Apa Itu Teknologi Blockchain? Definisi, Fungsi, dan Manfaatnya (Update 2023)

Meski masih berada dalam tahap pertumbuhan, pasar blockchain menunjukkan potensi besar sebagai investasi yang menjanjikan.

Sebuah laporan dari New York Times yang baru-baru ini dirilis, menunjukkan bahwa sejumlah lebih dari US$28 miliar telah dialokasikan ke startup-startup blockchain dan kripto di seluruh dunia pada tahun 2021.

Angka tersebut empat kali lipat dari tahun sebelumnya dan diperkirakan akan terus meningkat pada tahun 2022.

Seiring waktu, teknologi blockchain dan kripto akan terus mengalami perkembangan dan menawarkan berbagai fitur, fungsi, dan kapabilitas baru. Prediksi menunjukkan bahwa adopsi teknologi ini di kalangan mainstream akan semakin meningkat di masa mendatang.

Bab 1: Blockchain 101

Apa itu blockchain?

Blockchain adalah database khusus. Istilah lain yang mungkin Anda kenal adalah teknologi buku besar terdistribusi (Distributed ledger technology/DLT), yang pada banyak situasi memiliki makna yang sama dengan blockchain.

Blockchain memiliki karakteristik yang unik. Ada aturan spesifik tentang bagaimana data dapat ditambahkan, dan setelah data disimpan, hampir mustahil untuk mengubah atau menghapusnya.

Data ditambahkan secara berurutan dalam struktur yang disebut blok. Setiap blok dibangun di atas blok sebelumnya dan mengandung informasi yang terkait dengan blok tersebut. Dengan melacak “rantai” ini sampai ke awal, kita akan menemui blok pertama, yang dikenal sebagai blok genesis.

Untuk memahaminya, bayangkan Anda memiliki lembar kerja dengan dua kolom. Di sel pertama dari baris pertama, Anda memasukkan data apa pun yang ingin disimpan.

Identitas dari data sel pertama diubah menjadi pengidentifikasi dua huruf, yang kemudian digunakan sebagai bagian dari input berikutnya.

Misalnya, pengidentifikasi dua huruf KP harus digunakan untuk mengisi sel berikutnya di baris kedua (defKP). Artinya, jika Anda mengubah data input pertama (abcAA), Anda akan mendapatkan kombinasi huruf yang berbeda di setiap sel berikutnya.

Di baris keempat, pengidentifikasi terbarunya adalah TH. Mengapa Anda tidak dapat kembali dan menghapus atau mengubah entri? Karena akan sangat mudah bagi siapa pun untuk mengetahui perubahan tersebut, sehingga tidak ada gunanya mencoba melakukan perubahan.

Jika Anda mengubah data di sel pertama, Anda akan mendapatkan pengidentifikasi yang berbeda, yang berarti blok kedua akan berisi data yang berbeda juga. Hal ini akan menghasilkan pengidentifikasi yang berbeda di baris 2, dan seterusnya. Intinya, TH adalah hasil dari semua informasi sebelumnya.

Tonton juga penjelasan singkat mengenai blockchain di bawah ini:

Baca juga : Sejarah Blockchain

Bagaimana blok-blok tersebut saling terhubung?

Pengidentifikasi dua huruf yang telah kita bahas di atas adalah analogi sederhana tentang bagaimana blockchain menggunakan fungsi hash.

Hashing adalah mekanisme yang menghubungkan blok-blok. Hashing bekerja dengan mengambil data dalam berbagai ukuran dan memprosesnya melalui fungsi matematika untuk menghasilkan output (hash) yang panjangnya tetap.

Hash yang digunakan di dalam blockchain sangat unik, karena hampir mustahil Anda menemukan dua potongan data yang menghasilkan hash yang sama.

Mirip dengan pengidentifikasi yang kita bahas sebelumnya, perubahan kecil pada data input akan menghasilkan output yang berbeda secara total.

Mari kita ambil contoh SHA256, sebuah fungsi yang banyak digunakan dalam Bitcoin. Seperti yang Anda lihat, perubahan sekecil apa pun, misalnya perubahan penulisan huruf kapital, cukup untuk merubah output secara signifikan.

Fakta bahwa tidak ada benturan SHA256 yang diketahui (yaitu, dua input yang berbeda memberikan output yang sama) sangat berharga dalam konteks blockchain.

Ini berarti bahwa setiap blok dapat merujuk kembali ke blok sebelumnya dengan menyertakan hash, dan setiap upaya untuk mengedit blok sebelumnya akan segera terdeteksi.

Baca juga : Manfaat Blockchain untuk Rantai Pasokan

Blockchain dan desentralisasi

Kita telah membahas tentang struktur dasar blockchain. Namun, ketika orang membicarakan tentang teknologi blockchain, biasanya mereka tidak hanya merujuk pada database itu sendiri, melainkan ekosistem yang dibangun di sekitar blockchain.

Sebagai struktur data independen, blockchain hanya benar-benar bermanfaat dalam aplikasi yang tepat.

Keunikan blockchain muncul ketika digunakan sebagai alat untuk memfasilitasi koordinasi antara individu-individu yang tidak saling mengenal.

Dengan kombinasi teknologi lain dan beberapa teori permainan, blockchain dapat berfungsi sebagai buku besar terdistribusi yang tidak dikuasai oleh pihak manapun.

Dalam hal ini, tidak ada pihak yang memiliki wewenang untuk mengedit entri di luar aturan sistem (aturan ini akan dibahas lebih lanjut).

Anda bisa menganggap buku besar ini dimiliki bersama oleh semua orang: para partisipan mencapai kesepakatan mengenai bentuk dan isi dari buku besar ini setiap saat.

Baca juga :

Byzantine generals problem

Tantangan utama yang menghambat sistem seperti yang dijelaskan di atas adalah yang dikenal sebagai Byzantine Generals Problem. Konsep ini muncul pada tahun 1980-an, menggambarkan dilema di mana partisipan yang terisolasi harus berkomunikasi untuk mengkoordinasikan aksi mereka.

Dalam konteks lebih spesifik, dilema ini melibatkan sekelompok jenderal militer yang mengepung sebuah kota, dan harus memutuskan apakah mereka akan menyerang kota tersebut.

Jenderal-jenderal ini hanya dapat berkomunikasi melalui pesan yang disampaikan oleh kurir.

Mereka semua harus memutuskan apakah akan menyerang atau mundur. Yang terpenting bukanlah apakah mereka menyerang atau mundur, melainkan semua jenderal sepakat dengan keputusan bersama.

Jika mereka memutuskan untuk menyerang, mereka hanya akan berhasil jika mereka bergerak bersamaan.

Lalu, bagaimana kita memastikan hal ini bisa terjadi?

Anda mungkin akan menjawab, tentu saja mereka bisa berkomunikasi melalui kurir. Tetapi bagaimana jika kurir tersebut ditangkap saat membawa pesan yang mengatakan “kita menyerang saat fajar”, dan pesan tersebut diganti dengan “kita menyerang malam ini”?

Bagaimana jika salah satu jenderal berkhianat dan sengaja menyesatkan yang lain untuk memastikan mereka dikalahkan?

Kita memerlukan strategi di mana konsensus dapat dicapai, meskipun ada beberapa peserta yang berkhianat atau pesan-pesan dicegat. Memang, menjaga database tidak sama pentingnya dengan menyerang kota tanpa bala bantuan, tetapi prinsip yang sama berlaku.

Jika tidak ada pihak yang mengawasi blockchain dan memberikan informasi yang “benar” kepada pengguna, maka pengguna harus bisa berkomunikasi di antara mereka sendiri.

Untuk mengatasi potensi kegagalan dari satu (atau beberapa) pengguna, mekanisme blockchain harus dirancang dengan hati-hati untuk dapat tahan terhadap hambatan semacam itu.

Sistem yang mampu mencapai ini disebut sebagai tahan terhadap kesalahan Byzantine (Byzantine fault-tolerant). Seperti yang akan kita lihat nanti, algoritma konsensus digunakan untuk menegakkan aturan yang kuat.

Baca juga: Manfaat Blockchain dalam Kegiatan Amal

Mengapa blockchain harus terdesentralisasi?

Anda tentu bisa menjalankan blockchain sendiri. Tapi kemungkinan besar Anda akan berhadapan dengan database yang kurang efisien dibandingkan dengan alternatif lain yang lebih baik.

Potensi besar dari blockchain dapat dimanfaatkan di lingkungan yang terdesentralisasi – yaitu, di mana semua pengguna setara dan berada pada level yang sama.

Dengan demikian, blockchain tidak bisa dihapus atau direbut oleh pihak yang berkhianat atau jahat. Ini menjadi satu-satunya sumber kebenaran yang bisa dilihat oleh semua orang.

Apa itu jaringan Peer-to-Peer?

Jaringan peer-to-peer (P2P) adalah sebuah sistem di mana pengguna terhubung secara langsung tanpa perantara atau administrator pusat. Dalam jaringan ini, pengguna dapat langsung bertukar informasi dengan rekan atau “peer” mereka tanpa melalui server pusat.

Dalam gambar di atas, kita melihat perbedaan antara komunikasi melalui server pusat dan komunikasi langsung antara pengguna.

Pada sisi kiri, pengguna A harus mengirim pesan melalui server agar sampai ke pengguna F. Namun, pada sisi kanan, mereka terhubung secara langsung tanpa perantara.

Baca juga: Serangan Sybil dalam Dunia Blockchain

Pada umumnya, server berperan sebagai penyimpan informasi yang diperlukan oleh pengguna. Misalnya, ketika mengakses TokoNews, pengguna meminta server untuk memberikan semua artikel yang tersedia.

Namun, jika server tidak dapat diakses, pengguna tidak dapat melihat kontennya. Namun, jika pengguna mengunduh semua konten, mereka dapat menyimpannya di komputer mereka sendiri tanpa perlu bergantung pada TokoNews.

Prinsip ini juga diterapkan oleh setiap peer dalam jaringan blockchain. Setiap pengguna menyimpan seluruh database di komputernya sendiri.

Jika ada pengguna yang keluar dari jaringan, pengguna lain masih dapat mengakses blockchain dan berbagi informasi satu sama lain.

Ketika blok baru ditambahkan ke rantai blockchain, data tersebut disebar ke seluruh jaringan, memungkinkan setiap orang memperbarui salinan ledger mereka sendiri.

Apa Itu node blockchain?

Node blockchain merupakan mesin yang terhubung ke jaringan blockchain. Node ini menyimpan salinan lengkap dari blockchain dan berbagi informasi dengan mesin lain dalam jaringan.

Pengguna tidak perlu melakukan proses ini secara manual, biasanya mereka hanya perlu mengunduh dan menjalankan perangkat lunak blockchain, dan sisanya akan diurus secara otomatis.

Definisi node tidak hanya terbatas pada mesin dalam arti murni, tetapi juga mencakup pengguna lain yang berinteraksi dengan jaringan blockchain dengan berbagai cara. Sebagai contoh, dalam mata uang kripto, aplikasi dompet sederhana pada ponsel juga disebut sebagai light node.

Baca lebih lengkap tentang Node dalam Blockchain

Blockchain publik vs privat

Dalam blockchain, terdapat dua jenis utama, yaitu blockchain publik dan privat. Bitcoin, sebagai contoh, merupakan blockchain publik.

Artinya, siapa pun dapat melihat transaksi yang terjadi di dalamnya, dan siapa pun dapat bergabung dengan jaringan hanya dengan memiliki koneksi internet dan perangkat lunak yang sesuai.

Karena tidak ada persyaratan khusus untuk berpartisipasi, lingkungan ini disebut sebagai “permissionless” atau tanpa batasan.

Di sisi lain, terdapat blockchain pribadi atau privat. Blockchain jenis ini memiliki aturan yang menentukan siapa yang dapat melihat dan berinteraksi dengan blockchain tersebut. Oleh karena itu, lingkungan ini disebut sebagai “permissioned” atau memerlukan izin.

