Di era digital yang semakin mengandalkan desentralisasi, blockchain telah membuktikan potensinya sebagai fondasi baru untuk aplikasi dan sistem terpercaya. Namun, seiring dengan pertumbuhan adopsi, masalah fundamental yang dikenal sebagai 'trilema blockchain' menjadi semakin nyata: sulit untuk mencapai skalabilitas tinggi, keamanan, dan desentralisasi secara bersamaan di lapisan dasar (Layer 1). Blockchain populer seperti Ethereum, meskipun sangat aman dan terdesentralisasi, menghadapi keterbatasan dalam jumlah transaksi per detik (throughput) yang dapat mereka proses. Batasan ini menyebabkan biaya transaksi (gas fee) yang tinggi dan penundaan, terutama saat jaringan sedang ramai.
Tantangan Skalabilitas Blockchain Tradisional
Blockchain tradisional bekerja dengan cara mendesentralisasikan verifikasi transaksi. Setiap transaksi dikumpulkan ke dalam blok, dan setiap node penuh (full node) di jaringan perlu mengunduh seluruh data blok tersebut, memvalidasi semua transaksi di dalamnya, dan mencapai konsensus dengan node lain sebelum blok baru ditambahkan ke rantai. Proses ini menjamin keamanan dan desentralisasi yang kuat. Namun, inilah sumber masalah skalabilitas. Jika ukuran blok bertambah besar untuk menampung lebih banyak transaksi (guna meningkatkan throughput), beban pada setiap node penuh untuk mengunduh, menyimpan, dan memproses data tersebut juga meningkat secara drastis.
Pada titik tertentu, peningkatan beban ini membuat menjalankan node penuh menjadi tidak praktis bagi banyak partisipan jaringan. Jika hanya segelintir pihak yang mampu menjalankan node penuh karena persyaratan perangkat keras atau bandwidth yang tinggi, jaringan berisiko menjadi kurang terdesentralisasi. Inilah inti dari trilema blockchain: mengorbankan salah satu aspek (dalam hal ini, desentralisasi atau skalabilitas) demi dua aspek lainnya.
Solusi Skalabilitas Layer 2 dan Peran Rollup
Untuk mengatasi keterbatasan throughput di Layer 1 tanpa mengorbankan keamanan dan desentralisasi lapisan dasar, berbagai solusi skalabilitas Layer 2 telah dikembangkan. Di antara yang paling menjanjikan adalah rollup. Rollup bekerja dengan mengeksekusi transaksi di luar rantai utama (off-chain) pada jaringan Layer 2, lalu 'menggulung' (roll up) banyak transaksi tersebut menjadi satu bundel ringkas.
Bundel transaksi yang telah diproses di Layer 2 ini kemudian dipublikasikan kembali ke Layer 1 (rantai dasar, seperti Ethereum) dalam bentuk data yang ringkas. Ada dua jenis utama rollup: Optimistic Rollup dan ZK Rollup. Optimistic Rollup berasumsi transaksi valid secara default dan menggunakan periode tantangan (challenge period) di mana siapa pun dapat membuktikan adanya kecurangan. ZK Rollup menggunakan bukti kriptografis kompleks (Zero-Knowledge Proof) untuk membuktikan validitas semua transaksi dalam bundel secara instan tanpa mengungkapkan detail transaksinya.
Meskipun transaksi dieksekusi off-chain, data yang diperlukan untuk merekonstruksi atau memverifikasi status Layer 2 (termasuk data transaksi mentah) masih harus dipublikasikan dan tersedia di Layer 1. Mengapa ini penting? Karena ketersediaan data ini memungkinkan siapa pun untuk secara independen memverifikasi kebenaran status rollup dan, jika perlu, menarik dana dari rollup kembali ke Layer 1 tanpa harus bergantung pada operator rollup. Inilah yang menjamin keamanan rollup diwarisi dari Layer 1. Pentingnya Data Availability Blockchain tidak bisa diremehkan; ini adalah elemen krusial untuk keamanan dan ketahanan rollup.
Memahami Masalah Ketersediaan Data (Data Availability Problem)
Di sinilah Masalah Ketersediaan Data (Data Availability Problem) muncul. Meskipun data transaksi rollup yang dipublikasikan ke Layer 1 jauh lebih ringkas daripada menjalankan semua transaksi tersebut di Layer 1 secara langsung, data tersebut masih bisa sangat besar, terutama jika rollup memproses volume transaksi yang sangat tinggi (misalnya, ribuan transaksi per detik). Ingat, data ini perlu dipublikasikan di Layer 1 agar bisa diakses oleh siapa saja yang ingin memverifikasi atau keluar dari rollup.
Bagi node penuh Layer 1, menyimpan data ini menambah beban penyimpanan. Namun, masalah yang lebih besar muncul bagi Node Ringan Blockchain (Light Node). Node ringan, yang dirancang untuk berjalan di perangkat dengan sumber daya terbatas (seperti ponsel atau browser web), tidak mengunduh seluruh riwayat blockchain atau bahkan seluruh data setiap blok terbaru. Mereka hanya mengunduh header blok dan menggunakan metode verifikasi yang lebih efisien dan minimalis.
Jika data transaksi rollup yang dipublikasikan ke Layer 1 berukuran sangat besar, node ringan tidak mampu mengunduh seluruh data tersebut untuk memastikan ketersediaannya. Jika node ringan tidak bisa memastikan bahwa data transaksi rollup tersedia (misalnya, operator rollup mempublikasikan header blok tetapi tidak mempublikasikan data mentahnya), ada risiko bahwa mereka tidak akan bisa membuktikan kecurangan (dalam kasus Optimistic Rollup) atau merekonstruksi status (dalam kasus ZK Rollup) jika diperlukan. Operator rollup yang nakal bisa mengeksploitasi ini dengan mempublikasikan blok yang valid berdasarkan header-nya tetapi menahan data transaksi sebenarnya. Tanpa akses ke data, node ringan tidak bisa mendeteksi kecurangan atau keluar dengan aman. Inilah tantangan utama: bagaimana node ringan bisa memiliki keyakinan tinggi bahwa seluruh data blok rollup tersedia, tanpa harus mengunduh seluruh data tersebut?
Apa Itu Data Availability Sampling (DAS)?
Untuk mengatasi masalah ini, lahirlah konsep Data Availability Sampling (DAS). Data Availability Sampling (DAS) adalah teknik inovatif yang memungkinkan node ringan (Light Node) untuk memverifikasi, dengan tingkat keyakinan statistik yang tinggi, bahwa seluruh data dari suatu blok (terutama data transaksi rollup yang dipublikasikan di Layer 1) benar-benar tersedia, tanpa perlu mengunduh semua data tersebut.
Tujuan utama DAS adalah untuk memungkinkan partisipan jaringan dengan sumber daya komputasi dan bandwidth terbatas (yaitu, node ringan) untuk berkontribusi pada keamanan jaringan dengan memverifikasi ketersediaan data. Ini adalah elemen kunci dalam mewujudkan visi Blockchain modular, di mana fungsi-fungsi inti blockchain (seperti eksekusi, penyelesaian, konsensus, dan ketersediaan data) dapat dipisahkan menjadi lapisan-lapisan khusus yang dioptimalkan.
DAS dalam Konteks Arsitektur Blockchain Modular
Dalam Arsitektur Blockchain Modular, ada kecenderungan untuk memisahkan lapisan eksekusi (di mana transaksi diproses, seperti rollup) dari lapisan ketersediaan data (data availability layer) dan lapisan penyelesaian/konsensus. Proyek-proyek seperti Celestia memposisikan diri sebagai layer ketersediaan data yang dirancang khusus untuk tujuan ini.
DAS menjadi komponen kunci dalam arsitektur ini. Rollup dapat mempublikasikan data transaksinya ke layer ketersediaan data modular. Kemudian, node ringan yang tertarik pada data tersebut (misalnya, node ringan yang mendukung pengguna rollup tertentu) dapat menggunakan DAS untuk memverifikasi bahwa data tersebut tersedia di layer ketersediaan data, tanpa harus menjalankan node penuh di layer tersebut atau mengunduh seluruh data bloknya. Ini memungkinkan ekosistem yang lebih fleksibel dan skalabel, di mana rollup dapat menggunakan layer ketersediaan data yang optimal bagi mereka, dan pengguna dapat memverifikasi data tersebut secara ringan.
Intinya, DAS crypto memungkinkan pemisahan tanggung jawab: Layer 1 dasar menangani keamanan dan konsensus tingkat tinggi, rollup menangani eksekusi transaksi masif off-chain, dan layer ketersediaan data (didukung oleh DAS) memastikan bahwa data transaksi rollup yang penting tersebut dapat diakses oleh siapa saja yang membutuhkannya untuk verifikasi atau keluar, bahkan oleh node ringan.
Cara Kerja Data Availability Sampling (DAS)
Inti dari Cara Kerja Data Availability Sampling terletak pada dua mekanisme utama: pengkodean data khusus (encoding) dan teknik pengambilan sampel (sampling) yang cerdas oleh node ringan.
Proses Encoding Data
Sebelum data blok (misalnya, data transaksi dari bundel rollup) dipublikasikan ke layer ketersediaan data, data tersebut melewati proses pengkodean ekstensif. Salah satu skema pengkodean yang umum digunakan untuk ini adalah Reed-Solomon Encoding, atau skema lain yang serupa seperti 'erasure coding'.
Analoginya seperti ini: Bayangkan Anda memiliki buku yang sangat penting dan Anda ingin memastikan bahwa meskipun beberapa halaman robek atau hilang, Anda masih bisa membaca seluruh buku tersebut. Dengan Reed-Solomon Encoding, Anda tidak hanya mencetak halaman-halaman asli buku, tetapi Anda juga membuat halaman-halaman tambahan yang berisi informasi 'redudan' atau 'paritas' yang dihitung berdasarkan isi halaman asli. Katakanlah, Anda menggandakan jumlah halaman dari buku asli 100 halaman menjadi 200 halaman, di mana 100 halaman adalah halaman asli dan 100 halaman lainnya adalah halaman tambahan yang dihasilkan dari proses encoding.
Keajaiban dari skema pengkodean ini adalah jika Anda memiliki sejumlah halaman yang cukup dari buku yang diperluas ini (misalnya, lebih dari 100 halaman dari total 200 halaman), Anda dapat merekonstruksi seluruh isi buku aslinya (100 halaman asli), bahkan jika beberapa halaman asli atau halaman tambahan lainnya hilang. Dalam konteks data blok, ini berarti data blok asli 'diperluas' atau 'direplikasi' sedemikian rupa sehingga jika bahkan hingga separuh dari total data yang diperluas tersebut hilang, data asli masih dapat sepenuhnya direkonstruksi dari potongan-potongan yang tersisa.
Jadi, data blok asli (misalnya, data transaksi 1 MB) diubah menjadi data yang jauh lebih besar (misalnya, 2 MB), di mana separuh pertama berisi data asli dan separuh kedua berisi data paritas yang dikodekan. Data 2 MB inilah yang kemudian dipublikasikan ke layer ketersediaan data.
Mekanisme Sampling oleh Node Ringan
Setelah data blok yang sudah di-encoding dipublikasikan, node ringan (Light Node) mulai berperan. Ingat, node ringan tidak memiliki sumber daya untuk mengunduh seluruh data 2 MB tersebut. Sebaliknya, mereka melakukan 'sampling'.
Analoginya, bayangkan data blok yang sudah di-encoding (yang 2 MB tadi) adalah seperti sebuah kolam besar berisi 200 ikan (setiap ikan mewakili 'potongan' data). Jika kolam itu penuh dengan ikan (data tersedia), maka setiap kali Anda secara acak mengambil ikan dari kolam itu, Anda akan menemukan ikan yang 'valid' (potongan data yang konsisten dengan pengkodean keseluruhan). Jika kolam itu kosong atau hanya berisi sebagian kecil ikan (data tidak tersedia atau dimanipulasi), peluang Anda untuk secara acak mengambil ikan 'valid' akan jauh lebih rendah.
Dalam DAS, node ringan secara acak memilih sejumlah kecil 'potongan' data dari blok yang sudah di-encoding. Misalnya, node ringan mungkin hanya mengunduh 100 atau 200 potongan data dari total 2.000.000 potongan data kecil yang membentuk blok 2 MB tersebut. Setelah mengunduh potongan-potongan acak ini, node ringan memverifikasi 'validitas' setiap potongan. Validitas ini biasanya diperiksa terhadap bukti kriptografis (seperti Merkle Proof atau Kate Proofs) yang terkait dengan potongan data tersebut dalam struktur data global blok yang dipublikasikan (misalnya, dalam akar komitmen data).
Penjelasan probabilistik: Jika penyerang mencoba menyembunyikan sebagian besar data blok (misalnya, mereka hanya mempublikasikan separuh data, atau bahkan kurang), maka sebagian besar potongan data yang tersedia tidak akan konsisten dengan pengkodean lengkap. Ketika node ringan secara acak mengambil sampel, peluang mereka untuk mengambil potongan data yang 'buruk' (tidak valid atau tidak konsisten) meningkat secara signifikan seiring dengan seberapa banyak data yang disembunyikan oleh penyerang.
Sebaliknya, jika node ringan mengambil sejumlah sampel acak (misalnya, 100 sampel) dan semuanya ternyata valid, ada jaminan statistik yang sangat tinggi (bisa 99.99% atau lebih, tergantung pada jumlah sampel) bahwa seluruh blok data benar-benar tersedia. Mengapa? Karena jika sebagian besar data disembunyikan, kemungkinan besar salah satu sampel acak Anda akan mendarat di bagian yang disembunyikan atau bagian yang tidak valid.
