Panduan untuk Memahami Algoritma Konsensus Blockchain

Blockchain adalah jaringan terdistribusi terdesentralisasi yang menawarkan transparansi, keamanan, dan kekekalan yang lebih tinggi.

Kita semua tahu itu!!

Tapi, pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana ia bisa mencapai semua itu?

Siapa yang mengatur jaringan ini dan memverifikasi setiap transaksi, asalkan tidak ada otoritas terpusat?

Kedengarannya Menarik kan!

Yah itu algoritma konsensus Blockchain – Bagian inti dari dunia pengembangan Blockchain yang akan kita bicarakan dalam panduan komprehensif ini.

DAFTAR ISI:

1. Definisi Algoritma Konsensus Blockchain
2. Tujuan Mekanisme Konsensus
3. Algoritma Konsensus Blockchain yang Populer di Pasar
4. Sifat Mekanisme Konsensus Blockchain yang Baik
5. Konsekuensi Mengandalkan Protokol Konsensus yang Buruk
6. Pertanyaan yang Sering Diajukan
7. Kesimpulan

Apa itu Algoritma Konsensus Blockchain?

Jawaban paling sederhana untuk apa itu algoritma konsensus Blockchain adalah, ini adalah prosedur yang melaluinya semua rekan jaringan Blockchain r setiap penerimaan umum atau konsensus tentang keadaan real-time dari buku besar yang didistribusikan.

Mekanisme konsensus memungkinkan jaringan blockchain untuk mencapai keandalan dan membangun tingkat kepercayaan antara node yang berbeda, sambil memastikan keamanan di lingkungan. Inilah alasan mengapa ini adalah salah satu bagian penting dari setiap panduan pengembangan aplikasi Blockchain dan setiap proyek dApp di lingkungan buku besar yang didistribusikan.

Algoritme ini beroperasi berdasarkan tujuan yang berbeda, beberapa di antaranya akan kami bahas di bagian selanjutnya dari artikel ini.

Tujuan Mekanisme Konsensus Blockchain

1. Perjanjian Terpadu

Salah satu tujuan utama mekanisme konsensus adalah mencapai kesepakatan bersama.

Tidak seperti sistem terpusat di mana kepercayaan pada otoritas diperlukan, pengguna dapat beroperasi bahkan tanpa membangun kepercayaan satu sama lain dengan cara yang terdesentralisasi. Protokol yang disematkan dalam jaringan blockchain Terdistribusi memastikan bahwa data yang terlibat dalam proses itu benar dan akurat, dan status buku besar publik adalah yang terbaru.

2. Menyelaraskan Insentif Ekonomi

Dalam hal membangun sistem tanpa kepercayaan yang mengatur sendiri, menyelaraskan kepentingan peserta dalam jaringan adalah suatu keharusan.

Protokol blockchain konsensus , dalam situasi ini, menawarkan penghargaan untuk perilaku yang baik dan menghukum pelaku yang buruk. Dengan cara ini, ini memastikan pengaturan insentif ekonomi juga.

3. Adil & Adil

Mekanisme konsensus memungkinkan siapa saja untuk berpartisipasi dalam jaringan dan menggunakan dasar-dasar yang sama. Dengan cara ini, ini membenarkan properti open-source dan desentralisasi dari sistem blockchain.

4. Cegah Pengeluaran Ganda

Mekanisme konsensus bekerja berdasarkan algoritme tertentu yang memastikan bahwa hanya transaksi tersebut yang termasuk dalam buku besar transparan publik yang diverifikasi dan valid. Ini memecahkan masalah tradisional pembelanjaan ganda, yaitu masalah pembelanjaan mata uang digital dua kali.

5. Toleransi Kesalahan

Karakteristik lain dari metode Konsensus adalah memastikan bahwa blockchain toleran terhadap kesalahan, konsisten, dan dapat diandalkan. Itu berarti, sistem yang diatur akan bekerja dalam waktu yang tidak terbatas bahkan jika terjadi kegagalan dan ancaman.

Saat ini, ada banyak algoritma konsensus Blockchain di ekosistem dan banyak lagi yang akan memasuki pasar. Ini membuatnya penting bagi setiap perusahaan pengembang Blockchain dan Pengusaha yang antusias untuk mengetahui faktor-faktor yang menentukan protokol konsensus yang baik, dan kemungkinan efek dari protokol yang buruk.

Dengan dasar-dasar metode konsensus Blockchain yang dibahas, mari selami topik lebih dalam dan lihat jenis mekanisme konsensus yang populer.

Algoritma Konsensus Blockchain Populer di Pasar

1. Bukti Kerja (PoW)

Dikembangkan oleh Satoshi Nakamoto , Proof of Work adalah mekanisme konsensus tertua yang digunakan dalam domain Blockchain. Ini juga dikenal sebagai penambangan di mana node yang berpartisipasi disebut penambang.

Dalam mekanisme ini, para penambang harus memecahkan teka-teki matematika yang kompleks menggunakan kekuatan komputasi yang komprehensif. Mereka menggunakan berbagai bentuk metode penambangan, seperti penambangan GPU, penambangan CPU, penambangan ASIC, dan penambangan FPGA. Dan orang yang memecahkan masalah paling awal mendapat satu blok sebagai hadiah.

Namun, prosesnya tidak semudah itu. Sebuah teka-teki dapat dipecahkan hanya melalui metode coba-coba. Selain itu, tingkat kerumitan teka-teki meningkat dengan kecepatan di mana blok ditambang. Jadi, menjadi wajib bagi seseorang untuk membuat blok baru dalam jangka waktu tertentu untuk mengatasi tingkat kesulitan.

Mekanisme Proof of Work digunakan oleh beberapa cryptocurrency seperti Bitcoin, Litecoin, ZCash, Primecoin, Monero, dan Vertcoin untuk beberapa nama.

Algoritma Bitcoin yang dijelaskan dalam mekanisme ini menggunakan nonce sebagai nilai acak untuk memvariasikan output dari nilai hash. Dalam algoritma konsensus bitcoin, setiap blok dimaksudkan untuk menghasilkan nilai hash, dan nonce adalah parameter yang digunakan untuk menghasilkan nilai hash tersebut.

Dalam implementasinya, Proof of Work (PoW) tidak hanya mempengaruhi industri keuangan, tetapi juga kesehatan, tata kelola, manajemen, dan lainnya. Faktanya, ia menawarkan peluang pembayaran multisaluran dan transaksi multi-tanda tangan melalui alamat untuk meningkatkan keamanan.

2. Bukti Taruhan (PoS)

Proof of Stake adalah alternatif protokol konsensus PoW yang paling mendasar dan ramah lingkungan.

Dalam metode blockchain ini, produsen blok bukanlah penambang, tetapi mereka bertindak seperti validator. Mereka mendapatkan kesempatan untuk membuat blok atas semua orang yang menghemat energi dan mengurangi waktu. Namun, bagi mereka untuk menjadi validator, mereka harus menginvestasikan sejumlah uang atau saham.

Juga, tidak seperti dalam kasus PoW, penambang diberikan hak istimewa untuk mengambil biaya transaksi mereka dalam algoritme ini karena tidak ada sistem penghargaan dalam model konsensus ini.

Ini, secara keseluruhan, mendorong merek seperti Ethereum untuk meningkatkan model mereka dari PoW ke PoS dalam pembaruan Ethereum 2.0 mereka . Juga, ini membantu berbagai ekosistem Blockchain seperti Dash, Peercoin, Decred, Reddcoin, dan PivX berfungsi dengan baik.

Sekarang, sementara PoS memecahkan berbagai masalah sebelumnya yang terkait dengan PoW, ada banyak tantangan yang masih belum terselesaikan di pasar. Untuk mengurangi tantangan tersebut dan memberikan lingkungan blockchain yang ditingkatkan, beberapa variasi PoS muncul.

