Analisis Lengkap Solusi Skalabilitas Off-Chain: Dari State Channels hingga Rollups

Analisis Kedalaman Ekspansi off-chain

1. Kebutuhan untuk Memperluas Kapasitas

Visi masa depan blockchain adalah desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas. Namun, biasanya hanya dua di antaranya yang dapat dicapai, yang dikenal sebagai masalah segitiga yang tidak mungkin dalam blockchain. Selama bertahun-tahun, orang telah mengeksplorasi cara untuk meningkatkan throughput dan kecepatan transaksi blockchain dengan tetap menjamin desentralisasi dan keamanan, yaitu untuk menyelesaikan masalah skalabilitas.

Definisi desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas blockchain:

  • Desentralisasi: Siapa pun dapat menjadi node untuk berpartisipasi dalam produksi dan verifikasi sistem blockchain, semakin banyak node, semakin tinggi tingkat desentralisasi.

  • Keamanan: Semakin tinggi biaya untuk menguasai sistem blockchain, semakin tinggi keamanannya, rantai dapat menahan proporsi serangan yang lebih besar.

  • Skalabilitas: Kemampuan blockchain untuk memproses sejumlah besar transaksi.

Jaringan Bitcoin dan Ethereum memilih untuk mengorbankan sebagian dari skalabilitas mereka untuk menjaga keamanan dan desentralisasi jaringan. Seiring dengan munculnya aplikasi on-chain, permintaan pasar terhadap throughput terus meningkat, tetapi kemampuan pemrosesan transaksi di mainnet terbatas, yang menyebabkan biaya transaksi meningkat dan waktu penyelesaian menjadi lebih lama. Masalah skalabilitas blockchain perlu segera diselesaikan. Solusi skalabilitas yang ideal adalah: meningkatkan kecepatan transaksi dan throughput jaringan blockchain tanpa mengorbankan desentralisasi dan keamanan.

Laporan Penelitian Kedalaman 10.000 Kata: Analisis Komprehensif tentang Ekspansi off-chain

2. Jenis Rencana Perluasan

Berdasarkan standar "apakah mengubah satu lapisan jaringan utama", rencana perluasan dapat dibagi menjadi dua kategori besar: perluasan on-chain dan perluasan off-chain.

2.1 perluasan on-chain

Konsep inti: solusi untuk mencapai efek skalabilitas dengan mengubah satu lapisan protokol jaringan utama, saat ini solusi utama adalah sharding.

Solusi utama untuk perluasan on-chain:

  • Memperluas ruang blok: meningkatkan jumlah transaksi yang dibungkus dalam setiap blok, tetapi akan meningkatkan persyaratan perangkat node dan mengurangi tingkat desentralisasi.

  • Sharding: membagi buku besar blockchain menjadi beberapa bagian, di mana node yang berbeda bertanggung jawab untuk pencatatan yang berbeda. Dapat mengurangi tekanan pada node, meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksi, tetapi dapat mengurangi keamanan seluruh jaringan.

Mengubah protokol jaringan utama dapat menghasilkan dampak negatif yang sulit diprediksi, setiap celah keamanan yang halus pada lapisan dasar dapat secara serius mengancam keamanan seluruh jaringan.

2.2 off-chain skalabilitas

Konsep inti: solusi skalabilitas yang tidak mengubah protokol jaringan utama lapisan satu yang ada.

Solusi skalabilitas off-chain dapat dibagi menjadi Layer2 dan solusi lainnya:

  • Layer2: jaringan lapisan kedua yang dibangun di atas rantai utama, seperti State Channels, Plasma, Rollups, dll.

  • Solusi lain: seperti sidechain dan lain-lain.

Laporan Riset Kedalaman Ribuan Kata: Analisis Lengkap tentang Ekspansi off-chain

3. Rencana Skalabilitas off-chain

3.1 Saluran Negara

3.1.1 Ringkasan

Saluran status mengatur bahwa hanya ketika saluran dibuka, ditutup, atau menyelesaikan sengketa, pengguna perlu berinteraksi dengan jaringan utama, dan interaksi antara pengguna dilakukan off-chain untuk mengurangi waktu dan biaya transaksi.

Saluran status adalah protokol P2P sederhana yang cocok untuk "aplikasi berbasis giliran", seperti permainan catur dua orang. Setiap saluran dikelola oleh kontrak pintar multi-tanda tangan yang berjalan di jaringan utama, yang mengendalikan aset yang disimpan dalam saluran, memverifikasi pembaruan status, dan mengadili sengketa antara peserta.

3.1.2 Garis Waktu

  • 2015/02: Joseph Poon dan Thaddeus Dryja menerbitkan draf putih jaringan Lightning.

  • 2015/11: Jeff Coleman pertama kali merangkum konsep State Channel secara sistematis.

  • 2016/01: Joseph Poon dan Thaddeus Dryja secara resmi menerbitkan buku putih jaringan Lightning Bitcoin.

  • 2017/11: Spesifikasi desain State Channel pertama berdasarkan kerangka Payment Channel, Sprites, diusulkan.

  • 2018/06: Counterfactual mengusulkan desain Generalized State Channels yang rinci.

  • 2018/10: Konsep Jaringan Saluran Negara Umum diusulkan.

  • 2019/02: Konsep saluran status diperluas menjadi Saluran N-Pihak, Nitro adalah protokol pertama yang berbasis pada ide tersebut.

  • 2019/10: Pisa memperluas konsep Watchtowers, menyelesaikan masalah peserta yang perlu tetap online.

  • 2020/03: Hydra mengajukan Fast Isomorphic Channels.

Laporan Penelitian Kedalaman Seribu Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

3.1.3 Prinsip Teknologi

Alur kerja saluran status:

  1. Alice dan Bob menerapkan kontrak multi-tanda tangan di jaringan utama dan menyetor dana, setelah konfirmasi tanda tangan saluran dibuka.

  2. Alice dan Bob melakukan transaksi gratis tanpa batasan jumlah di off-chain, setiap transaksi dikonfirmasi dengan tanda tangan kedua belah pihak.

  3. Ketika perlu menutup saluran, salah satu pihak mengajukan permintaan transaksi di jaringan utama:

    • Jika mendapatkan persetujuan tanda tangan dari semua anggota, segera laksanakan.
    • Jika tidak, tunggu hingga "periode tantangan" berakhir untuk melaksanakan.
  4. Jika terjadi sengketa, dapat mengajukan bukti penipuan yang ditandatangani ke jaringan utama.

Laporan Penelitian Kedalaman 10.000 Kata: Analisis Komprehensif tentang Ekspansi off-chain

3.1.4 Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan:

  • Konfirmasi Instan
  • Biaya rendah
  • Tingkat throughput yang tinggi
  • Privasi yang baik

Kekurangan:

  • Perlu mengunci dana
  • Peserta harus tetap online
  • Hanya berlaku untuk peserta tetap
  • Kapasitas saluran terbatas

3.1.5 Aplikasi

Aplikasi Utama:

  • Jaringan Lightning Bitcoin: saluran pembayaran kecil di jaringan Bitcoin.

  • Jaringan Lightning Ethereum: saluran pembayaran kecil yang berbasis di Ethereum.

  • Celer Network: menambahkan lapisan insentif dari jaringan lightning.

3.1.6 Perbandingan Aplikasi

Jaringan Lightning, Jaringan Petir, dan Celer Network memiliki perbedaan dalam jalur teknologi, skenario aplikasi, dan pengembangan ekosistem. Jaringan Lightning telah berkembang cukup matang, Jaringan Petir berkembang lambat, dan Celer Network sedang mengeksplorasi skenario aplikasi baru.

Laporan Penelitian Kedalaman 10.000 Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

3.2 Sidechains

3.2.1 Ringkasan

Sidechain adalah bentuk blockchain yang muncul untuk mempercepat transaksi Bitcoin, yang dapat menggunakan kontrak yang lebih kompleks atau meningkatkan mekanisme konsensus. Sidechain bukanlah blockchain baru, melainkan infrastruktur yang melekat pada rantai utama dan membantu rantai utama menyelesaikan masalah.

3.2.2 Garis Waktu

  • 2012/01: Konsep sidechain Bitcoin diusulkan di ruang obrolan

  • 2014/10: Makalah sidechain Bitcoin diterbitkan

  • 2017/04: POA Network uji coba jaringan online

  • 2017/10:Jaringan Matic diluncurkan

  • 2017/12: Peluncuran Mainnet POA Network

  • 2018/01: Skales testnet diluncurkan

  • 2018/10: xDai Chain jaringan uji coba diluncurkan

  • 2020/06:Skale mainnet diluncurkan

  • 2020/06: Peluncuran jaringan utama Matic PoS Chain di sisi Ethereum

  • 2021/02:Matic Network berganti nama menjadi Polygon Network

  • 2021/02: Jaringan utama Ronin dari permainan Axie Infinity mulai beroperasi

  • 2021/12:xDai Chain bergabung dengan Gnosis Dao untuk membentuk Gnosis Chain

  • 2022/03: POA Network bergabung ke Gnosis Chain

Laporan Penelitian Kedalaman Sepuluh Ribu Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

3.2.3 Prinsip Teknologi

Sidechain terutama memiliki dua cara untuk berkomunikasi dengan mainchain, yaitu Two-Way Pegged ( Symmetric Pegged ) dan Unilateral Pegged ( Asymmetric Pegged ).

Penjajaran dua arah: Validator dari rantai utama dan rantai samping mencatat status satu sama lain secara real-time. Transfer aset dilakukan melalui teknologi SPV dua arah.

Penyeimbangan yang tidak harmonis: Validator sidechain memantau aktivitas mainchain, saat mainchain melakukan transfer ke sidechain, sidechain dapat secara aktif mencatat. Saat sidechain melakukan transfer ke mainchain, mekanisme Certifiers diperkenalkan untuk memverifikasi transaksi yang dikembalikan oleh sidechain.

Ringkasan mekanisme sidechain: Side chain: Main chain mengunci aset, side chain menghasilkan wrapped asset Mainchain: Sidechain menghancurkan wrapped asset, Mainchain membuka kunci aset

Keamanan aset sidechain bergantung pada mekanisme konsensus sidechain.

Laporan Penelitian Kedalaman: Analisis Lengkap tentang Ekspansi off-chain

3.2.4 Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan:

  • Tingkat throughput yang tinggi
  • Biaya rendah
  • Dapat mewujudkan konfirmasi cepat
  • Fleksibilitas Tinggi

Kekurangan:

  • Keamanan yang lebih rendah
  • Tingkat desentralisasi rendah
  • Memerlukan kepercayaan pada validator sidechain

3.2.5 Aplikasi

Aplikasi Utama:

  • xDai( sekarang berganti nama menjadi Gnosis Chain): sisi rantai yang terikat 1:1 dengan dolar.

  • Polygon: pengumpul solusi penskalaan Ethereum.

  • Ronin: Sidechain permainan Axie Infinity.

3.2.6 Perbandingan Aplikasi

xDai, Polygon, dan Ronin memiliki perbedaan dalam mekanisme konsensus, skenario aplikasi, dan pengembangan ekosistem. xDai fokus pada pembayaran, Polygon menawarkan ekosistem yang beragam, dan Ronin fokus pada aplikasi game.

Laporan Penelitian Mendalam: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

3.3 Plasma

3.3.1 Ringkasan

Plasma adalah kerangka kerja untuk membangun Dapp yang dapat diskalakan. Sebagai solusi evolusi untuk sidechain, Plasma bertujuan untuk mengurangi kepercayaan pengguna terhadap Operator sidechain hingga minimum. Prinsip dasar Plasma adalah, meskipun terjadi kegagalan keamanan pada Plasma chain, semua aset pengguna tetap dapat ditarik kembali ke mainnet.

