- Topik
14024 Popularitas
457 Popularitas
513 Popularitas
40181 Popularitas
15839 Popularitas
60602 Popularitas
30113 Popularitas
2366 Popularitas
110727 Popularitas
26786 Popularitas
- Sematkan
14024 Popularitas
457 Popularitas
513 Popularitas
40181 Popularitas
15839 Popularitas
60602 Popularitas
30113 Popularitas
2366 Popularitas
110727 Popularitas
26786 Popularitas
Analisis Ekspansi Off-chain: Prinsip dan Aplikasi Teknologi Saluran Status
Analisis Kedalaman Ekspansi off-chain
1. Kebutuhan untuk Memperbesar Kapasitas
Visi masa depan blockchain adalah untuk mencapai desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas, tetapi biasanya hanya dapat memenuhi dua dari tiga hal tersebut, yang dikenal sebagai masalah segitiga tidak mungkin dalam blockchain. Selama bertahun-tahun, orang telah menjelajahi cara untuk meningkatkan throughput dan kecepatan transaksi blockchain dengan menjaga desentralisasi dan keamanan, yaitu menyelesaikan masalah skalabilitas, yang merupakan salah satu topik hangat dalam perkembangan blockchain saat ini.
Definisi desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas:
Desentralisasi: Siapa pun dapat menjadi node untuk berpartisipasi dalam sistem blockchain, semakin banyak jumlah node, semakin tinggi tingkat desentralisasi, memastikan jaringan tidak dikendalikan oleh sejumlah kecil peserta terpusat.
Keamanan: Semakin tinggi biaya untuk menguasai sistem blockchain, semakin tinggi keamanannya, rantai dapat menahan serangan dari proporsi peserta yang lebih besar.
Skalabilitas: kemampuan blockchain untuk memproses sejumlah besar transaksi.
Pemisahan keras besar pertama di jaringan Bitcoin berasal dari masalah skalabilitas. Seiring dengan meningkatnya jumlah pengguna dan volume transaksi, jaringan Bitcoin dengan batas blok 1MB mulai menghadapi kemacetan. Sejak 2015, komunitas Bitcoin mengalami perbedaan pendapat tentang masalah skalabilitas, di mana satu pihak mendukung perluasan blok, sementara pihak lainnya mendukung penggunaan solusi Segregated Witness untuk mengoptimalkan struktur rantai utama. Pada 1 Agustus 2017, pihak yang mendukung blok besar mulai menjalankan sistem klien dengan blok 8MB yang dikembangkan sendiri, yang menyebabkan pemisahan keras besar pertama di Bitcoin dan melahirkan jenis koin baru BCH.
Dengan cara yang sama, jaringan Ethereum juga memilih untuk mengorbankan sebagian dari skalabilitas untuk menjaga keamanan jaringan dan desentralisasi, dengan menetapkan batas atas biaya bahan bakar yang dapat ditampung dalam satu blok untuk membatasi jumlah transaksi. Tujuannya adalah untuk mencapai konsensus tanpa kepercayaan dan memastikan distribusi node yang luas.
Dari CryptoKitties pada tahun 2017, hingga munculnya aplikasi on-chain seperti DeFi summer, GameFi, dan NFT, permintaan pasar terhadap kedalaman terus meningkat. Namun, Ethereum hanya dapat memproses 15-45 transaksi per detik, yang menyebabkan biaya transaksi meningkat, waktu penyelesaian menjadi lebih lama, dan sebagian besar DApps sulit untuk menanggung biaya operasional, sehingga seluruh jaringan menjadi lambat dan mahal bagi pengguna. Masalah skalabilitas blockchain perlu segera diatasi. Solusi skalabilitas yang ideal adalah: meningkatkan kecepatan transaksi dan kedalaman jaringan blockchain sebanyak mungkin tanpa mengorbankan desentralisasi dan keamanan.
2. Kategori Rencana Perluasan
Kami membagi rencana ekspansi menjadi dua kategori besar, yaitu ekspansi on-chain dan ekspansi off-chain, berdasarkan standar "apakah ada perubahan pada satu lapisan jaringan utama".
2.1 ekspansi 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 membahasnya secara mendalam, hanya mencantumkan dua solusi secara singkat:
Solusi pertama adalah memperluas ruang blok, yaitu meningkatkan jumlah transaksi yang dikemas dalam setiap blok, tetapi ini akan meningkatkan persyaratan perangkat node, meningkatkan ambang batas untuk bergabung, dan mengurangi tingkat desentralisasi.
