Jalan Skalabilitas Ethereum: Analisis The Surge

Pendiri bersama Ethereum baru-baru ini merilis serangkaian artikel tentang perkembangan masa depan Ethereum, di mana bagian The Surge secara khusus membahas skalabilitas dan perkembangan jangka panjang Ethereum. Peta jalan teknologi tahap ini menunjukkan bagaimana Ethereum akan bertransformasi menjadi protokol yang dapat menangani permintaan besar (TPS mencapai 100.000+ ) sambil tetap mempertahankan desentralisasi dan keamanan.

Visi Inti Ethereum

Ethereum bertujuan untuk menjadi lapisan dasar dari internet terdesentralisasi. Dengan mendukung aplikasi terdesentralisasi yang kompleks melalui kontrak pintar, ini menjadikannya blockchain pilihan bagi pengembang untuk membangun aplikasi seperti DeFi, NFT, dan lainnya.

Namun, Ethereum memiliki keterbatasan dalam hal skalabilitas. L1 hanya dapat memproses 15-30 transaksi per detik, jauh di bawah jaringan pembayaran tradisional. Hal ini menyebabkan biaya gas yang tinggi saat jaringan padat, membatasi kemampuan Ethereum untuk menjadi infrastruktur global. The Surge dirancang untuk mengatasi masalah ini.

Tujuan utama dari The Surge meliputi:

• Ethereum L1+L2 mencapai 100.000+ TPS
• Mempertahankan desentralisasi dan ketahanan L1
• Setidaknya sebagian L2 sepenuhnya mewarisi atribut inti Ethereum
• Memaksimalkan interoperabilitas antar L2

Masa Depan yang Berfokus pada Rollup

Rencana Surge terutama meningkatkan skalabilitas melalui solusi L2, di mana rollup adalah kuncinya. Peta jalan ini mengusulkan pembagian tugas yang sederhana: Ethereum L1 berfokus pada menjadi lapisan dasar yang kuat dan terdesentralisasi, sementara L2 bertugas membantu ekosistem untuk berkembang.

Rollup mengemas transaksi di luar rantai sebelum mengirimkannya kembali ke jaringan utama, secara signifikan meningkatkan throughput sambil menjaga keamanan dan desentralisasi. Ini dapat meningkatkan skalabilitas Ethereum menjadi lebih dari 100.000 TPS, memungkinkan untuk menangani aplikasi berskala global.

Rollup tidak hanya merupakan solusi sementara, tetapi juga merupakan solusi perluasan jangka panjang. Ethereum 2.0 melalui The Merge telah beralih dari PoW ke PoS untuk mengurangi konsumsi energi, rollup dianggap sebagai tonggak penting berikutnya.

Tahun ini, peta jalan yang berfokus pada rollup telah mencapai hasil penting: Peluncuran blob EIP-4844 secara signifikan meningkatkan bandwidth data L1, dan beberapa EVM rollup memasuki tahap pertama. Setiap L2 ada sebagai shard dengan aturan dan logika sendiri, dan keberagaman implementasi shard telah menjadi kenyataan.

Pengambilan Sampel Ketersediaan Data ( DAS ) yang lebih lanjut

Sampling ketersediaan data ( DAS ) adalah aspek kunci lain dari The Surge, yang bertujuan untuk mengatasi masalah ketersediaan data. Dalam jaringan terdesentralisasi, sangat penting bahwa semua node dapat memverifikasi data tanpa perlu menyimpan atau mengunduh semuanya.

DAS memungkinkan node untuk memverifikasi data tanpa mengakses kumpulan data lengkap, sehingga meningkatkan skalabilitas dan efisiensi.

DAS memiliki dua bentuk utama: PeerDAS dan 2D DAS. PeerDAS diharapkan dapat meningkatkan keamanan rollup. 2D DAS tidak hanya melakukan sampling acak dalam blob, tetapi juga antar blob. Dengan memanfaatkan sifat linear dari komitmen KZG, melalui blob virtual baru untuk memperluas kumpulan blob dalam blok, blob virtual ini akan mengkodekan informasi redundan yang sama.

Dengan DAS, Ethereum dapat menangani lebih banyak data, mencapai rollup yang lebih cepat dan lebih murah, tanpa mengorbankan desentralisasi. Di masa depan, masih diperlukan lebih banyak pekerjaan untuk menentukan versi ideal dari 2D DAS dan membuktikan atribut keamanannya.

Jalur realitas jangka panjang mungkin termasuk:

1. Melaksanakan DAS 2D yang ideal
2. Terus menggunakan 1D DAS,牺牲采样带宽效率, untuk menerima batas data yang lebih rendah demi kesederhanaan dan kesehatan.
3. Melepaskan DA, sepenuhnya menerima Plasma sebagai arsitektur Layer2 utama

Perlu dicatat bahwa bahkan jika memutuskan untuk langsung memperluas eksekusi di lapisan L1, pilihan ini tetap ada. Karena jika L1 harus menangani banyak TPS, blok akan menjadi sangat besar, klien akan perlu memverifikasi keakuratannya secara efisien, sehingga harus menggunakan teknologi yang sama dengan rollup di lapisan L1.

Plasma dan solusi lainnya

Selain Rollup, Plasma juga merupakan solusi L2 lainnya. Plasma membuat sub-chain yang independen dari main chain untuk memproses transaksi, dan secara berkala mengirimkan ringkasan ke mainnet. Operator mengirimkan bukti cabang Merkle kepada pengguna untuk menunjukkan perubahan status aset. Pengguna dapat menarik aset dengan menyediakan cabang Merkle.

Bahkan jika terjadi masalah ketersediaan data, pengguna masih dapat memulihkan aset dengan mengekstrak status terbaru yang tersedia. Jika cabang yang tidak valid diajukan, kepemilikan aset dapat ditentukan melalui mekanisme tantangan di blockchain.

Meskipun pengembangan Plasma tertinggal dibandingkan rollup, namun tetap dianggap sebagai bagian dari paket alat skalabilitas Ethereum.

Selain itu, teknik kompresi data yang ditingkatkan dan bukti kriptografi juga sedang dibahas untuk lebih meningkatkan efisiensi rollup dan solusi L2 lainnya. Ide dasarnya adalah untuk mengompresi data sebanyak mungkin sambil memastikan informasi yang diperlukan tersedia untuk diverifikasi. Peningkatan teknis ini kemungkinan akan memainkan peran kunci dalam mencapai throughput yang lebih tinggi di Ethereum.

Peningkatan Interoperabilitas L2

Tantangan utama yang dihadapi oleh ekosistem L2 saat ini adalah interopabilitas antar L2 yang lemah. Bidang kunci untuk meningkatkan interopabilitas meliputi:

• Alamat dari rantai tertentu: Alamat harus mencakup informasi rantai, menyederhanakan proses pengiriman lintas L2
• Permintaan pembayaran rantai tertentu: cara standar untuk membuat permintaan pembayaran lintas rantai
• Pertukaran lintas rantai dan pembayaran Gas: Membangun protokol terbuka yang terstandarisasi untuk operasi lintas rantai
• Klien ringan: Pengguna harus dapat memverifikasi rantai yang sedang berinteraksi, bukan hanya mempercayai penyedia RPC
• Jembatan token bersama: Membuat manajemen Rollup minimalis yang berbagi untuk saldo token lintas L2, mengurangi biaya transfer
• Sinkronisasi komposisi: memungkinkan L2 untuk memanggil L1 atau beberapa L2 secara sinkron, meningkatkan efisiensi DeFi

Perbaikan ini menghadapi dilema waktu dan tingkat standardisasi. Standardisasi yang terlalu awal dapat mengakar solusi yang lebih buruk, sedangkan terlambat dapat menyebabkan fragmentasi yang tidak perlu. Dalam beberapa kasus, terdapat dua jenis solusi: yang mudah diterapkan dalam jangka pendek dan yang ideal dalam jangka panjang tetapi memakan waktu. Ini bukan hanya masalah teknis, tetapi juga memerlukan kolaborasi sosial antara L2, dompet, dan L1.

Terus memperluas Ethereum L1

Memperluas L1 itu sendiri dan memastikan dapat menampung lebih banyak kasus penggunaan masih sangat berharga. Ada tiga strategi untuk memperluas L1:

1. Meningkatkan teknologi agar L1 lebih mudah diverifikasi, kemudian meningkatkan batas Gas
2. Mengurangi biaya operasi tertentu, meningkatkan kapasitas rata-rata tanpa meningkatkan risiko skenario terburuk
3. Rollups asli ( membuat beberapa salinan paralel EVM )

Strategi-strategi ini memiliki trade-off masing-masing. Rollup asli memiliki kelemahan yang sama dalam hal komposabilitas seperti rollup biasa. Meningkatkan batas Gas mungkin dapat mengurangi manfaat lain, seperti meningkatkan proporsi pengguna node verifikasi. Tergantung pada cara implementasinya, mengurangi biaya operasi EVM tertentu dapat meningkatkan kompleksitas keseluruhan.

Desentralisasi dan Keamanan

Menyeimbangkan skalabilitas dan desentralisasi adalah tema penting. Banyak proyek mengorbankan desentralisasi demi throughput yang lebih tinggi, tetapi Ethereum berkomitmen untuk mempertahankan desentralisasi sambil melakukan perluasan. Rollup dan DAS dianggap sebagai metode untuk mencapai tujuan ini, memastikan bahwa siapa pun dapat menjalankan node dan melindungi jaringan dengan cara yang benar-benar terdesentralisasi.

Semakin tinggi skalabilitas, semakin besar tanggung jawab keamanan. Memastikan sistem rollup yang tidak memerlukan kepercayaan menjadi kunci. Kematangan teknologi ini memerlukan pengujian dan iterasi yang ketat, terutama saat diadopsi secara luas.

Prospek The Surge

Visi masa depan Ethereum tidak hanya dapat diskalakan, tetapi juga mempertahankan desentralisasi, keamanan, dan keberlanjutan yang lengkap. Ini termasuk memperluas L1 melalui rollup dan DAS, membangun algoritma konsensus yang lebih efisien, meningkatkan alat pengembangan, serta memupuk ekosistem dApp yang berkembang pesat.

Meskipun peta jalan optimis, masih ada tantangan yang dihadapi. Implementasi rollup secara besar-besaran, memastikan keamanan L2, dan mempersiapkan untuk masa depan kuantum adalah tugas yang kompleks. Jika berhasil mengatasi hambatan ini, Ethereum akan mengukuhkan posisinya sebagai inti dari Web3.

Ethereum fokus pada skalabilitas tanpa mengorbankan desentralisasi, menjadikannya unik di bidang blockchain yang berkembang pesat. The Surge jika berhasil, dapat mengubah lanskap teknologi blockchain sekali lagi dalam beberapa tahun ke depan.