Mengapa Arsitektur Blockchain Penting

Arsitektur jaringan blockchain mendefinisikan bagaimana data diproses, mencapai konsensus, mengelola kontrak pintar, dan memastikan ketersediaan. Sementara blockchain sering dibahas dalam hal desentralisasi atau keamanan kriptografis, desain arsitektur yang mendasarilah yang menentukan apakah sebuah blockchain dapat diskalakan, mendukung aplikasi baru, atau tetap benar-benar terdesentralisasi saat penggunaan bertumbuh. Signifikansi arsitektur blockchain menjadi jelas ketika jaringan menghadapi kemacetan, biaya transaksi tinggi, atau risiko sentralisasi—masalah yang berasal langsung dari bagaimana lapisan-lapisan blockchain tersebut terstruktur dan berinteraksi.

Pada awal fase adopsi blockchain, jaringan seperti Bitcoin dan Ethereum beroperasi dengan apa yang sekarang disebut sebagai arsitektur monolitik. Ini berarti bahwa satu blockchain menangani semua tiga fungsi penting—melaksanakan transaksi dan kontrak pintar, mencapai konsensus tentang urutan peristiwa, dan membuat data transaksi tersedia bagi peserta jaringan. Meskipun model ini lebih sederhana dan efektif untuk kasus penggunaan awal, namun menjadi bottleneck ketika permintaan meningkat. Saat lebih banyak pengguna melakukan transaksi on-chain atau berinteraksi dengan aplikasi terdesentralisasi (dApps), desain monolitik dapat mengakibatkan throughput yang lebih lambat, biaya gas yang lebih tinggi, dan tuntutan perangkat keras yang semakin besar pada validator dan node. Kendala teknis ini membatasi aksesibilitas bagi pengguna dan pengembang, yang pada akhirnya memengaruhi desentralisasi.

Tantangan kinerja dan biaya blockchain tidaklah masalah yang terisolasi—mereka adalah konsekuensi sistemik dari bagaimana jaringan tersebut diarsitekturkan. Misalnya, popularitas Ethereum juga mengungkapkan keterbatasan desain monolitiknya. Selama aktivitas puncak, pengguna sering menghadapi biaya ekstrim dan konfirmasi yang tertunda. Masalah ini tidak disebabkan oleh kode yang buruk atau perilaku pengguna yang buruk, tetapi oleh keputusan arsitektural untuk menggabungkan eksekusi, konsensus, dan ketersediaan data ke dalam satu sistem. Upgrade seperti peta jalan rollup Ethereum dan adopsi Layer 2 adalah upaya langsung untuk mengalihkan sebagian beban kerja ini dan beralih ke desain yang lebih modular tanpa menggantikan rantai dasarnya sepenuhnya.

Arsitektur Blockchain juga memengaruhi fleksibilitas. Sistem yang terkait erat memberikan sedikit ruang untuk inovasi pada tingkat protokol. Pengembang yang bekerja pada aplikasi terdesentralisasi dibatasi oleh lingkungan eksekusi dan keterbatasan throughput dari blockchain host. Sebaliknya, arsitektur yang memungkinkan komposisi modular—di mana komponen-komponen berbeda seperti eksekusi atau ketersediaan data dapat dipilih secara independen—memberikan para pengembang otonomi yang lebih besar. Hal ini dapat mengarah pada rantai yang lebih spesialis yang disesuaikan dengan kasus penggunaan tertentu seperti permainan, keuangan, atau jaringan sosial.

Selain itu, desain arsitektural memiliki implikasi jangka panjang terhadap desentralisasi. Jika menjalankan node penuh memerlukan perangkat keras yang kuat karena meningkatnya persyaratan data, maka akan ada sedikit individu yang dapat berpartisipasi, menyebabkan terjadinya sentralisasi validator. Blockchain yang tetap dapat diakses oleh node ringan, tanpa mengorbankan asumsi kepercayaan, lebih mungkin untuk mempertahankan jaringan yang beragam dan tangguh.

Secara keseluruhan, arsitektur blockchain bukanlah detail teknis yang dapat diabaikan atau diabstraksikan. Ini adalah pilihan desain dasar yang secara langsung memengaruhi skalabilitas, efisiensi biaya, pengalaman pengembang, dan keamanan jaringan. Ketika blockchain berkembang untuk mendukung aplikasi yang lebih kompleks dan global, pergeseran dari arsitektur monolitik ke modular menjadi fokus sentral dari inovasi—dan Celestia adalah salah satu proyek pertama yang mewujudkan pergeseran ini pada tingkat protokol inti.

Apa Itu Blockchain Monolitik?

Blockchain monolitik adalah jaringan di mana semua fungsi inti—pelaksanaan transaksi, konsensus, dan ketersediaan data—ditangani dalam satu sistem terintegrasi secara vertikal. Jaringan-jaringan ini memproses setiap bagian dari siklus blockchain di satu tempat. Daripada memisahkan tugas menjadi lapisan modular, kelompok node atau validator yang sama melakukan semua operasi.

Bitcoin dan Ethereum awal adalah contoh-contoh blockchain monolitik yang paling terkenal. Dalam sistem-sistem ini, para penambang atau validator bertanggung jawab atas validasi transaksi, mencapai konsensus, dan membuat data transaksi tersedia untuk seluruh jaringan. Ethereum juga menjalankan kontrak pintar dan aplikasi terdesentralisasi (dApps) langsung pada rantai utamanya, menambah beban komputasi dari setiap node penuh.

Manfaat Sistem Monolitik

Salah satu manfaat dari arsitektur monolitik adalah kesederhanaannya. Sebuah lapisan protokol tunggal menyediakan lingkungan lengkap untuk mendeploy aplikasi. Keamanan terpusat di bawah satu set validator, yang melindungi semua lapisan secara seragam. Pengembang dan pengguna berinteraksi dengan tumpukan yang koheren, tanpa perlu memahami bagaimana lapisan-lapisan yang berbeda berkomunikasi atau berkoordinasi.

Keterbatasan Skalabilitas dan Risiko Pusat

Namun, desain monolitik menghadapi tantangan kinerja dan desentralisasi yang signifikan. Setiap node penuh dalam jaringan harus memproses setiap transaksi, menyimpan semua data historis, dan menjalankan setiap kontrak pintar. Ketika aktivitas meningkat, hal ini menempatkan beban komputasi dan penyimpanan yang semakin meningkat pada node. Seiring waktu, hanya aktor yang didanai dengan baik yang dapat menjalankan node penuh, yang mengarah pada sentralisasi infrastruktur dan tata kelola.

Skalabilitas juga dibatasi. Untuk menjaga desentralisasi, ukuran blok dan batas gas harus tetap relatif rendah. Tetapi ini membatasi throughput transaksi, menyebabkan kemacetan dan biaya tinggi. Kemacetan jaringan Ethereum selama periode penggunaan tinggi adalah hasil dari pengorbanan ini yang terdokumentasi dengan baik.

Keterbatasan Fleksibilitas bagi Pengembang

Kekurangan lain dari blockchain monolitik adalah fleksibilitas terbatas yang mereka tawarkan kepada pengembang. Lingkungan eksekusi, mesin virtual, logika transaksi, dan model biaya semuanya ditentukan oleh rantai dasar. Pengembang tidak dapat dengan mudah memperkenalkan fitur-fitur baru, model eksekusi, atau optimisasi kinerja. Setiap upgrade protokol memerlukan konsensus luas dan seringkali hard fork, yang dapat memakan waktu dan sulit secara politik.

Berpindah dari Kendala Monolitik

Untuk mengatasi masalah-masalah ini, Ethereum dan blockchain lainnya secara bertahap mengadopsi elemen-elemen modular. Peta jalan rollup-centric Ethereum, misalnya, menDelegasikan eksekusi ke rollup eksternal sementara rantai dasar mempertahankan konsensus dan ketersediaan data. Hal ini mewakili sebuah keberangkatan parsial dari model monolitik dan menyoroti minat yang semakin meningkat dalam arsitektur blockchain yang lebih fleksibel dan scalable.

Desain Blockchain Modular

Desain blockchain modular mewakili pergeseran dari arsitektur all-in-one dari sistem monolitik. Alih-alih memiliki satu rantai menangani semua tanggung jawab, desain modular memisahkan fungsi blockchain ke dalam lapisan atau modul yang berbeda. Setiap modul bertanggung jawab atas peran tertentu—seperti mengeksekusi transaksi, mencapai konsensus, menyimpan data, atau menyelesaikan transaksi—dan dapat dioptimalkan secara independen. Pemisahan kepentingan ini memungkinkan jaringan untuk berkembang dengan lebih efisien sambil tetap fleksibel dan terdesentralisasi.

Komponen inti dari Susunan Blockchain Modular

Dalam arsitektur modular, tumpukan blockchain biasanya dibagi menjadi empat lapisan fungsional: eksekusi, penyelesaian, konsensus, dan ketersediaan data.

lapisan eksekusi
Layer pelaksanaan menangani pemrosesan transaksi dan logika kontrak pintar. Di sinilah aplikasi terdesentralisasi berjalan dan logika bisnis ditegakkan. Pengembang dapat memilih atau membangun lingkungan pelaksanaan yang disesuaikan dengan kasus penggunaan tertentu, apakah itu mesin virtual tujuan umum atau waktu proses yang dibangun kustom.

Lapisan Penyelesaian
Lapisan penyelesaian berfungsi sebagai arbiter akhir untuk validitas transaksi. Ini memverifikasi bukti yang diajukan oleh lapisan pelaksanaan dan memastikan transisi status konsisten. Lapisan penyelesaian juga dapat menyediakan mekanisme penyelesaian sengketa dalam kasus penipuan atau transaksi yang tidak valid.

lapisan konsensus
Lapisan konsensus bertanggung jawab untuk memerintahkan transaksi dan menghasilkan blok. Lapisan ini menentukan rantai kanonikal dan memastikan bahwa semua node yang berpartisipasi setuju pada urutan blok.

Layer ketersediaan data
Lapisan ketersediaan data memastikan bahwa seluruh konten dari setiap blok tersedia untuk semua peserta jaringan. Ini mencegah pelaku jahat menyembunyikan atau menahan data yang diperlukan untuk memvalidasi transaksi. Lapisan ketersediaan data yang aman dan dapat diskalakan sangat penting untuk mendukung lingkungan eksekusi eksternal, seperti rollups.

Keunggulan Desain Blockchain Modular

Arsitektur modular menghadirkan beberapa manfaat kunci dibandingkan dengan sistem monolitik. Pertama, itu memungkinkan skalabilitas secara desain. Setiap modul dapat diskalakan secara independen sesuai dengan persyaratan masing-masing. Misalnya, lapisan ketersediaan data dapat dioptimalkan untuk bandwidth dan penyimpanan, sementara lapisan eksekusi dapat fokus pada throughput komputasi.

Kedua, sistem modular mendukung desentralisasi yang lebih besar. Klien ringan dapat berinteraksi dengan modul individu tanpa menjalankan node penuh. Sebagai contoh, berkat inovasi seperti Data Availability Sampling (DAS), pengguna dapat memverifikasi bahwa data blok tersedia tanpa mengunduh seluruh blok. Hal ini menurunkan hambatan partisipasi dan mendukung distribusi node validasi yang lebih luas.

Ketiga, desain modular memungkinkan fleksibilitas dan inovasi. Pengembang tidak lagi terbatas oleh batasan dari satu rantai dasar. Mereka dapat mencocokkan dan mencampur lingkungan eksekusi, menyambungkan ke penyedia ketersediaan data yang berbeda, atau menyesuaikan logika penyelesaian. Hal ini menciptakan ekosistem blockchain yang lebih beragam, masing-masing disesuaikan untuk kebutuhan spesifik—dari jaringan permainan berkecepatan tinggi hingga aplikasi keuangan berfokus privasi.