Skema dua adalah sharding, membagi buku besar blockchain menjadi beberapa bagian, di mana setiap shard bertanggung jawab untuk pencatatan yang berbeda, dan perhitungan paralel dapat memproses beberapa transaksi secara bersamaan; ini dapat mengurangi tekanan pada node dan ambang batas untuk bergabung, meningkatkan kecepatan transaksi dan tingkat desentralisasi; tetapi berarti bahwa kekuatan komputasi di seluruh jaringan terdistribusi, yang dapat mengurangi keamanan seluruh jaringan.
Mengubah protokol mainnet lapisan satu dapat menghasilkan dampak negatif yang sulit diprediksi, karena setiap celah kecil di lapisan dasar dapat mengancam keamanan jaringan secara serius, dan jaringan mungkin terpaksa melakukan fork atau menghentikan pemeliharaan untuk melakukan upgrade. Misalnya, insiden celah inflasi Zcash pada tahun 2018: kode dasar mereka memiliki celah berbahaya yang memungkinkan token diterbitkan tanpa batas, tim menghabiskan waktu 8 bulan untuk memperbaiki secara diam-diam, dan baru setelah perbaikan mereka mengungkapkan insiden ini.
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 lebih lanjut menjadi Layer2 dan solusi lainnya:
3. Rencana perluasan off-chain
3.1 Saluran Negara
3.1.1 Ringkasan
Saluran status mengatur bahwa pengguna hanya perlu berinteraksi dengan jaringan utama saat saluran dibuka, ditutup, atau menyelesaikan sengketa, dengan interaksi antar pengguna dilakukan off-chain untuk mengurangi waktu dan biaya transaksi, serta memungkinkan jumlah transaksi tidak terbatas.
Saluran status adalah protokol P2P sederhana yang cocok untuk "aplikasi berbasis giliran", seperti permainan catur antara dua orang. Setiap saluran dikelola oleh kontrak pintar multi-tanda tangan yang berjalan di jaringan utama, kontrak ini mengontrol aset yang disimpan dalam saluran, memverifikasi pembaruan status, dan mengadili sengketa antara peserta. Peserta menyetor dana dan mengunci setelah kontrak diterapkan, saluran secara resmi dibuka setelah kedua belah pihak menandatangani konfirmasi. Saluran memungkinkan transaksi off-chain gratis tanpa batasan jumlah antara peserta selama nilai transfer bersih tidak melebihi total yang disetor (. Peserta secara bergantian mengirimkan pembaruan status kepada satu sama lain, menunggu konfirmasi tanda tangan dari pihak lain. Setelah pihak lain memberikan konfirmasi tanda tangan, pembaruan status tersebut dianggap selesai. Dalam keadaan normal, pembaruan status yang disetujui oleh kedua belah pihak tidak akan diunggah ke jaringan utama, hanya saat terjadi sengketa atau penutupan saluran, jaringan utama yang akan mengonfirmasi. Saat menutup saluran, salah satu peserta dapat mengajukan permintaan transaksi di jaringan utama, jika disetujui oleh semua tanda tangan, maka akan dieksekusi segera, jika tidak, harus menunggu "masa tantangan" berakhir untuk menerima sisa dana.
Dengan demikian, skema saluran status dapat secara signifikan mengurangi beban perhitungan di jaringan utama, meningkatkan kecepatan transaksi, dan menurunkan biaya transaksi.
![Laporan Penelitian Kedalaman 10.000 Kata: Analisis Menyeluruh tentang ekspansi off-chain])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ead28de03be9fc22dcfe3f679ee36bc5.webp(
)# 3.1.2 Garis Waktu
2015/02: Joseph Poon dan Thaddeus Dryja merilis draf whitepaper jaringan Lightning.
2015/11: Jeff Coleman pertama kali merangkum konsep State Channel secara sistematis, mengusulkan bahwa Payment Channel Bitcoin adalah sub-kasus dari State Channel.
2016/01: Joseph Poon dan Thaddeus Dryja secara resmi menerbitkan buku putih "The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments" yang mengusulkan skema penskalaan untuk jaringan Bitcoin, Payment Channel, yang hanya digunakan untuk memproses pembayaran transfer di jaringan Bitcoin.
2017/11: Spesifikasi desain State Channel pertama yang berbasis kerangka Payment Channel, Sprites, diusulkan.
2018/06: Counterfactual mengajukan desain Generalized State Channels yang terperinci, 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 menjadi N-Party Channels, Nitro adalah protokol pertama yang dibangun berdasarkan ide tersebut.
2019/10: Pisa memperluas konsep Watchtowers untuk menyelesaikan masalah kebutuhan semua peserta untuk tetap online.
2020/03: Hydra mengusulkan Saluran Isomorfik Cepat.
3.1.3 Prinsip Teknologi
Proses kerja tradisional di blockchain: Alice dan Bob berinteraksi dengan kontrak pintar yang di-deploy di mainnet, pengguna mengubah status kontrak pintar dengan mengirimkan transaksi ke blockchain. Kekurangan adalah dapat menimbulkan masalah waktu dan biaya.
Proses kerja saluran status:
Alice dan Bob menyetor dana dari EOA pribadi mereka ke alamat kontrak on-chain, dana terkunci dalam kontrak sampai saluran ditutup dan dikembalikan kepada pengguna; setelah kedua pihak menandatangani untuk mengonfirmasi, saluran status secara resmi dibuka.
Alice dan Bob dapat melakukan transaksi tanpa batas di off-chain, berkomunikasi satu sama lain melalui pesan yang ditandatangani secara kripto. Keduanya perlu menandatangani setiap transaksi untuk mencegah penipuan double spending. Melalui pesan-pesan ini, mereka mengajukan pembaruan status akun mereka dan menerima pembaruan status yang diajukan oleh pihak lain.
Jika Alice ingin menutup saluran, dia perlu mengajukan status akhir akunnya kepada kontrak, jika Bob menyetujui dengan tanda tangan, kontrak akan melepaskan dana yang terkunci berdasarkan status akhir tersebut kembali kepada pengguna yang sesuai. Jika Bob tidak merespons tanda tangan, kontrak akan melepaskan dana yang terkunci kembali kepada pengguna yang sesuai setelah periode tantangan berakhir.
Workflow dalam situasi pesimis:
Dua peserta menyetor dana, mulai menukar pembaruan status.
Misalkan pada suatu waktu Bob tidak merespons tanda tangan pembaruan status yang dikirim oleh Alice, Alice dapat mengajukan tantangan kepada kontrak dengan mengirimkan status efektif terakhirnya, yang mencakup tanda tangan Bob sebelumnya.
Kontrak memungkinkan Bob untuk mengajukan respons status berikutnya dalam jangka waktu tertentu; jika Bob merespons, kedua pihak dapat melanjutkan transaksi; jika Bob tidak merespons, kontrak secara otomatis menutup saluran status dan mengembalikan dana kepada Alice.
![Laporan Riset Kedalaman 10.000 Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad088ac016d75b1ae0b0eda699e74709.webp(
)# 3.1.4 Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan:
Kekurangan:
3.1.5 Aplikasi
Jaringan Lightning Bitcoin
Ringkasan: Jaringan Lightning adalah saluran pembayaran kecil di jaringan Bitcoin, evolusi teknologi yang mengalami: saluran pembayaran satu arah dibangun dengan multi-tanda tangan 2/2, setelah menambahkan RSMC dapat membangun saluran pembayaran dua arah, setelah menambahkan HTLC dapat menghubungkan saluran pembayaran untuk memperluas ke pembayaran multi-pihak, akhirnya membangun jaringan pembayaran. Melalui saluran pembayaran kecil off-chain, kemudian dengan bantuan perantara membentuk jaringan transaksi, dapat menyelesaikan masalah skalabilitas jaringan Bitcoin. Menggunakan proses yang mengikuti "setoran ### membangun saluran (→transaksi jaringan Lightning ) memperbarui status saluran (→pengembalian dana/penyelesaian ) mengakhiri saluran ("; secara teoritis dapat memproses satu juta transaksi per detik.
Garis waktu:
Pengembangan Ekosistem: Ekosistem jaringan Lightning dari bawah ke atas terdiri dari: jaringan BTC lapisan dasar --- infrastruktur dasar inti --- berbagai Dapps.
Infrastruktur inti mencakup:
Di atas infrastruktur dasar adalah berbagai layanan pembayaran dan keuangan serta aplikasi, seperti Strike yang memungkinkan pembelian dan penjualan BTC, Twitter untuk memberi tip, dan pedagang Shopify yang menerima BTC, dll.
Hingga November 2022, Dapps yang berbasis jaringan Lightning telah meningkat menjadi lebih dari 20 kategori dan lebih dari 100 aplikasi, termasuk pembayaran, dompet, manajemen node, ekstensi browser, podcast, dan streaming. Saat ini, lapisan dasar teknologi yang terkait dengan infrastruktur node telah cukup matang, dukungan dompet meningkat, layanan keuangan dan integrasi pembayaran terus tumbuh, lebih banyak aplikasi hiburan sedang dibangun, dan ekosistem berkembang pesat.
![Laporan Penelitian Kedalaman: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-815c5eb2bdba725e04eebe67b22d42aa.webp(
Jaringan Petir Ethereum
Ringkasan: Jaringan Lightning adalah saluran pembayaran kecil yang berbasis Ethereum, sangat mirip dengan jaringan Lightning lainnya, keduanya memperluas transaksi on-chain dengan membangun saluran status, dengan tujuan untuk mencapai pembayaran token ERC20 yang hampir instan, dengan biaya rendah dan dapat diskalakan di Ethereum.
Garis waktu: