APA ARTI SKALABILITAS DALAM BLOCKCHAIN DAN MENGAPA ITU MENANTANG?

Apa Itu Penskalaan Blockchain?

Penskalaan dalam konteks blockchain mengacu pada kemampuan jaringan blockchain untuk menangani peningkatan jumlah transaksi atau basis pengguna yang terus bertambah tanpa mengorbankan kinerja, keamanan, atau desentralisasinya. Tujuan mendasar penskalaan adalah untuk meningkatkan throughput (transaksi per detik), mengurangi latensi, dan mengendalikan biaya yang terkait dengan penggunaan jaringan, terutama seiring dengan pertumbuhan adopsi.

Misalnya, Bitcoin, jaringan blockchain asli, dapat memproses sekitar 7 transaksi per detik (TPS), sementara Ethereum, platform kontrak pintar terkemuka, menangani sekitar 15–30 TPS. Sebaliknya, sistem pembayaran tradisional seperti Visa dapat memproses lebih dari 24.000 TPS. Perbedaan yang sangat besar ini menunjukkan tantangan skalabilitas yang dihadapi teknologi blockchain.

Ada dua kategori besar pendekatan penskalaan:

• Penskalaan on-chain: Membuat perubahan pada protokol blockchain utama untuk memungkinkan lebih banyak transaksi per detik. Hal ini dapat melibatkan peningkatan ukuran blok, pengurangan waktu blok, atau perubahan algoritma konsensus.
• Penskalaan di luar rantai: Memindahkan pemrosesan transaksi ke sistem tambahan atau lapisan sekunder yang berinteraksi dengan blockchain utama tetapi beroperasi secara independen untuk meningkatkan throughput keseluruhan.

Penskalaan yang efektif harus menjaga keamanan dan desentralisasi blockchain. Namun, hal ini menghadirkan tantangan teknis yang signifikan, karena perubahan pada satu aspek dapat mengorbankan aspek lainnya, yang mengarah pada apa yang dikenal sebagai "trilema skalabilitas".

Trilema Skalabilitas

Trilema skalabilitas, yang dicetuskan oleh salah satu pendiri Ethereum, Vitalik Buterin, menyatakan bahwa sistem blockchain paling banyak dapat mencapai dua dari tiga properti berikut secara bersamaan:

• Desentralisasi: Partisipasi yang setara dari node independen tanpa bergantung pada otoritas pusat.
• Keamanan: Perlindungan dari serangan atau manipulasi.
• Skalabilitas: Kemampuan untuk menangani volume transaksi yang lebih besar secara efisien.

Kesulitannya terletak pada pengoptimalan untuk ketiganya. Peningkatan throughput mungkin melibatkan blok yang lebih besar, yang menguntungkan skalabilitas, tetapi hal ini seringkali membutuhkan daya komputasi yang lebih besar, memusatkan partisipasi node, dan melemahkan desentralisasi. Demikian pula, menambahkan langkah konsensus tambahan dapat meningkatkan keamanan tetapi berpotensi mengurangi skalabilitas.

Seiring meningkatnya adopsi blockchain di berbagai industri—dari keuangan hingga rantai pasokan—memecahkan masalah skalabilitas menjadi sangat penting. Para pengembang dan peneliti secara aktif mengeksplorasi metode inovatif untuk meningkatkan skala jaringan blockchain sambil tetap mempertahankan nilai-nilai inti mereka.

Mengapa Penskalaan Blockchain Begitu Sulit?

Penskalaan jaringan blockchain pada dasarnya sulit karena pilihan desain fundamental yang memprioritaskan desentralisasi dan keamanan. Prinsip-prinsip desain ini, yang menawarkan beberapa manfaat terbesar blockchain—seperti kekekalan dan tanpa kepercayaan—juga menciptakan keterbatasan dalam kecepatan pemrosesan dan penyimpanan data.

1. Mekanisme Konsensus

Inti dari setiap jaringan blockchain adalah mekanisme konsensus, atau metode yang digunakan para peserta untuk menyepakati status buku besar. Mekanisme populer seperti Proof of Work (PoW) dan Proof of Stake (PoS) memerlukan komputasi intensif atau upaya validasi terdistribusi untuk memastikan semua transaksi sah.

Meskipun mekanisme ini melindungi dari penipuan dan manipulasi, mekanisme ini juga menimbulkan latensi. Dalam kasus Bitcoin, waktu blok rata-rata adalah 10 menit, yang membatasi seberapa cepat transaksi dapat diselesaikan. Meningkatkan ukuran blok untuk menampung lebih banyak transaksi mungkin membantu, tetapi juga membebani node dengan beban data yang lebih besar, sehingga menghambat partisipasi dan berpotensi memusatkan kendali.

2. Propagasi Jaringan

Kendala lainnya adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyebarkan blok baru ke seluruh jaringan. Dalam sistem terdesentralisasi, node harus berkomunikasi lintas geografi yang tersebar. Blok yang lebih besar membutuhkan waktu lebih lama untuk menyebar, sehingga meningkatkan kemungkinan blok yatim piatu dan masalah konsensus, yang mengurangi keandalan dan efisiensi.

3. Penyimpanan Data dan Persyaratan Node

Data blockchain disimpan secara redundan di setiap node penuh. Seiring pertumbuhan blockchain, kebutuhan penyimpanan dan bandwidth untuk menjalankan sebuah node juga meningkat. Tanpa penyeimbangan yang cermat, hal ini menyebabkan lebih sedikit individu yang dapat mengoperasikan node, yang sekali lagi membahayakan desentralisasi. Ethereum, misalnya, telah memperkenalkan proposal "sewa negara" untuk mengatasi masalah penyimpanan data berlebih yang menghambat penskalaan.

4. Kompatibilitas Mundur dan Forking

Menerapkan peningkatan skalabilitas biasanya memerlukan perubahan protokol inti blockchain. Perubahan ini sering kali mengakibatkan "hard fork", yang memecah rantai dan ekosistem yang ada. Hal ini dapat menyebabkan kebingungan, fragmentasi, dan hilangnya konsensus komunitas. Mempertahankan kompatibilitas mundur sambil menerapkan peningkatan yang skalabel terus menjadi tantangan yang signifikan.

5. Kerentanan Keamanan

Upaya penskalaan dapat secara tidak sengaja memperkenalkan vektor serangan tambahan. Misalnya, solusi lapisan 2 seperti sidechain dan rollup beroperasi sebagian di luar rantai, dan mungkin mewarisi asumsi keamanan yang lebih lemah daripada rantai utama. Memastikan skalabilitas yang lebih luas tanpa membuat sistem lebih rentan merupakan perhatian yang berkelanjutan bagi para pengembang.

Singkatnya, setiap upaya untuk menskalakan solusi blockchain harus menavigasi jaring trade-off. Baik melalui optimasi protokol maupun solusi di luar rantai, pengembang harus mempertahankan pilar-pilar blockchain—keamanan dan desentralisasi—sambil meningkatkan kinerja dalam lingkungan yang terdistribusi secara global. Tidak ada solusi tunggal yang cocok untuk semua jaringan, oleh karena itu terdapat keragaman strategi di berbagai platform.

Solusi untuk Skalabilitas Blockchain

Mengingat tantangan yang diuraikan, para pengembang telah mengambil pendekatan multifaset untuk menskalakan jaringan blockchain. Solusi ini menargetkan permasalahan seperti volume transaksi, efisiensi konsensus, dan penyimpanan data. Solusi ini secara umum dikategorikan menjadi metode penskalaan on-chain dan off-chain, serta model hibrida.

1. Solusi Lapisan 2

• State Channels: Ini memungkinkan dua pihak untuk bertransaksi off-chain dan hanya mengirimkan hasil akhir ke rantai utama, sehingga secara signifikan mengurangi kemacetan. Contohnya termasuk Lightning Network Bitcoin dan Raiden Network Ethereum.
• Plasma dan Rollup: Rantai plasma beroperasi sebagai rantai anak semi-otonom yang menggabungkan transaksi sebelum menyelesaikannya di rantai utama. Rollup (optimis atau zero-knowledge) mengompresi data transaksi dan memprosesnya off-chain sambil menyimpan bukti on-chain. Hal ini menjaga keamanan dan meningkatkan throughput.

Opsi lapisan 2 semakin diminati karena memungkinkan peningkatan kapasitas transaksi yang signifikan tanpa mengubah protokol dasar.

2. Sharding

Sharding melibatkan pemisahan blockchain menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, atau "shard", yang masing-masing mampu memproses transaksi dan kontrak pintarnya sendiri. Dikoordinasikan oleh rantai utama, shard dapat diskalakan secara linear seiring dengan ukuran jaringan. Ethereum 2.0 membayangkan sharding sebagai fitur skalabilitas sentral; namun, implementasinya kompleks dan berkelanjutan.

3. Mekanisme Konsensus Alternatif

Beberapa blockchain yang lebih baru mengadopsi model konsensus yang secara inheren menawarkan skalabilitas yang lebih baik:

• Delegated Proof of Stake (DPoS): Digunakan oleh EOS dan Tron, DPoS bergantung pada validator yang terbatas, sehingga meningkatkan kecepatan transaksi meskipun dengan desentralisasi yang berkurang.
• Proof of History (PoH): Digunakan oleh Solana, PoH memungkinkan pengurutan transaksi yang cepat, sehingga meningkatkan throughput.

Mekanisme ini berupaya menyeimbangkan keamanan dan skalabilitas, meskipun masing-masing memiliki keterbatasan dan risiko sentralisasi.

4. Pemangkasan Blockchain dan Efisiensi Penyimpanan

Arsip blockchain yang lengkap sangat besar, membutuhkan kapasitas penyimpanan yang tinggi. Teknik pemangkasan—menghapus data yang tidak diperlukan atau data historis—bertujuan untuk memudahkan node berpartisipasi. Beberapa blockchain juga mengeksplorasi model klien stateless, yang hanya membutuhkan data status terkini untuk validasi, sehingga mengurangi beban keseluruhan.

5. Interoperabilitas dan Sidechain

Dengan memanfaatkan sidechain—blockchain paralel yang terhubung ke rantai utama—beban transaksi dapat didistribusikan. Misalnya, Polygon menawarkan sidechain yang kompatibel dengan Ethereum yang memindahkan beban komputasi dan penyimpanan. Protokol interoperabilitas seperti Polkadot dan Cosmos memfasilitasi transaksi lintas rantai, menciptakan ekosistem multi-rantai yang skalabel.

6. Kesimpulan dan Jalan ke Depan

Tidak ada solusi tunggal yang dapat memecahkan masalah skalabilitas blockchain. Kemajuan bersifat iteratif dan seringkali membutuhkan kompromi. Platform terkemuka seperti Ethereum secara bertahap menerapkan sharding dan rollup, sementara blockchain alternatif mengeksplorasi arsitektur baru. Sementara itu, para peneliti terus mengeksplorasi inovasi, mulai dari buku besar berbasis DAG hingga validasi transaksi berbantuan AI.Pada akhirnya, kemampuan blockchain untuk diskalakan secara efektif akan menentukan seberapa luas adopsinya dalam perdagangan global, keuangan, dan lainnya. Skalabilitas tetap menjadi tantangan teknis sekaligus peluang untuk merombak infrastruktur digital dengan sistem terdesentralisasi.