Dua variasi Proof of Stake (PoS) yang populer adalah DPoS dan LPoS.

• Delegated Proof of Stake (DPoS)

Dalam kasus Delegated Proof of Stake (DPoS), para peserta mempertaruhkan koin mereka dan memilih sejumlah delegasi tertentu sehingga semakin banyak mereka berinvestasi, semakin banyak bobot yang mereka terima. Misalnya: jika pengguna A menghabiskan 10 koin untuk delegasi dan pengguna B menginvestasikan 5 koin, suara A mendapat bobot lebih banyak daripada suara B.

Para delegasi juga mendapatkan imbalan berupa biaya transaksi atau sejumlah koin tertentu.

Karena mekanisme voting berbobot pasak ini, DPoS adalah salah satu model konsensus blockchain tercepat dan sangat disukai sebagai demokrasi digital. Beberapa kasus penggunaan nyata dari mekanisme konsensus blockchain ini adalah Steem, EOS, dan BitShares.

• Bukti Penyewaan Saham (LPoS)

LPoS adalah versi yang disempurnakan dari mekanisme konsensus PoS yang beroperasi pada platform Waves .

Berbeda dengan metode Proof-of-Stake biasa di mana setiap node dengan sejumlah cryptocurrency berhak untuk menambahkan blockchain berikutnya, pengguna dapat menyewakan saldo mereka ke node penuh dalam blockchain algoritma konsensus ini. Dan yang menyewakan jumlah yang lebih besar ke node penuh memiliki kemungkinan lebih tinggi untuk menghasilkan blok berikutnya. Juga, penyewa kemudian dihargai dengan persentase biaya transaksi yang telah dikumpulkan oleh node lengkap.

Varian PoS ini adalah opsi yang efisien dan aman untuk pengembangan cryptocurrency publik.

3. Bukti Otoritas

Proof of Authority adalah versi Proof of Stake yang dimodifikasi di mana identitas validator dalam jaringan dipertaruhkan. Dalam hal ini, untuk memverifikasi identitas validator, identitas adalah kemiripan antara identitas pribadi validator dan dokumentasi resmi mereka. Validator ini menempatkan reputasi mereka di jaringan. Dalam Proof of Authority, node (yang menjadi validator) adalah satu-satunya yang diizinkan untuk menghasilkan blok baru. Validator yang identitasnya berisiko diberi insentif untuk mengamankan dan melestarikan jaringan blockchain. Dalam pembuktian ini, jumlah validator cukup sedikit, sekitar 25 atau kurang.

4. Toleransi Patahan Bizantium (BFT)

Toleransi Patahan Bizantium, seperti namanya, digunakan untuk menangani patahan Bizantium (juga disebut Masalah Jenderal Bizantium) – situasi di mana aktor sistem harus menyetujui strategi yang efektif untuk menghindari bencana kegagalan sistem, tetapi beberapa mereka meragukan.

Pelajari lebih lanjut tentang Masalah Jenderal Bizantium melalui video ini: -

Dua variasi model konsensus BFT yang utama di arena Blockchain adalah PBFT dan DBFT.

• Toleransi Patahan Bizantium Praktis (PBFT)

PBFT adalah algoritma blockchain ringan yang memecahkan masalah Jenderal Bizantium dengan membiarkan pengguna mengkonfirmasi pesan yang telah dikirimkan kepada mereka dengan melakukan perhitungan untuk mengevaluasi keputusan tentang validitas pesan.

Partai tersebut kemudian mengumumkan keputusannya kepada node lain yang pada akhirnya memproses keputusan tersebut. Dengan cara ini, keputusan akhir bergantung pada keputusan yang diambil dari node lain.

Stellar, Ripple, dan Hyperledger Fabric adalah beberapa kasus penggunaan mekanisme konsensus blockchain ini.

• Delegasi Bizantium Fault Tolerance (DBFT)

Diperkenalkan oleh NEO, mekanisme Delegated Byzantine Fault Tolerance mirip dengan model konsensus DPoS. Di sini juga, pemegang token NEO mendapatkan kesempatan untuk memilih delegasi.

Namun, ini tidak tergantung pada jumlah mata uang yang mereka investasikan. Siapa pun yang memenuhi persyaratan dasar, yaitu identitas yang diverifikasi, peralatan yang tepat, dan 1.000 GAS , dapat menjadi delegasi. Satu di antara delegasi tersebut kemudian dipilih sebagai pembicara secara acak.

Pembicara membuat blok baru dari transaksi yang menunggu untuk divalidasi. Juga, dia mengirimkan proposal kepada delegasi terpilih yang memiliki tanggung jawab untuk mengawasi semua transaksi dan mencatatnya di jaringan. Delegasi ini memiliki kebebasan untuk berbagi dan menganalisis proposal untuk memeriksa keakuratan data dan kejujuran pembicara. Jika, kemudian, 2/3 dari delegasi memvalidasinya, blok ditambahkan ke blockchain.

Jenis protokol konsensus Blockchain ini juga disebut 'Ethereum of China' dan dapat menjadi sumber yang bermanfaat dalam membangun 'ekonomi pintar' dengan mendigitalkan aset dan menawarkan kontrak pintar di blockchain.

5. Grafik Acyclic Langsung (DAG)

Model konsensus blockchain dasar namun utama yang harus diketahui oleh setiap perusahaan layanan pengembangan aplikasi seluler yang bekerja dengan Blockchain adalah DAG.

Dalam jenis protokol konsensus Blockchain ini, setiap node sendiri bersiap untuk menjadi 'penambang'. Sekarang, ketika penambang diberantas dan transaksi divalidasi oleh pengguna itu sendiri, biaya terkait berkurang menjadi nol. Menjadi lebih mudah untuk memvalidasi transaksi antara dua node terdekat, yang membuat seluruh proses menjadi ringan, lebih cepat, dan aman.

Dua contoh terbaik dari algoritma DAG adalah IOTA dan Hedera Hashgraph .

Meskipun ini adalah model konsensus utama dalam lingkungan pengembangan, banyak mekanisme konsensus blockchain yang berbeda secara perlahan dan bertahap mulai mendapatkan momentum, seperti: -

6. Bukti Kapasitas (PoC)

Dalam mekanisme Proof of Capacity (PoC), solusi untuk setiap teka-teki matematika yang kompleks diakumulasikan dalam penyimpanan digital seperti Hard disk. Pengguna dapat menggunakan hard disk ini untuk menghasilkan blok, sehingga mereka yang paling cepat mengevaluasi solusi mendapatkan peluang lebih baik untuk membuat blok.

Proses yang mengikutinya disebut Plotting. Dua cryptocurrency yang mengandalkan protokol konsensus blockchain PoC adalah Burstcoin dan SpaceMint.

7. Bukti Pembakaran (PoB)

Dianggap sebagai solusi alternatif untuk PoW dan PoS dalam hal konsumsi energi, model konsensus Proof of Burn (PoB) bekerja berdasarkan prinsip membiarkan penambang 'membakar' atau 'menghancurkan' token cryptocurrency virtual, yang selanjutnya memberi mereka hak istimewa untuk menulis blok sebanding dengan koin. Semakin banyak koin yang mereka bakar, semakin besar peluang untuk memilih blok baru untuk setiap koin yang mereka dapatkan.

Tetapi, untuk membakar koin, mereka harus mengirimkannya ke alamat yang tidak dapat digunakan untuk memverifikasi blok.

Ini banyak digunakan dalam kasus konsensus terdistribusi. Dan contoh terbaik dari mekanisme konsensus ini adalah koin Slim.

8. Bukti Identitas (PoI)

Konsep PoI (Bukti Identitas) sama seperti identitas yang berwenang. Ini adalah bagian dari konfirmasi kriptografi untuk kunci pribadi pengguna yang dilampirkan pada setiap transaksi tertentu. Setiap pengguna yang diidentifikasi dapat membuat dan mengelola blok data yang dapat disajikan kepada orang lain dalam jaringan.

Model konsensus blockchain ini memastikan keaslian dan integritas data yang dibuat. Dan dengan demikian, ini adalah pilihan yang baik untuk memperkenalkan kota pintar.

9. Bukti Aktivitas (PoA)

PoA pada dasarnya adalah pendekatan hibrida yang dirancang melalui konvergensi model konsensus blockchain PoW dan PoS.

Dalam kasus mekanisme PoA, penambang berlomba untuk memecahkan teka-teki kriptografi paling awal menggunakan perangkat keras khusus dan energi listrik, seperti di PoW. Namun, blok yang mereka temui hanya menyimpan informasi tentang identitas pemenang blok dan transaksi hadiah. Di sinilah mekanisme beralih ke PoS.

Validator (pemegang saham yang ditunjuk untuk memvalidasi transaksi) menguji dan memastikan kebenaran blok. Jika blok diperiksa berkali-kali, validator mengaktifkan blok lengkap. Ini menegaskan bahwa transaksi terbuka adalah proses dan akhirnya diintegrasikan ke dalam wadah blok yang ditemukan.

Selain itu, hadiah blok dibagi sehingga validator mendapatkan bagiannya.

Dua implementasi dunia nyata dari mekanisme ini adalah koin Esper dan Decred .

10. Bukti Waktu Berlalu (PoET)

PoET diperkenalkan oleh Intel dengan maksud untuk mengambil alih teka-teki kriptografi yang terlibat dalam mekanisme PoW dengan mempertimbangkan fakta bahwa arsitektur CPU dan jumlah perangkat keras penambangan mengetahui kapan dan pada frekuensi apa penambang memenangkan blok.

Ini didasarkan pada gagasan untuk mendistribusikan dan memperluas peluang secara adil untuk sebagian besar peserta. Jadi, setiap node yang berpartisipasi diminta untuk menunggu waktu tertentu untuk berpartisipasi dalam proses penambangan berikutnya. Anggota dengan waktu penahanan terpendek diminta untuk menawarkan blok.

Pada saat yang sama, setiap node juga muncul dengan waktu tunggu mereka sendiri, setelah itu mereka masuk ke mode tidur.

Jadi, segera setelah node aktif dan blok tersedia, node tersebut dianggap sebagai 'pemenang yang beruntung'. Node ini kemudian dapat menyebarkan informasi ke seluruh jaringan, sambil mempertahankan properti desentralisasi dan menerima hadiah.

11. Bukti Kepentingan (PoI)

Diperkenalkan oleh NEM , PoI adalah variasi dari protokol PoS yang mempertimbangkan peran pemegang saham dan validator untuk operasinya. Namun, ini tidak hanya dipengaruhi oleh ukuran dan peluang saham mereka; berbagai faktor lain seperti reputasi, keseimbangan keseluruhan, dan tidak ada. transaksi yang dilakukan melalui alamat tertentu juga berperan di dalamnya.

Jaringan berdasarkan model konsensus POI mahal untuk diserang dan memberi penghargaan kepada pengguna karena berkontribusi pada keamanan jaringan.

Informasi yang dibagikan sejauh ini akan membantu Anda membedakan berbagai protokol konsensus Blockchain.

Namun, untuk menyederhanakannya untuk Anda, inilah tabel perbandingan algoritma konsensus blockchain.

Sekarang, mari kita mulai dengan menentukan apa yang membuat konsensus Blockchain bagus.

Sifat Mekanisme Konsensus Blockchain yang Baik

1. Keamanan

Dalam mekanisme konsensus yang baik, semua node mampu menghasilkan hasil yang valid sesuai aturan protokol.

