banner large

Mengapa lingkungan eksekusi tepercaya akan menjadi bagian integral dari blockchain proof-of-stake

Comment
X
Share

Kami sangat antusias untuk menghadirkan Transform 2022 kembali secara langsung pada 19 Juli dan 20 – 28 Juli secara virtual. Bergabunglah dengan AI dan pemimpin data untuk pembicaraan yang berwawasan luas dan peluang jaringan yang menarik. Daftar hari ini!


Sejak penemuan Bitcoin, kami telah melihat curahan kreativitas ilmu komputer yang luar biasa di komunitas terbuka. Terlepas dari keberhasilannya yang jelas, Bitcoin memiliki beberapa kekurangan. Terlalu lambat, terlalu mahal, harganya terlalu fluktuatif dan transaksinya terlalu umum.

Berbagai proyek cryptocurrency di ruang publik telah mencoba untuk memecahkan tantangan ini. Ada minat khusus dalam komunitas untuk memecahkan tantangan skalabilitas. Algoritme konsensus bukti kerja Bitcoin hanya mendukung tujuh transaksi per detik throughput. Blockchain lain seperti Ethereum 1.0, yang juga bergantung pada algoritma konsensus proof-of-work, juga menunjukkan kinerja yang biasa-biasa saja. Hal ini berdampak buruk pada biaya transaksi. Biaya transaksi bervariasi dengan jumlah lalu lintas di jaringan. Terkadang biayanya mungkin lebih rendah dari $1 dan di lain waktu lebih tinggi dari $50.

Blockchain proof-of-work juga sangat intensif energi. Hingga tulisan ini dibuat, proses pembuatan Bitcoin menghabiskan sekitar 91 terawatt-jam listrik setiap tahunnya. Ini lebih banyak energi daripada yang digunakan oleh Finlandia, negara berpenduduk sekitar 5,5 juta.

Meskipun ada bagian komentator yang menganggap ini sebagai biaya yang diperlukan untuk melindungi seluruh sistem keuangan dengan aman, bukan hanya biaya menjalankan sistem pembayaran digital, ada bagian lain yang berpikir bahwa biaya ini dapat dihilangkan dengan mengembangkan protokol konsensus bukti kepemilikan. Protokol konsensus proof-of-stake juga memberikan throughput yang jauh lebih tinggi. Beberapa proyek blockchain bertujuan untuk memberikan lebih dari 100.000 transaksi per detik. Pada tingkat kinerja ini, blockchain dapat menyaingi pemroses pembayaran terpusat seperti Visa.

Gambar 1: Validator

Pergeseran menuju konsensus bukti kepemilikan cukup signifikan. Tendermint adalah kerangka kerja konsensus bukti kepemilikan yang populer. Beberapa proyek seperti Binance DEX, Oasis Network, Secret Network, Provenance Blockchain, dan masih banyak lagi menggunakan framework Tendermint. Ethereum sedang bertransisi menjadi jaringan berbasis bukti kepemilikan. Ethereum 2.0 kemungkinan akan diluncurkan pada tahun 2022 tetapi jaringan sudah memiliki lebih dari 300.000 validator. Setelah Ethereum melakukan transisi, kemungkinan beberapa blockchain berbasis Ethereum Virtual Machine (EVM) akan mengikuti. Selain itu, ada beberapa blockchain non-EVM seperti Cardano, Solana, Algorand, Tezos dan Celo yang menggunakan konsensus proof-of-stake.

Blockchain proof-of-stake memperkenalkan persyaratan baru

Saat blockchain proof-of-stake berlaku, penting untuk menggali lebih dalam perubahan yang sedang berlangsung.

Pertama, tidak ada lagi “penambangan”. Sebaliknya, ada “mempertaruhkan.” Staking adalah proses mempertaruhkan mata uang blockchain asli untuk mendapatkan hak untuk memvalidasi transaksi. Cryptocurrency yang dipertaruhkan dibuat tidak dapat digunakan untuk transaksi, yaitu, tidak dapat digunakan untuk melakukan pembayaran atau berinteraksi dengan kontrak pintar. Validator yang mempertaruhkan cryptocurrency dan memproses transaksi mendapatkan sebagian kecil dari biaya yang dibayarkan oleh entitas yang mengirimkan transaksi ke blockchain. Hasil staking seringkali berkisar antara 5% hingga 15%.

Kedua, tidak seperti proof-of-work, proof-of-stake adalah protokol konsensus berbasis voting. Setelah validator mempertaruhkan cryptocurrency, ia berkomitmen untuk tetap online dan memberikan suara pada transaksi. Jika karena alasan tertentu, sejumlah besar validator offline, pemrosesan transaksi akan berhenti sepenuhnya. Ini karena suara mayoritas diperlukan untuk menambahkan blok baru ke blockchain. Ini cukup berbeda dari blockchain proof-of-work di mana penambang bisa datang dan pergi sesuka hati, dan imbalan jangka panjang mereka akan bergantung pada jumlah pekerjaan yang mereka lakukan saat berpartisipasi dalam protokol konsensus. Dalam blockchain proof-of-stake, node validator dihukum, dan sebagian dari saham mereka diambil jika mereka tidak tetap online dan memberikan suara pada transaksi.

Gambar 2: Pemungutan suara yang jujur ​​vs. pemungutan suara yang tidak jujur.

Ketiga, dalam blockchain proof-of-work, jika penambang melakukan kesalahan, misalnya, dengan mencoba memotong blockchain, itu akan merugikan dirinya sendiri. Menambang di atas blok yang salah adalah usaha yang sia-sia. Ini tidak benar dalam blockchain proof-of-stake. Jika ada garpu di blockchain, node validator sebenarnya diberi insentif untuk mendukung rantai utama dan garpu. Ini karena selalu ada kemungkinan kecil bahwa rantai bercabang ternyata menjadi rantai utama dalam jangka panjang.

Menghukum perilaku buruk blockchain

Blockchain proof-of-stake awal mengabaikan masalah ini dan mengandalkan node validator yang berpartisipasi dalam konsensus tanpa melakukan kesalahan. Tapi ini bukan asumsi yang baik untuk dibuat dalam jangka panjang dan desain yang lebih baru memperkenalkan konsep yang disebut “memotong.” Jika node validator mengamati bahwa node lain telah melakukan kesalahan, misalnya dengan memilih dua blok terpisah pada ketinggian yang sama, maka pengamat dapat memotong node berbahaya tersebut. Node yang dipotong kehilangan sebagian dari cryptocurrency yang dipertaruhkan. Besarnya mata uang kripto yang dipotong tergantung pada blockchain tertentu. Setiap blockchain memiliki aturannya sendiri.

Gambar 3: Validator yang berperilaku buruk ditebas oleh validator lain karena alasan seperti “Pelanggaran aturan pengesahan” dan “Pelanggaran aturan pengusul”

Keempat, dalam blockchain proof-of-stake, kesalahan konfigurasi dapat menyebabkan pemotongan. Salah konfigurasi yang khas adalah di mana beberapa validator, yang mungkin dimiliki atau dioperasikan oleh entitas yang sama, akhirnya menggunakan kunci yang sama untuk memvalidasi transaksi. Sangat mudah untuk melihat bagaimana hal ini dapat menyebabkan pemotongan.

Akhirnya, blockchain proof-of-stake awal memiliki batasan keras tentang berapa banyak validator yang dapat berpartisipasi dalam konsensus. Ini karena setiap validator menandatangani blok dua kali, sekali selama fase persiapan protokol dan sekali selama fase komit. Tanda tangan ini bertambah dan bisa memakan cukup banyak ruang di blok. Ini berarti bahwa blockchain proof-of-stake lebih terpusat daripada blockchain proof-of-work. Ini adalah masalah serius bagi para pendukung desentralisasi dan akibatnya, blockchain proof-of-stake yang lebih baru beralih ke sistem crypto yang lebih baru yang mendukung agregasi tanda tangan. Misalnya, sistem kriptografi Boneh-Lynn-Shacham (BLS) mendukung agregasi tanda tangan. Menggunakan kriptosistem BLS, ribuan tanda tangan dapat dikumpulkan sedemikian rupa sehingga tanda tangan yang dikumpulkan hanya menempati ruang satu tanda tangan.

Bagaimana lingkungan eksekusi tepercaya dapat menjadi bagian integral dari blockchain proof-of-stake

Sementara filosofi inti blockchain berkisar pada konsep ketidakpercayaan, lingkungan eksekusi tepercaya dapat menjadi bagian integral dari blockchain proof-of-stake.

Manajemen yang aman dari kunci validator yang berumur panjang

Untuk blockchain proof-of-stake, kunci validator perlu dikelola dengan aman. Idealnya, kunci tersebut tidak boleh tersedia dalam teks yang jelas. Mereka harus dibuat dan digunakan di dalam lingkungan eksekusi tepercaya. Selain itu, lingkungan eksekusi tepercaya perlu memastikan pemulihan bencana, dan ketersediaan tinggi. Mereka harus selalu online untuk memenuhi permintaan node validator.

Eksekusi kode kritis yang aman

Lingkungan eksekusi tepercaya saat ini mampu melakukan lebih dari sekadar manajemen kunci yang aman. Mereka juga dapat digunakan untuk menyebarkan kode penting yang beroperasi dengan integritas tinggi. Dalam kasus validator proof-of-stake, penting agar pesan yang bertentangan tidak ditandatangani. Menandatangani pesan yang bertentangan dapat menyebabkan hukuman ekonomi menurut beberapa protokol blockchain proof-of-stake. Kode yang melacak status blockchain dan memastikan validator tidak menandatangani pesan yang bertentangan harus dijalankan dengan integritas tinggi.

Kesimpulan

Ekosistem blockchain berubah dengan cara yang sangat mendasar. Ada perubahan besar ke arah penggunaan konsensus bukti kepemilikan karena menawarkan kinerja yang lebih tinggi dan jejak energi yang lebih rendah dibandingkan dengan algoritma konsensus bukti kerja. Ini bukan perubahan yang tidak signifikan.

Node validator harus tetap online dan dihukum karena offline. Mengelola kunci dengan aman dan selalu online adalah sebuah tantangan.

Untuk membuat protokol berfungsi dalam skala besar, beberapa blockchain telah memperkenalkan hukuman untuk perilaku buruk. Node validator terus mengalami hukuman ini karena kesalahan konfigurasi atau serangan berbahaya terhadap node tersebut. Untuk mempertahankan sifat terdistribusi skala besar dari blockchains, cryptosystems baru sedang diadopsi. Lingkungan eksekusi tepercaya yang menawarkan pemulihan bencana, ketersediaan tinggi, mendukung sistem kripto baru seperti BLS dan memungkinkan eksekusi kode khusus dengan integritas tinggi kemungkinan akan menjadi bagian integral dari peralihan ini dari proof-of-work ke proof-of-stake blockchain.

Pralhad Deshpande, Ph.D., adalah arsitek solusi senior di Fortanix.

DataDecisionMakers

Selamat datang di komunitas VentureBeat!

DataDecisionMakers adalah tempat para ahli, termasuk orang teknis yang melakukan pekerjaan data, dapat berbagi wawasan dan inovasi terkait data.

Jika Anda ingin membaca tentang ide-ide mutakhir dan informasi terkini, praktik terbaik, dan masa depan data dan teknologi data, bergabunglah dengan kami di DataDecisionMakers.

Anda bahkan mungkin mempertimbangkan untuk menyumbangkan artikel Anda sendiri!

Baca Lebih Lanjut Dari DataDecisionMakers

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *