secara luas dan memiliki keterbatasan berikut:

Kecepatan masih dibatasi oleh kinerja mainnet: Kecepatan transaksi Lightning Network masih dibatasi oleh kinerja mainnet, dengan kecepatan transaksi maksimal hanya beberapa lusin transaksi per detik.

Kekhawatiran tentang keamanan: Karena Lightning Network terdesentralisasi, keamanannya bergantung pada keamanan setiap node. Jika ada pelanggaran keamanan di satu node, seluruh Jaringan Lightning mungkin terpengaruh.

Kesulitan penggunaan: Jaringan Lightning masih sulit digunakan.

Highlight

• Bitcoin relatif terdesentralisasi dan aman karena mekanisme konsensus PoW; namun, kelemahan utamanya adalah kurangnya skalabilitas, dengan tingkat transaksi rata-rata 7 transaksi per detik. Untuk mengatasi masalah ini, ada beberapa ide, seperti mengubah kode inti Bitcoin secara langsung, dan meningkatkan jaringan petir dengan mengandalkan mainnet.
• Kedua fork Bitcoin, BCH dan BCHSV, telah meningkatkan ukuran blok dan kecepatan transaksi, tetapi dengan peningkatan ukuran blok, persyaratan perangkat keras node akan meningkat, memengaruhi tingkat desentralisasi, dan kompleksitas data akan memengaruhi keamanan. Jadi garpu masih mengorbankan desentralisasi dan keamanan.
• Segwit mengurangi ukuran data dengan memisahkan tanda tangan, dan sebagian besar node Bitcoin telah mengadopsi teknologi ini.
• Untuk mempercepat transaksi, Lightning Network membuat saluran pembayaran antar akun yang menggabungkan beberapa pesan transaksi sebelum mempostingnya ke rantai utama. Namun pengembangan dan keamanan mainnet, node yang berpartisipasi, dan ambang batas penggunaan yang tinggi terus membatasi kecepatan.