Analoginya lagi: Bayangkan Anda memiliki sekarung besar kelereng, sebagian besar berwarna biru dan sebagian kecil berwarna merah. Jika Anda mengambil segenggam kelereng secara acak dan semuanya berwarna biru, Anda akan sangat yakin bahwa sebagian besar kelereng di dalam karung itu berwarna biru. Semakin besar segenggam Anda, semakin tinggi keyakinan Anda. DAS bekerja dengan prinsip probabilitas yang serupa untuk Verifikasi Data Blockchain.
Perbedaan Verifikasi Penuh vs Sampling Ringan
Pendekatan DAS ini sangat kontras dengan verifikasi ketersediaan data oleh node penuh Layer 1, yang harus mengunduh seluruh data blok untuk memverifikasinya. Dengan DAS, node ringan hanya perlu mengunduh sebagian kecil dari data (misalnya, kurang dari 1% dari total data blok yang di-encoding), tetapi mereka masih bisa mendapatkan keyakinan statistik yang sangat tinggi tentang ketersediaan seluruh data. Ini menghasilkan manfaat efisiensi yang luar biasa dalam hal bandwidth dan beban komputasi bagi node ringan, memungkinkan lebih banyak partisipan jaringan untuk berkontribusi pada keamanan ketersediaan data.
Mengapa DAS adalah Kunci untuk Skalabilitas Rollup?
Setelah memahami cara kerja DAS, menjadi jelas mengapa teknologi ini sangat fundamental untuk mencapai Skalabilitas Rollup yang signifikan dan efisien. DAS secara langsung mengatasi salah satu hambatan terbesar bagi rollup berthroughput tinggi.
Mengurangi Beban Node Layer 1 dan Node Ringan Rollup
Dengan DAS, rollup dapat mempublikasikan data transaksi yang jauh lebih besar ke Layer 1 atau layer ketersediaan data khusus. Mengapa? Karena node Layer 1 dasar tidak lagi harus mengunduh dan menyimpan seluruh data mentah tersebut untuk memverifikasi ketersediaannya. Mereka hanya perlu memverifikasi komitmen kriptografis (seperti akar data) dari data yang di-encoding. Beban verifikasi ketersediaan data, dalam arti memastikan data dapat diakses, dialihkan ke Node Ringan Blockchain yang menjalankan sampling DAS.
Node ringan rollup, yang sebelumnya mungkin kesulitan memverifikasi ketersediaan data besar, kini dapat melakukan verifikasi ini secara efisien melalui sampling. Ini memungkinkan lebih banyak pengguna rollup untuk menjalankan node ringan yang mandiri dan percaya diri terhadap keamanan rollup, tanpa bergantung sepenuhnya pada operator rollup.
Meningkatkan Throughput dan Mengurangi Biaya
Kemampuan untuk mempublikasikan dan memverifikasi ketersediaan data blok yang lebih besar memungkinkan rollup untuk memasukkan lebih banyak transaksi ke dalam setiap bundel yang dipublikasikan ke Layer 1. Ini secara langsung meningkatkan throughput (jumlah transaksi per detik) yang dapat ditangani oleh rollup. Karena biaya utama rollup yang dipublikasikan ke Layer 1 adalah biaya penyimpanan data (data calldata di Ethereum), mempublikasikan data dalam bundel yang lebih besar (dengan biaya tetap per bundel atau per byte) secara efektif mengurangi biaya per transaksi individual di dalam rollup.
DAS, sebagai Solusi Skalabilitas Layer 2, adalah pengubah permainan karena memungkinkan peningkatan drastis dalam volume data yang dapat ditangani oleh layer ketersediaan data tanpa membebani node penuh Layer 1, yang pada gilirannya memungkinkan rollup mencapai throughput yang sangat tinggi dengan biaya transaksi yang sangat rendah. Ini adalah fondasi teknis yang diperlukan agar aplikasi terdesentralisasi (dApps) dapat beroperasi dalam skala besar dan diadopsi secara massal.
Mendorong Inovasi Arsitektur Blockchain
Pengembangan dan implementasi DAS telah menjadi pendorong utama di balik tren menuju Arsitektur Blockchain Modular. Dengan adanya metode yang efisien untuk memverifikasi ketersediaan data secara terpisah dari eksekusi dan konsensus, dimungkinkan untuk membangun blockchain yang mengkhususkan diri pada satu fungsi saja. Misalnya, sebuah blockchain dapat fokus hanya pada penyediaan ketersediaan data (seperti yang dituju oleh Celestia), sementara blockchain lain atau rollup berfokus pada eksekusi transaksi.
Pemisahan ini memungkinkan setiap lapisan untuk dioptimalkan secara independen, membuka pintu bagi inovasi yang lebih cepat dan skalabilitas yang lebih besar secara keseluruhan. DAS adalah "lem" yang memungkinkan lapisan-lapisan ini bekerja sama secara aman dan efisien.
Implementasi DAS di Dunia Nyata
Perkembangan DAS di Ekosistem Ethereum
Ethereum, sebagai platform kontrak pintar terbesar, secara aktif mengejar implementasi DAS sebagai bagian dari peta jalannya untuk mencapai skalabilitas masif. Salah satu peningkatan utama yang direncanakan adalah 'proto-danksharding', yang merupakan langkah pertama menuju implementasi sharding ketersediaan data (data availability sharding). Dalam model ini, data blok yang dipublikasikan oleh rollup ke Ethereum akan dipecah menjadi 'blob' yang disimpan di 'beacon chain' Ethereum.
Meskipun bukan sharding ketersediaan data penuh, proto-danksharding akan mengimplementasikan mekanisme yang sangat mirip dengan DAS, memungkinkan node Ethereum (terutama node ringan) untuk mengambil sampel data dalam blob ini untuk memverifikasi ketersediaan data tanpa mengunduh seluruh blob. Ini adalah langkah krusial untuk mengurangi biaya data rollup di Ethereum (Ethereum Data Availability) secara signifikan.
Proyek Blockchain yang Fokus pada Data Availability
Selain Ethereum, ada proyek-proyek blockchain baru yang dibangun dari awal dengan fokus pada penyediaan lapisan ketersediaan data modular yang efisien menggunakan DAS. Celestia adalah contoh utama. Celestia Data Availability dirancang sebagai blockchain modular yang khusus menyediakan layer ketersediaan data berthroughput tinggi untuk rollup dan blockchain modular lainnya. Mereka menggunakan DAS sebagai mekanisme inti yang memungkinkan jaringannya memproses volume data yang besar dan memungkinkan partisipan jaringan memverifikasi ketersediaan data secara efisien.
Kesimpulan: Masa Depan Skalabilitas dengan DAS
Data Availability Sampling (DAS) adalah terobosan teknis yang sangat penting dalam ruang blockchain. Ini adalah 'saus rahasia' yang memungkinkan blockchain untuk mengatasi hambatan skalabilitas fundamental, khususnya dalam konteks solusi Layer 2 seperti rollup dan arsitektur blockchain modular.
Dengan memungkinkan node ringan untuk memverifikasi ketersediaan data secara efisien melalui sampling probabilistik yang didukung oleh pengkodean data cerdas, DAS mengurangi beban pada node penuh, meningkatkan throughput Layer 2, menurunkan biaya transaksi, dan memungkinkan arsitektur blockchain yang lebih fleksibel dan terspesialisasi. Pentingnya Data Availability Blockchain kini dapat dicapai secara lebih efisien dan terdesentralisasi.
DAS tidak hanya sekadar peningkatan; ini adalah fondasi yang memungkinkan ekosistem blockchain untuk benar-benar menskalakan untuk adopsi massal. Seiring dengan implementasi DAS yang semakin matang (seperti di Ethereum melalui danksharding dan proyek-proyek modular seperti Celestia), kita dapat mengharapkan ledakan dalam kemampuan dan efisiensi rollup, membuka jalan bagi era baru aplikasi terdesentralisasi yang cepat, murah, dan dapat diakses oleh semua orang.
Teknologi fundamental seperti DAS adalah apa yang mendorong batasan dalam ruang kripto dan blockchain. Memahami cara kerja komponen-komponen ini penting bagi siapa saja yang ingin serius terlibat dalam ekosistem ini, baik sebagai pengguna, pengembang, atau investor. Jika Anda tertarik untuk menggali lebih dalam tentang teknologi fundamental yang mendukung ekosistem crypto dan bagaimana mengoptimalkan pemahaman Anda di pasar yang terus berkembang ini, menemukan sumber belajar yang terstruktur dan kredibel adalah langkah awal yang penting. Akademi Crypto menawarkan kurikulum terstruktur dan bimbingan dari praktisi industri untuk membantu Anda memahami seluk beluk teknologi blockchain, investasi, dan trading. Kunjungi Instagram kami untuk mendapatkan wawasan harian dan informasi program yang dapat memandu perjalanan edukasi crypto Anda: @akademicryptoplatform.
Tanggapan (0 )