Hari ini, berbagai protokol blockchain ada. Namun, tidak semua protokol blockchain dapat ada secara independen. Beberapa protokol blockchain memerlukan lapisan dasar, sementara yang lain tidak memerlukannya. Mereka yang dapat ada secara independen adalah blockchain lapisan 1.

Jaringan blockchain Layer 1 adalah jaringan blockchain yang dapat menangani semua aspek operabilitas blockchain, seperti konsensus, keamanan, dan pemrosesan transaksi.

Blockchain Layer 1 dapat disamakan dengan dasar bangunan. Ini menyediakan infrastruktur atau arsitektur tempat semua aplikasi dan protokol lainnya di blockchain dibangun. Selain berfungsi sebagai dasar atau dasar bangunan, blockchain Layer 1 mendefinisikan dan menetapkan aturan yang mengatur bagaimana jaringan blockchain berfungsi.

Aturan-aturan ini memandu bagaimana transaksi divalidasi di blockchain dan juga membantu menjaga buku besar terdistribusi dari blockchain. Blockchain layer 1 juga memiliki token aslinya, yang digunakan untuk memfasilitasi transaksi blockchain dan memberi insentif kepada para penambang. Bitcoin, Ethereum, Cardano, dan Polkadot adalah blockchain layer 1 populer dengan BTC, ETH, ADA, dan DOT sebagai token masing-masing.

Sejarah dan Pengembangan Blockchain Layer 1

Bitcoin pertama kali diperkenalkan pada 31 Oktober 2008, ketika tokoh yang menggunakan nama samaran Satoshi Nakamoto merilis whitepaper sembilan halaman Bitcoin berjudul “Bitcoin: Sistem uang tunai elektronik peer-to-peer.” White paper tersebut menjelaskan konsep dan detail teknis Bitcoin.

Sementara konsep teknologi blockchain tidak benar-benar baru, white paper Bitcoin lebih memperjelas teknologi yang mendasari Bitcoin, yang menyoroti peran teknologi tersebut dalam desentralisasi Bitcoin. Meskipun Bitcoin awalnya hanya dipahami oleh para penggemar teknologi, cara transaksi Bitcoin yang tidak dapat diubah, transparan, dan aman telah membuatnya populer di kalangan pemula teknologi. Semua berkat teknologi blockchain yang mendasarinya.

Penciptaan dan peluncuran Bitcoin membuka jalan bagi eksplorasi teknologi blockchain. Pada tahun 2011, Charles “Charlie” Lee, seorang mantan insinyur Google dan lulusan MIT, merilis cryptocurrency alternatif pertama (altcoin) yang dikenal sebagai Litecoin. Meskipun litecoin memiliki fitur yang mirip dengan Bitcoin, namun memiliki kecepatan transaksi yang lebih tinggi daripada Bitcoin. Berbeda dengan Bitcoin yang memerlukan sekitar 10 menit untuk mengonfirmasi transaksi, litecoin memiliki waktu konfirmasi transaksi sekitar 2,5 menit.

Seperti Bitcoin, Litecoin menggunakan mekanisme konsensus proof-of-work di mana para penambang harus bekerja untuk memecahkan teka-teki matematika kompleks. Penambang yang bisa memecahkan teka-teki matematika diberikan 6.25 Litecoins sebagai insentif atau hadiah atas usaha mereka. Sebelum penciptaan Litecoin, hanya pengguna dengan perangkat penambangan khusus yang bisa berpartisipasi dalam penambangan Bitcoin. Namun, ketika Litecoin diciptakan, itu menggunakan algoritma penambangan Scrypt.

Keuntungan algoritma penambangan Scrypt adalah memberikan keamanan yang lebih baik. Ini juga memungkinkan pengguna dengan perangkat keras non-ASIC kurang spesialis (non-ASIC) untuk berpartisipasi dalam proses penambangan. Sama seperti dengan setiap cryptocurrency, Litecoin telah menyaksikan peningkatan signifikan. Peningkatan yang signifikan dapat dilihat pada tahun 2017 ketika Segregated Witness (SegWit) diimplementasikan pada blockchain Litecoin. Implementasi ini menyebabkan peningkatan skalabilitas blockchain Litecoin.

Saat industri blockchain berkembang, para pengembang blockchain mulai menciptakan blockchain dan cryptocurrency yang akan melayani berbagai kasus penggunaan sambil berusaha untuk memperbaiki kekurangan Bitcoin. Pada tahun 2012, Jed McCaleb, Arthur Britto, dan Chris Larsen bergabung untuk membentuk perusahaan bernama OpenCoin, yang kemudian berganti nama menjadi Ripple Labs. Jed McCaleb dan rekannya menciptakan Ripple, sebuah protokol pembayaran dengan kriptonya sendiri, XRP.

XRP awalnya diciptakan untuk memfasilitasi pembayaran lintas batas secara cepat dan murah. Ia memiliki blockchain yang berbeda, yang dikenal sebagai buku besar XRP. Berbeda dengan Bitcoin yang menggunakan algoritma konsensus proof-of-work, buku besar XRP menggunakan Algoritma Konsensus Protokol Ripple (RPCA), di mana node yang dikenal sebagai daftar node unik memvalidasi dan mengonfirmasi transaksi yang dilakukan di buku besar XRP. Litecoin dan Ripple terus memiliki kapitalisasi pasar terbesar kedua dan ketiga setelah Bitcoin, tetapi ini akan segera berubah.

Pada tahun 2013, Vitalik Buterin, seorang programmer komputer, merilis white paper berjudul "Ethereum: Platform Kontrak Pintar Generasi Berikutnya dan Aplikasi Terdesentralisasi." White paper tersebut memperkenalkan Ethereum ke dunia. Ethereum memiliki kasus penggunaan yang jauh lebih luas daripada Bitcoin. Selain digunakan untuk memfasilitasi transaksi kriptokurensi, Ethereum adalah platform yang memungkinkan pengguna untuk membangun aplikasi terdesentralisasi.

Setelah Vitalik Buterin menerbitkan white paper Ethereum, beberapa ilmuwan komputer lainnya bergabung dalam pengembangan proyek Ethereum, termasuk Gavin Wood, Charles Hoskinson, Amir Chetrit, Anthony Di Iorio, Jeffrey Wilcke, Joseph Lubin, dan lainnya. Para pendiri memulai Penawaran Koin Awal (ICO) untuk mendanai proyek Ethereum pada tahun 2014. Antara 22 Juli dan 2 September 2014, sebesar $18 juta berhasil dikumpulkan melalui ICO ini. Mereka yang berinvestasi dalam ICO Ethereum menukar Bitcoin (BTC) mereka dengan token asli Ethereum, Ether (ETH), dengan harapan bahwa nilai Ether suatu hari nanti akan melonjak tinggi.

Meskipun Ether sudah dapat dibeli, proyek ini tidak diluncurkan hingga 30 Juli 2015, ketika versi pertama Ethereum, Frontier, dirilis. Peluncuran ini akhirnya memungkinkan pengguna dan pengembang untuk menggunakan blockchain Ethereum untuk melakukan berbagai tugas mulai dari melakukan transaksi kripto hingga membuat kontrak pintar. Setelah versi pertama Ethereum, Frontier, dirilis, Ethereum mengalami beberapa upgrade.

Peningkatan signifikan dapat dilihat pada 15 September 2022, ketika jaringan Ethereum mengadopsi mekanisme konsensus proof-of-stake. Beralih ini disebabkan oleh keamanan, skalabilitas, dan efisiensi energi dari mekanisme konsensus proof-of-stake, yang tidak seenergetik dan menuntut seperti mekanisme konsensus proof-of-work yang awalnya digunakan.

Kelahiran blockchain Bitcoin dan Ethereum membuka jalan bagi pengembangan beberapa blockchain layer 1 lain yang menawarkan fungsionalitas yang jauh lebih baik. Sebagai contoh, GateChain, yang dikembangkan oleh bursa kripto Gate.io, memungkinkan pengguna mengatasi pencurian aset dan kehilangan kunci pribadi. Blockchain Solana yang dikembangkan oleh Anatoly Yakovenko pada tahun 2020 menyediakan skalabilitas yang ditingkatkan dan kecepatan transaksi sekitar 65.000 TPS, dan beberapa blockchain layer 1 lainnya telah dikembangkan.

Memahami Trilema Blockchain

Trilema blockchain adalah konsep yang pertama kali diperkenalkan oleh Vitalik Buterin, salah satu pendiri Ethereum, pada Maret 2017. trilema blockchainAdalah tantangan dan agak sulit bagi blockchain untuk mencapai desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas bersama. Ini menyarankan jaringan blockchain hanya dapat mencapai dua dari tiga properti atau fitur ini sambil mengorbankan properti ketiga.

Desentralisasi

Desentralisasi adalah fitur inti dari setiap blockchain publik. Ini adalah fitur yang memungkinkan pengguna blockchain publik untuk melakukan transaksi peer-to-peer tanpa memerlukan perantara atau otoritas pusat. Desentralisasi penting karena memberikan pengguna kontrol penuh atas aset kripto mereka. Jaringan blockchain akan menjadi lebih desentralisasi seiring dengan bertambahnya jumlah peserta. Hal ini terjadi karena kekuatan pengendalian blockchain tersebar di antara semua peserta dalam jaringan blockchain.

Keamanan

Keamanan adalah fitur kedua yang penting dari blockchain publik. Semua blockchain publik harus aman, yang berarti mereka harus tahan terhadap manipulasi dan serangan dari pihak yang jahat. Untuk menjadi aman, blockchain menggunakan kriptografi dan algoritma konsensus. Kriptografi membantu melindungi privasi pengguna dan memastikan konsistensi data.

Algoritma konsensus bukti kerja mencegah jaringan blockchain dari dimanipulasi atau diubah oleh pihak yang tidak bertanggung jawab. Pihak yang tidak bertanggung jawab yang ingin memanipulasi jaringan blockchain menggunakan algoritma konsensus ini harus mengendalikan lebih dari 51% dari node-node dalam jaringan, yang sangat sulit.

Untuk algoritma konsensus proof-of-stake, validator atau mereka yang akan berpartisipasi dalam mengkonfirmasi transaksi di blockchain Ethereum harus bertaruh 32 ETH. Karena setiap validator memiliki sesuatu yang dipertaruhkan, mereka harus bertindak jujur atau menghadapi risiko kehilangan dana mereka.

Skalabilitas

Skalabilitas merujuk pada kemampuan jaringan blockchain untuk memproses volume transaksi tinggi tanpa mengalami penurunan kinerja. Skalabilitas jaringan blockchain penting jika teknologi blockchain ingin bersaing dengan sistem keuangan tradisional. Meskipun skalabilitas dulu merupakan masalah besar bagi blockchain layer 1, penelitian dan perbaikan terus dilakukan untuk membawa blockchain layer 1 ke skala.

Menyelesaikan Masalah Skalabilitas Blockchain Layer 1

Berbagai solusi penskalaan telah dirancang untuk membuat blockchain layer 1 lebih dapat diskalakan dan meningkatkan throughput atau kecepatan pemrosesan mereka. Ini termasuk peningkatan ukuran blok, mengubah mekanisme konsensus, sharding, dan menggunakan SegWit.

