Solusi Ekspansi Off-chain: Saluran Status, Sidechains, dan Sejarah Perkembangan Layer2

Analisis Kedalaman Perluasan off-chain

Penulis: Tim Cobo Ventures

1. Kebutuhan untuk Memperluas Kapasitas

Masa depan blockchain adalah visi yang megah: desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas. Namun, biasanya blockchain hanya dapat memenuhi dua dari ketiga kriteria tersebut, sementara memenuhi ketiga syarat ini dikenal sebagai masalah segitiga ketidakmungkinan dalam blockchain. Selama bertahun-tahun, orang-orang telah menjelajahi cara untuk menyelesaikan tantangan ini, bagaimana meningkatkan throughput dan kecepatan transaksi blockchain dengan tetap menjamin desentralisasi dan keamanan, yaitu menyelesaikan masalah skalabilitas, merupakan salah satu topik hangat yang dibahas dalam proses pengembangan 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 dikendalikan oleh sekelompok kecil peserta terpusat yang besar.
  • Keamanan: Semakin tinggi biaya yang dikeluarkan untuk mendapatkan kendali atas sistem blockchain, semakin tinggi tingkat keamanannya, sehingga rantai dapat menahan serangan dari proporsi peserta yang lebih besar.
  • Skalabilitas: kemampuan blockchain untuk memproses sejumlah besar transaksi.

Hard fork besar pertama di jaringan Bitcoin berasal dari masalah skalabilitas. Seiring meningkatnya jumlah pengguna dan volume transaksi Bitcoin, jaringan Bitcoin dengan batas maksimum 1MB per blok mulai menghadapi masalah kemacetan; sejak 2015, komunitas Bitcoin memiliki perbedaan pendapat tentang masalah skalabilitas. Satu pihak adalah kelompok pro-skala yang dipimpin oleh Bitcoin ABC, yang mendukung perluasan ukuran blok, sementara pihak lainnya adalah kelompok blok kecil yang diwakili oleh Bitcoin Core, yang berpendapat bahwa solusi Segregated Witness (Segwit) harus digunakan untuk mengoptimalkan struktur rantai utama. Pada 1 Agustus 2017, Bitcoin ABC mulai menjalankan sistem klien yang dikembangkan sendiri dengan ukuran 8MB, yang mengakibatkan munculnya hard fork besar pertama dalam sejarah Bitcoin, yang juga melahirkan mata uang baru BCH.

Demikian pula, jaringan Ethereum juga memilih untuk mengorbankan sebagian dari kemampuan skalabilitasnya untuk memastikan keamanan dan desentralisasi jaringan; meskipun jaringan Ethereum tidak membatasi jumlah transaksi dengan membatasi ukuran blok seperti jaringan Bitcoin, tetapi secara tidak langsung beralih ke pengaturan batas atas untuk biaya bahan bakar yang dapat ditampung dalam satu blok, tetapi tujuannya tetap untuk mencapai Konsensus Tanpa Kepercayaan dan memastikan distribusi node yang luas ( baik membatalkan maupun meningkatkan batas akan mengeliminasi banyak node kecil yang kekurangan bandwidth, penyimpanan, dan kapasitas komputasi ).

Sejak CryptoKitties pada tahun 2017, musim DeFi, hingga kemudian munculnya aplikasi on-chain seperti GameFi dan NFT, permintaan pasar untuk throughput terus meningkat. Namun, bahkan Ethereum yang Turing-complete hanya dapat memproses 15~45 transaksi per detik ( TPS ), yang mengakibatkan biaya transaksi semakin meningkat, waktu penyelesaian menjadi lebih lama, dan sebagian besar Dapps kesulitan menanggung biaya operasional. Seluruh jaringan juga menjadi lambat dan mahal bagi pengguna, masalah skalabilitas blockchain perlu segera diselesaikan. Solusi skalabilitas dalam kondisi ideal adalah: meningkatkan kecepatan transaksi jaringan blockchain ( waktu finalitas yang lebih singkat ) dan throughput transaksi ( TPS yang lebih tinggi ) tanpa mengorbankan desentralisasi dan keamanan.

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

2. Jenis Rencana Perluasan

Kami membagi rencana perluasan menjadi dua kategori besar: perluasan on-chain dan perluasan off-chain, berdasarkan standar "apakah ada perubahan pada lapisan utama jaringan."

2.1 ekspansi on-chain

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

Ada berbagai solusi untuk ekspansi di blockchain, artikel ini tidak akan menjelaskan secara rinci, berikut adalah dua solusi yang disebutkan secara singkat:

  • Rencana satu adalah memperluas ruang blok, yaitu meningkatkan jumlah transaksi yang dikemas dalam setiap blok, tetapi ini akan meningkatkan persyaratan untuk perangkat node berkinerja tinggi, meningkatkan ambang batas untuk bergabung sebagai node, dan mengurangi tingkat "desentralisasi".
  • Solusi kedua adalah sharding, membagi buku besar blockchain menjadi beberapa bagian, bukan lagi setiap node berpartisipasi dalam semua pencatatan, tetapi oleh shard yang berbeda yaitu node yang berbeda yang bertanggung jawab untuk pencatatan yang berbeda, komputasi paralel dapat menangani beberapa transaksi secara bersamaan; ini dapat mengurangi tekanan komputasi pada node dan ambang batas untuk bergabung, meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksi dan tingkat desentralisasi; tetapi ini berarti daya komputasi di seluruh jaringan terdistribusi, yang akan mengurangi "keamanan" jaringan secara keseluruhan.

Mengubah kode protokol mainnet dapat menghasilkan dampak negatif yang tidak terduga, karena setiap celah keamanan yang halus di lapisan dasar dapat mengancam keamanan jaringan secara serius, dan jaringan mungkin terpaksa melakukan fork atau menghentikan pemeliharaan untuk meningkatkan. Misalnya, kejadian celah inflasi Zcash pada tahun 2018: Kode Zcash didasarkan pada modifikasi kode versi Bitcoin 0.11.2, pada tahun 2018 seorang insinyur menemukan bahwa ada celah berbahaya dalam kode dasarnya, yaitu token dapat diterbitkan tanpa batas, dan tim menghabiskan waktu 8 bulan untuk memperbaiki secara rahasia, dan baru setelah perbaikan celah tersebut, kejadian ini dipublikasikan.

2.2 off-chain ekspansi

Konsep Inti: Solusi skalabilitas yang tidak mengubah protokol jaringan utama lapisan satu yang ada.

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

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

3. Solusi Ekspansi off-chain

3.1 Saluran Negara

3.1.1 Ringkasan

Saluran status menetapkan bahwa pengguna hanya perlu berinteraksi dengan jaringan utama saat saluran dibuka, ditutup, atau menyelesaikan sengketa, dan melakukan interaksi antar pengguna secara off-chain, untuk mengurangi waktu dan biaya transaksi pengguna, serta memungkinkan jumlah transaksi tidak terbatas.

Saluran status adalah protokol P2P sederhana yang cocok untuk "aplikasi berbasis giliran", seperti 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 ( berdasarkan bukti penipuan yang dilengkapi dengan tanda tangan dan cap waktu ). Setelah peserta menerapkan kontrak di jaringan blockchain, mereka menyetor sejumlah dana dan menguncinya, setelah ditandatangani oleh kedua belah pihak, saluran secara resmi dibuka. Saluran memungkinkan transaksi gratis tanpa batas antara peserta secara off-chain ( selama nilai bersih transfer mereka tidak melebihi total token yang disetorkan ). Peserta secara bergiliran mengirim pembaruan status kepada satu sama lain, menunggu konfirmasi tanda tangan dari pihak lainnya. Setelah pihak lain memberikan konfirmasi tanda tangan, pembaruan status ini dianggap selesai. Dalam keadaan normal, pembaruan status yang disetujui oleh kedua belah pihak tidak akan diunggah ke jaringan utama, hanya akan bergantung pada konfirmasi jaringan utama saat terjadi sengketa atau saluran ditutup. 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 chain, yaitu kontrak pintar mendistribusikan sisa dana yang terkunci berdasarkan saldo masing-masing peserta di status akhir saluran; jika peserta lain tidak menyetujui tanda tangan, maka semua orang harus menunggu hingga "masa tantangan" berakhir untuk menerima sisa dana.

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

Laporan Penelitian Kedalaman 10.000 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 di Bitcoin adalah salah satu subkasus dari konsep State Channel.
  • 2016/01, Joseph Poon dan Thaddeus Dryja secara resmi menerbitkan kertas putih "The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments" yang mengusulkan solusi skalabilitas untuk jaringan Bitcoin, Payment Channel ( saluran pembayaran ), solusi ini hanya digunakan untuk memproses pembayaran transfer di jaringan Bitcoin.
  • 2017/11, desain spesifikasi pertama mengenai State Channel berdasarkan kerangka Payment Channel, Sprites, diusulkan.
  • 2018/06, Counterfactual mengajukan desain Generalized State Channels yang sangat rinci, ini adalah desain pertama yang sepenuhnya terkait dengan saluran status.
  • 2018/10, artikel Generalised State Channel Networks mengusulkan konsep State Channel Networks dan Virtual Channels.
  • 2019/02, konsep saluran status diperluas ke N-Party Channels, Nitro adalah protokol pertama yang dibangun berdasarkan ide tersebut.
  • 2019/10, Pisa memperluas konsep Watchtowers untuk mengatasi masalah semua peserta yang perlu terus online.
  • 2020/03, Hydra mengusulkan Fast Isomorphic Channels.

3.1.3 Prinsip Teknologi

Proses utama dari saluran status adalah sebagai berikut:

  1. Alice dan Bob menyetorkan dana masing-masing dari EOA mereka ke alamat kontrak on-chain, dana ini dikunci dalam kontrak sampai saldo dikembalikan kepada pengguna saat saluran ditutup; setelah konfirmasi tanda tangan, saluran status antara keduanya secara resmi dibuka.

  2. Alice dan Bob secara teoritis dapat melakukan transaksi tanpa batas melalui saluran ini secara off-chain, peserta saling berkomunikasi melalui pesan tanda tangan terenkripsi ( daripada berkomunikasi dengan jaringan blockchain ). Kedua pengguna perlu menandatangani setiap transaksi untuk mencegah penipuan double spending. Melalui pesan-pesan ini, mereka mengajukan pembaruan status akun mereka sendiri dan menerima pembaruan status yang diajukan oleh pihak lain.

  3. Jika Alice ingin menutup saluran transaksi dengan Bob, Alice perlu mengajukan status akhir akunnya kepada kontrak. Jika Bob menandatangani dan menyetujui, kontrak akan melepaskan dana yang terkunci dan mengembalikannya kepada pengguna yang sesuai berdasarkan status akhir. Jika Bob tidak merespons tanda tangan, kontrak akan melepaskan dana yang terkunci dan mengembalikannya kepada pengguna yang sesuai setelah periode tantangan berakhir.

Laporan Penelitian Kedalaman: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

3.1.4 Kelebihan dan Kekurangan

Keuntungan:

  • Dapat melakukan transaksi off-chain tak terbatas
  • Kecepatan transaksi cepat, hampir konfirmasi instan
  • Biaya transaksi rendah
  • Privasi baik, hanya di on-chain saat membuka saluran

Kekurangan:

  • Perlu mengunci dana
  • Semua peserta perlu tetap online
  • Transaksi dapat dikonfirmasi di on-chain hanya saat saluran ditutup.
  • Mengelola kompleksitas tinggi dalam transaksi multi-pihak besar
  • Pembaruan status membutuhkan tanda tangan dari semua peserta

3.1.5 Aplikasi

  1. Jaringan Lightning Bitcoin

Jaringan Lightning Bitcoin adalah saluran pembayaran kecil di jaringan Bitcoin, yang melalui saluran pembayaran kecil off-chain, kemudian menggunakan perantara untuk membentuk jaringan transaksi, dapat menyelesaikan masalah skala jaringan Bitcoin. Secara teoritis, jaringan Lightning dapat memproses satu juta transaksi per detik.

Garis waktu utama:

  • Draf white paper dirilis pada Februari 2015
  • Versi mainnet pertama dirilis pada Maret 2018
  • Pada tahun 2021, El Salvador mengadopsi Bitcoin sebagai mata uang resmi dan merilis dompet berbasis jaringan Lightning.
  • Pada tahun 2022, banyak bursa mendukung jaringan Lightning

Ekosistem terutama mencakup: jaringan BTC lapisan bawah, solusi jaringan Lightning ( infrastruktur inti, layanan node dan likuiditas ), serta berbagai aplikasi layanan pembayaran dan keuangan lapisan atas.

  1. Jaringan Lightning Ethereum

Jaringan Lightning adalah saluran pembayaran kecil yang berbasis Ethereum, sangat mirip dengan jaringan Lightning, tujuannya adalah untuk mencapai pembayaran token ERC20 yang hampir instan, biaya rendah, dan dapat diskalakan di Ethereum.

Garis waktu utama:

  • Didirikan pada tahun 2017
  • Meluncurkan klien mainnet pertama pada Mei 2020

Karena perkembangan teknologi yang lambat, saat ini belum mendapatkan adopsi yang luas.

  1. Celer Network

Celer Network pada dasarnya adalah jaringan kilat yang menambahkan lapisan insentif ( token $CELR), yang dapat membangun Dapps blockchain jenis interaksi frekuensi tinggi yang cepat, mudah digunakan, murah, dan aman melalui teknologi ekspansi off-chain dan model ekonomi yang insentif, seperti platform e-sports.

3.1.6 Perbandingan Aplikasi

Perbedaan utama antara jaringan Lightning Bitcoin, jaringan Lightning Ethereum, dan Celer Network:

  • Jaringan dasar: masing-masing berbasis Bitcoin, Ethereum, dan multi-chain
  • Fitur: Jaringan Lightning hanya mendukung pembayaran, jaringan Thunder dan Celer mendukung aplikasi yang lebih kompleks.
  • Tingkat pengembangan: Jaringan Lightning paling matang, jaringan petir berkembang lambat, Celer berada di tengah
BTC0.8%
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
  • 5
  • Bagikan
Komentar
0/400
AirdropHunter007vip
· 07-26 03:25
Lagi membicarakan tps ya?
Lihat AsliBalas0
ForkThisDAOvip
· 07-26 03:21
Hehe sekarang bahkan peningkatan kapasitas pun menggunakan Unholy Trinity untuk menipu.
Lihat AsliBalas0
BrokenDAOvip
· 07-26 03:19
Satu lagi artikel tentang Unholy Trinity. Semakin banyak Node, apakah itu berarti semakin Desentralisasi? Bukankah itu hanya berarti Daya Komputasi dalam Penambangan yang terpusat...
Lihat AsliBalas0
ValidatorVikingvip
· 07-26 03:07
skala yang telah teruji dalam pertempuran selalu menjadi bos terakhir sejujurnya
Lihat AsliBalas0
TommyTeacher1vip
· 07-26 03:03
Kita urus tps terlebih dahulu sebelum membahas keamanan.
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)