3.3.2 Garis Waktu

  • 2017/08: Vitalik dan Joseph Poon mengajukan whitepaper Plasma

  • 2018/01: Vitalik mengajukan Plasma MVP

  • 2018/03: Vitalik mengusulkan Plasma Cash

  • 2018/06: Dan Robinson mengajukan Plasma Debit

  • 2018/11: BANKEX Foundation mengajukan Plasma Prime

  • Sejak 2019: Komunitas Ethereum mulai mengeksplorasi Rollups

Laporan penelitian mendalam: Analisis menyeluruh tentang ekspansi off-chain

3.3.3 Prinsip Teknologi

Pikiran inti Plasma:

  • Eksekusi off-chain: Sebagian besar pekerjaan diproses di luar jaringan utama

  • Komitmen status: Mengkomitmenkan status blok saat ini melalui Merkle Root

  • Mekanisme keluar: Pengguna dapat menarik dana dari rantai Plasma

Proses pengguna:

  1. Pengguna menyetor dana ke kontrak Plasma di mainnet

  2. Pengguna melakukan transaksi di jaringan Plasma

  3. Operator memproses transaksi dan mengajukan komitmen status ke jaringan utama

  4. Keluar:

    • Pengguna mengajukan permintaan keluar ke kontrak mainnet
    • Setelah masa tantangan, jika tidak ada yang menantang, maka keluar akan dilaksanakan.

Laporan Penelitian Kedalaman 10.000 Kata: Analisis Lengkap tentang Ekspansi off-chain

3.3.4 Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan:

  • Tingkat throughput yang tinggi
  • Biaya rendah
  • Keamanan yang lebih tinggi

Kekurangan:

  • Masalah ketersediaan data
  • Masalah keluarnya secara besar-besaran
  • Pengalaman pengguna yang kurang baik
  • Fitur terbatas

3.3.5 Aplikasi

Aplikasi Utama:

  • Plasma Group: Penelitian kerangka Plasma, kemudian bertransformasi menjadi Optimism

  • OMG Network: Proyek Plasma awal, kemudian bertransformasi menjadi Boba Network

  • Polygon: penggabungan skala Ethereum, termasuk rencana Plasma

3.3.6 Perbandingan Aplikasi

Teknologi Plasma memiliki masalah bawaan, sebagian besar proyek telah beralih ke solusi skalabilitas lainnya. Plasma Group beralih ke Optimistic Rollup, OMG Network beralih ke Boba Network, Polygon beralih ke solusi L2 full-stack.

Laporan Riset Kedalaman: Analisis Lengkap tentang Ekspansi off-chain

3.4 Rollups

3.4.1 Ringkasan

Rollups adalah solusi skalabilitas yang menyimpan perhitungan dan penyimpanan status di off-chain, sementara menyimpan komitmen status dan data transaksi terkompresi di on-chain. Terdiri dari dua jenis utama yaitu Optimistic Rollups dan ZK Rollups.

3.4.2 Prinsip Teknologi

Gagasan inti Rollups

Lihat Asli
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
  • Hadiah
  • 3
  • Bagikan
Komentar
0/400
ser_we_are_ngmivip
· 07-31 02:51
Ekspansi off-chain, kan? Ini bahkan tidak sebaik canary~
Lihat AsliBalas0
SatoshiLegendvip
· 07-31 02:41
Dari kode sumber versi pertama Satoshi Nakamoto, tampaknya ada jalur penyelesaian untuk bottleneck tps, sayangnya saat itu daya komputasi tidak cukup.
Lihat AsliBalas0
CounterIndicatorvip
· 07-31 02:40
Blockchain tidak lebih dari ini, sudah dikatakan~
Lihat AsliBalas0
Perdagangkan Kripto Di Mana Saja Kapan Saja
qrCode
Pindai untuk mengunduh aplikasi Gate
Komunitas
Bahasa Indonesia
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)