Saat ini, Web3 menemukan dirinya dalam situasi yang sulit, bukan hanya karena bayangan panjang yang dilemparkan oleh pelaku buruk berprofil tinggi pada ekosistem blockchain. Mengatasi tiga tantangan signifikan tanpa meninggalkan prinsip-prinsip yang awalnya membuat blockchain menarik adalah tugas yang sulit:

1. Dibandingkan dengan produk Web 2.0 serupa, biaya penyimpanan on-chain dan operasi tulis sangat tinggi dan tidak terjangkau.

2. Penyimpanan dan operasi tulis on-chain sangat lambat (secara sengaja) untuk memastikan keamanan yang dijanjikan oleh sistem berbasis blockchain. Ketika node ditambahkan ke jaringan dan jumlah permintaan tulis meningkat, kinerja semakin menurun karena memerlukan konsensus dari lebih dari 51% node tentang validitas data baru.

3. Panjang (ukuran) buku besar blockchain apa pun tumbuh secara signifikan dengan penggunaan, melampaui batas infrastruktur database kebanyakan di pasar saat ini.

Database operasional, database analitis, dan buku besar terdistribusi adalah jenis sistem manajemen database yang efektif namun berbeda. Apa yang membingungkan banyak orang tentang jaringan blockchain peer-to-peer yang muncul adalah bahwa mereka bukan hanya "database"; banyak juga berfungsi sebagai "server" untuk hosting aplikasi internet (atau "dApps" - aplikasi terdesentralisasi) yang ditulis oleh pengembang yang cakap.

Sebagian besar teknologi baru mengalami fase yang terlalu diperumumkan sampai produk yang sesuai atau pasar yang tepat ditemukan. Akar dari tiga tantangan ini terletak pada isu yang sama dengan 'menggunakan alat yang tepat untuk pekerjaan yang salah'. Misalnya, sebagian besar profesional TI tidak akan menggunakan basis data operasional sebagai basis data analitis, begitu pula sebaliknya. Menggunakan buku besar terdistribusi sebagai basis data operasional atau analitis (misalnya, di bawah dApp yang diterapkan ke jaringan blockchain) adalah pertandingan yang sangat tidak cocok, yang lebih dijelaskan di bawah ini.

Memang, komunitas blockchain sedang menjelajahi cara inovatif untuk mengatasi masalah kinerja tanpa mengorbankan keamanan, namun hal ini membutuhkan waktu. Ethereum telah melakukan beberapa perubahan dalam hal ini baru-baru ini. Kepercayaan harus ditempatkan di suatu tempat. Blockchain memindahkan kepercayaan ini dari model Web 2.0 tradisional, namun hal ini belum menghilangkan kebutuhan akan kepercayaan—setidaknya belum saat ini.

Data off-chain real-time memberikan jalur langsung bagi Web3 untuk menemukan kesesuaian produk/pasar. Namun, pendekatan ini menemukan kepercayaan dalam bentuk data operasi/analisis untuk dApps dalam sistem Web 2.0. Namun, dApps paling sukses dan layanan berbasis blockchain telah membuat penyesuaian ini, menggunakan alat yang tepat untuk pekerjaan yang tepat dengan memanfaatkan kelebihan setiap teknologi.

Sebelum lebih mendalami bagaimana dan mengapa Web3 dapat maju dengan data real-time, mari pertimbangkan terlebih dahulu prospek masa depan Web3, terlepas dari tantangan tri-fold yang baru saja kita identifikasi.

Apa yang akan terus mendorong Web3 ke depan?

Pada saat-saat seperti ini, penting untuk diingat bahwa blockchain ≠ cryptocurrency. Cryptocurrency adalah aplikasi dari konsep blockchain dan teknologi yang mendasarinya. Hal yang sama berlaku untuk NFT dan konsep lebih luas dari Web3. Konsep inti dari blockchain—transaksi, posisi, dan catatan publik yang tidak bisa diubah tentang kepemilikan—terus menawarkan kontras menarik terhadap sistem keuangan saat ini, di mana buku besar tersebut berada di database pribadi yang hanya dapat diakses melalui gerbang institusi dan hukum. Apa saja kasus penggunaan yang berharga dan bermakna di dunia nyata ini?

Menurut McKinsey, platform peminjaman Web3 terbesar mengeluarkan pinjaman sebesar $200 miliar pada tahun 2021. Pinjaman, deposito, pengiriman uang, pertukaran aset, pembiayaan perdagangan, dan asuransi telah menjadi kasus penggunaan yang layak. Platform peer-to-peer lainnya, gaming, sosial, dan media online, meskipun dimulai secara awal, menunjukkan aktivitas yang signifikan.

Layanan identitas digital dan manajemen rantai pasokan dan logistik tetap menjadi kemungkinan yang jelas. Kasus penggunaan hipotetis dalam metaverse yang disebut-sebut mendorong investasi dolar nyata, dengan perusahaan seperti Facebook beralih, merekam ulang menjadi Meta, dan berkomitmen sepenuhnya.

Sistem blockchain privat pada jaringan tertutup dan dilindungi (misalnya, Hyperledger Fabric) mungkin tidak sesuai dengan yang dibayangkan penciptanya, tetapi sekarang dapat menawarkan kasus penggunaan yang lebih umum untuk industri dan lembaga tertentu (dengan mengorbankan menjadi sistem Web3 terbuka untuk publik). NFT, atau konsep token unik, tak terpisahkan, dan tak berubah, memiliki potensi nilai komersial yang genuin dalam mewakili aset dunia nyata dan online yang sementara secara digital.

Ini adalah spekulasi publik yang aman yang memungkinkan, namun belum terpecahkan. Secara sah (dan kadang-kadang, secara fisik) membentuk hubungan antara dunia nyata dan NFT digital masih sedang menjalani eksplorasi yang luas. Penyedia Web3 Alchemy mencatat dalam laporannya bahwa implementasi kontrak pintar tumbuh 143% dibandingkan dengan kuartal yang sama pada tahun 2021.

Meskipun masih ada tantangan signifikan yang harus diatasi, seperti halnya dengan setiap gagasan baru, daya tarik dana investasi, pengembang, dan minat institusi memang memiliki potensi untuk menarik energi yang mendorong maju teknologi blockchain. Seiring teknologi inti semakin matang, lebih banyak nilai Web3 akan diciptakan. Dengan lebih banyak generasi nilai, peluang baru akan muncul, memicu minat dalam mengatasi regulasi, isu hukum, privasi data, dan meningkatkan pengalaman pengembang dan pengguna akhir.

Pertimbangan Pengembang Web3 untuk Data On-Chain

Tantangan yang dihadapi oleh produk blockchain berbasis Proof of Work meluas ke dalam arsitektur dasarnya. Basis data operasional sangat cocok untuk penyimpanan dan pengambilan data yang cepat dan efisien. Basis data analitis unggul dalam kueri cepat dan terbuka serta eksplorasi. Basis data non-relasional secara massif menawarkan berbagai tingkat kemampuan operasional atau analitis tanpa mengorbankan kinerja dan ketersediaan.

Sistem berbasis blockchain menyediakan buku besar yang aman dan tidak dapat diubah tetapi dengan biaya kinerja. Mencoba menggunakan buku besar yang aman, hanya dapat ditambahkan, dan tidak dapat diubah sebagai basis data operasional, analitis, atau non-relasional akan menyebabkan masalah berikut:

Kinerja yang tidak dapat diterima

Tumpukan teknologi Web 2.0 telah menetapkan harapan untuk pengalaman digital yang cepat bagi sebagian besar orang di seluruh dunia, baik saat menggunakan tablet, ponsel pintar, atau komputer desktop/notebook, tanpa memerlukan waktu dua menit hingga enam jam. Sebagian besar implementasi blockchain populer didasarkan pada algoritma Proof of Work yang lambat untuk mengamankan operasi tulis ke penyimpanan data blockchain dan konsensus peer-to-peer yang lambat untuk memastikan pembacaan data yang konsisten di seluruh jaringan node.