Meskipun blockchain privat mungkin terlihat terlalu dibatasi pada awalnya, namun blockchain ini memiliki beragam aplikasi penting, terutama di lingkungan perusahaan.

Bagaimana cara kerja transaksi?

Mari kita ambil contoh transaksi dalam sistem perbankan tradisional. Jika Alice ingin membayar Bob melalui transfer bank, Alice harus memberi tahu banknya. Mari kita asumsikan bahwa Alice dan Bob menggunakan bank yang sama.

Bank akan memeriksa apakah Alice memiliki dana yang cukup untuk melakukan transaksi tersebut, dan jika ya, bank akan memperbarui database mereka dengan mengurangi US$ 50 dari saldo Alice dan menambahkan US$ 50 ke saldo Bob.

Prinsip ini tidak terlalu berbeda dengan apa yang terjadi dalam blockchain. Baik sistem perbankan maupun blockchain adalah jenis database.

Perbedaan utamanya terletak pada fakta bahwa dalam blockchain tidak ada satu pihak yang bertindak sebagai otoritas untuk memeriksa dan memperbarui saldo. Sebaliknya, semua node dalam jaringan blockchain melakukan tugas ini.

Misalnya, jika Alice ingin mengirim lima Bitcoin (BTC) ke Bob dalam blockchain, Alice akan mengirimkan pesan tersebut ke seluruh jaringan (meng-“broadcast” pesan tersebut).

Namun, transaksi ini tidak langsung ditambahkan ke blockchain. Setiap node dalam jaringan akan melihat transaksi tersebut, ada langkah-langkah tambahan yang harus diselesaikan untuk memastikan transaksi tersebut dapat dikonfirmasi.

Anda dapat melihat bagaimana blok ditambahkan ke blockchain untuk memahami lebih lanjut mengenai hal ini.

Setelah transaksi ditambahkan ke blockchain, semua node dalam jaringan dapat melihatnya.

Masing-masing node akan memperbarui salinan blockchain mereka sendiri untuk mencerminkan penambahan transaksi tersebut.

Sekarang, Alice tidak dapat lagi mengirimkan lima unit Bitcoin yang sama kepada Carol (yang disebut “double-spending“) karena jaringan akan mengetahui bahwa Alice sudah menghabiskan dana tersebut dalam transaksi sebelumnya.

Dalam blockchain, tidak ada penggunaan istilah username dan password. Sebaliknya, kriptografi kunci publik (public-key cryptography) digunakan untuk membuktikan kepemilikan dana.

Untuk menerima dana, Bob perlu membuat kunci privat (private key). Kunci privat ini adalah sebuah angka acak yang sangat panjang, hampir mustahil untuk ditebak oleh siapa pun, bahkan jika diberikan ratusan tahun.

Namun, sangat penting bagi Bob untuk menjaga kerahasiaan kunci privat tersebut, karena jika diketahui oleh orang lain, mereka dapat membuktikan kepemilikan dan bahkan menghabiskan dana tersebut.

Oleh karena itu, kerahasiaan kunci privat sangat penting.

Namun, yang seharusnya dilakukan Bob adalah mendapatkan kunci publik (public key) dari kunci privat tersebut.

Ia kemudian dapat memberikan kunci publik ini kepada siapa pun, karena hampir mustahil untuk melakukan kebalikan dari public key untuk mendapatkan private key. 

Dalam banyak kasus, Bob akan melakukan operasi lain (seperti hashing) pada kunci publik untuk mendapatkan alamat publik.

Bob akan memberikan alamat publik ini kepada Alice, sehingga Alice tahu ke mana harus mengirimkan dana tersebut.

Alice membuat transaksi yang menyatakan “membayar dana ke alamat publik ini. Setelah itu, untuk membuktikan kepada jaringan bahwa ia tidak mencoba mengeluarkan dana yang bukan miliknya, Alice membuat tanda tangan digital menggunakan kunci privatnya sendiri.

Siapa pun dapat mengambil pesan yang ditandatangani oleh Alice dan membandingkannya dengan kunci publiknya, dan dengan pasti mengetahui bahwa Alice memiliki hak untuk mengirimkan dana tersebut ke Bob.

Siapa penemu teknologi blockchain?

Penemu teknologi blockchain adalah seseorang atau sekelompok orang yang menggunakan nama samaran Satoshi Nakamoto.

Pada tahun 2009, mereka merilis Bitcoin, yang merupakan implementasi pertama dari konsep blockchain dan menjadi blockchain yang paling populer hingga saat ini. Namun, Satoshi Nakamoto mengambil inspirasi dari teknologi dan proposal sebelumnya dalam menciptakan blockchain.

Dalam pengembangan blockchain, banyak menggunakan konsep fungsi hash dan kriptografi yang telah ada selama beberapa dekade sebelum Bitcoin diluncurkan.

Konsep fungsi hash dan kriptografi ini merupakan dasar penting dalam memastikan keamanan dan integritas data dalam blockchain.

Menariknya, struktur blockchain itu sendiri dapat ditelusuri kembali ke awal 1990-an, meskipun pada waktu itu digunakan lebih banyak untuk penanda waktu (timestamping) dokumen agar tidak dapat diubah di kemudian hari.

Dengan penggabungan ide-ide dan teknologi yang ada sebelumnya, penemu blockchain menciptakan konsep revolusioner yang menggabungkan elemen-elemen seperti desentralisasi, transparansi, keamanan, dan ketahanan terhadap perubahan.

Dalam hal ini, penemu blockchain memberikan fondasi yang kuat bagi perkembangan teknologi blockchain dan memungkinkan eksplorasi berbagai penggunaan blockchain di luar bidang keuangan.

Meskipun identitas sebenarnya dari Satoshi masih menjadi misteri, sumbangsih mereka dalam menciptakan teknologi blockchain telah membuka pintu bagi inovasi yang luar biasa dan mengubah lanskap teknologi.

Pro dan kontra teknologi blockchain

Teknologi blockchain, saat dirancang dengan baik, memiliki potensi untuk menyelesaikan berbagai masalah yang dihadapi oleh pemangku kepentingan di berbagai industri, mulai dari keuangan hingga pertanian.

Jaringan terdistribusi yang digunakan oleh blockchain memberikan sejumlah keunggulan dibandingkan dengan model klien-server tradisional, namun juga memiliki beberapa kelemahan.

Pro

Salah satu manfaat utama yang tercatat dalam white paper Bitcoin adalah kemampuan untuk melakukan pembayaran tanpa melibatkan pihak perantara.

Generasi blockchain selanjutnya bahkan lebih jauh lagi dengan memungkinkan pengguna untuk mentransmisikan segala jenis informasi.

Menghilangkan pihak perantara mengurangi risiko yang dihadapi oleh pengguna dan juga mengarah pada biaya yang lebih rendah, karena tidak ada pemotongan biaya oleh pihak perantara.

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, jaringan blockchain publik bersifat permissionless, yang berarti tidak ada hambatan bagi siapa pun untuk bergabung, asalkan mereka memiliki koneksi internet. Setiap individu dapat berinteraksi dengan rekan sebaya di jaringan ini.

Salah satu keunggulan yang sering kali dianggap penting dalam blockchain adalah tingkat ketahanannya terhadap serangan.

Dalam sistem yang terpusat, serangan hanya perlu ditujukan kepada server. Namun, dalam jaringan peer-to-peer, setiap node berfungsi sebagai server.

Sebagai contoh, dalam sistem Bitcoin, terdapat lebih dari 10.000 node yang tersebar di seluruh dunia, sehingga sangat sulit bagi penyerang yang bahkan memiliki sumber daya yang kuat untuk mengganggu jaringan tersebut.

Perlu dicatat bahwa ada juga node tersembunyi yang tidak terlihat oleh jaringan yang lebih luas.

Ini adalah beberapa keuntungan umum dari teknologi blockchain. Ada banyak manfaat khusus lainnya yang akan dijelaskan dalam bagian berikut mengenai manfaat blockchain.

Kontra

Meskipun blockchain memiliki banyak manfaat, tidak dapat memecahkan setiap masalah yang ada.

Ketika dioptimalkan untuk keuntungan dalam satu area, blockchain dapat melemahkan kinerjanya di area lain.

Kendala yang paling jelas dalam adopsi blockchain secara massal adalah masalah skalabilitas.

Hal ini berlaku untuk semua jaringan terdistribusi. Karena semua peserta harus tetap sinkron, tidak mungkin menambahkan informasi baru terlalu cepat.

Jika prosesnya terlalu cepat, node tidak akan dapat mengikuti dan menjaga sinkronisasi. Oleh karena itu, pengembang sering kali dengan sengaja membatasi kecepatan dengan cara membatasi seberapa cepat blockchain dapat diperbarui, untuk memastikan bahwa sistem tetap terdesentralisasi.

Bagi pengguna jaringan, ini dapat berarti waktu tunggu yang lama jika ada terlalu banyak orang yang mencoba melakukan transaksi secara bersamaan.

Setiap blok dalam blockchain hanya dapat menampung sejumlah data tertentu, dan tidak dapat menambahkannya secara instan ke dalam rantai.

Jika jumlah transaksi melebihi kapasitas blok, maka harus menunggu hingga blok berikutnya dibentuk untuk memasukkan transaksi tersebut.

Selain itu, dalam lingkungan blockchain terdesentralisasi, peningkatan sistem menjadi lebih sulit dilakukan.

Jika Anda membuat perangkat lunak sendiri, Anda dapat dengan bebas menambahkan fitur baru sesuai keinginan Anda tanpa perlu berkoordinasi dengan pihak lain atau meminta izin.

Namun, dalam skala yang besar dengan jutaan pengguna, membuat perubahan akan menjadi jauh lebih kompleks.

Meskipun Anda dapat memodifikasi beberapa parameter perangkat lunak node Anda sendiri, pada akhirnya Anda akan terisolasi dari jaringan utama.

Jika perangkat lunak yang dimodifikasi tidak kompatibel dengan node lain, node-node tersebut akan menolak berinteraksi dengan node Anda.

Sebagai contoh, katakanlah Anda ingin mengubah aturan mengenai ukuran blok dari 1MB menjadi 2MB.

Anda dapat mencoba mengirimkan blok tersebut ke node-node yang terhubung dengan Anda, tetapi jika mereka memiliki aturan yang mengatakan “jangan menerima blok yang lebih besar dari 1MB”, maka blok tersebut tidak akan dimasukkan ke dalam salinan blockchain mereka.

Satu-satunya cara untuk mendorong perubahan adalah dengan membuat mayoritas ekosistem menerima perubahan tersebut.

Dalam lingkungan blockchain yang besar, diperlukan diskusi yang intensif yang mungkin memakan waktu berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun di forum komunitas sebelum perubahan dapat dikoordinasikan.

Untuk informasi lebih lanjut tentang ini, Anda dapat mempelajari konsep Hard Fork dan Soft Fork.

Dalam kesimpulannya, teknologi blockchain memiliki sejumlah manfaat dan kelemahan. Meskipun dapat memecahkan banyak masalah dalam berbagai industri, perlu diperhatikan bahwa tidak ada solusi yang sempurna.

Skalabilitas dan kemampuan untuk mengubah sistem dengan mudah adalah beberapa kontra yang perlu diperhatikan saat mengadopsi teknologi blockchain.

Namun, dengan pemahaman yang baik tentang pro dan kontra ini, teknologi blockchain dapat diterapkan dengan cara yang bermanfaat untuk mengatasi tantangan yang ada.

Bab 2: Bagaimana Cara Kerja Blockchain?

Bagaimana blok ditambahkan ke blockchain?

Sampai saat ini, kita telah membahas berbagai aspek terkait blockchain. Kita telah mempelajari tentang node yang saling terhubung dan menyimpan salinan blockchain.

Node juga berkomunikasi satu sama lain untuk berbagi informasi mengenai transaksi dan blok baru. Namun, mungkin Anda bertanya-tanya, bagaimana sebenarnya blok baru ditambahkan ke dalam blockchain?

Tidak ada satu sumber tunggal yang memberitahu pengguna apa yang harus dilakukan. Karena setiap node memiliki kekuatan yang sama, diperlukan mekanisme yang memutuskan siapa yang berhak menambahkan blok ke dalam blockchain.

Mekanisme ini harus menjadikan upaya menipu sangat mahal dan memberikan imbalan kepada mereka yang bertindak dengan jujur. Setiap pengguna yang bersikap rasional akan melakukan tindakan yang memberikan keuntungan ekonomi bagi mereka.

Karena blockchain bersifat permissionless, pembuatan blok harus dapat diakses oleh siapa saja.

Protokol sering memastikan hal ini dengan mewajibkan pengguna untuk terlibat secara nyata, misalnya dengan mempertaruhkan sejumlah uang mereka sendiri.

Dengan melakukannya, pengguna diberi kesempatan untuk berpartisipasi dalam pembuatan blok, dan jika mereka berhasil menciptakan blok yang valid, mereka akan mendapatkan imbalan.

Namun, jika mereka mencoba melakukan penipuan, semua pengguna dalam jaringan akan mengetahuinya. Aset apa pun yang mereka pertaruhkan dalam jaringan akan hilang. Mekanisme ini disebut sebagai algoritma konsensus, karena memungkinkan peserta jaringan untuk mencapai kesepakatan mengenai blok mana yang harus ditambahkan selanjutnya.

Penambangan (Proof of Work)

Penambangan atau mining merupakan algoritma konsensus yang paling umum digunakan dalam blockchain.

Dalam penambangan, algoritma yang digunakan disebut Proof of Work (PoW). Pengguna harus menggunakan daya komputasi untuk mencoba memecahkan teka-teki yang ditetapkan oleh protokol.

Teka-teki ini memerlukan pengguna untuk melakukan operasi hash terhadap transaksi dan informasi lainnya yang dimasukkan ke dalam blok.

Namun, agar hash tersebut dianggap valid, hasil hash harus berada di bawah angka tertentu. Karena tidak mungkin memprediksi hasil hash yang akan dihasilkan, para penambang harus terus melakukan operasi hash pada data yang sedikit dimodifikasi hingga mereka menemukan solusi yang valid.

Tentu saja, melakukan operasi hash berulang kali adalah tugas yang membutuhkan biaya tinggi.

Dalam blockchain Proof of Work, “taruhan” yang dilakukan oleh pengguna adalah investasi mereka dalam perangkat penambang dan konsumsi listrik untuk menjalankannya. Mereka melakukan ini dengan harapan mendapatkan imbalan dalam bentuk blok reward.

Ingatlah bagaimana kita sebelumnya membahas bahwa membalik hash praktisnya tidak mungkin, tetapi memverifikasinya mudah?

Ketika seorang penambang mengirimkan blok baru ke seluruh jaringan, semua node lainnya menggunakan blok tersebut sebagai input untuk melakukan operasi hash. Setiap node hanya perlu menjalankan operasi hash satu kali untuk memverifikasi keabsahan blok tersebut sesuai dengan aturan blockchain.

Jika blok tidak valid, penambang tidak akan menerima imbalan, dan mereka akan sia-sia menghabiskan listrik.

Blockchain Proof of Work pertama yang diperkenalkan adalah Bitcoin. Sejak saat itu, banyak blockchain lain telah mengadopsi mekanisme PoW ini untuk menjaga keamanan dan keandalan jaringan mereka.

Kelebihan Proof of Work (PoW)

1. Telah melalui proses uji coba: Proof of Work telah diuji dan terbukti sebagai algoritma konsensus yang matang dan bernilai ratusan miliar dolar.
2. Permissionless: Siapa pun dapat bergabung untuk menambang dan menjalankan node untuk memvalidasi transaksi. Tidak ada hambatan untuk bergabung dalam jaringan PoW.
3. Desentralisasi: Penambang bersaing satu sama lain untuk menghasilkan blok, sehingga kekuatan hash terdistribusi secara merata dan tidak dikendalikan oleh satu entitas tunggal. Hal ini membantu menjaga desentralisasi dalam jaringan blockchain.

Kekurangan Proof of Work (PoW)

1. Konsumsi energi yang tinggi: Proses penambangan PoW menghabiskan banyak listrik karena membutuhkan daya komputasi yang intensif. Ini menyebabkan masalah lingkungan dan biaya operasional yang tinggi.
2. Hambatan masuk yang semakin tinggi: Semakin banyak penambang yang bergabung dalam jaringan, semakin tinggi tingkat kesulitan penambangan. Hal ini mendorong pengguna untuk berinvestasi dalam peralatan penambangan yang lebih mahal, yang dapat menjadi kendala bagi individu atau kelompok dengan sumber daya terbatas.
3. Potensi serangan 51%: Meskipun PoW mendukung desentralisasi, ada risiko bahwa satu penambang atau kelompok penambang memperoleh mayoritas kekuatan hash. Jika terjadi serangan 51%, mereka dapat memanipulasi transaksi dan mengganggu keamanan jaringan blockchain.

Perlu dicatat bahwa PoW telah berhasil digunakan dalam berbagai jaringan blockchain seperti Bitcoin dan Ethereum.

Namun kekurangan-kekurangannya mendorong pengembangan algoritma konsensus alternatif seperti Proof of Stake (PoS) yang mencoba mengatasi masalah konsumsi energi tinggi dan hambatan masuk yang tinggi.

Staking (Proof of Stake)

Dalam sistem Proof of Work, insentif untuk bertindak jujur didorong oleh investasi yang dilakukan dalam komputer penambangan dan penggunaan listrik. Sebaliknya, dalam Proof of Stake (PoS), tidak ada biaya eksternal yang diperlukan.

PoS menggantikan penambang dengan validator yang mengusulkan dan “menempa” blok. Validator dapat menggunakan komputer biasa untuk menghasilkan blok baru, tetapi mereka harus menyimpan sebagian besar dana mereka sebagai staking untuk mendapatkan hak istimewa ini.

Staking dilakukan dengan menggunakan mata uang kripto asli dari blockchain yang terkait, dalam jumlah yang telah ditentukan sesuai aturan protokol masing-masing.

Setiap implementasi PoS dapat memiliki variasi yang berbeda, namun setelah validator melakukan staking, mereka dapat dipilih secara acak oleh protokol untuk mengumumkan blok berikutnya.

Jika validator berhasil melakukannya dengan benar, mereka akan menerima reward. Dalam beberapa kasus, beberapa validator mungkin menyetujui blok berikutnya, dan dalam hal ini, reward akan didistribusikan secara proporsional sesuai dengan jumlah stake yang mereka setorkan.

Blockchain PoS yang “murni” lebih jarang ditemui dibandingkan dengan DPoS (Delegated Proof of Stake), yang membutuhkan pengguna untuk memberikan suara pada node (witness) yang akan memvalidasi blok di seluruh jaringan.

Ethereum, salah satu blockchain smart contract terkemuka, berencana untuk beralih ke Proof of Stake dalam migrasi ke ETH 2.0.

Kelebihan Proof of Stake (PoS)

1. Ramah lingkungan: Jejak karbon PoS jauh lebih kecil dibandingkan dengan penambangan PoW. Staking menghilangkan kebutuhan akan operasi hashing yang membutuhkan daya komputasi yang tinggi.
2. Transaksi lebih cepat: Karena tidak ada kebutuhan untuk menggunakan daya komputasi tambahan untuk memecahkan teka-teki yang ditentukan oleh protokol, beberapa pendukung PoS berpendapat bahwa hal ini dapat meningkatkan throughput transaksi.
3. Reward staking dan bunga: Reward untuk mengamankan jaringan dibayarkan langsung kepada pemegang token, bukan kepada penambang. Dalam beberapa kasus, PoS memungkinkan pengguna untuk menghasilkan passive income dalam bentuk airdrop atau bunga hanya dengan melakukan proses staking.

Kekurangan Proof of Stake (PoS)

1. Belum teruji secara luas: Protokol PoS belum diuji dalam skala besar, sehingga mungkin ada beberapa kerentanan yang belum teridentifikasi dalam implementasi atau aspek kriptoeconominya.
2. Plutokrasi: Terdapat kekhawatiran bahwa PoS dapat mendorong konsentrasi kekayaan, di mana validator dengan stake besar cenderung mendapatkan lebih banyak reward.
3. Masalah “Nothing-at-stake”: Dalam PoW, pengguna hanya dapat “bertaruh” pada satu chain dan menambang di chain yang mereka yakini memiliki peluang keberhasilan tertinggi. Namun, dalam PoS, validator dapat bekerja pada banyak chain dengan biaya yang relatif rendah, yang dapat menyebabkan masalah ekonomi. Ketika terjadi hard fork, validator PoS dapat memilih untuk bekerja pada beberapa chain yang memiliki hash power yang sama, yang berpotensi mengurangi keamanan jaringan.

Meskipun Proof of Stake memiliki beberapa keuntungan, ada juga tantangan dan pertimbangan yang harus diperhatikan dalam penerapannya. Perkembangan dan pengujian yang lebih lanjut diperlukan untuk memastikan kehandalan dan keamanan sistem PoS.

Apakah transaksi blockchain dapat dibalikkan?

Dalam teknologi blockchain, transaksi yang telah direkam dalam blok tidak dapat secara langsung dibalikkan atau dimodifikasi.

Blockchain didesain untuk memastikan integritas data dan ketahanan terhadap perubahan. Karena itu, setelah sebuah transaksi tercatat dalam blockchain, sulit untuk mengubah atau menghapusnya.

Pada umumnya, transaksi di blockchain dianggap abadi dan permanen.

Namun, penting untuk dicatat bahwa ada variasi dalam implementasi blockchain yang dapat mempengaruhi kemampuan untuk membalikkan transaksi.

Pada beberapa blockchain dengan konsensus yang lebih terpusat atau jaringan yang lebih kecil, sekelompok peserta dapat memiliki cukup kekuatan untuk mempengaruhi atau membatalkan transaksi tertentu.

Namun, dalam jaringan besar seperti Bitcoin, di mana desentralisasi kuat dan kekuatan hash yang besar, membalikkan transaksi menjadi sangat sulit atau bahkan tidak mungkin dilakukan.

Apa itu skalabilitas blockchain?

Skalabilitas blockchain merujuk pada kemampuan sistem blockchain untuk menangani peningkatan permintaan dan beban kerja yang lebih besar seiring waktu.

Seiring dengan pertumbuhan pengguna dan transaksi di dalam jaringan blockchain, penting untuk memastikan bahwa sistem dapat tetap beroperasi secara efisien tanpa mengorbankan desentralisasi dan fitur utama lainnya.

Skalabilitas menjadi perhatian utama dalam pengembangan blockchain karena ada trade-off antara desentralisasi dan kinerja.

Sistem blockchain terdesentralisasi membutuhkan sinkronisasi dan validasi oleh semua node dalam jaringan, yang dapat membatasi kecepatan dan throughput.

Dalam beberapa kasus, keterbatasan ini dapat menghambat pertumbuhan dan adopsi lebih lanjut.

Untuk mengatasi masalah skalabilitas, berbagai solusi telah diusulkan dan diimplementasikan. Beberapa pendekatan melibatkan peningkatan kinerja blockchain itu sendiri, seperti peningkatan ukuran blok atau perbaikan protokol.

Solusi lain melibatkan penggunaan teknologi off-chain, di mana sebagian transaksi diproses di luar blockchain utama. Contoh solusi off-chain termasuk sidechain dan saluran pembayaran.

Skalabilitas blockchain masih menjadi topik penelitian dan pengembangan yang aktif. Mencapai keseimbangan antara desentralisasi, keamanan, dan kinerja yang optimal tetap menjadi tantangan yang harus diatasi oleh pengembang blockchain.

Mengapa blockchain perlu skalabilitas?

Skalabilitas sangat penting bagi sistem blockchain agar dapat bersaing dengan sistem tersentralisasi dan menarik pengembang serta pengguna ke dalam ekosistem blockchain.

Untuk menjadi pilihan yang menarik, blockchain harus mampu menyediakan kinerja yang setidaknya sebanding dengan sistem tradisional, jika tidak lebih baik.

Dalam membandingkan dengan sistem tersentralisasi, blockchain harus menawarkan kecepatan transaksi yang lebih tinggi, biaya yang lebih rendah, dan pengalaman pengguna yang lebih mudah.

Namun, mencapai hal tersebut bukanlah tugas yang mudah. Selain harus mempertahankan karakteristik utama blockchain seperti desentralisasi dan keamanan, skalabilitas juga menjadi faktor kunci dalam memenuhi tuntutan kinerja yang tinggi.

Apa itu fork pada blockchain?

Seperti perangkat lunak lainnya, blockchain juga perlu mengalami peningkatan dan perbaikan seiring waktu. Dalam lingkungan open-source blockchain, siapa pun dapat mengusulkan pembaruan atau perubahan aturan yang mengatur jaringan.

Namun, dalam jaringan blockchain yang terdistribusi, diperlukan konsensus dari ribuan node untuk mengimplementasikan versi baru.

Jika ada ketidaksetujuan atau konflik mengenai perubahan yang diusulkan, maka dapat terjadi fork pada blockchain, yang mengarah pada pemisahan jaringan menjadi dua cabang yang berbeda.

Soft fork

Soft fork terjadi ketika mayoritas peserta dalam jaringan setuju dan menerapkan perubahan aturan yang bersifat backward-compatible. Artinya, node yang telah diperbarui masih dapat berkomunikasi dengan node yang tidak diperbarui. Meskipun diharapkan semua node akan diperbarui dari waktu ke waktu, dalam soft fork ini tidak ada pemisahan yang permanen dalam blockchain.

Hard fork

Hard fork merupakan situasi yang lebih kompleks. Dalam hard fork, aturan baru yang diterapkan tidak kompatibel dengan aturan lama. Jika sebuah node menjalankan aturan baru berinteraksi dengan node yang menjalankan aturan lama, keduanya tidak dapat berkomunikasi. Hal ini mengakibatkan pemisahan blockchain menjadi dua cabang yang berbeda, di mana setiap cabang menjalankan protokol yang berbeda.

Setelah terjadinya hard fork, terdapat dua jaringan yang berbeda yang berjalan secara paralel dengan protokol yang berbeda pula.

Penting untuk dicatat bahwa saat hard fork terjadi, saldo aset kripto pada blockchain asli direplikasi di kedua jaringan baru tersebut. Jadi, jika Anda memiliki saldo pada blockchain asli sebelum fork, Anda juga akan memiliki saldo yang sama di kedua blockchain baru tersebut.

Bab 3: Apa Manfaat Blockchain?

Blockchain untuk rantai pasokan

Rantai pasokan yang efisien merupakan faktor kunci dalam kesuksesan banyak bisnis, yang melibatkan pengelolaan barang dari pemasok hingga konsumen.

Tradisionalnya, koordinasi antara berbagai pemangku kepentingan dalam industri ini sulit dilakukan. Namun, teknologi blockchain membuka peluang untuk tingkat transparansi baru dalam rantai pasokan.

Untuk menjadi lebih kuat dan andal, industri-industri berbagai sektor membutuhkan ekosistem rantai pasokan yang berbasis pada database yang tidak dapat diubah.

Blockchain dan industri game

Industri game telah menjadi salah satu industri hiburan terbesar di dunia, dan teknologi blockchain dapat memberikan dampak yang lebih besar. Secara umum, nasib para pemain game sering kali bergantung pada pengembang game.

Dalam banyak game online, pemain terikat pada server yang disediakan oleh pengembang dan harus mengikuti aturan yang dapat berubah-ubah.

Dalam konteks ini, blockchain dapat membantu dalam desentralisasi kepemilikan, manajemen, dan pemeliharaan game online.

Namun, tantangan terbesar adalah item dalam game yang biasanya terbatas pada dalam game tersebut.

Hal ini dapat menghambat kemungkinan kepemilikan nyata dan adanya pasar sekunder. Dengan menggunakan pendekatan berbasis blockchain, game dapat menjadi lebih berkelanjutan dalam jangka panjang, dan item dalam game yang diterbitkan sebagai kripto-koleksi dapat memiliki nilai di dunia nyata.

Blockchain untuk layanan kesehatan

Pengelolaan catatan medis dengan baik sangat penting dalam sistem layanan kesehatan, dan ketergantungan pada server terpusat dapat memiliki risiko terhadap keamanan informasi sensitif. Teknologi blockchain, dengan transparansi dan keamanannya, menjadi platform ideal untuk menyimpan catatan medis.

Dengan menyimpan catatan medis secara kriptografis dalam blockchain, pasien dapat menjaga privasi mereka sambil tetap dapat berbagi informasi medis dengan penyedia layanan kesehatan. Jika semua peserta dalam sistem layanan kesehatan memiliki akses ke database global yang aman, aliran informasi akan menjadi lebih cepat di antara mereka.

Remittance melalui Blockchain

Mengirim uang secara internasional telah menjadi proses yang rumit dalam sistem perbankan tradisional. Biaya dan waktu penyelesaian yang tinggi karena melibatkan jaringan perantara yang kompleks membuat layanan ini mahal dan kurang efisien untuk transaksi yang mendesak.

Mata uang kripto dan teknologi blockchain menghilangkan perantara ini dan memungkinkan transfer uang yang murah dan cepat di seluruh dunia. Beberapa proyek telah memanfaatkan teknologi blockchain untuk melakukan transaksi dengan biaya rendah dan hampir instan.

Blockchain dan identitas digital

Manajemen identitas secara aman di internet membutuhkan solusi yang cepat. Banyak data pribadi kita disimpan di server pusat dan dianalisis menggunakan algoritme machine learning tanpa sepengetahuan atau persetujuan kita.

Teknologi blockchain memungkinkan pengguna untuk mengambil kontrol atas data mereka dan secara selektif mengungkapkan informasi kepada pihak ketiga hanya jika diperlukan. Keajaiban kriptografi seperti ini memberikan pengalaman online yang lebih lancar tanpa mengorbankan privasi.

Blockchain dan Internet of Things (IoT)

Banyak perangkat fisik yang terhubung ke internet, dan jumlahnya terus meningkat. Beberapa spekulasi mengatakan bahwa blockchain dapat secara signifikan meningkatkan komunikasi dan kerjasama di antara perangkat-perangkat ini.

Pembayaran kecil otomatis antar mesin (M2M) dapat menciptakan ekonomi baru yang bergantung pada solusi database yang aman dengan kapasitas tinggi.

Blockchain untuk tata kelola

Jaringan terdistribusi dapat menetapkan dan menegakkan aturan sendiri dalam bentuk kode komputer. Maka tidak mengherankan jika blockchain memiliki potensi untuk diterapkan dalam berbagai proses tata kelola di tingkat lokal, nasional, atau bahkan internasional.

Lebih lanjut lagi, blockchain dapat memecahkan salah satu masalah terbesar yang dihadapi oleh lingkungan pengembangan open-source, yaitu kurangnya mekanisme yang dapat diandalkan untuk pendistribusian dana.

Tata kelola blockchain memastikan bahwa semua peserta dapat terlibat dalam pengambilan keputusan dan memberikan transparansi terkait kebijakan yang sedang diterapkan.

Blockchain untuk amal

Salah satu tantangan yang sering dihadapi oleh organisasi amal adalah terbatasnya sumber dana. Selain itu, sulit untuk melacak secara akurat tujuan akhir dana yang disumbangkan. Kelemahan-kelemahan tersebut dapat menghambat banyak orang untuk mendukung organisasi amal tersebut.

“Crypto-philanthropy” dengan menggunakan teknologi blockchain dapat mengatasi masalah ini. Sifat inherent dari teknologi blockchain dapat diandalkan untuk memastikan transparansi, partisipasi global, dan pengurangan biaya sehingga dampak dari upaya amal dapat maksimal. Salah satu organisasi dalam bidang ini adalah Blockchain Charity Foundation.

Blockchain untuk spekulasi

Tidak diragukan lagi, salah satu penggunaan paling populer dari teknologi blockchain adalah spekulasi. Transfer tanpa hambatan antar bursa, solusi perdagangan non-kustodian, dan ekosistem produk derivatif yang berkembang menjadikannya sebagai arena bermain yang ideal bagi spekulan.

Karena sifatnya, blockchain adalah instrumen yang sangat baik bagi mereka yang berani mengambil risiko. Beberapa orang bahkan berpikir bahwa ketika teknologi dan regulasi blockchain semakin matang, semua pasar spekulatif global akan ditokenisasi di dalam blockchain.

Crowdfunding dengan blockchain

Platform crowdfunding online telah membangun fondasi bagi ekonomi peer-to-peer selama dekade terakhir. Keberhasilan platform-platform ini menunjukkan adanya minat besar terhadap perkembangan produk crowdfunding.

Namun, karena platform-platform ini bertindak sebagai perantara dana, mereka mungkin mengambil sebagian besar dari dana yang terkumpul untuk biaya pengelolaan. Selain itu, setiap platform juga memiliki aturan sendiri untuk memfasilitasi perjanjian antara para peserta.

Teknologi blockchain, khususnya smart contract, dapat menciptakan crowdfunding yang lebih aman secara otomatis, di mana ketentuan perjanjian ditetapkan dalam kode komputer.

Aplikasi crowdfunding lain yang menggunakan blockchain adalah Initial Coin Offering (ICO) dan Initial Exchange Offering (IEO).

Dalam penjualan token seperti ini, investor mengumpulkan dana dengan harapan bahwa jaringan akan sukses di masa depan, sehingga mereka akan mendapatkan return on investment (ROI).

Blockchain dan sistem file terdistribusi

Mendistribusikan penyimpanan file di internet memiliki banyak manfaat dibandingkan dengan solusi terpusat konvensional. Sebagian besar data yang disimpan di cloud bergantung pada server dan penyedia layanan terpusat, yang cenderung rentan terhadap serangan dan risiko kehilangan data.

Dalam beberapa kasus, pengguna juga menghadapi masalah akses karena sensor dari server terpusat.

Dari perspektif pengguna, solusi penyimpanan file blockchain berfungsi serupa dengan solusi penyimpanan cloud pada umumnya – Anda dapat mengunggah, menyimpan, dan mengakses file. Namun, yang terjadi di balik layar sangat berbeda.

Ketika Anda mengunggah file ke penyimpanan blockchain, file tersebut didistribusikan dan direplikasi di beberapa node. Dalam beberapa kasus, setiap node akan menyimpan bagian yang berbeda dari file Anda.

Sistem ini tidak dapat melakukan banyak hal dengan data parsial, tetapi Anda dapat meminta node untuk menyediakan setiap bagian sehingga Anda dapat menggabungkannya untuk mendapatkan file lengkap kembali.

Ruang penyimpanan disediakan oleh peserta yang menyumbangkan kapasitas penyimpanan dan bandwidth mereka ke jaringan.

Umumnya, para peserta ini mendapatkan insentif ekonomi untuk menyediakan sumber daya tersebut, dan sebaliknya, mereka dapat dikenakan sanksi ekonomi jika tidak mengikuti aturan atau gagal menyimpan dan menyajikan file.

Anda dapat menganggap jenis jaringan ini mirip dengan Bitcoin. Namun, tujuan utama dari jaringan ini bukan untuk mendukung transfer nilai moneter, melainkan untuk menyediakan penyimpanan file yang tahan sensor dan terdesentralisasi.

Protokol open-source lain seperti InterPlanetary File System (IPFS) telah membuka jalan bagi web yang baru, lebih permanen, dan terdistribusi. Meskipun IPFS bukanlah blockchain sepenuhnya, ia menerapkan beberapa prinsip teknologi blockchain untuk meningkatkan keamanan dan efisiensi.

Sumber : Binance Academy Indonesia