Memahami modularitas dalam satu artikel: solusi yang dapat diterapkan untuk mengatasi hambatan kinerja blockchain

Ditulis oleh: @twilight_momo

Mentor: @CryptoScott_ETH

Singkatnya;

1. Blockchain monolitik dikenal karena kelengkapannya, secara independen menangani semua aspek jaringan, dari penyimpanan data hingga verifikasi transaksi, dll. Blockchain modular, dengan memisahkan berbagai fungsi blockchain ke dalam modul-modul independen, dapat memberikan dukungan kinerja dan pengalaman pengguna yang lancar untuk fungsi-fungsi tertentu, memecahkan masalah segitiga yang mustahil sampai batas tertentu.

2. Sebagai platform blockchain pertama yang mendukung kontrak pintar, Ethereum menyediakan lahan subur untuk desain modular. Dengan perkembangan teknologi blockchain, ekosistem Bitcoin juga mulai mengeksplorasi kemungkinan modularisasi dengan menambahkan modul baru untuk mencapai fungsi yang lebih maju, seperti peningkatan perlindungan privasi, pemrosesan transaksi yang lebih efisien, atau fungsi kontrak pintar yang disempurnakan.

3. Teknologi modular mewakili pendekatan yang lebih berbasis jiwa ide produk yang dapat dicolokkan Di masa depan, solusi blockchain yang lebih fleksibel dan dapat disesuaikan akan muncul, dan berbagai layanan dan fungsi dapat dengan mudah dipasang dan dilepas seperti balok Lego. Fleksibilitas ini memungkinkan pengembang untuk dengan cepat membangun dan menerapkan solusi blockchain berdasarkan kebutuhan skenario aplikasi tertentu.

1. Apa itu blockchain modular?

Sumber: Celestia.org

Ketika kita membahas blockchain modular, pertama-tama kita harus memahami konsep Rantai Blok Monolitik . Rantai monolitik, seperti Bitcoin dan Ethereum, dikenal karena kelengkapannya dan secara independen menjalankan semua aspek jaringan, mulai dari penyimpanan data hingga verifikasi transaksi hingga pelaksanaan kontrak pintar. Dalam proses ini, rantai monolitik memainkan peran generalis dan terlibat dalam semua aspek.

Mengambil Ethereum sebagai contoh, blockchain tunggal yang matang secara umum dapat dibagi menjadi empat arsitektur:

• Lapisan Eksekusi

• Lapisan Pemukiman

• Lapisan Ketersediaan Data

• Lapisan Konsensus

Gambar berikut menjelaskan peran setiap lapisan arsitektur secara rinci dengan membandingkan pembukuan pada blockchain dengan permainan bola:

Melalui analogi ini, kita dapat lebih memahami bagaimana berbagai arsitektur blockchain bekerja bersama. Blockchain monolitik adalah memusatkan semua fungsi pada rantai yang sama untuk dieksekusi, sementara rantai blok modular adalah jenis baru arsitektur blockchain yang menguraikan sistem blockchain menjadi beberapa komponen atau lapisan khusus, yang masing-masing bertanggung jawab untuk menangani tugas-tugas tertentu seperti konsensus, ketersediaan data, eksekusi, dan penyelesaian. Blockchain modular seperti sekelompok spesialis yang berfokus pada penambangan mendalam dan inovasi teknologi di bidangnya masing-masing. Fokus ini memungkinkan blockchain modular untuk memberikan kinerja dan pengalaman pengguna yang sangat baik dalam fungsi-fungsi tertentu. Misalnya, blockchain modular dapat memberikan kecepatan pemrosesan transaksi yang lebih cepat dengan biaya yang lebih rendah.

Dalam hal arsitektur simpul Rantai monolitik bergantung pada simpul penuh, yang harus mengunduh dan memproses salinan seluruh data blockchain. Hal ini tidak hanya menuntut sumber daya penyimpanan dan komputasi yang tinggi, tetapi juga membatasi kecepatan perluasan jaringan. Sebaliknya, blockchain modular menggunakan desain simpul ringan yang hanya memproses informasi header blok, sehingga meningkatkan kecepatan transaksi dan efisiensi jaringan secara signifikan.

Keuntungan signifikan dari blockchain modular adalah fleksibilitas dan kolaborasinya. Blockchain modular dapat mengalihdayakan fungsi non-inti ke pakar lain, membentuk sinergi, dan mencapai peningkatan signifikan dalam kinerja keseluruhan. Filosofi desain ini mirip dengan blok Lego, yang memungkinkan pengembang untuk secara bebas menggabungkan berbagai modul sesuai dengan persyaratan proyek untuk menciptakan beragam solusi. Meskipun rantai monolitik memiliki keunggulan dalam kontrol global, keamanan, dan stabilitas, blockchain ini juga menghadapi tantangan dalam skalabilitas, kesulitan dalam peningkatan, dan adaptasi terhadap kebutuhan baru. Blockchain modular menonjol karena fleksibilitas dan kustomisasinya yang tinggi, yang menyederhanakan proses pembuatan dan pengoptimalan blockchain baru.

Namun, blockchain modular juga menghadapi tantangan uniknya sendiri. Arsitekturnya yang kompleks meningkatkan beban kerja pengembang dalam desain, pengembangan, dan pemeliharaan. Sebagai teknologi yang baru muncul, blockchain modular belum menjalani pengujian keamanan yang komprehensif dan pengujian fluktuasi pasar, dan stabilitas serta keamanan jangka panjangnya masih memerlukan verifikasi lebih lanjut.

2. Mengapa kita membutuhkan blockchain modular?

Mengapa teknologi blockchain modular mendapat begitu banyak perhatian dan diprediksi akan menjadi tren masa depan? Hal ini terkait erat dengan teori segitiga mustahil yang terkenal di bidang blockchain.

Sumber: chainlink

Segitiga mustahil blockchain mengacu pada kesulitan jaringan blockchain untuk mencapai kondisi optimal dalam tiga atribut inti yakni keamanan, desentralisasi, dan skalabilitas secara bersamaan.

• Skalabilitas berfokus pada kemampuan jaringan untuk menangani sejumlah besar transaksi dan kemampuannya untuk mempertahankan operasi yang efisien dan berbiaya rendah seiring dengan bertambahnya jumlah pengguna dan transaksi. Hal ini biasanya diukur dengan TPS (transaksi per detik) dan latensi (waktu yang diperlukan untuk mengonfirmasi transaksi).

• Keamanan mengacu pada biaya dan kesulitan melindungi jaringan blockchain dari serangan. Misalnya, mekanisme POW Bitcoin mengharuskan penyerang memiliki lebih dari 51% daya komputasi dari keseluruhan jaringan, sementara mekanisme POS Ethereum mengharuskan lebih dari ⅓ node untuk berkolusi.

• Desentralisasi menjelaskan bahwa pengoperasian jaringan tidak bergantung pada satu simpul pusat, tetapi didistribusikan ke banyak simpul. Semakin banyak simpul dan semakin luas distribusi geografisnya, semakin tinggi tingkat desentralisasi jaringan.

Ide inti dari segitiga mustahil adalah bahwa sulit bagi sistem blockchain untuk mencapai yang terbaik dari ketiga karakteristik tersebut. Misalnya, di antara banyak rantai publik, Bitcoin dan Ethereum memiliki kinerja yang luar biasa dalam desentralisasi dan keamanan karena distribusi node yang luas dan jumlah node yang cukup. Namun, mereka mengorbankan tingkat skalabilitas tertentu, yang mengakibatkan kecepatan transaksi yang lebih lambat dan biaya transaksi yang lebih tinggi: waktu blok Bitcoin sekitar 10 menit, TPS Ethereum sekitar 13, dan ketika volume transaksi melonjak, biaya transaksi Ethereum mungkin setinggi ratusan dolar.

Dalam konteks inilah teknologi blockchain modular muncul. Teknologi ini memecahkan tantangan skalabilitas dan biaya transaksi rantai publik tradisional dengan menetapkan fungsi yang berbeda ke modul-modul khusus. Misalnya, teknologi Lightning Network Bitcoin dan Rollup Ethereum merupakan perwujudan dari pemikiran modular.

Keunggulan blockchain modular terletak pada arsitektur berlapisnya, yang memungkinkan setiap lapisan dioptimalkan untuk kebutuhan tertentu. Lapisan data dapat difokuskan pada penyimpanan dan verifikasi data, sementara lapisan eksekusi dapat menangani logika kontrak pintar. Pemisahan ini tidak hanya meningkatkan kinerja dan efisiensi, tetapi juga mendorong interoperabilitas antara berbagai blockchain, yang menyediakan fondasi untuk membangun ekosistem yang terbuka dan saling terhubung.

Singkatnya, teknologi blockchain modular menyediakan cara baru untuk mengatasi keterbatasan rantai publik tradisional. Teknologi ini mencapai skalabilitas yang lebih tinggi dan biaya transaksi yang lebih rendah sambil mempertahankan desentralisasi dan keamanan, yang memiliki signifikansi yang luas untuk aplikasi yang meluas dan pengembangan teknologi blockchain dalam jangka panjang.

3. Analisis proyek jalur blockchain modular

Blockchain modular dapat dibagi menjadi beberapa jenis berdasarkan karakteristik arsitekturnya. Di antara jenis-jenis ini, lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus sering kali dirancang sebagai satu kesatuan utuh karena saling ketergantungan yang erat. Hal ini karena ketika sebuah node menerima data transaksi, node tersebut biasanya juga menentukan urutan transaksi, yang merupakan inti dari keamanan dan kekekalan blockchain.

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

3.1 Lapisan Eksekusi

Teknologi Layer 2, sebagai perluasan dari lapisan eksekusi dalam arsitektur blockchain, merupakan perwujudan dari konsep blockchain modular. Teknologi ini berkomitmen untuk meningkatkan skalabilitas rantai utama dengan membangun jaringan, sistem, atau teknologi off-chain di atas blockchain yang mendasarinya.

Solusi Layer 2 memungkinkan pemrosesan transaksi yang lebih cepat dan lebih hemat biaya sambil mempertahankan keamanan dan desentralisasi blockchain yang mendasarinya. Menurut dasbor dune yang dibuat oleh @0x ning, dapat dilihat bahwa rata-rata gas yang dikonsumsi oleh verifikasi dan likuidasi Layer 2 dalam ekosistem Ethereum kurang dari 10%, yang sangat menghemat biaya transaksi pengguna.

Sumber: https://dune.com/0xning/ethereum-gas-war

Teknologi Rollup saat ini merupakan solusi paling umum untuk Layer 2. Konsep intinya adalah eksekusi off-chain, verifikasi on-chain. Teknologi ini melakukan kalkulasi dan tugas lain di luar rantai, lalu mengunggah calldata kembali ke jaringan utama.

Eksekusi di luar rantai

Dalam model Rollup, transaksi dieksekusi di luar jaringan, dan blockchain yang mendasarinya hanya bertanggung jawab untuk memverifikasi bukti transaksi dalam kontrak pintar dan menyimpan data transaksi mentah. Desain ini secara signifikan mengurangi beban komputasi rantai utama dan mengurangi persyaratan penyimpanan, sehingga memungkinkan pemrosesan transaksi yang lebih efisien.

Untuk lebih menekan biaya, Rollup menggunakan teknologi pengemasan transaksi. Teknologi ini dapat diibaratkan seperti pengemasan barang dalam logistik. Mengirim setiap barang secara terpisah akan menimbulkan biaya pengiriman yang tinggi. Teknologi Rollup secara signifikan mengurangi biaya setiap transaksi dengan mengemas beberapa transaksi menjadi satu dan hanya memerlukan satu kali pengangkutan.

Verifikasi dalam rantai

Verifikasi on-chain merupakan kunci keamanan jaringan Layer 2. Jaringan Layer 2 harus menyediakan bukti kriptografi untuk menyelesaikan potensi perselisihan pada blockchain yang mendasarinya. Saat ini, dua mekanisme pembuktian utama adalah bukti penipuan dan bukti validitas, yang masing-masing mendukung Optimistic Rollups dan ZK Rollups.

Bukti Penipuan untuk Optimistic Rollups

Optimistic Rollups mengadopsi asumsi optimis bahwa semua transaksi valid secara default kecuali ada bukti kesalahan yang jelas. Model ini bergantung pada bukti kesalahan (bukti penipuan) selama periode tantangan, dan setiap peserta jaringan dapat mengajukan bukti untuk menantang status kontrak pintar, memastikan keadilan dan transparansi jaringan.

Berdasarkan data L2 BEAT, saat ini terdapat 16 Layer 2 yang menggunakan mekanisme Optimistic Rollups, seperti: Arbitrum, OP, Base, Blast, dll.

Sumber: l2 beat.com

Bukti Validitas untuk ZK Rollups

Tidak seperti Optimistic Rollups, ZK Rollups mengambil pendekatan yang lebih hati-hati, dengan mewajibkan semua transaksi dibuktikan validitasnya sebelum diterima. Mekanisme pembuktian ini serupa dengan proses verifikasi, yang memastikan bahwa setiap transaksi dan kalkulasi dalam jaringan Layer 2 akurat. Singkatnya, pembuktian validitas merupakan landasan ZK-Rollups, yang mewajibkan setiap kelompok transaksi disertai dengan pembuktian yang sesuai, sehingga memastikan bahwa kontrak pintar pada blockchain yang mendasarinya 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 L2 BEAT, saat ini ada 11 Layer 2 yang menggunakan mekanisme ZK Rollups, seperti Linea, Starknet, zkSync, dll.

Sumber: l2 beat.com

3.2 Lapisan Ketersediaan Data dan Lapisan Konsensus

3.2.1 Langit

Sebagai pelopor dalam bidang blockchain modular, Celestia pada dasarnya adalah lapisan ketersediaan data yang menyediakan fondasi yang kuat untuk pengembangan dApps dan Rollups. Dengan menerapkan lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus pada Celestia, pengembang aplikasi dapat berfokus pada pengoptimalan logika eksekusi dan menyerahkan kompleksitas ketersediaan data dan mekanisme konsensus kepada Celestia.

Desain arsitektur Celestias menyediakan berbagai solusi untuk perluasan modular. Arsitekturnya terutama mencakup tiga jenis berikut:

1. Gulungan Kedaulatan : Celestia menyediakan lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus, sementara lapisan penyelesaian dan lapisan eksekusi diimplementasikan secara independen oleh rantai kedaulatannya masing-masing.

2. Rollup Penyelesaian ( seperti proyek Cevmos): Berdasarkan DA dan lapisan konsensus yang disediakan oleh Celestia, Cevmos menyediakan layanan lapisan penyelesaian, sementara rantai aplikasi mengambil alih peran lapisan eksekusi.

3. selestium : Lapisan ketersediaan data dikelola oleh Celestia, lapisan konsensus dan lapisan penyelesaian bergantung pada jaringan Ethereum yang kuat, dan rantai aplikasi terus berfokus pada lapisan eksekusi.

Celestia menggunakan sejumlah teknologi inovatif untuk secara signifikan mengurangi biaya penyimpanan data dan mengoptimalkan efisiensi penyimpanan.

Teknologi Pengodean Penghapusan

Salah satu inovasi Celestia adalah penerapan kode penghapusan. Dalam makalah Data Availability Sampling and Fraud Proofs yang ditulis bersama oleh Mustafa Albasan (salah satu pendiri Celestia) dan Vitalik Buterin, diajukan ide arsitektur baru, yaitu, simpul penuh bertanggung jawab atas produksi blok, sementara simpul ringan bertanggung jawab atas verifikasi blok. Teknologi kode penghapusan memperkenalkan redundansi selama transmisi data untuk memastikan bahwa blok data asli dapat dipulihkan sepenuhnya bahkan dalam kasus kehilangan data hingga 50%.

Mekanisme ini berarti bahwa untuk memastikan ketersediaan data blok 100%, produsen blok hanya perlu menerbitkan 50% data blok ke jaringan. Jika produsen jahat mencoba merusak 1% data blok, mereka sebenarnya perlu merusak seluruh 50% data, yang sangat meningkatkan biaya pelaku jahat.

Pengambilan sampel ketersediaan data

Celestia memecahkan masalah skalabilitas blockchain dengan memperkenalkan teknologi Data Availability Sampling (DAS). Alur kerja DAS mencakup langkah-langkah utama berikut:

1. Pengambilan sampel secara acak : Node ringan melakukan beberapa putaran pengambilan sampel acak pada data blok, yang hanya meminta sebagian kecil data blok setiap kalinya.

2. Tingkatkan kepercayaan diri secara bertahap : Saat node ringan menyelesaikan lebih banyak putaran pengambilan sampel, kepercayaannya terhadap ketersediaan data secara bertahap meningkat.

3. Mencapai ambang batas kepercayaan : Setelah node ringan mencapai tingkat keyakinan yang telah ditetapkan (misalnya 99%) melalui pengambilan sampel, ia menganggap data blok tersedia.

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

3.2.2 Lapisan Sendiri

EigenDA adalah layanan ketersediaan data yang aman, berthroughput tinggi, dan terdesentralisasi, dan merupakan layanan verifikasi aktif (AVS) pertama yang diluncurkan di EigenLayer. AVS dapat dipahami sebagai operator node, yang merupakan bagian dari ribuan operator node di Ethereum. Berdasarkan pekerjaan utama mereka (bertanggung jawab atas verifikasi konsensus Ethereum), mereka mengambil beberapa pekerjaan pribadi tambahan (melayani rollup dan jaringan lain dengan persyaratan verifikasi konsensus) untuk mendapatkan penghasilan tambahan. Dengan peningkatan jumlah Ethereum yang di-staking ulang dan lebih banyak AVS yang bergabung dengan ekosistem EigenLayer di masa mendatang, Rollup dapat memperoleh biaya transaksi yang lebih rendah dan komposabilitas keamanan yang lebih tinggi dalam ekosistem EigenLayer.

EigenLayer adalah protokol re-staking berbasis Ethereum. Protokol ini menggunakan staker dari lapisan konsensus Ethereum sebagai validator, yang menggunakan sebagian keamanan Ethereum untuk menghindari risiko kepercayaan dari penyedia layanan terpusat atau token mereka sendiri, sehingga menurunkan ambang batas pengembangan untuk proyek lain. Pada saat yang sama, protokol ini juga meningkatkan jaringan kepercayaan Ethereum dan meningkatkan nilai serta pengaruh Ethereum.

Dari segi arsitektur, EigenDA menggunakan teknologi ZK untuk memverifikasi data status yang dikirimkan oleh Layer 2, dan jaringan EigenDA, yang keamanan konsensusnya dijamin oleh Restaking ETH, bertanggung jawab atas finalitas. Terakhir, data status Layer 2 dikirimkan dan disimpan ke mainnet Ethereum. Oleh karena itu, EigenDA setara dengan subkontraktor untuk verifikasi dan finalitas layanan DA mainnet Ethereum, bukan pesaing seperti Celestia.

3.2.3 Tersedia

Avail adalah proyek blockchain modular yang diumumkan oleh tim Polygon pada bulan Juni 2023. Proyek ini dipisahkan dari Polygon pada bulan Maret tahun ini dan beroperasi sebagai entitas independen. Avail saat ini berjalan di testnet dan baru saja menyelesaikan putaran pendanaan Seri A senilai $43 juta yang dipimpin oleh Dragonfly dan Cyber Fund.

Arsitektur inti Avail terutama terdiri dari tiga bagian: Avail DA, Avail Nexus, dan Avail Fusion. Avail DA adalah lapisan ketersediaan data modular yang menyediakan layanan DA untuk berbagai blockchain, seperti Celestia. Avail Nexus adalah protokol pengiriman pesan lintas rantai yang terstandarisasi, mirip dengan protokol Cosmos IBC, yang menyediakan interoperabilitas yang setara antara berbagai lintas rantai. Avail Fusion memperkenalkan konsensus POS multi-aset, dengan tujuan menyediakan jaminan konsensus yang aman untuk seluruh jaringan Avail.

Dalam hal teknologi, Avail DA menggunakan komitmen polinomial Kate untuk menghindari bukti penipuan, tidak perlu berasumsi bahwa sebagian besar node jujur, dan tidak bergantung pada node penuh untuk menyediakan data. Hal ini berbeda dari arsitektur Celestias, yang didasarkan pada bukti penipuan, jadi ada perbedaan mendasar antara keduanya di tingkat teknis.

Dengan munculnya proyek blockchain dengan ketersediaan data modular seperti Celestia dan Avail, Perang DA modular akan semakin intens, dan fungsionalitas Ethereum sebagai lapisan DA juga akan teralihkan. Di masa mendatang, sangat mungkin akan ada lanskap persaingan yang sangat kuat dan sangat kuat.

3.3 Lapisan Pemukiman

3.3.1 Dinamis

Dymension adalah platform blockchain modular berbasis Cosmos yang menyediakan kerangka kerja ringkas untuk pengembangan RollApp melalui teknologi rollup skalabilitas bawaan. Dalam arsitektur Dymension, pengembang dapat berfokus pada penerapan logika bisnis dan menggunakan Rollup Development Kit (RDK) serta lapisan penyelesaian khusus untuk menyebarkan Rollup dengan cepat untuk aplikasi tertentu.

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

RollApp merupakan gabungan dari Rollup dan App. Ini adalah blockchain modular berkinerja tinggi yang didedikasikan untuk aplikasi tertentu di Dymension. RollApp dapat disajikan 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, Sequencer memainkan peran kunci dalam memverifikasi, menyortir, dan memproses transaksi lokal. Setelah blok dikemas, data akan diteruskan ke simpul penuh peer dan dipublikasikan pada rantai ke jaringan ketersediaan data yang dipilih oleh RollApp, seperti Celestia. Setelah menerima respons dari Celestia, Sequencer mengirimkan akar statusnya ke Dymension Hub untuk pembentukan dan penyelesaian konsensus.

Sebagai pusat seluruh ekosistem, Dymension Hub mengemban fungsi lapisan konsensus dan lapisan penyelesaian. Ia menerima akar status dari RollApp dan menyediakan layanan konfirmasi transaksi akhir dan penyelesaian untuk RollApps.

Melalui desain ini, Rollup dapat mendelegasikan tugas konsensus dan penyelesaian ke Dymension Hub, dan mendelegasikan tugas penyimpanan dan verifikasi data ke jaringan DA seperti Celestia. Dengan cara ini, Rollup dapat berbagi keamanan ekonomi dari kedua jaringan ini sambil berfokus pada peningkatan efisiensi eksekusi dan pengalaman pengguna aplikasi itu sendiri.

3.3.2 Cevmos

Cevmos, yang namanya menggabungkan Celestia, EVMos, dan CosmOS, bertujuan untuk menyediakan lapisan penyelesaian untuk rollup yang kompatibel dengan EVM.

Karena Cevmos sendiri merupakan rollup, semua rollup yang dibangun di atasnya secara kolektif disebut sebagai settlement rollup. Setiap rollup menyebarkan ulang kontrak dan aplikasi rollup yang ada di Ethereum melalui jembatan kepercayaan dua arah yang diminimalkan dengan rollup Cevmos, sehingga mengurangi beban kerja migrasi. Rollup di Cevmos akan menerbitkan data ke Cevmos, yang kemudian mengelompokkan data dan menerbitkannya ke Celestia. Sama seperti Ethereum, Cevmos akan melakukan pembuktian rollup sebagai lapisan settlement.

4. Blockchain modular dalam ekosistem Bitcoin

Dengan efek penciptaan kekayaan yang dihasilkan oleh protokol Ordinals dan persetujuan ETF Bitcoin, berbagai faktor yang menguntungkan telah berkumpul untuk menyuntikkan vitalitas baru ke dalam ekosistem Bitcoin. Perhatian pasar telah dengan cepat tertuju pada ekosistem Bitcoin, dan dana investor institusional juga telah mengalir ke bidang ini, menunjukkan keyakinan dan harapan mereka terhadap perkembangan ekosistem Bitcoin di masa mendatang.

Dalam konteks ini, teknologi Bitcoin Layer 2 sedang berkembang pesat, dengan banyaknya solusi teknis yang bermunculan, membentuk ekosistem teknologi yang beragam dan dinamis. Berbagai solusi inovatif telah muncul, yang bersama-sama mendorong perluasan dan pengoptimalan jaringan Bitcoin.

Meskipun industri belum mencapai konsensus terpadu tentang definisi pasti Bitcoin Layer 2, artikel ini akan memanfaatkan konsep blockchain modular Ethereum dan mengeksplorasi kemungkinan serta metode membangun Bitcoin Layer 2 dari perspektif modular.

4.1 Mengapa Bitcoin membutuhkan modularitas?

Jaringan Ethereum dikenal dengan fungsionalitas kontrak pintar Turing-complete, yang dapat menyimpan dan memverifikasi status historis, sehingga mendukung aplikasi terdesentralisasi (DApps) yang kompleks. Sebaliknya, jaringan Bitcoin adalah jaringan kontrak non-pintar tanpa status, dan ketidaksempurnaannya dalam desain sistem terutama disebabkan oleh dua aspek:

1. Keterbatasan Sistem Akun UTXO

Dalam dunia blockchain, ada dua cara utama untuk menyimpan catatan: model akun/saldo dan model UTXO. Model UTXO yang digunakan oleh Bitcoin sangat berbeda dengan model akun/saldo yang digunakan oleh Ethereum.

Dalam sistem Bitcoin, meskipun pengguna melihat saldo akun di dompet mereka, pada kenyataannya, sistem Bitcoin yang dirancang oleh Satoshi Nakamoto tidak menyertakan konsep saldo. Yang disebut saldo Bitcoin sebenarnya adalah konsep yang berasal dari aplikasi dompet berbasis UTXO. UTXO adalah singkatan dari unspent transaction output, yang merupakan inti dari pembuatan dan verifikasi transaksi Bitcoin. Setiap transaksi Bitcoin terdiri dari input dan output. Setiap transaksi mengonsumsi (membelanjakan) satu atau lebih input dan menghasilkan output baru. Output yang baru dihasilkan ini kemudian menjadi UTXO baru, yang menunggu untuk dikonsumsi oleh transaksi selanjutnya.

Sebagai arsitektur teknis minimalis untuk transfer dan penyelesaian aset, model UTXO sulit diperluas untuk mendukung fungsi kompleks seperti kontrak pintar.

2. Bahasa skrip non-Turing-lengkap

Bahasa skrip Bitcoin tidak mendukung semua jenis kalkulasi, dan tidak Turing lengkap karena kurangnya loop dan pernyataan kontrol bersyarat. Meskipun fitur ini membantu mengurangi serangan peretas dan meningkatkan keamanan jaringan, fitur ini juga membatasi kemampuan Bitcoin untuk menjalankan kontrak pintar yang kompleks.

Karena desain sistem Bitcoin yang tidak sempurna, sistem tersebut perlu mengandalkan ekspansi modular eksternal untuk fungsi yang lebih kompleks. Dalam hal ini, permintaan Bitcoin untuk modularisasi tidak diragukan lagi lebih mendesak daripada Ethereum. Lapisan eksekusi, lapisan ketersediaan data, lapisan konsensus, dan lapisan interoperabilitas lintas rantai dalam ekosistemnya semuanya perlu dienkapsulasi dan diperluas secara modular.

4.2 Analisis proyek modular dalam ekosistem Bitcoin

4.2.1 Lapisan Eksekusi – Lapisan Bitcoin 2

Merlin

Merlin Chain saat ini memiliki TVL tertinggi di jalur Bitcoin Layer 2, mencapai miliaran dolar, dan dapat dikatakan sebagai proyek paling menarik di ekosistem Bitcoin. Sebagai jaringan Bitcoin Layer 2, Merlin Chain mendukung berbagai aset Bitcoin asli sekaligus kompatibel dengan EVM, yang menunjukkan pertimbangan ganda terhadap ekosistem Bitcoin dan ekosistem Ethereum.

Sumber: https://defillama.com/chain/Merlin

Fungsionalitas Merlin berputar di sekitar jaringan ZK-Rollup, jaringan oracle yang terdesentralisasi, dan pencegahan penipuan on-chain.

Jaringan ZK-Rollup

Inti dari ZK-Rollups adalah penggunaan bukti tanpa pengetahuan, sebuah metode kriptografi yang memungkinkan satu pihak (pembuktian) untuk membuktikan kepada pihak lain (verifikator) bahwa sebuah pernyataan itu benar tanpa mengungkapkan informasi apa pun selain membuktikan bahwa pernyataan itu benar.

Merlin Chain memproses dan menghitung transaksi di luar jaringan untuk menghindari biaya transaksi yang tinggi dan kemacetan jaringan pada jaringan Bitcoin. Pada saat yang sama, ZK-rollup dapat mengompresi beberapa bukti transaksi menjadi beberapa kelompok, dan rantai utama Bitcoin hanya perlu memverifikasi satu bukti yang mengemas beberapa transaksi, yang sangat mengurangi beban kerja rantai utama dan meningkatkan efisiensi transaksi.

Jaringan Oracle Terdesentralisasi

Jaringan oracle terdesentralisasi Merlin setara dengan peran DAC (Komite Ketersediaan Data) untuk memeriksa dan memastikan bahwa sorter telah menerbitkan data DA lengkap secara jujur di luar jaringan. Desentralisasi jaringan oracle terletak pada fakta bahwa ia mengadopsi bentuk POS. Siapa pun yang menjaminkan aset yang cukup dapat menjalankan node oracle. Mekanisme jaminan ini sangat fleksibel dan mendukung aset seperti BTC dan MERL, serta jaminan proksi yang mirip dengan Lido.

Pencegahan penipuan on-chain

Merlin memperkenalkan ide BitVM dan juga mengadopsi mekanisme ZK-Rollup yang optimis. Secara sederhana, hal ini dapat dipahami sebagai asumsi bahwa semua ZK Proof dapat dipercaya, dan hanya menghukum operator ketika terjadi kesalahan. Karena verifikasi dilakukan di mainnet Bitcoin, di rantai Bitcoin, karena keterbatasan teknis, maka mustahil untuk memverifikasi ZK Proof sepenuhnya, dan hanya langkah tertentu dari proses kalkulasi ZK Proof yang dapat diverifikasi dalam keadaan khusus. Oleh karena itu, orang hanya dapat memilih untuk menunjukkan bahwa ada kesalahan dalam langkah kalkulasi ZKP tertentu selama proses verifikasi di luar rantai, dan menantangnya melalui pembuktian penipuan.

4.2.2 Lapisan Ketersediaan Data Lapisan Konsensus

Jaringan B²

Jaringan B² mengadopsi desain modular, dengan lapisan Rollup (ZK-Rollup) yang bertanggung jawab atas eksekusi, lapisan ketersediaan data (B² Hub) yang bertanggung jawab atas penyimpanan data, dan Node B² yang melakukan verifikasi di luar rantai. Lapisan penyelesaian terakhir adalah mainnet Bitcoin.

Lapisan ZK-Rollup B² Networks menggunakan solusi zkEVM, yang bertanggung jawab untuk mengeksekusi transaksi pengguna dalam jaringan lapis kedua dan mengeluarkan bukti terkait. Lapisan Rollup bertanggung jawab untuk mengirimkan dan memproses transaksi pengguna, sementara lapisan DA bertanggung jawab untuk menyimpan salinan data agregat dan memverifikasi bukti zero-knowledge terkait.

Sumber: https://docs.bsquared.network

B² Hub adalah jaringan DA yang dibangun di luar jaringan yang mendukung pengambilan sampel data dan dianggap sebagai pelopor dalam solusi ekspansi Bitcoin modular. B² Hub memanfaatkan ide desain Celestia dan memperkenalkan teknologi pengambilan sampel data dan pengodean penghapusan untuk memastikan bahwa data baru dapat didistribusikan dengan cepat ke banyak node eksternal dan meminimalkan risiko penahanan data. Selain itu, Committer di B² Hub mengunggah indeks penyimpanan dan hash data dari data DA ke rantai Bitcoin untuk akses publik.

Sumber: https://blog.bsquared.network

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

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

5. Kesimpulan

Semboyan Modular adalah masa depan yang secara bertahap berubah dari sebuah ide menjadi kenyataan. Teknologi blockchain modular, dengan fleksibilitas dan skalabilitasnya, menyediakan fondasi yang kokoh untuk membangun aplikasi terdesentralisasi generasi berikutnya. Teknologi ini memungkinkan pengembang untuk memilih dan menggabungkan berbagai modul sesuai dengan kebutuhan spesifik, sehingga menciptakan solusi blockchain yang lebih efisien, aman, dan mudah dirawat.

Meningkatnya penggunaan blockchain modular merupakan pendekatan produk yang lebih berbasis jiwa. Dalam pendekatan ini, blockchain tidak lagi dilihat sebagai sistem tertutup, tetapi platform terbuka dan terukur tempat berbagai layanan dan fungsi dapat dengan mudah dipasang dan dilepas seperti balok Lego. Fleksibilitas ini memungkinkan pengembang untuk membangun dan menerapkan solusi blockchain dengan cepat berdasarkan kebutuhan skenario aplikasi tertentu.

Berasal dari ekosistem Ethereum dan kemudian mencuat di ekosistem Bitcoin, teknologi modular telah digunakan di berbagai jalur industri mata uang kripto. Misalnya, Chromia, rantai publik modular yang menggunakan teknologi basis data relasional, bekerja sama dengan banyak gim seperti My Neighbor Alice dan Chain of Alliance di bidang gim; di jalur RWA, Chromia menciptakan Ledger Digital Asset Protocol, yang telah diadopsi oleh beberapa proyek. Di bidang AI, CARV berfokus pada pembangunan lapisan data modular untuk gim AI dan Web3, serta memastikan privasi dan keamanan selama pemrosesan data dengan memanfaatkan teknologi seperti trusted execution environment (TEE) dan zero-knowledge proof.

Seiring dengan semakin matangnya teknologi blockchain modular dan meluasnya area penerapannya, kami memiliki alasan untuk percaya bahwa teknologi ini akan menghadirkan lebih banyak kemungkinan inovatif bagi semua lapisan masyarakat. Dari lahirnya Bitcoin hingga meluasnya penerapan blockchain modular saat ini, kita telah menyaksikan bagaimana teknologi blockchain telah berevolusi dari aplikasi mata uang digital tunggal menjadi ekosistem yang mendukung aplikasi yang kompleks dan beragam. Di masa mendatang, blockchain modular akan terus mendorong kemajuan teknologi dan meletakkan dasar untuk membangun dunia digital yang lebih terbuka, fleksibel, dan aman.

Referensi:

【1】 https://www.panewslab.com/zh/articledetails/qn9zbgmj.html

【2】 https://www.chaincatcher.com/article/2115788

【3】 https://celestia.org/what-is-celestia/

【4】 https://paragraph.xyz/@tokensightxyz/eigenda-a-cryptoeconomic-analysis

【5】 https://research.web3caff.com/zh/archives/14476?ref=1ref=852

【6】 https://docs.bsquared.network/architecture

【7】 https://web3caff.com/zh/archives/89022

【8】 https://blog.chain.link/blockchain-scalability-approaches-zh/#post-title

【9】 https://web3caff.com/zh/archives/33958

【10】 https://web3caff.com/zh/archives/90232

【11】 https://www.theblockbeats.info/news/50536

Artikel ini bersumber dari internet: Memahami modularitas dalam satu artikel: solusi yang dapat dicolokkan untuk mengatasi hambatan kinerja blockchain