Pemahaman Mendalam tentang Modularitas: Solusi Plug-and-Play untuk Mengatasi Kendala Kinerja Blok rantai

Penulis Pelajar | @twilight_momo

Pembimbing | @CryptoScott_ETH

Tanggal Peluncuran | 2024.6.13

1. Blockchain monolit dikenal dengan komprehensifnya, bertanggung jawab secara independen untuk berbagai aspek jaringan, mulai dari penyimpanan data hingga verifikasi transaksi, dan lain sebagainya. Sementara itu, blockchain modular memisahkan berbagai fungsi blockchain menjadi modul independen, yang dapat memberikan dukungan kinerja dan pengalaman pengguna yang lancar dalam fungsi tertentu, dan dalam beberapa hal, memecahkan masalah ‘The Impossible Triangle’.
2. Ethereum sebagai platform blockchain pertama yang mendukung smart contract, memberikan lahan subur untuk desain modular. Dengan perkembangan teknologi blockchain, ekosistem Bitcoin juga mulai menjelajahi kemungkinan modularitas, dengan menambahkan modul baru untuk mencapai fungsi yang lebih canggih, seperti perlindungan privasi yang ditingkatkan, pemrosesan transaksi yang lebih efisien, atau fungsi smart contract yang ditingkatkan.
3. Teknologi modular mewakili ide yang lebih “seperti jiwa” dari produk pluggable, dan solusi Blockchain yang lebih fleksibel dan dapat disesuaikan akan muncul di masa depan, di mana berbagai layanan dan fungsi dapat dimasukkan dan dicabut semudah batu bata Lego. Fleksibilitas ini memungkinkan pengembang untuk dengan cepat membangun dan menerapkan solusi Blockchain berdasarkan kebutuhan kasus penggunaan tertentu.

Ketika kita membahas blockchain modular, kita harus memahami konsep blockchain monolitik terlebih dahulu. Rantai monolitik seperti Bitcoin dan Ethereum terkenal karena komprehensifnya, mereka bertanggung jawab secara independen untuk semua aspek jaringan, mulai dari penyimpanan data hingga verifikasi transaksi, dan eksekusi kontrak pintar. Dalam proses ini, rantai monolitik berperan sebagai peran serba bisa (generalist), terlibat dalam semua aspek.

Sebagai contoh Ethereum, sebuah blockchain tunggal yang matang biasanya dapat dibagi menjadi empat arsitektur umum:

• Lapisan Pelaksanaan (ution Layer)
• 层(Settlement Layer)
• Layer Ketersediaan Data/ DA (Data Availability Layer)
• Lapisan Konsensus (Consensus Layer)

Gambarkan di bawah ini dengan membandingkan pencatatan di atas rantai blok dengan pertandingan sepak bola, menjelaskan peran setiap lapisan arsitektur secara rinci:

Dengan perumpamaan ini, kita dapat lebih jelas memahami bagaimana semua arsitektur blockchain bekerja bersama. Blockchain monolitik adalah menjalankan semua fungsi di satu rantai yang sama, sedangkan blockchain modular (Modular Blockchain) adalah arsitektur blockchain baru yang memecah sistem blockchain menjadi beberapa komponen atau tingkatan khusus, setiap komponen bertanggung jawab untuk menangani tugas tertentu seperti konsensus, ketersediaan data, eksekusi, dan pembayaran.

blockchain modular seperti sekelompok pakar, yang fokus pada penggalian yang mendalam dan inovasi teknologi di bidang masing-masing. Fokus ini membuat blockchain modular mampu memberikan kinerja dan pengalaman pengguna yang luar biasa dalam fungsi tertentu, misalnya, mereka dapat memberikan kecepatan pemrosesan transaksi yang lebih cepat dengan biaya yang lebih rendah.

Dalam hal arsitektur node, rantai tunggal bergantung pada node lengkap, yang harus mengunduh dan memproses salinan data lengkap dari blockchain. Ini tidak hanya menuntut sumber daya penyimpanan dan komputasi yang tinggi, tetapi juga membatasi kecepatan perluasan jaringan. Sebaliknya, blockchain modular mengadopsi desain light node, yang hanya perlu memproses informasi header blok, sehingga secara signifikan meningkatkan kecepatan transaksi dan efisiensi jaringan.

Keunggulan signifikan dari blockchain modular adalah fleksibilitas dan kerjasama. Mereka dapat mengalihkan fungsi non-inti kepada ahli lain, membentuk efek kolaboratif, dan meningkatkan kinerja secara keseluruhan secara signifikan. Filosofi desain ini mirip dengan mainan konstruksi Lego, memungkinkan pengembang untuk secara bebas menggabungkan modul yang berbeda sesuai dengan kebutuhan proyek, menciptakan beragam solusi.

Meskipun rantai tunggal memiliki keunggulan dalam kendali global, keamanan, dan stabilitas, namun mereka juga menghadapi tantangan skalabilitas, kesulitan upgrade, dan beradaptasi dengan kebutuhan baru. Sebaliknya, blockchain modular menonjol dengan fleksibilitas dan kemampuan disesuaikan yang tinggi, menyederhanakan proses pembuatan dan optimalisasi blockchain baru.

Namun, blockchain modular juga menghadapi tantangan khususnya. Arsitekturnya yang kompleks meningkatkan beban kerja pengembang dalam perencanaan, pengembangan, dan pemeliharaan. Sebagai teknologi baru, blockchain modular belum menjalani uji keamanan yang komprehensif dan uji fluktuasi pasar, sehingga kestabilan jangka panjang dan keamanannya masih perlu diverifikasi lebih lanjut.

Mengapa teknologi blockchain modular begitu banyak diikuti dan diprediksi sebagai “tren masa depan”? Hal ini terkait erat dengan teori “Segitiga Mustahil” yang terkenal di bidang blockchain.

Sumber: chainlink

“Impossible Triangle” dalam blockchain mengacu pada sulitnya jaringan blockchain untuk mencapai kondisi optimal dalam ketiga atribut inti yaitu keamanan, desentralisasi, dan skalabilitas secara bersamaan.

• Skalabilitas adalah kemampuan jaringan untuk menangani volume transaksi yang besar, dan tetap efisien dan berbiaya rendah saat pertumbuhan pengguna dan volume transaksi. Biasanya diukur melalui TPS (Transactions Per Second) dan latensi (waktu konfirmasi transaksi).
• Keamanan melibatkan biaya dan kesulitan untuk melindungi jaringan blockchain dari serangan. Misalnya, mekanisme POW Bitcoin membutuhkan penyerang menguasai lebih dari 51% daya komputasi jaringan, sedangkan mekanisme POS Ethereum memerlukan lebih dari ⅓ node untuk berkolusi.
• Desentralisasi menggambarkan bagaimana jaringan beroperasi tanpa bergantung pada satu titik pusat, tetapi tersebar di banyak titik, semakin banyak titik dan semakin luas penyebarannya, tingkat desentralisasi jaringan semakin tinggi.

Pandangan inti dari ‘The Impossible Triangle’ adalah bahwa suatu sistem blockchain sulit untuk mencapai optimalisasi pada ketiga fitur ini. Misalnya: di antara banyak blockchain publik, Bitcoin dan Ethereum menonjol dalam desentralisasi dan keamanan karena distribusi node yang luas dan jumlah node yang mencukupi.

Namun, mereka mengorbankan sebagian skalabilitas, menyebabkan kecepatan transaksi lambat dan biaya transaksi tinggi: waktu blok Bitcoin sekitar 10 menit, TPS Ethereum sekitar 13, saat volume transaksi melonjak, biaya transaksi Ethereum bisa mencapai ratusan dolar.

Tepat di latar belakang ini, teknologi blockchain modular muncul, yang dengan membagi fungsi-fungsi yang berbeda ke modul-modul khusus, mengatasi tantangan-tantangan skala dan biaya transaksi pada blockchain publik tradisional. Misalnya, Jaringan Lighting Bitcoin dan teknologi Rollup Ethereum, keduanya mencerminkan pemikiran modular.

Keunggulan blockchain modular terletak pada arsitektur berlapisnya, yang memungkinkan setiap lapisan dioptimalkan untuk kebutuhan khusus. Data Layer dapat fokus pada penyimpanan dan validasi data, sementara lapisan eksekusi dapat menangani logika smart contract. Pemisahan ini tidak hanya meningkatkan kinerja dan efisiensi, tetapi juga mendorong interoperabilitas antar blockchain yang berbeda, menyediakan dasar bagi pembangunan ekosistem yang terbuka dan saling terhubung.

Secara keseluruhan, teknologi blockchain modular menyediakan cara baru untuk mengatasi keterbatasan blockchain publik tradisional. Dengan mempertahankan desentralisasi dan keamanan, teknologi ini mencapai skalabilitas yang lebih tinggi dan biaya transaksi yang lebih rendah, memiliki makna yang mendalam dalam aplikasi luas dan perkembangan jangka panjang teknologi blockchain.

Blockchain modular berdasarkan karakteristik arsitekturnya, dapat dibagi menjadi berbagai jenis. Dalam jenis-jenis ini, lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus seringkali dirancang sebagai kesatuan yang utuh karena ketergantungan yang erat di antara keduanya. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa ketika node menerima data transaksi, biasanya juga sekaligus menentukan urutan transaksi, yang merupakan inti keamanan dan ketidakmampuan untuk dimanipulasi dari blockchain.

Berdasarkan prinsip desain ini, kita dapat memahami proyek blockchain modular yang berbeda dari tiga aspek: lapisan eksekusi, lapisan ketersediaan data, dan lapisan konsensus dan pembayaran.

Teknologi Layer 2, sebagai perpanjangan dari lapisan eksekusi dalam arsitektur blockchain, adalah sebuah konsep modular blockchain. Ini bertujuan untuk meningkatkan skalabilitas mainchain dengan membangun jaringan, sistem, atau teknologi off-chain di atas blockchain inti.

Solusi Layer 2 memungkinkan pemrosesan transaksi yang lebih cepat dan lebih efisien dalam hal biaya, sambil tetap mempertahankan keamanan dan desentralisasi yang terkait dengan blockchain dasar. Berdasarkan papan dune yang dibuat oleh @0xning, dapat dilihat bahwa persentase gas yang digunakan untuk verifikasi dan penyelesaian Layer 2 dalam ekosistem Ethereum rata-rata kurang dari 10%, yang secara signifikan mengurangi biaya transaksi pengguna.

sumber:

Teknologi Rollup saat ini adalah solusi paling umum di Layer 2, dengan prinsip inti ‘off-chain execution, on-chain verification’, melakukan perhitungan dan pekerjaan lainnya off-chain, kemudian mengunggah data calldata kembali ke Mainnet.

Pelaksanaan di luar rantai

Dalam model Rollup, transaksi dieksekusi di luar rantai, sedangkan blockchain dasar hanya bertanggung jawab untuk memvalidasi bukti transaksi dalam kontrak pintar dan menyimpan data transaksi asli. Desain ini secara signifikan mengurangi beban komputasi pada mainchain, mengurangi kebutuhan penyimpanan, sehingga memungkinkan pemrosesan transaksi yang lebih efisien.

Untuk lebih mengurangi biaya, Rollup menggunakan teknologi pengemasan transaksi. Ini bisa dibandingkan dengan pengemasan barang dalam logistik, mengirim setiap barang secara terpisah akan menghasilkan biaya pengiriman yang tinggi. Namun, teknologi Rollup mengemas beberapa transaksi bersamaan, hanya memerlukan satu kali “pengiriman”, sehingga secara signifikan mengurangi biaya setiap transaksi.

on-chain verification

Verifikasi on-chain adalah kunci keamanan jaringan Layer 2. Jaringan Layer 2 harus menyediakan bukti enkripsi untuk menyelesaikan potensi perbedaan di blockchain dasar. Saat ini, ada dua mekanisme verifikasi utama, yaitu bukti kesalahan dan blok validitas, yang masing-masing mendukung Optimistic Rollups dan ZK Rollups.

Bukti Kesalahan Optimistic Rollups

Optimistic Rollups menggunakan asumsi optimis bahwa semua transaksi secara default dianggap valid kecuali ada bukti yang jelas menunjukkan adanya kesalahan. Model ini bergantung pada bukti penipuan selama periode penantang (fraud proof), di mana setiap peserta jaringan dapat mengajukan bukti untuk menantang status kontrak pintar, sehingga memastikan keadilan dan transparansi jaringan.

Berdasarkan data L2BEAT, saat ini terdapat total 16 Layer 2 yang menggunakan mekanisme Optimistic Rollups, seperti: Arbitrum, OP, Base, Blast, dan lainnya.

Sumber: l2beat.com

Bukti Validitas ZK Rollups

Berbeda dengan Optimistic Rollups, ZK Rollups menggunakan pendekatan yang lebih hati-hati, di mana setiap transaksi harus melewati bukti validitas sebelum diterima. Mekanisme bukti ini mirip dengan proses verifikasi yang memastikan setiap transaksi dan perhitungan di dalam jaringan Layer 2 adalah akurat dan benar.

Singkatnya, bukti validitas adalah pondasi dari ZK-Rollups, yang mensyaratkan setiap batch transaksi dilengkapi dengan bukti yang sesuai, sehingga memastikan bahwa smart contract di blockchain dapat memverifikasi dan menyetujui perubahan status. Untuk node verifikasi, ZK Rollups menyediakan mekanisme penyelesaian tanpa kesalahan, karena setiap transaksi harus melewati verifikasi validitas yang ketat.

Menurut data dari L2BEAT, saat ini ada total 11 Layer 2 yang menggunakan mekanisme ZK Rollups, seperti: Linea, Starknet, zkSync, dan sebagainya.

Sumber: l2beat.com

Sebagai pionir dalam industri blockchain modular, Celestia pada dasarnya adalah lapisan ketersediaan data yang menyediakan dasar yang kokoh untuk pengembangan dApps dan Rollup. Dengan mendeploy aplikasi pada lapisan ketersediaan data dan konsensus Celestia, pengembang aplikasi dapat fokus pada optimalisasi logika eksekusi, sementara ketersediaan data dan kompleksitas mekanisme konsensus ditangani oleh Celestia.

Desain arsitektur Celestia menyediakan beragam solusi modular untuk pengembangan, yang terdiri dari tiga jenis utama:

• Rollup Kedaulatan: Celestia menyediakan lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus, sementara lapisan penyelesaian dan lapisan eksekusi diimplementasikan secara independen oleh masing-masing rantai kedaulatan.
• Rollup Penyelesaian (misalnya proyek Cevmos): Dalam dasar DA dan konsensus yang disediakan oleh Celestia, Cevmos menyediakan layanan lapisan penyelesaian, sedangkan rantai aplikasi bertindak sebagai lapisan pelaksanaan.
• Celestium：Lapisan ketersediaan data diurus oleh Celestia, sementara lapisan konsensus dan penyelesaian bergantung pada jaringan Ethereum yang kuat, AppChain tetap fokus pada lapisan pelaksanaan.

Celestia menggunakan beberapa teknologi inovatif yang signifikan dalam menurunkan biaya penyimpanan data dan mengoptimalkan efisiensi penyimpanan.

Teknologi kode pemulihan kesalahan

Salah satu inovasi dari Celestia adalah penerapan kode erasure (Erasure Codes). Dalam paper yang ditulis oleh Mustafa Albasan (salah satu pendiri Celestia) dan Vitalik Buterin, berjudul ‘Data Availability Sampling and bukti penipuan’, diusulkan suatu pemikiran arsitektur baru, yaitu dimana Full Node bertanggung jawab atas produksi blok, sementara lightweight node bertanggung jawab atas verifikasi blok. Teknologi kode erasure memastikan pemulihan data asli yang lengkap bahkan dalam keadaan kehilangan data mencapai 50% selama proses transfer data dengan memperkenalkan redundansi.

Mekanisme ini berarti bahwa untuk memastikan ketersediaan data blok mencapai 100%, produsen blok hanya perlu mempublikasikan 50% data blok ke jaringan. Jika ada produsen blok jahat yang mencoba memanipulasi 1% data blok, mereka sebenarnya perlu memanipulasi 50% data secara keseluruhan, ini secara signifikan meningkatkan biaya kejahatan mereka.

Sampel Ketersediaan Data

Celestia mengatasi masalah skalabilitas blockchain dengan memperkenalkan teknologi Data Availability Sampling (DAS). Alur kerja DAS melibatkan beberapa langkah kunci berikut:

1. Sampel acak: node ringan melakukan beberapa kali sampel acak terhadap data blok, setiap kali hanya meminta bagian kecil data blok.
2. Secara bertahap meningkatkan kepercayaan: Seiring dengan node ringan menyelesaikan lebih banyak putaran sampling, keyakinannya terhadap ketersediaan data secara bertahap meningkat.
3. Ambang keyakinan tercapai: Setelah light node mencapai tingkat kepercayaan yang telah ditetapkan (misalnya, 99%) melalui pengambilan sampel, ia menganggap data untuk Blok tersebut tersedia.

Mekanisme ini memungkinkan light node untuk memverifikasi ketersediaan data blok tanpa harus mengunduh seluruh data blok, memastikan integritas dan ketersediaan data blockchain. Celestia berfokus pada ketersediaan data daripada status eksekusi, yang meningkatkan produktivitas blok, memberikan lebih banyak ruang untuk setiap blok, dan dapat menampung lebih banyak data sampel, sehingga secara signifikan meningkatkan TPS (transaksi per detik).

EigenDA adalah layanan ketersediaan data yang aman, berkinerja tinggi, dan desentralisasi yang diluncurkan di EigenLayer sebagai Layanan Verifikasi Aktif (AVS) pertama. AVS dapat dianggap sebagai operator node yang dipilih dari ribuan operator node di Ethereum, yang mengambil pekerjaan tambahan (melayani kebutuhan verifikasi konsensus untuk jaringan rollup, dll.) untuk mendapatkan pendapatan tambahan selain tugas utamanya (memverifikasi konsensus Ethereum).

Dengan peningkatan jumlah Ethereum yang dipertaruhkan kembali, dan dengan lebih banyak AVS yang akan bergabung dengan ekosistem EigenLayer di masa depan, Rollups dapat memperoleh biaya transaksi yang lebih rendah dan tingkat keamanan komposabilitas yang lebih tinggi dalam ekosistem EigenLayer.

EigenLayer adalah protokol stake berbasis Ethereum yang menggunakan validator dari lapisan konsensus Ethereum, dengan demikian memanfaatkan sebagian keamanan Ethereum dan menghindari risiko kepercayaan pada penyedia layanan terpusat atau token sendiri, sehingga menurunkan ambang pengembangan bagi pihak lainnya. Sejalan dengan itu, protokol ini juga memperkuat jaringan kepercayaan Ethereum, meningkatkan nilai dan pengaruh Ethereum.

Dalam hal arsitektur, EigenDA menggunakan teknologi ZK untuk memverifikasi data status Layer 2 yang dikirimkan, dan jaringan EigenDA yang menjamin keamanan konsensus dengan Restaking ETH bertanggung jawab atas finalitas, akhirnya, pengiriman dan penyimpanan data status Layer 2 ke mainnet Ethereum. Oleh karena itu, EigenDA berperan sebagai subkontraktor dalam layanan DA jaringan utama Ethereum yang memverifikasi dan memastikan finalitas, bukan pesaing seperti Celestia.

Avail adalah proyek blockchain modular yang diumumkan oleh tim Polygon pada bulan Juni 2023, dipisahkan dari Polygon pada bulan Maret tahun ini dan dioperasikan sebagai entitas independen. Saat ini, Avail beroperasi di Testnet dan baru saja menyelesaikan putaran pendanaan Seri A sebesar $43 juta, yang dipimpin oleh Dragonfly dan Cyber Fund secara bersama-sama.

Arsitektur inti dari Avail terutama terdiri dari Avail DA, Avail Nexus, dan Avail Fusion. Avail DA adalah lapisan ketersediaan data modular, yang sama seperti Celestia dalam menyediakan layanan DA untuk berbagai blockchain. Avail Nexus adalah seperangkat protokol pengiriman pesan lintas-rantai standar, mirip dengan protokol IBC Cosmos, yang menyediakan interaksi yang setara antar rantai. Avail Fusion memperkenalkan Konsensus POS untuk staking aset multi, dengan tujuan memberikan jaminan konsensus keamanan untuk seluruh jaringan Avail.

Dalam hal teknologi, Avail DA menggunakan komitmen polinomial Kate untuk menghindari bukti penipuan dan tidak perlu mengasumsikan sebagian besar node jujur, serta tidak bergantung pada node lengkap untuk mendapatkan data yang tersedia. Ini berbeda dengan arsitektur Celestia, yang didasarkan pada bukti penipuan, sehingga ada perbedaan mendasar antara keduanya dari segi teknologi.

Dengan munculnya proyek blockchain ketersediaan data modular seperti Celestia dan Avail, persaingan dalam DA War modular akan semakin intens, dan fungsionalitas Ethereum sebagai lapisan DA akan terpecah. Kemungkinan besar akan ada pola persaingan ‘satu pemimpin, banyak yang kuat’ di masa depan.

Dymension adalah platform blockchain modular berbasis Cosmos yang menyediakan kerangka kerja yang ringkas untuk pengembangan RollApp melalui teknologi agregasi skalabilitas bawaan. Dalam arsitektur Dymension, pengembang dapat fokus pada implementasi logika bisnis dan dengan menggunakan paket pengembangan Rollup (RDK) dan lapisan penyelesaian khusus, mereka dapat dengan cepat mendeploy Rollup yang ditujukan untuk aplikasi tertentu.

Arsitektur Dymension terdiri dari dua komponen inti: RollApp dan Dymension Hub.

RollApp adalah gabungan dari Rollup dan App, itu adalah blockchain modular berkinerja tinggi yang khusus untuk aplikasi tertentu di Dymension. RollApp dapat muncul dalam berbagai bentuk, termasuk tetapi tidak terbatas pada solusi Layer 2 khusus untuk aplikasi terdesentralisasi seperti platform DeFi, game Web3, pasar perdagangan NFT, dll.

Di RollApp, pengurut (Sequencer) memainkan peran penting dalam memverifikasi, mengurutkan, dan memproses transaksi lokal. Setelah paket blok selesai, data-data ini akan dikirim ke node lengkap setara dan dipublikasikan di atas rantai ke jaringan ketersediaan data yang dipilih oleh RollApp, seperti Celestia. Setelah mendapatkan respons dari Celestia, pengurut akan mengirimkan root state-nya ke Dymension Hub untuk mencapai pembentukan konsensus dan pembayaran.

Sebagai pusat dari seluruh ekosistem, Dymension Hub bertanggung jawab atas fungsi lapisan konsensus dan lapisan pembayaran. Ini menerima root status dari RollApp dan menyediakan konfirmasi transaksi dan layanan pembayaran akhir untuk RollApps.

Dengan desain ini, Rollup dapat menyerahkan tugas konsensus dan pembayaran kepada Dymension Hub, sementara tugas penyimpanan dan verifikasi data diserahkan kepada jaringan DA seperti Celestia. Dengan demikian, Rollup dapat berbagi perlindungan keamanan ekonomi dari kedua jaringan ini, sambil memusatkan perhatian pada meningkatkan efisiensi eksekusi aplikasi itu sendiri dan pengalaman pengguna.

Nama Cevmos mengombinasikan Celestia, EVMos, dan CosmOS, dengan tujuan menyediakan lapisan penyelesaian untuk rollups yang kompatibel dengan EVM.

Karena Cevmos sendiri adalah rollup, maka semua rollup yang dibangun di atasnya disebut sebagai rollup pembayaran. Setiap rollup menggunakan jembatan kepercayaan dua arah minimal antara rollup Cevmos, untuk melakukan penyebaran ulang kontrak dan aplikasi rollup yang ada di Ethereum, mengurangi pekerjaan migrasi. Rollup di Cevmos akan mempublikasikan data ke Cevmos, kemudian Cevmos akan memproses data secara paket, dan kemudian mempublikasikannya ke Celestia. Seperti Ethereum, Cevmos akan bertindak sebagai lapisan penyelesaian untuk melakukan bukti rollup.

Dengan efek kekayaan yang dihasilkan oleh protokol Ordinals dan persetujuan ETF Bitcoin, berbagai faktor menguntungkan berkumpul dan memberikan kehidupan baru bagi ekosistem Bitcoin. Perhatian pasar segera tertuju pada ekosistem Bitcoin, dan dana investor institusi pun mengalir ke wilayah ini, menunjukkan keyakinan dan harapan terhadap perkembangan masa depan ekosistem Bitcoin.

Dalam konteks ini, teknologi Layer 2 Bitcoin menyajikan pemandangan yang makmur, dengan berbagai solusi teknologi yang bermunculan secara kompetitif, membentuk ekosistem teknologi yang beragam dan penuh vitalitas. Berbagai solusi inovatif telah muncul secara bersama-sama, mendorong perluasan dan optimalisasi jaringan Bitcoin.

Meskipun definisi yang tepat untuk Layer 2 Bitcoin belum mencapai konsensus yang seragam di industri saat ini, artikel ini akan mengadopsi konsep blockchain modular Ethereum dan menjelajahi kemungkinan dan metode pembangunan Layer 2 Bitcoin dari perspektif modular.

Jaringan Ethereum terkenal karena fitur kontrak pintar Turing lengkapnya, yang dapat menyimpan dan memverifikasi status historis, sehingga mendukung aplikasi terdesentralisasi kompleks (DApps). Di sisi lain, jaringan Bitcoin adalah jaringan non-kontrak pintar tanpa status yang lengkap, desain sistemnya yang kurang sempurna terutama berasal dari dua aspek:

1. Keterbatasan Sistem Akun UTXO

Di dunia blockchain, ada dua cara utama untuk menyimpan catatan: model akun/saldo dan model UTXO. Bitcoin menggunakan model UTXO, yang berbeda secara mencolok dengan model akun/saldo yang digunakan oleh Ethereum.

Dalam sistem Bitcoin, meskipun pengguna melihat saldo akun di dompet mereka, sebenarnya sistem Bitcoin yang dirancang oleh Satoshi Nakamoto tidak memiliki konsep saldo. Yang disebut ‘saldo Bitcoin’ sebenarnya adalah konsep yang diturunkan oleh aplikasi dompet berdasarkan UTXO. UTXO merupakan singkatan dari Unspent Transaction Output, yang merupakan inti dari pembuatan dan validasi transaksi Bitcoin.

Setiap transaksi Bitcoin terdiri dari input dan output, setiap transaksi akan menghabiskan satu atau lebih input dan menghasilkan output baru. Output baru ini kemudian menjadi UTXO baru yang menunggu transaksi masa depan untuk menghabiskannya.

Sebagai kerangka teknologi transfer aset dan penyelesaian yang sangat sederhana, model UTXO sulit diperluas untuk mendukung fitur yang kompleks seperti kontrak pintar.

2. Bahasa Skrip yang Tidak Lengkap Turing

Bahasa script Bitcoin tidak mendukung semua jenis perhitungan, karena kurangnya pernyataan pengulangan dan pengendalian kondisional, sehingga tidak lengkap dalam hal Turing. Fitur ini, meski membantu mengurangi serangan peretas, meningkatkan keamanan jaringan, tetapi juga membatasi kemampuan Bitcoin untuk mengeksekusi kontrak pintar yang kompleks.

Karena desain sistem Bitcoin yang tidak sempurna, untuk fitur yang lebih kompleks, itu memerlukan ekstensi modular eksternal, di mana kebutuhan Bitcoin akan modularitas jelas lebih mendesak daripada Ethereum. Berbagai fungsi dalam ekosistemnya, seperti lapisan eksekusi, lapisan ketersediaan data, lapisan konsensus, dan interaksi cross-chain, semuanya perlu dikemas dan diperluas secara modular.

Merlin

Saat ini di jalur Layer 2 Bitcoin, TVL Merlin Chain paling tinggi, mencapai miliaran dolar, dapat dikatakan sebagai proyek yang paling menarik perhatian dalam ekosistem Bitcoin. Sebagai jaringan Layer 2 Bitcoin, Merlin Chain tidak hanya mendukung berbagai aset Bitcoin asli, tetapi juga kompatibel dengan EVM, menunjukkan perhatiannya terhadap ekosistem Bitcoin dan Ethereum.

Sumber:

Fungsi Merlin berpusat pada jaringan ZK-Rollup, jaringan oracle terdesentralisasi, dan pencegahan penipuan on-chain.

Jaringan ZK-Rollup

Inti dari ZK-Rollups adalah menggunakan bukti nol pengetahuan. Bukti nol pengetahuan sebagai metode enkripsi dalam kriptografi memungkinkan satu pihak (pemohon bukti) untuk membuktikan kepada pihak lain (validator) bahwa suatu pernyataan benar, tanpa perlu mengungkapkan informasi apa pun selain fakta bahwa pernyataan itu benar.

Merlin Chain akan memproses dan menghitung transaksi secara off-chain, menghindari biaya transaksi tinggi dan kemacetan jaringan Bitcoin. Pada saat yang sama, ZK-rollup dapat mengompres beberapa bukti transaksi menjadi batch, rantai utama Bitcoin hanya perlu memverifikasi bukti tunggal yang menggabungkan banyak transaksi, secara signifikan mengurangi beban kerja rantai utama dan meningkatkan efisiensi transaksi.

Jaringan Orakel Terdesentralisasi

Jaringan oracle terdesentralisasi Merlin berfungsi sebagai DAC (Komite Ketersediaan Data) untuk memeriksa dan memastikan bahwa sorter memposting data DA yang lengkap di luar rantai dengan benar. Desentralisasi jaringan oracle ini diimplementasikan dalam bentuk POS, di mana siapa saja dapat menjalankan node oracle dengan cukup menyetor aset. Mekanisme penyetoran ini sangat fleksibel, mendukung aset seperti BTC, MERL, serta staking melalui perwakilan seperti Lido.

on-chain anti-fraud

Merlin memperkenalkan pendekatan BitVM, menggunakan mekanisme “ZK-Rollup optimis”, yang dapat dipahami sebagai asumsi bahwa semua ZK Proof dapat dipercaya secara default, dan hanya menghukum operator ketika kesalahan terjadi. Karena verifikasi dilakukan di mainnet Bitcoin, di atas rantai Bitcoin, karena keterbatasan teknis, tidak mungkin untuk sepenuhnya memverifikasi ZK Proof, hanya dapat memverifikasi proses perhitungan langkah khusus dari ZK Proof dalam situasi tertentu. Oleh karena itu, orang hanya dapat menunjukkan bahwa ada kesalahan pada satu langkah perhitungan ZKP dalam proses verifikasi di luar rantai, dan menantangnya melalui bukti penipuan.

Jaringan B²

B² Network menggunakan desain modular, dengan lapisan Rollup (ZK-Rollup) bertanggung jawab untuk eksekusi, lapisan ketersediaan data (B² Hub) bertanggung jawab untuk penyimpanan data, B² Nodes melakukan verifikasi di luar rantai, dan lapisan penyelesaian akhir adalah Mainnet Bitcoin.

Lapisan ZK-Rollup jaringan B² Network menggunakan solusi zkEVM untuk mengeksekusi transaksi pengguna di dalam jaringan lapisan kedua dan mengeluarkan bukti terkait. Lapisan Rollup bertanggung jawab untuk mengirimkan dan memproses transaksi pengguna, sementara lapisan DA bertanggung jawab untuk menyimpan salinan data yang diagregasikan dan memverifikasi bukti Zero-Knowledge.

Sumber:

B² Hub adalah jaringan DA yang dibangun di luar rantai, yang mendukung fungsi pengambilan data, dan dianggap sebagai pionir solusi perluasan Bitcoin modular. B² Hub mencermati pendekatan desain Celestia, memperkenalkan teknologi pengambilan data dan pengkodean erasure, untuk memastikan distribusi cepat data baru ke sejumlah besar node eksternal, dan meminimalkan risiko penahanan data sebanyak mungkin. Selain itu, Committer dalam B² Hub mengunggah indeks penyimpanan data DA dan hash data ke rantai Bitcoin untuk akses publik.

Sumber:

Menurut rencana masa depan B² Network, B² Hub yang kompatibel dengan EVM diharapkan menjadi lapisan validasi off-chain dan lapisan DA untuk beberapa Layer 2 Bitcoin, membentuk lapisan ekstensi fungsional off-chain untuk Bitcoin. Mengingat Bitcoin itu sendiri tidak dapat mendukung banyak skenario aplikasi, cara membangun lapisan ekstensi fungsional off-chain akan menjadi fenomena yang semakin umum dalam ekosistem Layer 2.

B² Hub sebagai lapisan DA pihak ketiga modular pertama untuk Bitcoin, dapat membantu lapisan 2 Bitcoin lainnya menggunakan rantai utama Bitcoin sebagai lapisan penyelesaian akhir, dan mewarisi keamanan Bitcoin, yang menguntungkan untuk mendorong perluasan jaringan Bitcoin dan meningkatkan keragaman aplikasinya.

“Modular is the future” slogan ini sedang secara bertahap menjadi kenyataan. Teknologi blockchain modular, dengan fleksibilitas dan skalabilitasnya, menyediakan dasar yang kokoh untuk membangun aplikasi desentralisasi generasi berikutnya. Teknologi ini memungkinkan pengembang untuk memilih dan menggabungkan modul-modul yang berbeda sesuai dengan kebutuhan khusus, sehingga menciptakan solusi blockchain yang lebih efisien, aman, dan mudah untuk dipelihara.

naik blockchain modular mewakili ide yang lebih “berorientasi jiwa” dari produk pluggable. Dalam garis pemikiran ini, Blockchain tidak lebih lama dilihat sebagai sistem tertutup, tetapi sebagai platform terbuka dan terukur di mana berbagai layanan dan fungsi dapat dimasukkan dan dicabut semudah batu bata Lego. Fleksibilitas ini memungkinkan pengembang untuk dengan cepat membangun dan menerapkan solusi Blockchain berdasarkan kebutuhan kasus penggunaan tertentu.

Berakar dari ekosistem Ethereum, kemudian muncul di ekosistem Bitcoin, teknologi modular telah menunjukkan keberhasilannya di berbagai jalur industri mata uang kripto.

Misalnya, platform blockchain modular Chromia yang menggunakan teknologi ‘basis data relasional’ bekerja sama dengan berbagai permainan seperti My Neighbor Alice, Chain of Alliance, dan banyak permainan lainnya di bidang game; di jalur RWA, Chromia menciptakan Ledger Digital Asset Protocol (Protokol Aset Digital Ledger), dan beberapa proyek telah mengadopsi protokol tersebut.

Di bidang kecerdasan buatan (AI), CARV berfokus pada membangun lapisan data modular untuk permainan AI dan Web3, dengan memastikan privasi dan keamanan dalam proses pengolahan data melalui penggunaan teknologi lingkungan eksekusi tepercaya (TEE) dan bukti pengetahuan zero-knowledge.

Dengan terus matangnya teknologi blockchain modular dan ekspansi area aplikasinya, kita memiliki alasan untuk percaya bahwa teknologi ini akan membawa lebih banyak kemungkinan inovasi ke berbagai industri. Dari kelahiran Bitcoin hingga aplikasi luas blockchain modular saat ini, kita menyaksikan bagaimana teknologi blockchain berkembang dari aplikasi mata uang digital tunggal menjadi sebuah ekosistem yang mendukung aplikasi kompleks dan beragam. Di masa depan, blockchain modular akan terus mendorong kemajuan teknologi dan membantu membangun dunia digital yang lebih terbuka, fleksibel, dan aman.

Referensi

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

/arsitektur[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]