asinkron

Asinkron adalah konsep fundamental dalam arsitektur teknis blockchain dan cryptocurrency, yang merujuk pada operasi yang tidak perlu selesai secara bersamaan atau dalam urutan ketat, tetapi dapat dieksekusi secara independen dan memberi tahu sistem saat selesai. Dalam jaringan blockchain, mekanisme komunikasi dan pemrosesan asinkron memungkinkan node melanjutkan operasi tanpa sinkronisasi sempurna, meningkatkan efisiensi sistem, skalabilitas, dan toleransi kesalahan, sementara juga menghadirkan berbagai tantangan konsensus dan konsistensi.

Bagaimana Asinkron bekerja?

Dalam sistem blockchain, mekanisme kerja asinkron terutama dimanifestasikan dalam aspek-aspek berikut:

Pengiriman Pesan: Komunikasi antara node tidak memiliki jaminan waktu; pesan mungkin membutuhkan waktu yang beragam untuk mencapai tujuannya, atau mungkin tidak pernah tiba sama sekali.
Operasi Non-Blocking: Node dapat mengirim pesan dan segera melanjutkan operasi lain tanpa menunggu respons dari penerima. Misalnya, seorang penambang dapat mulai menambang blok berikutnya segera setelah menyiarkan blok.
Pembaruan Status: Setiap node secara independen memperbarui status lokalnya berdasarkan pesan yang diterima tanpa sinkronisasi dengan node lain. Saat menerima blok baru, node memvalidasi dan menambahkannya ke blockchain lokalnya terlepas dari apakah node lain telah melakukan hal yang sama.
Adaptasi Mekanisme Konsensus: Untuk mencapai konsensus dalam lingkungan asinkron, sistem blockchain menggunakan algoritma konsensus khusus seperti Proof of Work (PoW) atau Proof of Stake (PoS), yang memungkinkan node membuat keputusan dengan informasi terbatas dan dalam kondisi penundaan.
Konsistensi Eventual: Meskipun status blockchain node mungkin berbeda dalam jangka pendek (fork sementara), sistem cenderung menuju keadaan yang konsisten seiring waktu saat lebih banyak blok ditambahkan (aturan rantai terpanjang).

Apakah fitur utama Asinkron?

Rincian Teknis:

Tidak Ada Persyaratan Sinkronisasi Jam: Sistem asinkron tidak bergantung pada jam global atau sinkronisasi waktu yang tepat.
Toleransi Kegagalan: Sistem dapat terus beroperasi bahkan jika beberapa node offline atau pesan hilang.
Ketidakpastian Penundaan: Waktu pengiriman pesan tidak memiliki batas atas; desain sistem harus menangani penundaan yang sangat lama.
Pengambilan Keputusan Lokal: Node membuat keputusan secara independen berdasarkan informasi yang tersedia tanpa koordinasi real-time.

Kasus Penggunaan dan Keuntungan:

Jaringan Terdesentralisasi: Cocok untuk sistem yang terdiri dari node yang tersebar secara geografis dengan kondisi jaringan yang berbeda.
Ketersediaan Tinggi: Memungkinkan penyediaan layanan yang berlanjut bahkan selama kegagalan jaringan sebagian.
Skalabilitas: Mendukung lebih banyak node yang bergabung dengan jaringan tanpa meningkatkan biaya koordinasi secara signifikan.
Pemrosesan Paralel: Memungkinkan beberapa operasi terjadi secara bersamaan, meningkatkan throughput.
Solusi Lapisan 2: Mekanisme kunci dalam solusi skala seperti Lightning Network dan sidechains.

Apakah risiko dan tantangan Asinkron?

Meskipun memiliki keunggulan signifikan, pemrosesan asinkron dalam sistem blockchain menghadapi beberapa tantangan penting:

Kesulitan Konsensus: Teorema ketidakmungkinan FLP menyatakan bahwa dalam sistem asinkron murni, konsensus deterministik tidak dapat dijamin bahkan dengan hanya satu node yang salah. Ini mendorong sistem blockchain untuk mengadopsi mekanisme konsensus probabilistik atau memperkenalkan asumsi sinkronisasi parsial.
Fork Sementara: Karena penundaan pesan, node yang berbeda mungkin secara bersamaan menerima blok yang valid yang berbeda, menyebabkan fork blockchain sementara dan meningkatkan risiko reorganisasi.
Penundaan Finalitas: Dalam lingkungan asinkron, konfirmasi transaksi membutuhkan lebih banyak waktu untuk mencapai kepastian tinggi, yang mungkin tidak cocok untuk aplikasi yang membutuhkan penyelesaian cepat.
Peningkatan Kompleksitas: Merancang dan mengimplementasikan sistem terdistribusi yang beroperasi dengan benar dalam kondisi asinkron lebih kompleks daripada sistem sinkron, membuatnya lebih rentan terhadap kesalahan.
Peluang Serangan Koordinasi: Penundaan jaringan dapat dimanfaatkan oleh node jahat untuk mengeksekusi serangan timing seperti frontrunning transaksi atau serangan eclipse.
Trade-off Performa: Untuk mengakomodasi lingkungan asinkron, sistem mungkin memerlukan mekanisme konfirmasi tambahan, yang dapat mengurangi throughput keseluruhan dan meningkatkan latensi.
Tantang Konsistensi Status: Mempertahankan konsistensi status seluruh jaringan dalam sistem asinkron membutuhkan mekanisme yang kompleks yang dapat menyebabkan divergensi status sementara.

Prospek Masa Depan: Apa yang akan datang untuk Asinkron?

Pengembangan masa depan dalam sistem asinkron untuk teknologi blockchain terutama difokuskan pada arah-arah berikut:

Algoritma Konsensus Asinkron yang Diperbaiki: Peneliti mengembangkan protokol konsensus asinkron yang lebih efisien dan aman, seperti Honey Badger BFT dan VABA (Validated Asynchronous Byzantine Agreement), yang dapat memberikan jaminan yang lebih kuat dalam lingkungan asinkron murni.
Model Konsensus Hibrida: Menggabungkan keunggulan sistem sinkron dan asinkron, protokol seperti Thunderella dan Casper CBC menawarkan konfirmasi cepat dalam kondisi jaringan normal sementara mempertahankan keamanan saat jaringan menurun.
Eksekusi Kontrak Cerdas Asinkron: Mengembangkan lingkungan eksekusi kontrak pintar asinkron yang lebih efisien yang memungkinkan logika kontrak dieksekusi secara asinkron di node yang berbeda tanpa mempengaruhi hasil yang deterministik.
Komunikasi Lintas Rantai Asinkron: Mengoptimalkan pengiriman pesan asinkron dalam jembatan lintas rantai dan protokol interoperabilitas untuk memungkinkan transfer aset dan pertukaran informasi lintas rantai yang lebih aman dan efisien.
Sistem Bukti ZK untuk Lingkungan Asinkron: Mengembangkan sistem bukti tahu-nol yang cocok untuk lingkungan asinkron, memungkinkan verifikator untuk secara asinkron memverifikasi kebenaran komputasi tanpa interaksi real-time dengan pengamat.
Sistem Asinkron Adaptif: Mengembangkan sistem cerdas yang dapat menyesuaikan tingkat asinkroni secara dinamis berdasarkan kondisi jaringan, mengoptimalkan kinerja saat jaringan sehat dan meningkatkan keamanan saat menurun.
Protokol Asinkron yang Melindungi Privasi: Menggabungkan komunikasi asinkron dengan teknologi pelindung privasi seperti MPC (Multi-Party Computation) dan enkripsi homomorfik untuk membangun protokol yang melindungi privasi pengguna dan secara efisien menangan