Meningkatkan Ukuran Blok

Blockchain yang dapat diskalakan adalah yang bloknya dapat mengandung dan memproses jumlah atau volume transaksi blockchain yang tinggi. Dua cara terkenal untuk meningkatkan skala dengan cara memperbesar ukuran blok adalah;

1. Memperbarui kode blockchain
2. Saksi Terpisah (SegWit)

Memperbarui Kode Blockchain

Memperbarui kode blockchain untuk meningkatkan ukuran blok adalah cara yang bagus untuk meningkatkan skala dan meningkatkan throughput atau kecepatan pemrosesan transaksi blockchain. Inilah yang tepatnya menyebabkan penciptaan Bitcoin Cash (BCH) pada 1 Agustus 2017.

Karena skalabilitas terbatas dari blockchain Bitcoin, beberapa anggota komunitas Bitcoin menganggap perlu untuk meningkatkan ukuran blok Bitcoin dari 1 MB menjadi 8 MB. Meskipun tidak semua anggota komunitas Bitcoin setuju dengan hal ini, pendukung ide ini terus menerus.

Hal ini mengarah pada penciptaan Bitcoin Cash, sebuah fork dari Bitcoin. Bitcoin Cash dapat memproses lebih banyak transaksi daripada Bitcoin, yaitu, 100 transaksi per detik, bukan tujuh transaksi per detik Bitcoin. Meskipun Bitcoin Cash mungkin lebih dapat diperluas daripada Bitcoin, masalah lain seputar tidak terdesentralisasinya telah muncul.

Saksi Terpisah (SegWit)

Saksi terpisah membantu skalabilitas dengan mengurangi jumlah informasi transaksi dalam satu blok. Ini dilakukan dengan menghapus tanda tangan digital dan data saksi lainnya dari blok utama dan menempatkannya di blok SegWit. Dengan beberapa beban dari blok utama, blok utama akan dapat berisi dan memproses lebih banyak transaksi. SegWit telah diimplementasikan pada blockchain Bitcoin untuk memungkinkan transaksi lebih cepat.

Sebuah transaksi blockchain biasanya terdiri dari 3 bagian utama:

• Input: Input merujuk pada sumber transaksi. Itu adalah orang yang memulai transaksi blockchain.
• Output: Output mengacu pada penerima transaksi. Output biasanya berisi alamat dompet penerima dan jumlah cryptocurrency yang dikirim.
• Tanda tangan digital: Tanda tangan digital adalah bukti yang menunjukkan bahwa cryptocurrency yang dihabiskan terkait dengan pengirimnya. Tanda tangan digital memverifikasi keaslian pengirim.

Mengubah Mekanisme Konsensus

Mekanisme konsensus merujuk kepada cara peserta jaringan dalam jaringan blockchain mencapai kesepakatan. Mengubah mekanisme konsensus adalah cara yang bagus untuk meningkatkan skalabilitas blockchain. Itu salah satu alasan mengapa Ethereum beralih dari mekanisme konsensus proof-of-work ke mekanisme konsensus proof-of-stake.

Meskipun mekanisme konsensus bukti-kerja memberikan keamanan lebih pada jaringan blockchain, namun membatasi skalabilitas. Mengubah mekanisme konsensus adalah cara yang bagus untuk membawa jaringan blockchain menjadi lebih besar. Namun, mengembangkan mekanisme konsensus baru seringkali membutuhkan tahunan riset dan perencanaan yang akurat.

Layer 1 Sharding

Sharding adalah bentuk partisi database di mana database blockchain dibagi menjadi bagian-bagian kecil untuk memproses transaksi secara bersamaan. Artinya, dalam sharding, jaringan blockchain dibagi menjadi subset yang dikenal sebagai shard. Setiap shard terdiri dari kumpulan node atau komputer. Setelah dibagi, setiap shard ditugaskan transaksi yang berbeda untuk diverifikasi.

Jadi, mari kita katakan jaringan blockchain terdiri dari 1.000 node atau komputer. Node-node tersebut dapat dibagi menjadi 10 shard, masing-masing dengan sekitar 100 node. Diasumsikan ada 10 transaksi yang perlu diverifikasi. Setiap shard, terdiri dari 100 node, akan memverifikasi satu transaksi hingga semua 10 transaksi diverifikasi. Dengan cara ini, transaksi diverifikasi secara bersamaan dan cepat.

