Inilah Rahasia di Balik Lapisan ( Layers ) Teknologi Blockchain yang Perlu Anda Ketahui

Blockchain adalah teknologi yang memungkinkan pencatatan transaksi secara terdistribusi, transparan, dan aman. Blockchain dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, mulai dari mata uang kripto, kontrak pintar, hingga identitas digital. Namun, blockchain juga menghadapi beberapa tantangan, terutama dalam hal skalabilitas, keamanan, dan desentralisasi. Untuk memahami bagaimana blockchain dapat mengatasi tantangan-tantangan ini, kita perlu memahami Layers-Layers yang ada di dalam blockchain.

Baca Juga Blockchain Bitcoin: Teknologi Revolusioner di Balik Mata Uang Digital BTC

Pengantar Layers Blockchain

Layers blockchain adalah kumpulan komponen-komponen yang bekerja bersama untuk membentuk sebuah sistem blockchain. Layers-Layers ini dapat dibedakan berdasarkan fungsi dan tingkat abstraksi mereka. Secara umum, Layers blockchain dapat dibagi menjadi lima Layers utama, yaitu:

Layers infrastruktur perangkat keras
Layers data
Layers jaringan
Layers konsensus
Layers aplikasi

Masing-masing Layers ini memiliki peran dan karakteristik tersendiri dalam sistem blockchain. Dengan memahami Layers-Layers ini, kita dapat lebih mudah mengerti bagaimana blockchain bekerja dan bagaimana blockchain dapat disesuaikan dengan kebutuhan dan tujuan yang berbeda-beda.

Mengapa Layers Blockchain Penting?

Layers blockchain penting karena Layers-Layers ini menentukan sifat dan kemampuan dari sebuah sistem blockchain. Layers-Layers ini juga mempengaruhi aspek-aspek seperti:

Skalabilitas: kemampuan sistem untuk menangani jumlah transaksi yang besar dan meningkat
Keamanan: kemampuan sistem untuk melindungi data dan transaksi dari serangan dan manipulasi
Desentralisasi: tingkat ketergantungan sistem terhadap otoritas atau entitas pusat

Layers-Layers ini saling berinteraksi dan saling mempengaruhi satu sama lain. Oleh karena itu, perubahan atau peningkatan pada salah satu Layers dapat berdampak pada Layers-Layers lainnya. Sebagai contoh, peningkatan pada Layers konsensus dapat meningkatkan kecepatan dan efisiensi transaksi, tetapi juga dapat menurunkan tingkat desentralisasi sistem.

Teknologi Blockchain dan Aplikasinya

Blockchain adalah teknologi yang didasarkan pada beberapa konsep dan prinsip ilmiah, seperti kriptografi, teori permainan, dan teori graf. Teknologi-teknologi ini digunakan untuk menciptakan sebuah sistem yang dapat mencatat transaksi secara terdistribusi, transparan, dan aman. Blockchain juga memiliki berbagai aplikasi yang dapat memberikan manfaat bagi berbagai sektor dan bidang, seperti keuangan, hukum, sosial, dan lainnya.

Kriptografi dalam Blockchain

Kriptografi adalah ilmu yang mempelajari teknik-teknik untuk mengamankan komunikasi dan informasi dari pihak-pihak yang tidak diinginkan. Kriptografi digunakan dalam blockchain untuk beberapa tujuan, seperti:

Mengidentifikasi pengguna dan transaksi dengan menggunakan kunci publik dan kunci privat
Mengenkripsi data dan transaksi dengan menggunakan algoritma-algoritma seperti SHA-256 atau AES
Membuat tanda tangan digital dengan menggunakan skema-skema seperti ECDSA atau EdDSA
Membuat bukti kerja (proof-of-work) atau bukti kepemilikan (proof-of-stake) dengan menggunakan fungsi-fungsi hash atau matematika kompleks

Kriptografi membantu menjaga integritas dan keabsahan data dan transaksi dalam blockchain. Kriptografi juga membantu menjaga kerahasiaan dan privasi pengguna dan transaksi dalam blockchain.

Teori Permainan dan Blockchain

Teori permainan adalah cabang matematika yang mempelajari perilaku rasional dari para pemain dalam sebuah situasi strategis. Teori permainan digunakan dalam blockchain untuk beberapa tujuan, seperti:

Menganalisis insentif dan motivasi dari para peserta dalam sistem blockchain
Mendesain mekanisme dan aturan yang dapat mendorong kerjasama dan kejujuran dari para peserta dalam sistem blockchain
Menyeimbangkan antara efisiensi dan keadilan dalam distribusi sumber daya dan hadiah dalam sistem blockchain
Teori permainan membantu menciptakan sebuah sistem yang dapat berfungsi secara optimal dan adil dalam kondisi yang tidak pasti dan kompetitif. Teori permainan juga membantu mengatasi masalah-masalah seperti serangan 51%, free rider, atau tragedy of the commons dalam blockchain.

Keamanan dan Transparansi dalam Blockchain

Keamanan dan transparansi adalah dua aspek penting yang menjadi daya tarik dari blockchain. Keamanan berarti bahwa data dan transaksi dalam blockchain dilindungi dari serangan dan manipulasi. Transparansi berarti bahwa data dan transaksi dalam blockchain dapat dilihat dan diverifikasi oleh siapa saja. Keamanan dan transparansi dapat dicapai dengan menggunakan teknologi-teknologi seperti kriptografi, konsensus, dan jaringan peer-to-peer.

Keamanan dan transparansi memberikan beberapa manfaat bagi pengguna dan aplikasi blockchain, seperti:

Meningkatkan kepercayaan dan kredibilitas dari sistem blockchain
Mengurangi biaya dan risiko dari perantara atau pihak ketiga
Mempercepat dan mempermudah proses verifikasi dan validasi
Mendorong inovasi dan kolaborasi antara para peserta dalam sistem blockchain

Skalabilitas Blockchain

Salah satu tantangan terbesar yang dihadapi oleh blockchain adalah skalabilitas. Skalabilitas adalah kemampuan sistem untuk menangani jumlah transaksi yang besar dan meningkat. Skalabilitas menjadi penting karena semakin banyak pengguna dan aplikasi yang menggunakan blockchain, semakin banyak pula transaksi yang harus diproses oleh sistem. Namun, blockchain memiliki beberapa keterbatasan yang mempengaruhi skalabilitasnya, seperti:

Ukuran blok: jumlah maksimal data yang dapat dimuat dalam satu blok
Waktu blok: interval waktu rata-rata antara pembuatan dua blok berturut-turut
Jumlah node: jumlah komputer yang terhubung dalam jaringan blockchain

Keterbatasan-keterbatasan ini menyebabkan blockchain memiliki tingkat throughput yang rendah, yaitu jumlah transaksi yang dapat diproses per satuan waktu. Sebagai contoh, Bitcoin hanya dapat memproses sekitar 7 transaksi per detik, sementara Ethereum hanya dapat memproses sekitar 15 transaksi per detik. Bandingkan dengan Visa, yang dapat memproses sekitar 24.000 transaksi per detik.

Untuk meningkatkan skalabilitas blockchain, ada dua pendekatan utama yang dapat digunakan, yaitu:

Layers satu: pendekatan yang mengubah atau meningkatkan protokol dasar blockchain
Layers dua: pendekatan yang menambahkan atau menghubungkan protokol tambahan di atas protokol dasar blockchain

Pengenalan tentang Skalabilitas

Skalabilitas adalah salah satu faktor penting yang menentukan kinerja dan potensi dari sebuah sistem blockchain. Skalabilitas juga berkaitan erat dengan trilema blockchain, yaitu trade-off antara skalabilitas, keamanan, dan desentralisasi. Trilema blockchain menyatakan bahwa sebuah sistem blockchain tidak dapat memiliki ketiga aspek tersebut secara optimal secara bersamaan. Sebagai contoh, jika sebuah sistem blockchain ingin meningkatkan skalabilitasnya, maka ia harus mengorbankan keamanan atau desentralisasinya.

Tingkat Throughput dalam Sistem

Tingkat throughput adalah ukuran dari jumlah transaksi yang dapat diproses oleh sebuah sistem per satuan waktu. Tingkat throughput merupakan salah satu indikator dari skalabilitas sebuah sistem. Semakin tinggi tingkat throughput sebuah sistem, semakin baik skalabilitasnya.

Tingkat throughput dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti:

Ukuran blok: jumlah maksimal data yang dapat dimuat dalam satu blok
Waktu blok: interval waktu rata-rata antara pembuatan dua blok berturut-turut
Jumlah node: jumlah komputer yang terhubung dalam jaringan blockchain
Algoritma konsensus: metode yang digunakan untuk mencapai kesepakatan antara para node tentang keadaan data dan transaksi dalam blockchain

Beberapa contoh dari algoritma konsensus yang digunakan dalam blockchain adalah:

Proof-of-work (PoW): algoritma yang mengharuskan para node untuk melakukan perhitungan matematika yang sulit dan membutuhkan banyak sumber daya untuk menghasilkan bukti kerja yang valid
Proof-of-stake (PoS): algoritma yang mengharuskan para node untuk menaruh sejumlah token atau koin sebagai jaminan untuk dapat berpartisipasi dalam proses konsensus
Proof-of-authority (PoA): algoritma yang mengharuskan para node untuk memiliki otoritas atau reputasi yang tinggi untuk dapat berpartisipasi dalam proses konsensus

Tingkat throughput dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan ukuran blok, menurunkan waktu blok, atau mengubah algoritma konsensus. Namun, hal ini juga dapat menimbulkan beberapa masalah, seperti:

Meningkatkan ukuran blok dapat menyebabkan peningkatan ukuran rantai blok (blockchain size) yang membutuhkan lebih banyak ruang penyimpanan dan bandwidth
Menurunkan waktu blok dapat menyebabkan peningkatan jumlah blok yatim (orphan blocks) yang terbuang karena tidak termasuk dalam rantai utama (main chain)
Mengubah algoritma konsensus dapat menyebabkan perubahan pada insentif dan keamanan dari sistem blockchain

Oleh karena itu, tingkat throughput tidak dapat ditingkatkan secara sembarangan tanpa mempertimbangkan dampaknya terhadap aspek-aspek lain dari sistem blockchain.

Layers Satu dan Layers Dua

Layers satu dan Layers dua adalah dua pendekatan utama yang dapat digunakan untuk meningkatkan skalabilitas blockchain. Layers satu adalah pendekatan yang mengubah atau meningkatkan protokol dasar blockchain, sedangkan Layers dua adalah pendekatan yang menambahkan atau menghubungkan protokol tambahan di atas protokol dasar blockchain.

Perbedaan Antara Layers Satu dan Layers Dua

Layers satu dan Layers dua memiliki beberapa perbedaan, seperti:

Layers satu membutuhkan perubahan pada tingkat kode sumber atau aturan dari protokol blockchain, sedangkan Layers dua tidak membutuhkan perubahan tersebut
Layers satu mempengaruhi seluruh jaringan blockchain, sedangkan Layers dua hanya mempengaruhi sebagian jaringan blockchain
Layers satu memiliki dampak langsung terhadap trilema blockchain, sedangkan Layers dua memiliki dampak tidak langsung terhadap trilema blockchain
Layers satu lebih sulit untuk diimplementasikan dan diadopsi oleh komunitas blockchain, sedangkan Layers dua lebih mudah untuk diimplementasikan dan diadopsi oleh komunitas blockchain
Secara umum, Layers satu lebih bersifat fundamental dan struktural, sedangkan Layers dua lebih bersifat tambahan dan fungsional.

Solusi Penskalaan Layers Dua

Solusi penskalaan Layers dua adalah protokol tambahan yang dapat meningkatkan skalabilitas blockchain dengan cara mengurangi beban transaksi pada Layers satu. Solusi penskalaan Layers dua dapat berupa:

Jaringan saluran pembayaran (payment channel network): protokol yang memungkinkan para pengguna untuk melakukan transaksi secara langsung dan cepat tanpa harus mencatatnya pada rantai blok, seperti Lightning Network atau Raiden Network
Jaringan saluran negosiasi (state channel network): protokol yang memungkinkan para pengguna untuk melakukan transaksi atau kontrak pintar secara langsung dan cepat tanpa harus mencatatnya pada rantai blok, seperti Counterfactual atau Celer Network
Rantai samping (sidechain): protokol yang memungkinkan para pengguna untuk mentransfer aset atau data dari rantai utama ke rantai tambahan yang memiliki aturan atau karakteristik yang berbeda, seperti Liquid Network atau Plasma
Rantai anak (child chain): protokol yang memungkinkan para pengguna untuk mentransfer aset atau data dari rantai induk ke rantai turunan yang memiliki aturan atau karakteristik yang sama, seperti Polygon atau xDai

Solusi penskalaan Layers dua memberikan beberapa manfaat bagi pengguna dan aplikasi blockchain, seperti:

Meningkatkan kecepatan dan efisiensi transaksi
Mengurangi biaya dan keterlambatan transaksi
Meningkatkan privasi dan fleksibilitas transaksi
Mendorong eksperimen dan inovasi pada protokol blockchain

Trilema Blockchain

Trilema blockchain adalah trade-off antara skalabilitas, keamanan, dan desentralisasi yang dihadapi oleh sistem blockchain. Trilema blockchain menyatakan bahwa sebuah sistem blockchain tidak dapat memiliki ketiga aspek tersebut secara optimal secara bersamaan. Sebagai contoh, jika sebuah sistem blockchain ingin meningkatkan skalabilitasnya, maka ia harus mengorbankan keamanan atau desentralisasinya.

Mengatasi Trilema Blockchain

Mengatasi trilema blockchain adalah salah satu tujuan utama dari pengembangan dan penelitian blockchain. Mengatasi trilema blockchain berarti menciptakan sebuah sistem blockchain yang dapat memiliki skalabilitas, keamanan, dan desentralisasi yang tinggi secara bersamaan. Mengatasi trilema blockchain dapat dilakukan dengan beberapa cara, seperti:

Menggunakan teknologi-teknologi yang dapat meningkatkan kinerja dan kapasitas dari sistem blockchain, seperti sharding, interoperabilitas, atau zero-knowledge proof
Menggunakan solusi-solusi yang dapat mengurangi beban dan kompleksitas dari sistem blockchain, seperti Layers dua, kompresi data, atau agregasi transaksi
Menggunakan mekanisme-mekanisme yang dapat menyeimbangkan antara insentif dan risiko dari sistem blockchain, seperti penyesuaian kesulitan, penalti, atau reputasi
Mengatasi trilema blockchain merupakan tantangan yang besar dan kompleks. Namun, dengan adanya kemajuan dan kolaborasi dari para peneliti, pengembang, dan komunitas blockchain, maka trilema blockchain dapat diharapkan dapat diselesaikan di masa depan.

Arsitektur Layers Blockchain

Arsitektur Layers blockchain adalah kumpulan komponen-komponen yang bekerja bersama untuk membentuk sebuah sistem blockchain. Arsitektur Layers blockchain dapat dibedakan berdasarkan fungsi dan tingkat abstraksi mereka. Secara umum, arsitektur Layers blockchain dapat dibagi menjadi lima Layers utama, yaitu:

Layers infrastruktur perangkat keras
Layers data
Layers jaringan
Layers konsensus
Layers aplikasi

Masing-masing Layers ini memiliki peran dan karakteristik tersendiri dalam sistem blockchain. Dengan memahami arsitektur Layers blockchain, kita dapat lebih mudah mengerti bagaimana blockchain bekerja dan bagaimana blockchain dapat disesuaikan dengan kebutuhan dan tujuan yang berbeda-beda.

Struktur Berlapis Blockchain

Struktur berlapis blockchain adalah cara untuk menggambarkan arsitektur Layers blockchain dengan menggunakan analogi dari struktur berlapis dari sebuah piramida. Struktur berlapis blockchain terdiri dari lima Layers utama, yaitu:

Layers infrastruktur perangkat keras: Layers paling bawah yang merupakan dasar dari sistem blockchain. Layers ini terdiri dari perangkat-perangkat keras yang digunakan untuk menjalankan sistem blockchain, seperti komputer, server, router, atau sensor.
Layers data: Layers kedua dari bawah yang merupakan inti dari sistem blockchain. Layers ini terdiri dari data-data yang dicatat dalam sistem blockchain, seperti blok-blok, transaksi-transaksi, atau kontrak-kontrak pintar.
Layers jaringan: Layers ketiga dari bawah yang merupakan penghubung antara node-node dalam sistem blockchain. Layers ini terdiri dari protokol-protokol yang digunakan untuk mengirim dan menerima data dalam sistem blockchain, seperti TCP/IP, UDP, or P2P.
Layers konsensus: Layers keempat dari bawah yang merupakan penentu keadaan dari sistem blockchain. Layers ini terdiri dari algoritma-algoritma yang digunakan untuk mencapai kesepakatan antara node-node tentang keadaan data dan transaksi dalam sistem blockchain, seperti proof-of-work, proof-of-stake, atau proof-of-authority.
Layers aplikasi: Layers paling atas yang merupakan antarmuka dari sistem blockchain. Layers ini terdiri dari aplikasi-aplikasi yang dibangun di atas sistem blockchain, seperti mata uang kripto, platform sosial, atau pasar digital.

Struktur berlapis blockchain membantu kita untuk memahami bagaimana komponen-komponen dalam sistem blockchain saling berinteraksi dan saling mempengaruhi. Struktur berlapis blockchain juga membantu kita untuk mengidentifikasi titik-titik permasalahan dan peningkatan dalam sistem blockchain.

Layers Arsitektur Blockchain

Layers arsitektur blockchain adalah cara untuk menggambarkan arsitektur Layers blockchain dengan menggunakan analogi dari Layers arsitektur dari sebuah perangkat lunak. Layers arsitektur blockchain terdiri dari lima Layers utama, yaitu:

Layers infrastruktur perangkat keras: Layers yang bertanggung jawab untuk menyediakan sumber daya fisik yang dibutuhkan oleh sistem blockchain, seperti CPU, RAM, disk, atau jaringan.
Layers data: Layers yang bertanggung jawab untuk menyimpan dan mengelola data yang ada dalam sistem blockchain, seperti struktur data, format data, atau enkripsi data.
Layers jaringan: Layers yang bertanggung jawab untuk mengatur dan mengoptimalkan komunikasi antara node-node dalam sistem blockchain, seperti protokol jaringan, routing, atau broadcasting.
Layers konsensus: Layers yang bertanggung jawab untuk menjamin dan memverifikasi kebenaran dan konsistensi data dalam sistem blockchain, seperti algoritma konsensus, validasi, atau koreksi.
Layers aplikasi: Layers yang bertanggung jawab untuk menyajikan dan memfasilitasi dan fungsi-fungsi.

Kesimpulan

Untuk memahami bagaimana blockchain dapat mengatasi tantangan-tantangan ini, kita perlu memahami Layers-Layers yang ada di dalam blockchain. Layers-Layers ini dapat dibedakan berdasarkan fungsi dan tingkat abstraksi mereka. Secara umum, Layers-Layers ini dapat dibagi menjadi lima Layers utama, yaitu: