a16z：「Kualitas rantai yang kuat」membuat setiap pemegang staking memiliki ruang khusus di dalam blok

Dari kualitas rantai ke kualitas rantai yang kuat: di era throughput tinggi, bagaimana benar-benar mewujudkan 「transaksiku, aku yang mengendalikan」

Ditulis oleh: @ittaia, @PGarimidi dan @jneu_net

Disusun oleh: AididiaoJP, Foresight News

Kualitas rantai (Chain Quality, CQ) adalah salah satu atribut inti dari blockchain. Secara sederhana, maknanya adalah:

Jika Anda memiliki 3% dari hak penjaminan (staked) total, maka dalam rentang waktu rata-rata, Anda dapat mengendalikan 3% dari ruang blok.

Untuk blockchain-blochain awal dengan throughput yang lebih rendah, kualitas rantai sudah cukup memadai. Namun, bandwidth blockchain modern jauh lebih besar; dalam satu blok saja, bisa memuat banyak sekali transaksi.

Ini kemudian memunculkan konsep yang lebih kuat dan lebih terperinci. Konsep ini tidak hanya berfokus pada proporsi ruang blok yang dirata-ratakan dari waktu ke waktu, tetapi menyoroti bagaimana ruang blok dibagi di dalam setiap blok. Kita menyebutnya「kualitas rantai yang kuat」(Strong Chain Quality, SCQ):

Jika Anda memiliki 3% dari hak penjaminan (staked) total, maka pada setiap blok, Anda dapat mengendalikan 3% dari ruang blok.

Pada dasarnya, atribut ini memungkinkan para pemangku kepentingan memiliki「jalur virtual」di dalam blockchain ber-throughput tinggi, sehingga memastikan transaksi mereka dapat dimasukkan.

「Kualitas rantai» dalam blockchain

Salah satu inovasi kunci Bitcoin—yang kini dimiliki hampir setiap blockchain—adalah memasukkan mekanisme hadiah untuk proposer blok ke dalam protokol: pihak yang berhasil menambahkan blok ke state machine akan memperoleh token yang baru dicetak serta biaya transaksi. Hadiah-hadiah ini ditentukan oleh fungsi transisi state dan akhirnya tercermin dalam state sistem.

Dalam model komputasi terdistribusi yang tradisional, para partisipan dibagi menjadi pihak jujur dan pihak jahat. Di sini tidak diperlukan insentif untuk pihak jujur, karena perilaku jujur sendiri merupakan asumsi default dalam model.

Namun dalam model ekonomi kripto, para partisipan dipandang sebagai agen rasional, sehingga fungsi utilitas mereka mungkin tidak diketahui. Tujuannya adalah merancang mekanisme insentif agar, saat para partisipan mengejar maksimalisasi keuntungan mereka sendiri, perilaku mereka secara alami selaras dengan keberhasilan pelaksanaan protokol. Dengan menggabungkan mekanisme hadiah di dalam protokol, kita dapat menyusun definisi idealisasi kualitas rantai sebagai berikut:

Kualitas rantai (CQ): Aliansi yang memegang X% dari total hak penjaminan (staked), setelah Global Stable Time (GST), memiliki peluang X% untuk menjadi proposer dari setiap blok yang masuk ke rantai.

Jika sebuah rantai menyimpang dari persyaratan kualitas rantai, maka ia dapat memberikan porsi hadiah di luar proporsi normal kepada beberapa aliansi, sehingga melemahkan motivasi untuk bersikap jujur dan mengancam keamanan protokol.

Banyak blockchain memenuhi atau berupaya memenuhi atribut ini melalui mekanisme pergantian pemimpin acak berdasarkan bobot stake. Tantangan tipikal yang saat ini dihadapi antara lain: masalah「private mining」Bitcoin; masalah ketahanan terhadap fork ekor (tail-part fork) di Monad; serta masalah dalam protokol LMD GHOST milik Ethereum.

「Asal-usul Kualitas Rantai yang Kuat」

Ketika ruang blok cukup luas, kita tidak perlu menyerahkan seluruh isi blok kepada satu proposer saja yang memonopoli. Sebaliknya, ruang blok dalam satu blok yang sama bisa dibagi oleh beberapa partisipan. Definisi ekonomi kripto dari kualitas rantai yang kuat menyatakan gagasan ini:

Kualitas Rantai yang Kuat (SCQ): Aliansi yang memegang X% dari total hak penjaminan (staked), setelah Global Stable Time (GST), mampu mengendalikan X% dari ruang blok pada setiap blok.

Atribut idealisasi ini secara implisit memunculkan konsep abstrak「jalur virtual」. Artinya, aliansi sebenarnya dapat mengendalikan proporsi tertentu ruang blok khusus di setiap blok.

Dari sudut pandang ekonomi, memiliki satu jalur virtual setara dengan memiliki aset produktif yang dapat menghasilkan pendapatan; pendapatan ini bisa berasal dari biaya transaksi maupun MEV (nilai maksimum yang dapat diekstraksi). Pihak eksternal akan bersaing untuk memperoleh dan mempertahankan jalur-jalur tersebut, sehingga menciptakan permintaan berkelanjutan untuk token L1 yang menjadi dasar. Nilai ekonomi yang dapat dihasilkan oleh sebuah jalur semakin besar, maka motivasi berbagai pihak untuk mempertaruhkan hak penjaminan (stake) pun semakin kuat; dan nilai yang dapat terakumulasi oleh hak penjaminan L1 yang mengendalikan akses ruang blok tersebut juga semakin tinggi. Melalui abstraksi ini, kita bisa mengubah kemampuan yang lebih kuat untuk anti-pengensahan (anti-censorship) menjadi atribut efektivitas SCQ di dalam protokol.

Kualitas Rantai yang Kuat dan kemampuan anti-pengensahan

Studi terbaru menunjukkan bahwa protokol anti-pengensahan sangat penting. Protokol jenis ini tidak hanya harus memastikan input dari pihak jujur pada akhirnya dimasukkan, tetapi juga harus memastikan bahwa input tersebut dapat dimasukkan segera. Kualitas Rantai yang Kuat (SCQ) dapat dipandang sebagai perluasan atribut ini ketika kapasitas blok terbatas.

Dalam skenario nyata, jika jumlah transaksi yang perlu dimasukkan melebihi ruang blok yang tersedia, maka tidak ada protokol yang dapat memenuhi makna ideal dari anti-pengensahan. SCQ menanggapi batasan ini dengan cara yang lebih pragmatis: ia tidak menuntut bahwa semua transaksi jujur pasti selalu dimasukkan, melainkan memberikan「anggaran」untuk setiap node yang melakukan stake, sehingga transaksi mereka dapat dimasukkan dalam batas anggaran tersebut.

Protokol MCP diajukan sebagai sebuah komponen di atas protokol konsensus bergaya praktis toleransi kesalahan Bizantium yang sudah ada (PBFT), dengan tujuan membuat protokol-protokol tersebut memiliki kemampuan anti-pengensahan. Protokol ini sekaligus memenuhi persyaratan SCQ—ia, berdasarkan proporsi hak penjaminan (stake), mengalokasikan ruang blok yang sesuai kepada para proposer. Protokol BFT berbasis directed acyclic graph (DAG) yang sudah ada juga menyediakan cara untuk mewujudkan mempool multi-penulis, dan turut memiliki tingkat kemampuan anti-pengensahan tertentu.

Implementasi standar dari protokol-protokol ini biasanya gagal memenuhi SCQ secara ketat karena mereka mengizinkan pemimpin untuk menunda secara selektif subset tertentu dari transaksi. Namun, dengan memodifikasi protokol-protokol tersebut sedikit, SCQ berpotensi dapat diaktifkan kembali. Salah satu arah terkait adalah「paksaan untuk menyertakan transaksi」(forced transaction inclusion) guna mengurangi perilaku pengensahan.

MCP juga menunjukkan cara untuk mewujudkan atribut tersembunyi yang lebih kuat. Dengan atribut ini, para pemangku kepentingan dapat membuat jalur private virtual; konten di jalur-jalur tersebut hanya akan diungkapkan ketika seluruh blok dipublikasikan ke pihak luar. Kami akan membahas poin ini lebih lanjut di artikel berikutnya.

Cara mewujudkan Kualitas Rantai yang Kuat

Agar memperoleh Kualitas Rantai yang Kuat setelah Global Stable Time (GST), kuncinya adalah memastikan bahwa proposer tidak dapat sewenang-wenang menyensor input para pemangku kepentingan. Ini dapat dicapai melalui protokol dua putaran. Untuk hampir semua protokol BFT berbasis view, hanya diperlukan dua perubahan kecil:

• Putaran pertama: setiap partisipan mengirimkan input yang sudah terautentikasi ke semua partisipan lain.
• Putaran kedua: setiap partisipan, jika menerima input yang sudah terautentikasi dari partisipan i, maka menambahkan i ke daftar inklusinya sendiri. Setelah itu, partisipan tersebut mengirimkan daftar inklusinya kepada pemimpin. Langkah ini setara dengan komitmen: ia hanya akan menerima blok yang mencakup semua input yang terdapat di setiap input dalam daftar tersebut.
• Usulan BFT: setelah pemimpin menerima pesan-pesan ini, ia memasukkan ke dalam blok gabungan (union) dari semua daftar inklusi yang diterima.
• Pemungutan suara BFT: sebuah partisipan hanya memberikan suara setuju jika suatu blok memuat semua input yang ada di daftar inklusi partisipan itu sendiri.

Tampaknya, berdasarkan sketsa protokol ini, sebuah protokol lengkap dapat dibangun. Protokol ini mampu memenuhi Kualitas Rantai yang Kuat setelah Global Stable Time (GST), menyediakan anti-pengensahan, dan tetap aktif ketika pemimpin adalah pihak jujur. Jika ingin mewujudkan SCQ juga sebelum GST, maka masih diperlukan menunggu nilai atau daftar yang cukup dalam setiap putaran (jumlah sesuai kuorum). Kami akan menjelaskan protokol ini dan bentuk-bentuk perbaikannya secara rinci di artikel berikutnya.

Studi terbaru menunjukkan bahwa untuk mewujudkan Kualitas Rantai yang Kuat dan anti-pengensahan, perlu menambahkan dua putaran lagi di atas putaran pemungutan suara pada protokol BFT biasa (seperti sketsa protokol di atas). Kami juga akan menjelaskan hasil ini secara rinci di artikel berikutnya.

Meskipun Kualitas Rantai yang Kuat (SCQ) menetapkan proporsi ruang blok yang dapat dikendalikan oleh suatu aliansi, ia tidak sepenuhnya membatasi cara transaksi diurutkan di dalam blok. SCQ dapat dipahami sebagai: ruang disisihkan untuk setiap node yang melakukan stake, tetapi tidak ada jaminan apa pun mengenai urutan transaksi di dalam ruang-ruang tersebut.

Ini membuka ruang penelitian yang kaya untuk desain mekanisme pengurutan transaksi. Mekanisme pengurutan yang baik berpotensi meningkatkan keadilan dan efisiensi lebih lanjut dalam ekosistem blockchain. Salah satu arah yang patut diperhatikan adalah mengurutkan transaksi berdasarkan prioritas biaya.