Volume Data Menyebabkan Gangguan Produksi

Blockchain bukan hanya masalah "big data"; itu adalah masalah data yang sangat besar dan sangat besar yang hanya semakin besar dengan peningkatan penggunaan. Beberapa basis data operasional atau analitis dapat mencapai tingkat ini, dan bahkan lebih sedikit yang benar-benar dapat mencapai tingkat skalabilitas linear ini, yang secara signifikan mempersempit pilihan.

Data yang bertentangan dan tidak akurat

Desain konsistensi akhir peer-to-peer yang luas dari blockchain dan sifat Proof of Work membuatnya aman tetapi menghasilkan data yang inkonsisten, sehingga tidak cocok sebagai database operasional atau analitis untuk aplikasi Web3. Karena tidak ada pesan kesalahan atau kode kesalahan untuk masalah ini, menulis kode penanganan kesalahan untuk menguji, menafsirkan, atau menyelesaikan kesalahan ini untuk mencoba kompensasi memakan waktu atau tidak mungkin. Secara alami, debugging dalam produksi atau momen kritis lainnya adalah mimpi buruk bagi semua pihak yang terlibat. Dukungan teknis downstream tidak akan bisa memberikan jawaban kepada pengguna yang frustasi, dan para pengembang tidak akan bisa memberikan jawaban kepada personel dukungan teknis. Hal ini menyebabkan ulasan negatif di toko aplikasi.

Biaya penyimpanan/penggunaan yang tidak dapat diterima

Operasi on-chain mahal: menyimpan 1GB data di blockchain Ethereum dapat memakan biaya ribuan dolar.

Pertimbangan Lain

Indeks off-chain atau sinkronisasi data blockchain tidaklah mudah, karena data tersebut tidak dapat dibaca oleh manusia. Data blockchain memerlukan dekoding, pengayaan, pengorganisasian ulang, dan pemodelan data melalui layanan data pihak ketiga sebelum dapat digunakan dengan mudah oleh pengembang.

Solusi: Sinkronisasi Data Off-chain Real-time

Implementasi jaringan blockchain populer memerlukan waktu untuk menangani masalah kinerja yang melekat dalam desain mereka. Pengolahan off-chain adalah teknik utama yang digunakan oleh profesional IT sukses untuk sepenuhnya memanfaatkan teknologi database yang ada dan keuntungan dari blockchain, mengalokasikan setiap teknologi ke tujuan yang dirancang dengan baik. Secara sederhana, dApps seharusnya membaca data dari database off-chain dan menulis data kembali ke rantai (tapi hanya merekam detail minimal yang diperlukan untuk hasil transaksi akhir).

Dengan menyinkronkan status blockchain ke database operasional atau analitis secara real-time, Anda memastikan akurasi dan keberlangsungan data yang penting untuk operasi cepat dApp Anda. Kemudian, setelah dApp dan basis data off-chain menyelesaikan sebanyak mungkin pra-pemrosesan, kirimkan hasil akhir kembali ke rantai.

Aset statis dan biner dapat menggunakan sistem seperti IPFS, tetapi dengan alasan yang sama, bijaksana untuk mempertimbangkan penyimpanan objek di luar rantai (seperti S3) setiap kali memungkinkan. Oleh karena itu, dalam praktiknya, database di luar rantai dengan salinan status rantai yang selalu disinkronkan seharusnya menjadi target baca/tulis untuk sebanyak mungkin beban kerja operasional atau analitis.

Namun, seperti yang telah dibahas sebelumnya, jumlah data yang sangat besar (terutama dari waktu ke waktu) dapat menghancurkan sebagian besar infrastruktur data. Apache Cassandra adalah salah satu sistem database operasional paling kuat pada tingkat kapasitas, skala, dan performa ini.

Dengan model data yang tepat, aplikasi dapat mengalami kecepatan sub-detik yang diharapkan dari cache in-memory seperti Redis dan sistem manajemen database persisten (DBMS). Bagaimana jika layanan data non-relasional dapat menyediakan data historis dan selalu terbaru (real-time) data off-chain?

Selama proses pengindeksan, data mentah secara otomatis didekode. Bagi para pengembang, hal ini mengubah pengalaman bekerja dengan data blockchain dalam bentuk heksadesimal mentah, seperti berikut:

Untuk data yang dapat dibaca manusia, sebagai berikut:

Kemudian, pengembang Web3 biasanya perlu menyusun ulang dan memperkaya data blockchain dari layanan data pihak ketiga seperti Etherscan, whatsabi, metadata NFT, dll., untuk membuatnya berguna untuk kueri paling sederhana. Jika data yang diperkaya kemudian dimodelkan ke dalam tabel database yang dapat dikueri, pengembang akan memiliki kemampuan penuh dari bahasa kueri DBMS standar (daripada harus mempelajari API analitik blockchain).

Mari kita lihat contoh ini:

Tujuan pengembang: Cari lima entri dari blok grup 134

Kode query sebenarnya:

Respon sistem:

Jadi, bagaimana hal ini terlihat dalam praktiknya? Untuk menghidupkannya, lihatlah dua contoh aplikasi (real-time) yang sedang menggunakan layanan data real-time off-chain seperti ini. Pengembang Web3 seharusnya akrab dengan kode sumber aplikasi; itu ditulis menggunakan pustaka Web3.js yang populer.

Penjelajah NFT

Mencari setiap NFT yang dibuat dalam hitungan detik

Mengambil riwayat transfer NFT dalam satu panggilan API

NFT Explorer dibangun dengan React dan Next JS, memberikan pengguna tampilan lengkap tentang NFT yang telah dicetak atau ditransfer secara real-time di blockchain Ethereum.

Penjelajah Blockchain

Tarik harga Gas historis berdasarkan nomor blok

Mengambil jumlah transfer ERC20 berdasarkan nomor blok

Seperti NFT Explorer, penjelajah data blockchain ini mengekstrak semua data blockchain dari data off-chain, memberikan pengguna tampilan real-time dari blok terbaru yang ditambang dan transaksi Ethereum terbaru.

Menawarkan semua ini pada layanan cloud yang di-hosting akan membantu mengatasi keraguan tradisional untuk mencapai kegunaan dan waktu pasar dari gaya DBMS relasional. Membangun layanan tersebut di atas Cassandra secara unik dapat menawarkan untuk mengkolokasi data ini dengan aplikasi Web3 Anda di berbagai wilayah atau multi-wilayah tanpa perlu sharding. Replikasi bawaan Cassandra telah diuji dalam lingkungan produksi internet skala ekstrim selama lebih dari satu dekade.

Keuntungan untuk Aplikasi dan Pengembang Web3

Dengan meminimalkan ukuran dApps, penyimpanan data blockchain, dan pemrosesan off-chain penulisan blockchain, biaya operasional untuk sebagian besar kasus penggunaan akan diselaraskan kembali ke level Web 2.0. Pengalaman performa dApp pengguna di perangkat pilihan mereka kembali ke tingkat yang dapat diterima/diharapkan. Kemudian, pengembang dApp dapat merancang dialog, layar, dan peringatan "waktu tunggu" yang sesuai untuk menetapkan harapan ketika pengguna perlu mengirimkan operasi tulis ke sistem berbasis blockchain.

Masalah konsistensi data terbesar dan paling menantang diselesaikan, karena sebagian besar data operasional untuk dApp disimpan dalam database off-chain yang cepat dan dapat diandalkan. Hal ini dapat menghemat jam-jam waktu debugging yang menyebalkan (dan mungkin sia-sia) dan menghindari kesalahan produksi yang mungkin tidak dapat diselesaikan.

Karena sistem di luar rantai seperti basis data non-relasional bisa menangani volume data yang besar, dApp Anda akan memenuhi harapan waktu aktif dan waktu tanggapan saat blockchain berkembang, tanpa perlu desain ulang sistem yang mahal atau penulisan ulang lengkap beberapa bulan setelah masuk ke produksi. Bekerja dengan Cassandra—mungkin basis data non-relasional yang paling dapat diandalkan, dapat diskalakan, dan paling cepat—juga merupakan salah satu pekerjaan dengan bayaran tertinggi, menurut survei pengembang Stack Overflow terbaru.

Manfaat untuk Perusahaan

Aplikasi yang rusak, lambat, atau tidak akurat dapat menyebabkan kerugian pengguna, pendapatan, dan kepercayaan investor yang tidak dapat diperbaiki. Tapi mari kita bahas percakapan yang kita semua harapkan—kemungkinan menarik apa yang dapat disinkronkan dengan keadaan blockchain secara real-time ke infrastruktur non-relasional di luar blockchain?

Menganalisis dApps: Mengintegrasikan dApps dengan basis data analitis di luar rantai membuka peluang opsi dan kasus penggunaan seluruh “Web 2.0”.

Kemampuan Deteksi/Pencegahan Penipuan: Bangun dApps yang dapat mengusir pelaku jahat atau menandai/memblokir penyalahgunaan, sehingga melindungi komunitas pengguna dan bisnis Anda.

Otoritas untuk Bursa Aset Digital: Pertukaran NFT memerlukan data pasar yang akurat/diperbarui untuk memudahkan perdagangan/penjualan/pertukaran terbaik. Mencegah penyesalan pembeli saat pengguna melihat item yang mereka beli dengan harga lebih rendah beberapa menit kemudian, serta proses pengembalian yang memakan banyak sumber daya dan ulasan negatif pengguna.

Fitur Berbasis Lokasi: Mengetahui lokasi saat ini adalah dasar bagi banyak aplikasi seluler saat ini. Bawa ke dApp Anda!

Aplikasi IoT: Kecepatan dan kapasitas untuk menulis data yang dihasilkan mesin dari perangkat lunak atau keras hanya dapat ditangani tanpa kompromi oleh basis data non-relasional.

Kedaulatan Data: Untuk kepatuhan, regulasi, atau alasan hukum, temukan salinan yang disinkronkan dari status blockchain dengan dApp Anda (di mana pun dApp tersebut diterapkan di dunia).

Waktu parsing transaksi blockchain ditentukan oleh protokol, dan tanpa biaya gas/transaksi atau menggunakan layanan akselerator, transaksi tidak dapat dipercepat. Dengan memproses sebanyak mungkin di luar rantai, Anda dapat meminimalkan ukuran dan frekuensi transaksi untuk hasil akhir. Ini akan menurunkan biaya penulisan rantai untuk setiap kasus penggunaan dan meningkatkan kecepatan dApp.

Coba Sendiri sebagai Layanan

Fokus pada data real-time ini melebihi blockchain. Ini adalah area di mana industri telah berinovasi selama lebih dari satu dekade. Tetapi teknologi seperti blockchain membantu menunjukkan pentingnya data real-time menjadi bagian dari arsitektur data dan model bisnis.

Sementara kita menunggu kriptografi kuantum sebagai layanan, keberadaan jam atom, dan inovasi baru dalam algoritma konsensus terdistribusi, data real-time kini dapat diperoleh melalui struktur biaya Web 2.0. Data real-time masih akan menjadi elemen inti dan fundamental dari implementasi blockchain di masa depan.

Penafian:

1. Artikel ini dicetak ulang dari [AIcoin]. Semua hak cipta milik penulis asli [ Pieter Humphrey, DataStax]. Jika ada keberatan terhadap pencetakan ulang ini, silakan hubungi Pintu Belajartim, dan mereka akan menanganinya dengan cepat.
2. Penyangkalan Tanggung Jawab: Pandangan dan pendapat yang terdapat dalam artikel ini semata-mata milik penulis dan tidak merupakan nasihat investasi apapun.
3. Terjemahan artikel ke dalam bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, menyalin, mendistribusikan, atau menjiplak artikel yang diterjemahkan dilarang.