Konsep blockchain modular

Blockchain modular adalah blockchain yang berfokus pada penanganan beberapa tanggung jawab dan mengalihkan sisanya ke satu atau lebih lapisan independen. Blockchain modular dapat digunakan untuk menangani tugas-tugas individu berikut atau kombinasi tugas:

Pelaksanaan: Mendukung pelaksanaan transaksi dan memungkinkan penerapan serta interaksi dengan kontrak pintar.

Ketersediaan data: Pastikan ketersediaan data transaksi.

Konsensus: Konten dan urutan transaksi yang disetujui.

Penyelesaian: Digunakan untuk menyelesaikan transaksi, menyelesaikan perselisihan, memverifikasi bukti, dan menjembatani berbagai lapisan pelaksanaan yang berbeda.

Rantai modular umumnya melakukan dua fungsi atau lebih yang saling bergantung. Sebagai contoh, lapisan ketersediaan data harus setuju tentang pengurutan data, jika tidak, tidak mungkin untuk mengetahui data mana yang mewakili versi yang benar dari sejarah.

Keunggulan Desain Blockchain Modular

Skalabilitas: Dengan menggunakan modularitas dalam blockchain dapat meningkatkan skala tanpa memperkenalkan asumsi kepercayaan yang berbahaya.

Kemudahan meluncurkan blockchain baru: Dengan memanfaatkan desain modular, blockchain baru dapat diluncurkan lebih cepat tanpa harus khawatir menjaga setiap aspek arsitektur tetap benar.

Fleksibilitas: Rantai modular yang dibangun khusus menyediakan lebih banyak opsi untuk pertukaran dan implementasi desain. Sebagai contoh, sistem blockchain modular mungkin mencakup rantai modular yang fokus pada keamanan dan ketersediaan data, sementara yang lain fokus pada eksekusi.

Kekurangan desain blockchain modular

Keamanan: Berbeda dengan rantai monolitik, blockchain modular tidak dapat menjamin kualitas keamanannya sendiri. Blockchain modular berisiko mengalami kegagalan jika lapisan keamanan yang digunakan untuk mengatasi konsensus dan ketersediaan data tidak efektif.

Kompleksitas: Mengimplementasikan desain blockchain modular memperkenalkan kompleksitas baru. Sebagai contoh, rencana data sharding Ethereum bergantung pada sampel ketersediaan data untuk memastikan bahwa node-node pada shard tertentu tidak menyembunyikan data. Demikian pula, lapisan eksekusi harus menciptakan mekanisme kompleks tertentu, seperti bukti kecurangan dan bukti keabsahan, sehingga lapisan keamanan dapat menjamin keabsahan transisi state off-chain.

Nilai token: Karena aplikasi yang terbatas, token asli beberapa blockchain modular mungkin tidak dapat menyerap nilai. Sebagai contoh, token utilitas yang hanya berfokus pada lapisan konsensus dan ketersediaan data memiliki penggunaan yang lebih sedikit daripada lapisan eksekusi, sehingga mungkin juga lebih sulit untuk menarik peserta ke jaringan tersebut.

Bentuk modular Ethereum: sharding dan rollup

Seperti blockchain generasi pertama seperti Bitcoin, Ethereum awalnya dirancang sebagai blockchain monolitik. Namun, untuk meningkatkan kinerja jaringan, meningkatkan skalabilitas dan keberlanjutan, jaringan Ethereum saat ini sedang beralih ke kerangka modular.

Sharding adalah proses membagi sistem (seperti database) menjadi beberapa bagian untuk dijalankan. Dengan mendistribusikan fungsionalitas di beberapa komponen, sistem dapat mencapai output dan efisiensi yang lebih besar. Dalam jaringan blockchain, sharding membagi blockchain menjadi beberapa sub-rantai, dan sub-rantai menangani bagian-bagian berbeda dari aktivitas jaringan.

Dalam desain sharding Ethereum, 64 rantai shard akan berjalan secara paralel. Sharding dapat memproses transaksi secara paralel (sharding eksekusi) dan juga dapat digunakan untuk menyimpan bagian-bagian berbeda dari data blockchain (sharding data). Dengan sharding data, node-node Ethereum hanya akan menyimpan data yang dipublikasikan di rantai shard mereka - ini berbeda dengan struktur saat ini, yang memerlukan semua node untuk menyimpan data yang sama.

Hubungan antara blockchain Ethereum dan shard chain

Sharding adalah bentuk modularitas di mana komponen-komponen berbeda (rantai shard) menangani tanggung jawab yang berbeda. Dalam data sharding, rantai shard menyimpan bagian-bagian data Ethereum yang berbeda, dan eksekusi sharding memungkinkan setiap rantai shard untuk memproses seperangkat transaksi sendiri, meningkatkan throughput data dan mengurangi waktu pemrosesan.

Beberapa pengembang telah mengadopsi pendekatan rollup-centric untuk meningkatkan skala Ethereum. Berbeda dengan solusi scaling hanya di luar rantai (seperti sidechains), rollup terintegrasi erat dengan rantai utama. Blockchain Ethereum mengoutsourc ekomputasi ke rollups sambil mempertahankan penyelesaian, konsensus, dan ketersediaan data. Karena Ethereum berfungsi sebagai lapisan dasar untuk L2 rollups, rollups dapat mengoptimalkan eksekusi secara aktif melalui waktu blok yang lebih cepat dan blok yang lebih besar tanpa mengorbankan desentralisasi atau keamanan.

Fungsi dari Ethereum (L1 base layer) dan rollup (L2) dalam arsitektur blockchain modular

Proses pengembangan tumpukan teknologi modular Ethereum

Proses pengembangan tumpukan teknologi modular Ethereum adalah sebagai berikut:

1. Monolithic blockchain: Mewakili Ethereum L1 atau rantai utama, yang pada dasarnya adalah sebuah blockchain monolitik.

2. Rollup: Solusi L2 yang bertindak sebagai lapisan eksekusi, seperti Arbitrum dan Optimism, memindahkan lapisan eksekusi dari Ethereum L1, mempublikasikan akar status dan data rollup, dan mengirimkannya kembali ke Ethereum L1.

3. Modular rollup: rollup dengan ketersediaan data modular.

Tumpukan teknologi L2 modular Ethereum dapat memberikan skalabilitas sambil mempertahankan tingkat keamanan dan desentralisasi yang tinggi. Kombinasi yang kuat ini memberikan Ethereum dasar bagi ekosistem blockchain yang lebih efisien dan berkelanjutan.

Blockchain Monolitik

Blockchain monolitik adalah bentuk berjalan asli dari Ethereum dan menangani segala hal tanpa menggunakan rollups atau data sharding. Arsitektur monolitik ini memberikan keamanan tertinggi, namun datang dengan biaya tinggi dan skalabilitas yang terbatas. Oleh karena itu, kecepatan transaksi pada mainnet Ethereum relatif lambat, dengan rata-rata TPS hanya 15 - 20. Saat ini, Ethereum secara bertahap bertransformasi menjadi blockchain modular, terutama melalui adopsi komputasi berbasis rollup dan strategi data sharding.

Rollup

Rollup adalah terobosan teknologi paling awal dalam blockchain modular, memperluas arsitektur monolitik Ethereum dengan menyediakan lapisan terpisah untuk eksekusi. Rollup dengan aman mengabstraksi lapisan eksekusi blockchain menjadi sequencer, yang menggunakan komputer yang kuat untuk mengemas dan mengeksekusi beberapa transaksi sebelum secara teratur mentransmisikan data terkompresi kembali ke mainnet Ethereum untuk verifikasi. Rollup dapat meningkatkan TPS sebanyak 20 – 50 kali lipat dengan memindahkan proses perhitungan ini dari rantai Ethereum.

Dalam skenario saat ini, rollup memainkan peran lapisan pelaksanaan, memproses transaksi sambil mengoutsourcing penyelesaian, konsensus, dan ketersediaan data. Misalnya, rollup optimis menggunakan mesin virtual Optimis dan rollup ZK menjalankan zk EVM. Rollup-rollup ini menjalankan kontrak pintar dan memproses transaksi, tetapi masih mengandalkan Ethereum untuk:

Penyelesaian: Semua transaksi rollup diselesaikan di Ethereum. Pengguna rollup optimis perlu menunggu hingga periode tantangan berlalu, atau hingga transaksi dianggap valid setelah perhitungan pencegahan penipuan. Pengguna rollup zk perlu menunggu hingga validitas validasi terbukti.

Konsensus dan ketersediaan data: rollup mempublikasikan data transaksi ke Ethereum mainnet dalam bentuk CallData, memungkinkan siapa pun untuk melakukan transaksi rollup dan merekonstruksi keadaan mereka jika diperlukan. Optimistic rollups memerlukan sejumlah besar ruang blok dan periode tantangan 7 – 14 hari sebelum kepastian. Zk rollup menyimpan data yang tersedia untuk verifikasi selama 30 hari, memberikan kepastian instan tetapi memerlukan daya pemrosesan yang signifikan untuk membuat bukti.

Dengan Ethereum sebagai lapisan dasar untuk rollup, rollup dapat memungkinkan waktu blok yang lebih cepat dan blok yang lebih besar tanpa mengorbankan desentralisasi atau keamanan. Rollup dapat dikatakan sebagai awal dari era baru untuk Ethereum. Total transaksi Arbitrum dan Optimisme baru-baru ini melampaui jumlah transaksi di Ethereum, yang mencerminkan tren modular Ethereum.

rollup modular

Rollup modular yang lebih baru memindahkan lapisan ketersediaan data dari Ethereum. Misalnya, Mantle masih bergantung pada Ethereum untuk penyelesaian dan konsensus, tetapi memanfaatkan Mantle DA sebagai lapisan ketersediaan data. Mantle DA melakukan pengurutan data dan menyediakan sertifikasi data tanpa menjalankan transaksi; pelaksanaan transaksi efektifnya dioutsourcing ke lapisan eksekusi Mantle.

Sebelumnya, Ethereum adalah satu-satunya solusi ketersediaan data untuk rollups, yang mengakibatkan tantangan biaya. Ketersediaan data adalah sumber biaya terbesar bagi sebagian besar rollups, terutama penyimpanan data transaksi di Ethereum, yang dapat mencapai hingga 70% dari biaya. Selain itu, biaya ini variabel dan meningkat sebanding dengan penggunaan, menjadi hambatan signifikan saat lebih banyak pengguna bergabung. Sampai sekarang, hanya rollups besar dengan sumber daya yang signifikan yang dapat mengakomodasi basis pengguna yang lebih besar.

Beruntungnya, hal-hal sedang berubah di Ethereum, dan solusi modular baru muncul dalam bentuk lapisan ketersediaan data untuk mengurangi biaya pengiriman data transaksi. Contoh utama dari lapisan ketersediaan data termasuk EigenDA, Celestia, dan Avail, yang semuanya mengatasi masalah ketersediaan data dan memberikan solusi potensial terhadap keterbatasan rollup.

Sebuah masa depan modular

Selama dekade terakhir ini, bidang blockchain sering jatuh ke dalam perangkap ketika berhadapan dengan tantangan skalabilitas — terus menciptakan blockchain L1 baru karena tingginya biaya dan keterbatasan Ethereum. Namun, biaya tinggi Ethereum sebenarnya bukan bug yang tidak dapat dipecahkan.

Di dunia di mana solusi L2 menjadi norma untuk adopsi massal, blockchain modular merevolusi arsitektur blockchain dengan membagi lapisan eksekusi, penyelesaian, konsensus, dan ketersediaan data. Ketika blockchain monolitik kesulitan dalam skalabilitas, potensi arsitektur modular akan terungkap.

Seiring evolusi lapisan ketersediaan data dan persaingan, hambatan masuk dan hambatan masuk bagi rollups baru akan turun secara signifikan. Di masa depan, aplikasi pada tumpukan OP atau ZK kemungkinan akan melihat ledakan karena biaya ketersediaan data yang lebih rendah dan peningkatan lebih lanjut dalam fungsionalitas modular.

Penafian:

1. Artikel ini dicetak ulang dari [ chaincatcher]. Semua hak cipta milik penulis asli [chaincatcher]. Jika ada keberatan terhadap pencetakan ulang ini, harap hubungi Gate Belajartim, dan mereka akan menanganinya dengan cepat.
2. Penafian Kewajiban: Pandangan dan pendapat yang diungkapkan dalam artikel ini semata-mata milik penulis dan bukan merupakan saran investasi.
3. Terjemahan artikel ke dalam bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, menyalin, mendistribusikan, atau menjiplak artikel yang diterjemahkan dilarang.