2. Inklusif

Mekanisme blockchain konsensus yang baik memastikan bahwa setiap node tertentu dari jaringan berpartisipasi dalam proses pemungutan suara.

3. Partisipatif

Mekanisme konsensus di mana semua node secara aktif berpartisipasi dan berkontribusi untuk memperbarui database di Blockchain disebut model konsensus yang baik.

4. Egalitarian

Sifat lain dari mekanisme yang baik adalah memberikan nilai dan bobot yang sama untuk setiap suara yang diterima dari node.

Dengan mengingat hal ini , mari kita cari tahu apa yang terjadi ketika Anda tidak mempertimbangkan faktor-faktor ini dan memperkenalkan model konsensus yang buruk untuk proses pengembangan Anda.

Konsekuensi Memilih Protokol Konsensus yang Buruk

1. Garpu Blockchain

Memilih metode konsensus blockchain yang buruk meningkatkan kerentanan rantai. Salah satu kerentanan yang dihadapi oleh para penggemar dan pengembang blockchain adalah Blockchain Forks.

Garpu Blockchain, dalam bahasa awam, adalah situasi atau keadaan di mana satu rantai menyimpang menjadi dua atau lebih. Penjelasan rinci tentang garpu Blockchain dan jenisnya tersedia dalam video yang disematkan di bawah ini.

Ketika garpu Blockchain terjadi, aplikasi mulai beroperasi dengan cara yang tidak terduga, menciptakan dua atau lebih node yang berbeda di depan.

2. Performa Buruk

Ketika mekanisme blockchain konsensus yang buruk dipertimbangkan, baik node tersebut tidak berfungsi atau mengalami partisi jaringan. Ini menunda proses pertukaran pesan antar node dan meningkatkan latensi aplikasi, yang pada akhirnya menurunkan tingkat kinerja.

3. Kegagalan Konsensus

Efek lain dari memasukkan mekanisme konsensus yang buruk ke model bisnis Anda adalah kegagalan konsensus. Dalam situasi ini, sebagian kecil dari node gagal untuk berpartisipasi dalam proses apapun dan dengan demikian, dengan tidak adanya suara mereka, konsensus gagal untuk memberikan hasil yang akurat dan diinginkan.

Dengan dasar-dasar metode konsensus Blockchain yang sekarang dibahas, mari selami topik lebih dalam dan lihat jenis mekanisme konsensus yang populer.

Pertanyaan yang Sering Diajukan tentang Algoritma Konsensus Blockchain

T. Apa itu Protokol Konsensus di Blockchain?

Protokol Konsensus adalah seperangkat aturan atau prosedur yang mengatur bagaimana dua atau lebih node berinteraksi, bertukar informasi, dan melakukan proses terkait dalam ekosistem Blockchain .

T. Model Konsensus Apa yang Digunakan Ethereum?

Sebelumnya, Ethereum bekerja dengan model konsensus PoW (Proof of Work). Tapi, sekarang telah bergeser ke algoritma konsensus blockchain PoS (Proof of Stake) .

Pikiran Akhir

Pada akhirnya semua komponen ini memiliki tujuan yang sama yaitu memiliki konsensus dalam jaringan yang terdesentralisasi. Namun, bahkan setelah memiliki tujuan bersama, mekanisme ini berbeda dalam pendekatannya untuk mencapai konsensus. Meskipun konsensus yang ideal belum ada, sangat menarik dan mengharukan untuk melihat bagaimana mekanisme konsensus telah dikembangkan dan disesuaikan dalam jangka panjang dengan perubahan persyaratan protokol seperti ini, dan tidak diragukan lagi akan menarik untuk mengamati ide-ide terobosan terwujud. .

Penting untuk memilih dengan bijak sesuai dengan kebutuhan jaringan bisnis karena jaringan Blockchain tidak dapat bekerja dengan baik tanpa algoritma konsensus untuk mengonfirmasi setiap transaksi yang dilakukan.