Contoh-contoh Blockchain Layer 1

Bitcoin dan Ethereum adalah contoh paling terkenal dari blockchain layer 1. Bitcoin menggunakan mekanisme konsensus proof-of-work, sementara Ethereum saat ini menggunakan mekanisme konsensus proof-of-stake. Contoh lain dari blockchain layer-one adalah Solana, Avalanche, Flow, Cardano, dan Cosmos.

Solana

Solana adalah platform blockchain open-source yang dibuat oleh Anatoly Yakovenko, mantan staf Qualcomm, pada tahun 2017. Anatoly menciptakan Solana untuk mengatasi masalah skalabilitas yang mengganggu protokol blockchain yang ada saat itu. Solana menggunakan kombinasi algoritma konsensus proof-of-stake dan proof-of-history. Untuk setiap transaksi yang terjadi di blockchain Solana, bukti riwayat membuat stempel waktu, yang kemudian meningkatkan skalabilitas Solana.

Sumber:Solana.com

Peningkatan skalabilitas blockchain Solana memungkinkannya memproses ribuan transaksi per detik. Token asli Solana, SOL, diluncurkan pada Maret 2020. Token SOL digunakan sebagai alat tukar di blockchain Solana dan telah berkembang menjadi salah satu dari 10 cryptocurrency teratas, dengan kapitalisasi pasar lebih dari $47 miliar.

Avalanche

Avalanche adalah blockchain layer 1 yang diluncurkan oleh Emin Gun Sirer, CEO Avalabs, pada tahun 2020. Blockchain avalanche menggunakan algoritma konsensus Snow dan juga memiliki token kripto asli bernama AVAX, yang digunakan untuk memfasilitasi transaksi di jaringan blockchain avalanche.

Sumber. avax.network

Sejak dirilis pada tahun 2020, Avalanche telah tumbuh memiliki kapitalisasi pasar sekitar $14 miliar, dengan koinnya, AVAX, menempati peringkat di antara 10 besar kriptokurensi. Blockchain avalanche bertujuan untuk meningkatkan skalabilitas dan kecepatan pemrosesan transaksi dari blockchain dan protokol blockchain lainnya.

FLOW

Aliran blockchain diciptakan oleh Dapper Labs, pencipta game blockchain cryptokitties, pada tahun 2009. Blockchain aliran dibuat untuk menawarkan solusi terukur untuk game blockchain, NFT, dan aplikasi lain di jaringan blockchain.

Sumber: Flow.com

Blockchain aliran menggunakan algoritma konsensus proof-of-stake dan memiliki token kripto asli sendiri yang dikenal sebagai FLOW, yang memfasilitasi transaksi di blockchain aliran. Flow telah tumbuh memiliki kapitalisasi pasar sebesar $1.05 miliar.

Cardano

Cardano adalah blockchain layer 1 open-source yang dibuat oleh Charles Hoskinson, salah satu pendiri Ethereum. Meskipun dibuat pada tahun 2015, namun baru diluncurkan pada tahun 2017. Cardano dibuat untuk mengatasi kekurangan protokol blockchain yang ada, terutama masalah skalabilitas dan interoperabilitas.

Sumber: Cardanofeed.com

Cardano memungkinkan pengembang dan pengguna untuk membangun aplikasi terdesentralisasi (DApps) dan mendukung kontrak pintar. Blockchain Cardano memiliki token aslinya yang dikenal sebagai ADA. Dengan kapitalisasi pasar sekitar $ 19 miliar, Cardano telah mendapatkan banyak popularitas di industri blockchain, dengan token aslinya, ADA, peringkat di antara 10 cryptocurrency teratas.

Cosmos

Blockchain Cosmos yang dibuat pada tahun 2014 dan diluncurkan pada tahun 2019. Cosmos adalah blockchain layer-0, yang berarti blockchain layer-1 dapat ada di dalamnya. Sebagai blockchain layer-0, Cosmos memiliki infrastruktur yang bisa digunakan blockchain layer-1 untuk menciptakan ekosistemnya. Saat ini, ada lebih dari 260 blockchain yang ada di dalam ekosistem Cosmos, itulah sebabnya orang menyebutnya sebagai “internet dari blockchain.”

Sumber: cosmos.network

Volume aset digital yang ditransaksikan pada protokol Cosmos kini melampaui $150 miliar. Tidak ada yang mengejutkan tentang perkembangan ini, mengingat bahwa blockchain yang relevan menyelenggarakan banyak dApps, permainan, pasar, dan proyek-proyek. Cosmos meningkatkan finalitas transaksi cepat, skalabilitas, keamanan, dan interoperabilitas di antara blockchain.

Blockchain Layer 1 vs Layer 2

Selain blockchain layer 1 yang berfungsi sebagai bangunan jaringan cryptocurrency, ada juga blockchain layer 2. Blockchain layer 2 dibangun di atas blockchain layer 1. Meskipun blockchain layer 2 bergantung pada keamanan dan desentralisasi dari blockchain layer 1, mereka jauh lebih dapat diskalakan dibandingkan blockchain layer 1. Oleh karena itu blockchain layer 2 memiliki throughput atau kecepatan transaksi yang lebih tinggi dibandingkan blockchain layer 1.

Sama seperti blockchain layer 1, blockchain layer 2 memiliki solusi skalabilitas mereka sendiri yang memungkinkan mereka melakukan volume transaksi yang lebih tinggi pada jaringan blockchain mereka. Beberapa solusi skalabilitas ini termasuk; rollups, side chains, dan saluran state.

Rollups

Rollup adalah proses di mana transaksi yang berbeda digulung menjadi satu transaksi. Alih-alih memproses transaksi secara individual di jaringan blockchain, sejumlah transaksi berbeda diambil dari blockchain dan diproses sebagai transaksi tunggal off-chain, setelah itu mereka dibawa kembali dan dicatat di blockchain utama. Rollup adalah solusi penskalaan yang efektif karena meningkatkan jumlah transaksi yang dapat diproses per detik.

Rantai Samping

Side chain adalah jaringan blockchain yang memproses transaksi secara independen. Mereka memiliki mekanisme konsensus mereka sendiri dan seperangkat validator mereka sendiri yang memungkinkan mereka memproses transaksi secara independen dari rantai utama. Dengan side chain, blockchain lapisan 2 dapat memproses lebih banyak transaksi dalam satu waktu yang diberikan.

Saluran Negara

Saluran negara sangat mirip dengan rantai samping, transaksinya dicatat secara off-chain. Namun, transaksi ini biasanya dicatat dalam jumlah besar. Ketika sebagian besar transaksi diproses sepenuhnya, status "lengkap" ini disiarkan ke rantai utama, setelah itu transaksi massal dicatat pada rantai utama. Dengan cara ini, blockchain layer 2 dapat memproses lebih banyak transaksi pada rantai utama atau jaringan blockchain mereka.

Ringkasan Solusi Skala Layer 1 dan Layer 2 Blockchain

)

Kesimpulan

Kita telah melihat bahwa blockchain layer 1 adalah basis atau fondasi dari semua jaringan blockchain. Mereka mendefinisikan aturan yang mengatur fungsi blockchain. Meskipun mereka mungkin memiliki tingkat keamanan dan desentralisasi yang tinggi, skalabilitas sering menjadi salah satu tantangan terbesar mereka.

Namun, karena penelitian terus-menerus dilakukan untuk meningkatkan skalabilitas blockchain lapisan 1, kita dapat mengharapkan peningkatan yang luar biasa dan blockchain yang akan mampu memproses transaksi cryptocurrency dalam volume tinggi.

Artikel ini asli dan telah diperiksa keakuratannya. Jika artikel diterima, artikel tersebut dilindungi hak cipta oleh Gate.io.