blockchain modular: evolusi infrastruktur Web3 generasi berikutnya

Blockchain modular sebagai infrastruktur dasar blockchain generasi baru, sedang mendorong evolusi ekosistem Web3. Ini dengan mendefinisikan kembali arsitektur berlapis dari blockchain, membagi fungsi yang berbeda menjadi modul independen, mencapai kinerja dan fleksibilitas yang lebih tinggi. Meskipun blockchain modular menjadi fokus narasi baru, ini tidak berarti bahwa blockchain monolitik tradisional akan tergantikan. Sebaliknya, keduanya akan saling melengkapi, mendukung ekosistem Web3 tingkat satu miliar pengguna berikutnya.

Untuk memahami blockchain modular, dapat dilihat dari sudut transaksi dan data blok, yang dibagi menjadi beberapa modul kunci: lapisan eksekusi, lapisan ketersediaan data, lapisan konsensus, dan lapisan penyelesaian.

• Lapisan eksekusi bertanggung jawab untuk pemrosesan dan perhitungan transaksi secara massal, berfungsi sebagai pelopor dalam ekspansi dan outsourcing perhitungan blockchain modular.
• Lapisan ketersediaan data tidak hanya mengurangi biaya penyimpanan data, tetapi juga mewujudkan verifikasi ketersediaan data di bawah jaminan lapisan konsensus.
• Lapisan konsensus berfokus pada penggunaan kembali mekanisme konsensus terdesentralisasi, membangun kerangka terdesentralisasi yang baru.
• Layer penyelesaian mengoptimalkan pencocokan dan keterkaitan antara aset akun dan aliran transaksi.

Perkembangan dan Tantangan Blockchain Modular

Kelahiran Bitcoin menandai munculnya sistem uang elektronik terdesentralisasi, yang memperkenalkan orang pada teknologi Blockchain dan mekanisme konsensus proof-of-work. Selanjutnya, Ethereum sebagai platform kontrak pintar menunjukkan prospek luas Blockchain di bidang keuangan, sosial, permainan, dan lainnya. Meskipun teknologi Blockchain masih dalam tahap awal, potensinya sangat besar.

Saat ini, rantai publik utama dapat disebut sebagai blockchain tunggal, yang menggunakan transaksi sebagai wadah, menyimpan transaksi yang valid melalui blok, dan mengandalkan mekanisme konsensus tertentu untuk mewujudkan jaringan buku besar terdistribusi yang terdesentralisasi dan tanpa kepercayaan. Blockchain tunggal dapat dibangun secara independen sebagai ekosistem yang lengkap, tetapi seiring perkembangan, ia juga akan menghadapi masalah seperti kemacetan transaksi, peningkatan biaya, dan tingginya ambang partisipasi.

Untuk mengatasi keterbatasan blockchain monolitik, industri telah melakukan eksplorasi yang luas, termasuk saluran status, sidechain, Rollup, node ringan, sharding, modul blockchain, dan solusi teknis lainnya. Penelitian ini terus mengoptimalkan tumpukan teknologi blockchain dan meningkatkan tingkat adopsi blockchain.

Definisi dan Arsitektur blockchain modular

Blockchain modular mendefinisikan kembali arsitektur berlapis dari blockchain melalui pemikiran agregasi dan kombinasi, membaginya menjadi modul yang independen dan dapat digabungkan. Arsitektur ini tidak hanya meningkatkan kinerja di berbagai aspek, tetapi juga dapat memenuhi beragam skenario aplikasi.

Dari sudut pandang pengguna, jaringan lapisan kedua Ethereum Arbitrum dapat membantu kita memahami secara intuitif arsitektur blockchain modular:

• Transaksi pengguna dikumpulkan dan diproses oleh penyusun di jaringan lapisan dua, bukan langsung berinteraksi dengan jaringan lapisan satu.
• Sequencer mengompresi data transaksi batch dan mengirimkannya ke jaringan lapisan satu
• Mengurutkan transaksi secara bersamaan, menghitung perubahan status, dan mengirimkan hasilnya ke jaringan penyelesaian lapisan satu.

Dengan cara ini, kita dapat dengan jelas memahami fungsi dari lapisan eksekusi, lapisan ketersediaan data, lapisan konsensus, dan lapisan penyelesaian:

• Lapisan eksekusi: penyusun urutan memproses transaksi, termasuk kompresi data dan perhitungan status
• Lapisan ketersediaan data: lapisan jaringan menyimpan data transaksi terkompresi yang dieksekusi
• Lapisan konsensus: menjamin keamanan lapisan eksekusi di lapisan ketersediaan data dan lapisan penyelesaian
• Lapisan penyelesaian: konfirmasi finalitas perubahan status

Produk dan Pengembangan Lapisan Eksekusi

Sebelum produk lapisan eksekusi muncul, industri telah lama mengeksplorasi cara untuk meningkatkan kinerja transaksi Blockchain. Selain mengoptimalkan rantai tunggal itu sendiri, ekosistem Ethereum telah mengembangkan solusi Layer2 yang didominasi oleh Rollup, seperti Optimism, Arbitrum sebagai Optimistic Rollup, serta Starknet, zkSync sebagai ZK Rollup.

Seiring dengan perkembangan Layer2, konsep lapisan eksekusi secara resmi diusulkan. Tidak hanya Ethereum, tetapi juga blockchain lainnya sedang mengembangkan solusi Rollup mereka sendiri. Ini membawa situasi baru di mana banyak rantai dan banyak lapisan eksekusi dapat berdampingan, sekaligus menciptakan masalah baru seperti pemisahan ekosistem dan biaya operasional pengguna yang tinggi.

Untuk itu, muncul produk Rollup sebagai layanan, seperti Sovereign Labs, Stackr Labs, dan sebagainya. Produk-produk ini membangun arsitektur lapisan eksekusi pohon dengan satu Hub dan banyak Rollup.

Meskipun produk lapisan eksekusi telah mencapai kemajuan signifikan, masih ada banyak tantangan yang perlu diatasi, seperti masalah pengurut terdesentralisasi, zkEVM, dan transaksi paralel.

Perkembangan Lapisan Ketersediaan Data

Seiring dengan berkembangnya pengguna Blockchain dan smart contract, data on-chain mengalami pertumbuhan eksponensial. Node penuh Ethereum kini membutuhkan ruang penyimpanan lebih dari 800G, sementara node Arsip memerlukan lebih dari 13TB. Bagaimana cara menyimpan dan memproses data blockchain yang sangat besar secara efisien dan murah menjadi masalah kunci.

Bitcoin awalnya menghadapi masalah pembengkakan data melalui solusi seperti Reclaiming Disk Space dan SPV. Ethereum mengeksplorasi solusi seperti Stateless Ethereum. Seiring dengan perkembangan produk lapisan eksekusi, konsep ketersediaan data diperluas, menekankan validasi keabsahan transaksi tanpa harus menyinkronkan data secara lengkap.

Ethereum sebagai lapisan eksekusi utama dan lapisan ketersediaan data, menghadapi masalah seperti biaya operasi yang tinggi dan kapasitas yang terbatas. Untuk itu, telah diajukan skema perbaikan seperti EIP-4844. Produk DA khusus lainnya seperti Celestia, Polygon Avail, memiliki terobosan dalam hal pengambilan sampel, pengkodean, dan sebagainya. Selain itu, ada juga produk lapisan penyimpanan seperti Greenfield, Arweave.

Perkembangan Lapisan Konsensus

Jaringan Blockchain memerlukan mekanisme konsensus yang kuat untuk menjamin kepemilikan aset. Saat ini, mekanisme PoW dan PoS yang utama masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan, serta sulit untuk beroperasi lintas rantai.

PoW menghadapi risiko serangan kekuatan komputasi, rantai baru perlu mengumpulkan kekuatan komputasi dalam jangka panjang atau memanfaatkan penambangan bersama. Namun, penambangan bersama dapat menimbulkan konflik kepentingan, seperti kasus Namecoin. Quai Network dan lainnya mencoba PoW bersama multi-rantai asli, tetapi masih sulit untuk mencapai penggunaan kembali konsensus.

Mekanisme PoS bergantung pada nilai hak, tetapi biaya untuk membangun kumpulan validator tinggi. Cosmos dan Polkadot mengeksplorasi solusi berbagi keamanan dan rantai paralel. Mekanisme PoS setelah penggabungan Ethereum menciptakan kondisi untuk pemanfaatan kembali sumber daya konsensus.

Proyek seperti EigenLayer sedang menjelajahi cara-cara seperti Restaking untuk menggunakan kembali aset staking Ethereum untuk melindungi jaringan lain. Produk derivatif staking likuid juga menyediakan sumber daya potensial untuk produk lapisan konsensus.

Kesimpulan

blockchain modular memanfaatkan pemikiran arsitektur layanan mikro, menguraikan fungsi blockchain menjadi modul independen. Saat ini, setiap lapisan berkembang dengan cepat, dan di masa depan diharapkan dapat melepaskan lebih banyak potensi melalui kombinasi yang fleksibel. Meskipun masih menghadapi tantangan, blockchain modular semakin menjadi arah penting dalam mendorong kemajuan teknologi blockchain, dan diharapkan dapat membawa lebih banyak inovasi dan peluang bagi ekosistem Web3.