Layer 2

Penjelasan Dasar

Layer-2 mengacu pada jaringan, sistem, atau teknologi off-chain yang dibangun di atas blockchain (umumnya dikenal sebagai jaringan layer-1) yang membantu memperluas kemampuan jaringan lapisan dasar yang mendasarinya. Jaringan layer-2 dapat mendukung blockchain apa pun untuk memperkenalkan peningkatan seperti keluaran transaksi yang lebih tinggi.

Salah satu persyaratan utama untuk sebuah jaringan, sistem, atau teknologi untuk dapat dianggap sebagai layer-2 adalah bahwa jaringan tersebut mewarisi keamanan blockchain yang dibangun di atasnya. Data transaksi harus, dalam beberapa bentuk, diverifikasi dan dikonfirmasi oleh jaringan blockchain yang mendasarinya, bukan oleh sekumpulan node yang terpisah. Sebagai contoh, sidechain sering kali tidak dianggap sebagai layer-2 karena mereka biasanya menggunakan mekanisme konsensus dan validator mereka sendiri, yang mengarah pada jaminan keamanan yang berbeda dari rantai layer dasar.

Untuk blockchain yang mengorbankan skalabilitas untuk mencapai desentralisasi dan keamanan yang lebih tinggi, layer-2 memungkinkan throughput/keluaran transaksi yang lebih besar, yang dapat menghasilkan biaya yang lebih rendah. Layer-2 dapat dilihat sebagai salah satu solusi untuk masalah skalabilitas, memungkinkan eksekusi yang cepat dan terukur tanpa mengorbankan desentralisasi atau keamanan.

Kebutuhan akan Layer 2

Sejak kemunculan teknologi blockchain pada tahun 2008, ribuan peneliti dan pengembang telah bekerja untuk mengatasi keterbatasan skalabilitas blockchain agar sesuai dengan adopsi yang terus meningkat. Keterbatasan ini secara historis mengakibatkan biaya yang tinggi dan waktu eksekusi yang lambat, sehingga mengurangi kemampuan blockchain untuk beroperasi dalam skala besar.

Diciptakan oleh salah satu pendiri Ethereum, Vitalik Buterin, trilema skalabilitas blockchain menyatakan bahwa blockchain tidak mampu menskalakan secara efektif sambil menjaga jaringan yang mendasarinya tetap aman dan terdesentralisasi. Sebaliknya, harus ada pengorbanan antara ketiga fitur ini (jaringan blockchain saat ini dapat memenuhi dua dari tiga kondisi tersebut, tetapi tidak ketiganya secara bersamaan).

Layer 2 adalah sebuah teknologi baru yang dibangun di atas dasar pemikiran bahwa batasan skalabilitas ini ada karena blockchain ditugaskan untuk melakukan terlalu banyak hal. Hal ini dikarenakan blockchain saat ini memenuhi tiga fungsi inti: eksekusi, ketersediaan data, dan konsensus.

• Eksekusi: pemrosesan transaksi dan throughput/keluaran. Diukur dari jumlah komputasi (dimana transaksi merupakan bagiannya) per detik yang dapat diproses oleh blockchain.
• Ketersediaan Data: persyaratan penyimpanan untuk node dan validator di jaringan untuk transaksi, status, dan data lainnya. Diukur dalam istilah penyimpanan standar seperti megabyte, gigabyte, dll.
• Konsensus: kesepakatan luas oleh node dan validator tentang status jaringan dan urutan transaksi. Diukur dalam hal desentralisasi dan waktu penyelesaian, atau waktu yang dibutuhkan oleh semua node untuk menyetujui perubahan status tertentu.

Catatan: Untuk tujuan tulisan ini, kita hanya akan fokus pada layer eksekusi.

Cara Kerja Solusi Layer-2

Catatan: Implementasi sebagian besar solusi layer-2 masih dalam tahap awal, dan banyak elemen desain protokol layer-2 yang masih belum teruji atau belum terbukti.

Secara umum, layer-2 biasanya memiliki dua bagian: Sebuah jaringan yang memproses transaksi dan sebuah kontrak pintar pada blockchain dasar yang menyelesaikan perselisihan dan mencapai konsensus tentang status jaringan layer-2 dengan memperkuatnya pada blockchain dasar.

Jaringan layer-2 adalah tempat terjadinya eksekusi transaksi dan komputasi yang cepat. Cara kerjanya bisa sangat bervariasi untuk dapat mencapai throughput ini. Akan tetapi, denominator yang sama dalam lingkungan layer-2 adalah bahwa ketika ingin mengukuhkan rantai dasar, layer-2 harus memberikan semacam kriptografi dan "bukti" yang dapat diverifikasi ke blockchain mengenai keabsahan perubahan status yang diusulkan, baik secara preemptif maupun retroaktif.

Demikian pula, implementasi smart contract dasar dapat bervariasi antara layer-2, tetapi fungsi inti dari smart contract selalu sama:

• Menahan dan melepaskan dana yang ditransfer ke layer-2
• Menerima semacam bukti yang dihasilkan oleh layer-2, memvalidasinya, menyelesaikan perselisihan, dan kemudian menyelesaikan transaksi

Cara yang baik untuk mengkonseptualisasikan kedua dinamika ini adalah dengan mengambil dua contoh implementasi layer-2 yang sudah ada; saluran pembayaran dan rollup.

Saluran Pembayaran

Saluran pembayaran memungkinkan transfer off-chain dari token on-chain antara dua atau lebih pengguna dengan mendanai likuiditas terlebih dahulu ke dalam sebuah channel atau saluran.

Contoh kasus: Alice dan Bob membuat sebuah saluran pembayaran dengan mengunci dana kolektif dalam sebuah smart contract dan menyetujui (melalui tanda tangan kriptografi) berapa banyak yang dapat diakses oleh masing-masing pengguna. Sebagai contoh, jika keduanya mengunci dana sebesar $50 dengan total $100, kemungkinan besar mereka akan setuju bahwa masing-masing dapat menggunakan $50 di saluran pembayaran.

Setelah saluran pembayaran disiapkan, Alice dan Bob bebas untuk bertransaksi di luar rantai melalui pesan yang ditandatangani tanpa mengirimkan transaksi ke blockchain yang mendasarinya. Alice dapat membayar Bob, dan juga sebaliknya. Pun dengan latensi yang cepat dan tanpa biaya. Ketika berkomunikasi melalui saluran pembayaran dua arah, transaksi Alice dan Bob tidak dikirim ke blockchain yang mendasarinya; hanya ketika mereka sama-sama memutuskan untuk menutup saluran tersebut, hasil akhirnya dikirim ke, dan diselesaikan di blockchain.

Hasil akhir dari sistem ini adalah Bob dan Alice hanya perlu membayar dua transaksi on-chain untuk membuka dan menutup saluran pembayaran. Ketika saluran pembayaran terbuka, jutaan transfer dapat dilakukan dengan biaya nol dan kecepatan sub-detik secara peer to peer – sebuah contoh klasik dari skalabilitas.

Ketika terbuka, saluran pembayaran dapat memfasilitasi transaksi tanpa biaya dan dengan sangat cepat.

Rollups

Rollup yang optimis dan tanpa pengetahuan (zero-knowledge) menawarkan hasil yang lebih tinggi dan biaya yang lebih rendah dengan mengeksekusi perubahan status kontrak pintar secara off-chain dan membuktikannya secara on-chain. Skalabilitas dengan rollup dicapai melalui tiga metode berikut.

• Rollups melakukan eksekusi transaksi secara off-chain, yang membuat blockchain dasar hanya perlu melakukan pembuktian kecil untuk memverifikasi aktivitas jaringan dan menyimpan data transaksi mentah.
• Rollups mengumpulkan data transaksi secara bersamaan ketika dikirimkan ke blockchain sehingga biaya gas on-chain didistribusikan ke sejumlah transaksi.
• Rollups hanya membutuhkan minimal satu validator yang jujur untuk membuktikan keabsahan transaksi ke blockchain lapisan dasar, memungkinkan untuk validator yang lebih kecil mengatur dan meningkatkan kebutuhan perangkat keras tanpa mengorbankan keamanan secara signifikan.

Eksekusi di Luar Rantai (Off-Chain)

Fitur utama dari rollups adalah mereka melakukan eksekusi transaksi di luar rantai. Ini berarti bahwa jaringan layer-2 menangani pemrosesan transaksi, baik dengan pengguna lain atau dengan kontrak pintar, atas nama blockchain dasar. Dalam hubungannya dengan rangkaian validator yang lebih kecil dengan perangkat keras yang lebih baik, ini menawarkan throughput yang jauh lebih tinggi ketika bertransaksi di jaringan layer-2 dibandingkan dengan blockchain dasar.

Blockchain dasar hanya perlu mengeksekusi bukti yang dikirimkan ke kontrak pintar rollup untuk memverifikasi aktivitas pada jaringan layer-2 (dalam kasus rollup optimis, hanya jika terjadi perselisihan) dan menyimpan data transaksi mentah yang belum dieksekusi sebagai data panggilan (calldata). Secara sederhana, ini berarti blockchain perlu melakukan lebih sedikit pekerjaan dan menyimpan lebih sedikit data untuk transaksi yang terjadi pada layer-2, yang mengarah ke total biaya per transaksi yang lebih rendah.

Transaksi Batch/Kloter

Cara lain untuk mengurangi biaya adalah dengan melakukan transaksi secara kloter/batch. Ini dapat dianggap mirip seperti membungkus paket. Pada blockchain, setiap transaksi adalah paket yang terpisah dan dikirim dalam kotak yang terpisah. Hal ini membuat biaya pengiriman menjadi mahal karena sobat cuan harus membayar biaya pengiriman setiap kali sobat cuan ingin mengirim paket. Dengan rollup, sobat cuan dapat mengemas banyak paket ke dalam kotak yang lebih besar dengan interval yang lebih jarang dan membagi biaya pengiriman yang lebih besar ke beberapa paket.

Penjelasan yang lebih akurat secara teknis adalah bahwa rollup mengumpulkan data transaksi mentah sebagai data panggilan (calldata). Transaksi rollup tidak perlu diverifikasi dengan cara yang sama seperti transaksi on-chain; melainkan, data transaksi batch hanyalah cara untuk menyimpan data yang tersimpan di rantai dasar sehingga, jika perlu, validator atau peserta rollup dapat membuat ulang status jaringan layer-2 kapan saja. Akan tetapi, logika intinya masih sama – satu kloter transaksi pada rantai utama menyimpan data mengenai beberapa transaksi rollup.

Ini adalah cara yang jelas dan mudah untuk mengurangi biaya transaksi yang menghambat skalabilitas pada blockchain, dan dikombinasikan dengan kompresi data, ini menawarkan peningkatan yang luar biasa dalam biaya eksekusi dibandingkan dengan bertransaksi pada blockchain dasar.

Baik zk-rollups maupun optimistic rollups mengumpulkan transaksi dengan cara yang sama.

Validator yang Lebih Sedikit

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, layer-2 memiliki jaminan keamanan dan desentralisasi dari blockchain yang mendasarinya. Hal ini akan dijelaskan di bawah ini, tetapi ide intinya adalah bahwa layer-2 harus memberikan bentuk bukti kepada blockchain yang mendasarinya bahwa perubahan status yang diusulkan adalah valid.

Hal ini memungkinkan rollup memiliki lebih sedikit validator yang memproses semua transaksi di jaringan layer-2. Validator dapat berupa entitas yang memiliki izin dan sering kali memiliki perangkat keras yang jauh lebih canggih untuk menghitung transaksi dengan lebih cepat dan dengan biaya yang lebih rendah. Alasan mengapa hal ini dimungkinkan adalah karena validator tidak memberikan konsensus – hal ini terjadi melalui smart contract pada base chain, dan smart contract membutuhkan bukti.

Keamanan Layer-2: Pentingnya Bukti

Konsep "bukti" merupakan hal yang mendasar untuk layer-2 agar mereka dapat mewarisi jaminan keamanan dari rantai dasar. Dalam dunia fisik, bukti dapat mengambil berbagai bentuk. Sidik jari pada senjata dan rekaman kamera pada saat insiden merupakan contoh bukti.

Pembuktian kriptografi memiliki cara kerja yang mirip, tetapi jauh lebih objektif dibanding yang terjadi di pengadilan nyata. Membuktikan sesuatu dengan kriptografi memberikan jaminan yang objektif dan dapat diverifikasi bahwa suatu hal adalah benar. Jika pembuktiannya berhasil, maka hal tersebut dijamin benar. Dalam kasus saluran pembayaran, tanda tangan kriptografi pada transaksi memberikan kebenaran yang pasti yang dibutuhkan oleh smart contract untuk menyelesaikan sengketa.

Setiap layer-2 bergantung pada beberapa bentuk bukti kriptografi untuk menyelesaikan perselisihan pada rantai dasar. Bukti yang paling menonjol saat ini adalah bukti kesalahan dan bukti validitas (juga dikenal sebagai bukti zero-knowledge), fondasi untuk rollup optimis modern dan zk-rollup.

Pesan Tertanda Saluran Pembayaran

Misalkan ketika menutup sebuah saluran pembayaran, Bob atau Alice bertindak jahat dan mencoba mengambil dana yang bukan milik mereka. Salah satu dari mereka dapat melakukan hal ini dengan memberikan smart contract sebuah salinan "buku besar" saluran pembayaran yang sudah usang.

Elemen desain utama dari saluran pembayaran adalah bahwa transaksi harus selalu ditandatangani secara kriptografis. Ini menjadi sebuah bentuk bukti yang kompatibel dengan smart contract yang mendasarinya untuk menyelesaikan sengketa. Sebagai contoh, jika Alice mengajukan salinan buku besar yang sudah usang yang memberinya lebih banyak dana daripada yang seharusnya ia dapatkan, Bob dapat membantah transaksi penyelesaian dan memberikan salinan buku besar yang lebih baru. Jumlah yang benar kemudian dapat ditentukan oleh smart contract. Alice juga harus membayar biaya untuk perilaku tidak jujurnya.

Proses ajudikasi dari smart contract yang mendasarinya adalah hal yang membuat saluran pembayaran menjadi layer-2. Cara mudah untuk memikirkan hal ini adalah dengan melihatnya dari perspektif "bukti". Setelah saluran pembayaran dibuka, Bob dan Alice harus menandatangani secara kriptografis setiap transaksi yang mereka lakukan dan menyimpan salinan tanda tangan satu sama lain.

Ini adalah bukti aktivitas dalam saluran pembayaran, tetapi memiliki bukti saja tidak cukup. Perlu ada penegakan kebenaran, seperti halnya seorang hakim yang membuat keputusan setelah bukti-bukti diberikan dan juri mengambil keputusan. Dalam hal ini, smart contract menegakkan keputusan dan menyelesaikan akun dengan mengembalikan jumlah yang benar ke dompet setiap peserta pada rantai dasar.

Inilah yang dimaksud dengan mewarisi desentralisasi dan jaminan keamanan dari blockchain yang mendasarinya. Saluran pembayaran menangani sebagian besar komputasi dan eksekusi di luar rantai, tetapi jika konsensus diperlukan untuk menyelesaikan saluran, lapisan konsensus yang kuat dari blockchain yang mendasari akan membuat keputusan akhir.

Bukti Kesalahan Optimistic Rollup

Bukti kesalahan pada dasarnya sederhana. Sebuah layer-2 yang menggunakan bukti kesalahan mengasumsikan bahwa semua transaksi secara default valid. Namun, ada periode sengketa di mana setiap peserta jaringan dapat mengajukan sengketa dan memberikan bukti kepada kontrak pintar bahwa data transaksi dan perubahan status yang diajukan salah. Ketika sebuah bukti kesalahan dipublikasikan, transaksi rollup tersebut dijalankan kembali secara parsial atau sepenuhnya on-chain dan perubahan status yang dihasilkan dibandingkan dengan klaim asli. Jika hasil eksekusi ulang memberikan hasil yang berbeda, maka klaim asli dianggap tidak valid dan dibatalkan.

Sistem ini digunakan oleh optimistic rollup saat ini. "Optimisme" berasal dari sudut pandang filosofis dari sebuah bukti kesalahan: Kontrak pintar "dengan optimis" mengasumsikan bahwa semua transaksi valid sampai dibuktikan sebaliknya (tidak bersalah sampai terbukti bersalah). Menggunakan kembali contoh validator yang tidak jujur, setiap peserta jaringan hanya perlu mengusulkan bukti kesalahan yang valid kepada kontrak pintar selama periode sengketa agar tindakan validator tersebut dibatalkan sebelum transaksi selesai.

Optimistic rollups menggunakan bukti kesalahan untuk memastikan transaksi yang difinalisasi mencerminkan dengan benar aktivitas pada jaringan layer-2.

Bukti Keabsahan zk-rollup

Bukti keabsahan dapat dianggap memiliki sudut pandang filosofis yang berlawanan dengan bukti kesalahan, di mana semua komputasi dan eksekusi dipertanyakan dan harus dibuktikan benar secara preemptif.

Secara sederhana, bukti keabsahan membuktikan bahwa sesuatu itu benar. Dalam kasus zk-rollup, ini secara wajib mengacu pada transaksi dan komputasi yang terjadi di jaringan layer-2. Kontrak pintar on-chain yang terkorespondensi dapat memverifikasi bukti keabsahan layer-2 untuk menyetujui perubahan status. Dalam konteks validator, zk-rollup yang berfungsi penuh efektif membuatnya mustahil bagi transaksi yang bermasalah untuk diselesaikan di rantai dasar, karena setiap kloter/batch harus memiliki bukti keabsahan yang sesuai.

Bukti keabsahan membuktikan secara preventif keabsahan aktivitas jaringan layer-2.

Menskalakan Blockchain

Saluran pembayaran, rollup, dan layer-2 secara umum adalah metode pendekatan terhadap masalah skalabilitas blockchain secara berkelanjutan dan berorientasi jangka panjang — mendukung baik peningkatan adopsi aplikasi Web3 maupun pengalaman pengguna yang lebih baik.

Sebagai teknologi yang masih baru dan terus berkembang, sebagian besar komponen infrastruktur Web3, termasuk blockchain dasar dan layer-2, belum mencapai titik infleksi di mana sudah pasti diketahui pendekatan mana yang paling cocok dengan kebutuhan pasar. Namun, ribuan developer dan peneliti terus bekerja tanpa lelah untuk menemukan solusi yang layak melalui ekosistem blockchain, solusi DAG, dan layer-2 yang luas yang ada saat ini untuk menghadirkan visi Web3 diterima oleh khalayak luas.

Mulai Perjalanan Investasimu dengan Aman di Pluang!

Download aplikasi Pluang di sini untuk investasi emas, S&P 500 dan Nasdaq index futures, Saham AS, serta lebih dari 140 aset kripto dan belasan produk reksa dana mulai dari Rp5.000 dan hanya tiga kali klik saja!

Dengan Pluang, kamu bisa melakukan diversifikasi aset dengan mudah dan aman karena seluruh aset di Pluang sudah terlisensi dan teregulasi. Ayo, download dan investasi di aplikasi Pluang sekarang!