Perbandingan Kedalaman Teknologi Ekspansi off-chain: Saluran Status, Sidechains dan Aplikasinya

Analisis Kedalaman Ekspansi off-chain

Penulis: Cobo Ventures

1. Kebutuhan untuk Perluasan

Visi masa depan blockchain adalah desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas. Namun, biasanya blockchain hanya dapat memenuhi dua dari tiga hal tersebut, dan memenuhi ketiga persyaratan ini dikenal sebagai masalah trilema blockchain. Selama bertahun-tahun, orang-orang telah mengeksplorasi bagaimana menyelesaikan tantangan ini, bagaimana meningkatkan throughput dan kecepatan transaksi blockchain dengan tetap menjamin desentralisasi dan keamanan, yaitu menyelesaikan masalah skalabilitas, adalah salah satu topik hangat yang dibahas dalam proses perkembangan blockchain saat ini.

Mari kita secara umum mendefinisikan desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas blockchain:

  • Desentralisasi: Siapa pun dapat menjadi node yang berpartisipasi dalam produksi dan verifikasi sistem blockchain, semakin banyak jumlah node, semakin tinggi tingkat desentralisasi, sehingga memastikan jaringan tidak berada di bawah kendali sekelompok kecil peserta terpusat yang besar.

  • Keamanan: Semakin tinggi biaya yang dikeluarkan untuk mendapatkan kendali atas sistem blockchain, maka semakin tinggi tingkat keamanannya, sehingga rantai dapat menahan serangan dari proporsi peserta yang lebih besar.

  • Skalabilitas: Kemampuan blockchain untuk memproses sejumlah besar transaksi.

Laporan Penelitian Kedalaman Sepuluh Ribu Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

Fork besar pertama di jaringan Bitcoin terjadi karena masalah skalabilitas. Seiring dengan meningkatnya jumlah pengguna dan volume transaksi Bitcoin, jaringan Bitcoin yang memiliki batas maksimum 1MB per blok mulai menghadapi masalah kemacetan; sejak 2015, komunitas Bitcoin telah memiliki perbedaan pendapat mengenai masalah skalabilitas, di satu sisi ada kelompok pro skalabilitas yang dipimpin oleh Bitcoin ABC yang mendukung perluasan blok, sementara di sisi lain ada kelompok blok kecil yang dipimpin oleh Bitcoin Core, yang percaya bahwa solusi Segwit harus digunakan untuk mengoptimalkan struktur rantai utama. Pada 1 Agustus 2017, Bitcoin ABC mulai menjalankan sistem klien yang dikembangkan sendiri hingga 8MB, yang menyebabkan munculnya fork besar pertama dalam sejarah Bitcoin, dan dengan demikian lahirlah mata uang baru BCH.

Demikian pula, jaringan Ethereum juga memilih untuk mengorbankan sebagian dari skalabilitasnya untuk menjaga keamanan dan desentralisasi jaringan; meskipun jaringan Ethereum tidak membatasi volume transaksi dengan membatasi ukuran blok seperti jaringan Bitcoin, tetapi secara tidak langsung beralih ke penetapan batas biaya bahan bakar yang dapat ditampung dalam satu blok, namun tujuannya adalah untuk mencapai Konsensus Tanpa Kepercayaan dan memastikan distribusi node yang luas.

Sejak CryptoKitties pada tahun 2017, musim DeFi, hingga munculnya aplikasi on-chain seperti GameFi dan NFT, permintaan pasar untuk throughput terus meningkat. Namun, bahkan Ethereum yang Turing lengkap hanya dapat menangani 15~45 transaksi per detik, yang mengakibatkan biaya transaksi terus meningkat, waktu penyelesaian menjadi lebih panjang, dan sebagian besar Dapps sulit menanggung biaya operasional. Seluruh jaringan juga menjadi lambat dan mahal bagi pengguna, sehingga masalah skala blockchain harus segera diatasi. Solusi skala yang ideal adalah: meningkatkan kecepatan transaksi dan throughput jaringan blockchain sebanyak mungkin tanpa mengorbankan desentralisasi dan keamanan.

2. Kategori Rencana Perluasan

Kami membagi rencana perluasan menjadi dua kategori besar: perluasan on-chain dan perluasan off-chain berdasarkan standar "apakah mengubah satu lapisan mainnet".

2.1 Perluasan on-chain

Konsep inti: solusi untuk mencapai efek skalabilitas dengan mengubah satu lapisan protokol jaringan utama, saat ini solusi utama adalah sharding.

Ekspansi on-chain memiliki berbagai solusi, artikel ini tidak akan membahas lebih lanjut, berikut adalah dua solusi yang dirangkum:

  • Opsi pertama adalah memperluas ruang blok, yaitu menambah jumlah transaksi yang dikemas dalam setiap blok, tetapi ini akan meningkatkan persyaratan untuk perangkat node berkinerja tinggi, meningkatkan ambang batas untuk bergabungnya node, dan mengurangi tingkat "desentralisasi".

  • Opsi kedua adalah pemecahan, membagi buku besar blockchain menjadi beberapa bagian, bukan setiap node yang berpartisipasi dalam semua pencatatan, tetapi berbagai pecahan yaitu node yang berbeda bertanggung jawab atas pencatatan yang berbeda, dan komputasi paralel dapat memproses beberapa transaksi secara bersamaan; dengan cara ini dapat mengurangi tekanan komputasi pada node dan ambang batas untuk bergabung, meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksi dan tingkat desentralisasi; tetapi ini berarti kekuatan komputasi di seluruh jaringan terdistribusi, yang akan mengurangi "keamanan" seluruh jaringan.

Mengubah kode protokol mainnet lapisan satu dapat menghasilkan dampak negatif yang sulit diprediksi, karena setiap celah keamanan kecil di lapisan dasar dapat mengancam keamanan seluruh jaringan secara serius, dan jaringan mungkin terpaksa melakukan fork atau menghentikan pemeliharaan untuk melakukan upgrade. Misalnya, peristiwa celah inflasi Zcash tahun 2018: Kode Zcash didasarkan pada modifikasi kode versi Bitcoin 0.11.2, pada tahun 2018 seorang insinyur menemukan celah berbahaya di kode dasarnya, yaitu token dapat dicetak tanpa batas, tim tersebut kemudian menghabiskan waktu 8 bulan untuk perbaikan secara rahasia, dan baru setelah celah diperbaiki, peristiwa tersebut dipublikasikan.

2.2 off-chain skalabilitas

Konsep inti: solusi perluasan yang tidak mengubah protokol jaringan utama lapisan satu yang ada.

Solusi perluasan off-chain dapat dibagi lagi menjadi Layer2 dan solusi lainnya:

  • Layer 2: Saluran Status, Plasma, Rollups
  • Solusi lain: Sidechains, Validium

Laporan Riset Kedalaman 10.000 Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

3. Rencana ekspansi off-chain

3.1 Saluran Negara

3.1.1 Ringkasan

Saluran status menetapkan bahwa hanya saat saluran dibuka, ditutup, atau menyelesaikan sengketa, pengguna perlu berinteraksi dengan jaringan utama, dan melakukan interaksi antara pengguna di luar rantai (off-chain), untuk mengurangi waktu dan biaya transaksi pengguna, serta mencapai jumlah transaksi yang tidak terbatas.

Saluran status adalah protokol P2P sederhana, cocok untuk "aplikasi berbasis giliran", misalnya, permainan catur dua orang. Setiap saluran dikelola oleh kontrak pintar multi-tanda tangan yang berjalan di jaringan utama, yang mengontrol aset yang disimpan dalam saluran, memverifikasi pembaruan status, dan mengadili sengketa antara peserta. Setelah peserta menerapkan kontrak di jaringan blockchain, mereka menyetorkan sejumlah dana dan menguncinya, setelah disetujui dengan tanda tangan kedua belah pihak, saluran resmi dibuka. Saluran memungkinkan transaksi gratis off-chain tanpa batas antara peserta. Peserta secara bergantian mengirim pembaruan status satu sama lain, menunggu konfirmasi tanda tangan dari pihak lain. Setelah pihak lain memberikan konfirmasi tanda tangan, pembaruan status ini dianggap selesai. Normalnya, pembaruan status yang disetujui oleh kedua belah pihak tidak diunggah ke jaringan utama, hanya dalam kasus sengketa atau penutupan saluran, baru akan bergantung pada konfirmasi jaringan utama. Ketika perlu menutup saluran, salah satu peserta dapat mengajukan permintaan transaksi di jaringan utama, jika permintaan keluar mendapatkan persetujuan tanda tangan konsensus dari semua orang, maka akan dieksekusi segera di on-chain, yaitu kontrak pintar akan mendistribusikan sisa dana yang terkunci berdasarkan saldo setiap peserta pada status akhir saluran; jika peserta lain tidak memberikan persetujuan tanda tangan, maka semua orang harus menunggu hingga akhir "periode tantangan" untuk menerima sisa dana.

Dengan demikian, skema saluran status dapat secara signifikan mengurangi beban komputasi di jaringan utama, meningkatkan kecepatan transaksi, dan menurunkan biaya transaksi.

Laporan Penelitian Kedalaman Seribu Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

3.1.2 Garis Waktu

  • 2015/02, Joseph Poon dan Thaddeus Dryja menerbitkan draf buku putih jaringan Lightning.
  • 2015/11, Jeff Coleman pertama kali merangkum secara sistematis konsep State Channel, mengusulkan bahwa Payment Channel Bitcoin adalah salah satu sub-kasus dari konsep State Channel.
  • 2016/01, Joseph Poon dan Thaddeus Dryja secara resmi menerbitkan makalah "The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments" yang mengusulkan solusi skala untuk jaringan Lightning Bitcoin, yaitu Payment Channel.
  • November 2017, spesifikasi desain pertama tentang State Channel berdasarkan kerangka Payment Channel, Sprites, diusulkan.
  • 2018/06, Counterfactual mengemukakan desain Generalized State Channels yang sangat rinci, ini adalah desain pertama yang sepenuhnya terkait dengan saluran status.
  • 2018/10, artikel Jaringan Saluran Negara Umum mengusulkan konsep Jaringan Saluran Negara dan Saluran Virtual.
  • 2019/02, konsep saluran status diperluas ke N-Party Channels, Nitro adalah protokol pertama yang dibangun berdasarkan ide tersebut.
  • 2019/10, Pisa untuk menyelesaikan masalah semua peserta yang perlu selalu online, memperluas konsep Watchtowers.
  • 2020/03, Hydra mengajukan Fast Isomorphic Channels.

3.1.3 Prinsip Teknologi

Inti prinsip dari saluran status adalah:

  1. Peserta mengunci aset dalam kontrak pintar jaringan utama, membuka saluran status.

  2. Peserta melakukan interaksi pembaruan status di off-chain, setiap interaksi memerlukan tanda tangan konfirmasi dari kedua belah pihak.

  3. Saat perlu menutup saluran atau terjadi sengketa, kirimkan status akhir ke kontrak mainnet untuk verifikasi dan distribusi aset.

  4. Jika terjadi sengketa, bukti tantangan dapat diajukan dalam periode tantangan.

Keuntungan dari saluran status adalah dapat mencapai transaksi cepat dan biaya rendah secara off-chain, sedangkan kekurangannya adalah peserta perlu tetap online dan ada masalah penguncian likuiditas.

Laporan Penelitian Kedalaman 10.000 Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

3.1.4 Kelebihan dan Kekurangan

Keuntungan:

  • Tingkat throughput yang tinggi dan latensi rendah
  • Biaya transaksi rendah
  • Melindungi privasi

Kekurangan:

  • Peserta harus tetap online
  • Penguncian dana
  • Tidak berlaku untuk aplikasi multi-pihak
  • Perlu menyetor dana terlebih dahulu

3.1.5 Aplikasi

Aplikasi utama termasuk:

  1. Jaringan Lightning Bitcoin
  • Untuk pembayaran kecil Bitcoin
  • Versi mainnet pertama dirilis pada Maret 2018
  • Saat ini ada sekitar 80.000 saluran pembayaran, 5000BTC dana terkunci
  1. Jaringan Lightning Ethereum
  • Digunakan untuk pembayaran token ERC20 Ethereum
  • Didirikan pada tahun 2017, meluncurkan mainnet pada Mei 2020
  • Saat ini digunakan lebih sedikit
  1. Celer Network
  • Meningkatkan jaringan saluran status umum dengan lapisan insentif
  • Didirikan pada tahun 2018, diluncurkan mainnet pada tahun 2019
  • Mendukung berbagai skenario aplikasi seperti permainan, pembayaran, dan lain-lain

Laporan Penelitian Kedalaman Ribu: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

3.1.6 Perbandingan Aplikasi

Jaringan Lightning Bitcoin, Jaringan Lightning Ethereum, dan Celer Network memiliki beberapa perbedaan dalam implementasi teknis, skenario aplikasi, dan status perkembangan. Jaringan Lightning telah berkembang cukup matang, Jaringan Lightning digunakan lebih sedikit, Celer Network memperluas skenario aplikasi dengan menambahkan lapisan insentif.

3.2 Sidechains

3.2.1 Ringkasan

Sidechain adalah suatu bentuk blockchain yang muncul untuk mempercepat transaksi di mainchain, dapat menggunakan kontrak yang lebih kompleks, atau melalui perbaikan mekanisme konsensus, atau parameter blok agar sidechain memenuhi fungsi tertentu. Hasil transaksi sidechain akhirnya akan dicatat di sisi validator saat dikirim kembali ke mainchain. Pola blockchain ini bukanlah bentuk blockchain baru, melainkan infrastruktur yang melekat pada mainchain dan membantu mainchain menyelesaikan masalah.

Laporan Penelitian Kedalaman Seribu Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

3.2.2 Garis Waktu

  • 2012/01, konsep sidechain Bitcoin diusulkan dalam ruang obrolan
  • 2014/10, makalah tentang sidechain Bitcoin pertama kali diterbitkan
  • 2017/04, Jaringan POA meluncurkan jaringan pengujian untuk sisi rantai berbasis konsensus Proof of Authentication Ethereum.
  • 2017/10, Matic Network diluncurkan
  • 2017/12, POA Network diluncurkan di jaringan utama
  • 2018/01, Skales testnet diluncurkan
  • 2018/10, peluncuran jaringan uji xDai Chain
  • 2020/06, Skale mainnet diluncurkan
  • 2020/06, jaringan utama Matic PoS Chain di sisi Ethereum diluncurkan
  • 2021/02, Matic Network berganti nama menjadi Polygon Network
  • 2021/02, Jaringan utama Ronin dari permainan Axie Infinity mulai beroperasi
  • 2021/12,xDai Chain bergabung dengan Gnosis Dao menjadi Gnosis Chain
  • 2022/03, POA Network bergabung dengan Gnosis Chain

3.2.3 Prinsip Teknologi

Prinsip inti dari sidechain adalah:

  1. Rantai utama mengunci aset, rantai samping menghasilkan aset yang sesuai.

  2. Sidechain beroperasi secara independen, memiliki mekanisme konsensus sendiri.

  3. Sidechain secara berkala mengirimkan perubahan status kembali ke mainchain.

4

BTC1.24%
Lihat Asli
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
  • Hadiah
  • 3
  • Bagikan
Komentar
0/400
LightningLadyvip
· 07-24 20:33
Pemula investasi jangan gunakan leverage tinggi ya~ babe-babe banyak-banyak lihat artikel teknis
Lihat AsliBalas0
MentalWealthHarvestervip
· 07-24 20:25
Segitiga tidak mungkin dapat diandalkan
Lihat AsliBalas0
GateUser-5854de8bvip
· 07-24 20:25
Blockchain masih membahas hal-hal yang tidak jelas ini
Lihat AsliBalas0
Perdagangkan Kripto Di Mana Saja Kapan Saja
qrCode
Pindai untuk mengunduh aplikasi Gate
Komunitas
Bahasa Indonesia
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)