Apa Itu Proof of Stake (PoS)?

Proof of Stake (PoS) adalah salah satu mekanisme konsensus yang semakin populer sebagai alternatif dari Proof of Work (PoW) dalam dunia blockchain.

Dalam PoS, para validator tidak perlu menggunakan daya komputasi tinggi untuk memvalidasi transaksi, namun mereka harus melakukan staking atau mengunci sejumlah koin sebagai syarat partisipasi.

Hal ini secara signifikan mengurangi konsumsi energi yang dibutuhkan. Selain itu, PoS juga meningkatkan desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas blockchain.

Meskipun demikian, PoS memiliki beberapa tantangan, seperti kurangnya aksesibilitas tanpa kepemilikan kripto.

Selain itu, blockchain dengan kapitalisasi pasar yang rendah rentan terhadap serangan 51%. Oleh karena itu, PoS memiliki variasi-variasi yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan berbagai blockchain dan kasus penggunaan.

Sejauh ini, PoS menjadi pilihan yang paling populer untuk jaringan blockchain saat ini. Meskipun ada banyak variasi, memahami konsep inti PoS menjadi tantangan tersendiri.

Meskipun bentuk aslinya mungkin tidak terlihat secara langsung, semua jenis PoS memiliki prinsip dasar yang sama. Memahami kesamaan tersebut akan membantu pengguna untuk membuat keputusan yang lebih baik terkait penggunaan dan pengoperasian blockchain.

Apa Arti dari Proof of Stake?

Proof of Stake adalah algoritme konsensus yang diperkenalkan pada tahun 2011 melalui forum Bitcointalk. Algoritme ini diusulkan sebagai solusi atas masalah PoW. PoS tidak memerlukan bukti berupa daya komputasi tinggi, melainkan peserta hanya perlu membuktikan bahwa mereka telah melakukan staking koin. Meskipun PoS dan PoW memiliki tujuan yang sama, yaitu mencapai konsensus dalam blockchain, cara kerjanya memiliki perbedaan yang signifikan.

Bagaimana PoS Bekerja?

Algoritme Proof of Stake menggunakan proses pemilihan pseudo-random untuk memilih validator dari sekelompok node. Pemilihan ini melibatkan kombinasi beberapa faktor, termasuk usia staking, elemen pengacakan, dan jumlah kekayaan yang dimiliki oleh masing-masing node.

Dalam PoS, blok bukan lagi ditambang (mined) seperti dalam PoW, namun melalui proses “forging”. Meskipun istilah “mining” masih sering digunakan secara umum.

Sebagian besar kripto yang menggunakan PoS diluncurkan dengan pasokan koin “pra-forging” agar para node dapat memulai staking segera setelah diluncurkan.

Para pengguna yang berpartisipasi dalam proses forging harus mengunci sejumlah koin dalam jaringan sebagai staking. Besar staking yang dilakukan akan menentukan peluang node untuk dipilih sebagai validator berikutnya.

Semakin besar jumlah staking, semakin besar peluangnya.

Untuk menghindari dominasi oleh node dengan kekayaan yang besar, metode unik diterapkan dalam pemilihan, sehingga tidak hanya node dengan kekayaan terbesar yang dipilih. Dua metode yang umum digunakan adalah Pemilihan Blok Acak (Random Block Selection) dan Pemilihan Usia Koin (Coin Age Selection).

Pemilihan blok acak

Dalam metode Pemilihan Blok Acak, validator dipilih dengan mencari node yang memiliki kombinasi nilai hash terendah dan jumlah staking tertinggi. Karena informasi tentang jumlah staking bersifat publik, node lain dapat memprediksi node mana yang akan menjadi forger berikutnya.

Pemilihan usia koin

Metode Pemilihan Usia Koin memilih node berdasarkan usia koin yang telah masuk ke dalam staking. Usia koin dihitung dengan menggandakan jumlah hari koin tersebut berada dalam staking dengan jumlah koin yang telah masuk staking.

Setelah node berhasil melakukan forging blok, usia koin akan direset menjadi nol, dan node harus menunggu dalam jangka waktu tertentu sebelum dapat melakukan forging blok lagi. Hal ini bertujuan untuk mencegah node dengan jumlah staking yang besar menguasai blockchain.

Validasi transaksi

Setiap kripto yang menggunakan PoS memiliki aturan dan metode sendiri yang dianggap sebagai kombinasi terbaik untuk jaringan dan pengguna.

Ketika terpilih untuk melakukan forging blok berikutnya, node akan memastikan bahwa transaksi dalam blok tersebut valid. Node tersebut akan menandatangani blok dan menambahkannya ke dalam blockchain. Sebagai imbalan, node akan menerima biaya transaksi dari blok tersebut dan, dalam beberapa blockchain, juga mendapatkan reward berupa koin.

Jika seorang node ingin berhenti menjadi forger, staking dan reward yang diperolehnya akan dilepaskan setelah jangka waktu tertentu.

Hal ini memberikan waktu bagi jaringan untuk memastikan tidak ada blok yang ditambahkan oleh node tersebut yang merupakan blok palsu atau mencurigakan.

Daftar Blockchain yang Menggunakan Proof of Stake

Banyak blockchain pasca-Ethereum yang menggunakan mekanisme konsensus Proof of Stake atau variasinya. Berikut ini beberapa contohnya:

1. Binance Smart Chain (BSC)
2. Cardano (ADA)
3. Polkadot (DOT)
4. Avalanche (AVAX)
5. Solana (SOL)
6. Tezos (XTZ)
7. Cosmos (ATOM)
8. Ethereum (ETH)

Keunggulan Proof of Stake

Proof of Stake memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan Proof of Work, yang menjadikannya pilihan utama untuk banyak blockchain. Beberapa keunggulannya antara lain:

1. Efisiensi energi yang lebih tinggi

Proof of Stake mengurangi konsumsi energi yang diperlukan untuk menjalankan jaringan blockchain, karena tidak ada kebutuhan untuk melakukan penambangan dengan perangkat keras khusus.

2. Skalabilitas yang lebih baik

Dengan Proof of Stake, penambahan validator baru ke jaringan menjadi lebih mudah dan murah, memungkinkan skalabilitas yang lebih baik seiring pertumbuhan jaringan.

Keamanan yang lebih tinggi: Staking dalam Proof of Stake memberikan insentif finansial bagi validator untuk memproses transaksi dengan jujur ​​dan tidak memproses transaksi palsu. Serangan 51% juga lebih sulit dilakukan karena melibatkan kepemilikan mayoritas pasokan koin.

3. Desentralisasi yang lebih besar

Proof of Stake memungkinkan partisipasi yang lebih luas dalam validasi transaksi, sehingga meningkatkan desentralisasi jaringan.

Kelemahan Proof of Stake

Meskipun memiliki banyak keunggulan, Proof of Stake juga memiliki beberapa tantangan yang harus diatasi:

1. Kekayaan dan aksesibilitas

Untuk berpartisipasi dalam staking, pengguna harus memiliki jumlah koin yang cukup dan akses ke blockchain tersebut. Hal ini dapat menjadi hambatan bagi mereka yang tidak memiliki ketersediaan dana yang cukup atau kesulitan dalam mengakses kripto tersebut.

2. Keamanan serangan 51% yang lebih mudah

Dalam Proof of Stake, serangan 51% menjadi lebih mudah dilakukan jika harga koin turun atau jika blockchain memiliki kapitalisasi pasar yang rendah. Oleh karena itu, upaya perlindungan terhadap serangan semacam itu sangat penting.

3. Masalah fork

Proof of Stake juga rentan terhadap risiko fork ganda, di mana orang dapat melakukan staking pada kedua sisi fork. Hal ini dapat menyebabkan ketidakstabilan dalam jaringan.

Meskipun Proof of Stake memiliki beberapa tantangan, inovasi dan penelitian terus dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut. Seiring dengan perkembangan teknologi blockchain, kemungkinan adopsi dan perkembangan Proof of Stake akan terus meningkat.

Proof of Work vs Proof of Stake

Jika kita membandingkan kedua mekanisme konsensus ini, terdapat beberapa perbedaan utama.

Namun, terdapat beragam mekanisme Proof of Stake di berbagai blockchain. Kebanyakan perbedaannya akan bergantung pada mekanisme yang digunakan. Beberapa perbedaan utama antara Proof of Work dan Proof of Stake.

1. Konsumsi Energi

Salah satu perbedaan utama antara Proof of Work dan Proof of Stake adalah dalam hal konsumsi energi. Proof of Work memerlukan daya komputasi yang tinggi untuk menyelesaikan algoritme kriptografis yang rumit.

Hal ini menghasilkan penggunaan energi yang sangat besar, terutama dalam kasus blockchain besar seperti Bitcoin. Di sisi lain, Proof of Stake mengurangi konsumsi energi dengan mengandalkan staking koin sebagai syarat partisipasi, tanpa memerlukan perangkat keras khusus.

2. Keamanan

Meskipun Proof of Work telah terbukti aman selama bertahun-tahun, Proof of Stake juga menawarkan keamanan yang tinggi.

Dalam Proof of Work, serangan 51% dapat terjadi jika penambang memiliki lebih dari 50% kekuatan komputasi jaringan. Namun, dalam PoS, serangan serupa akan memerlukan kepemilikan mayoritas pasokan koin dalam jaringan.

Selain itu, mekanisme tambahan seperti pemilihan acak validator dan penalitas finansial bagi pelanggaran aturan meningkatkan keamanan jaringan.

3. Desentralisasi

Proof of Stake mendorong desentralisasi yang lebih besar daripada Proof of Work. Dalam Proof of Work, penambangan yang efisien biasanya membutuhkan peralatan khusus yang mahal. Ini dapat mengarah pada sentralisasi kekuatan penambang di tangan beberapa pemain besar.

Dalam PoS, individu dengan jumlah staking yang lebih besar memiliki peluang yang lebih tinggi untuk menjadi validator. Ini mengurangi kecenderungan sentralisasi dan mendorong partisipasi yang lebih luas.

4. Skalabilitas

Proof of Stake cenderung lebih mudah diskalakan daripada Proof of Work. Dalam Proof of Work, semakin banyak penambang yang terlibat, semakin sulit dan memakan waktu untuk menyelesaikan algoritme kriptografis.

Dalam PoS, penambahan validator baru dapat dilakukan dengan biaya yang lebih rendah dan lebih cepat. Ini memungkinkan jaringan untuk skalabilitas yang lebih baik dengan meningkatkan kecepatan verifikasi transaksi.

5. Pemilihan mekanisme Proof of Stake yang berbeda

Setiap blockchain yang menggunakan Proof of Stake memiliki variasi mekanisme sendiri untuk mencapai konsensus. Misalnya, beberapa blockchain menggunakan kombinasi pemilihan acak dan pemilihan usia koin untuk memilih validator, sedangkan yang lain menggunakan metode lain yang unik.

Pilihan mekanisme PoS yang berbeda ini bergantung pada kebutuhan khusus jaringan dan tujuan yang ingin dicapai. Setiap mekanisme memiliki kelebihan dan kelemahan sendiri dalam hal efisiensi, keamanan, desentralisasi, dan skalabilitas.

6. Pengembangan dan penelitian yang terus berkembang

Seiring dengan perkembangan industri blockchain, pengembangan dan penelitian terus dilakukan untuk meningkatkan mekanisme Proof of Stake dan mengatasi tantangan yang ada.

Banyak proyek blockchain terus berinovasi dan mengadopsi variasi PoS yang baru untuk meningkatkan kinerja dan keamanan jaringan mereka.

Beragam Mekanisme Konsensus Proof of Stake

Proof of Stake (PoS) merupakan mekanisme konsensus yang sangat fleksibel. Para pengembang dapat mengadaptasi mekanisme ini sesuai dengan kebutuhan khusus dari suatu blockchain. Berikut ini beberapa contoh mekanisme PoS yang umum digunakan:

1. Delegated Proof of Stake (DPoS)

Delegated Proof of Stake memungkinkan pengguna untuk melakukan staking koin tanpa harus menjadi validator langsung. Dalam DPoS, pengguna dapat melakukan staking di belakang validator tertentu dan berbagi reward blok dengan mereka.

Semakin banyak delegator yang melakukan staking di belakang calon validator, semakin tinggi peluangnya untuk dipilih. Validator dapat mengatur jumlah reward yang dibagi dengan para delegator sebagai insentif. Selain itu, reputasi validator juga menjadi faktor penting bagi para delegator.

2. Nominated Proof of Stake (NPoS)

Nominated Proof of Stake adalah model konsensus yang dikembangkan oleh Polkadot. Model ini memiliki kesamaan dengan DPoS, namun dengan satu perbedaan utama. Jika seorang nominator (delegator) melakukan staking di belakang validator yang bermasalah, mereka juga akan kehilangan staking mereka sebagai sanksi.

Nominator dapat memilih hingga 16 validator untuk melakukan staking di belakangnya. Jaringan kemudian akan mendistribusikan staking mereka secara merata di antara validator yang dipilih.

Polkadot juga menggunakan pendekatan berdasarkan teori permainan dan teori pemilihan untuk menentukan siapa yang akan melakukan forging blok baru.

3. Proof of Staked Authority (PoSA)

BNB Smart Chain menggunakan Proof of Staked Authority untuk mencapai konsensus dalam jaringannya.

Mekanisme ini menggabungkan elemen Proof of Authority dan Proof of Stake, di mana validator dapat bergantian untuk melakukan forging blok.

Terdapat kelompok validator aktif sebanyak 21 orang yang memenuhi syarat untuk berpartisipasi. Pemilihan kelompok dilakukan berdasarkan jumlah BNB yang di-stake atau yang telah didelegasikan kepada mereka.

Penentuan kelompok ini dilakukan setiap hari, dan BNB Chain mencatat hasil pemilihan tersebut.

Kesimpulan

Proses penambahan blok transaksi dalam sebuah jaringan telah mengalami perubahan signifikan sejak munculnya Bitcoin.

Sekarang, tidak lagi dibutuhkan daya komputasi yang tinggi untuk mencapai konsensus dalam dunia kripto. PoS memiliki sejumlah keunggulan, dan sejarah telah membuktikan keberhasilannya.

Meskipun Bitcoin masih menggunakan Proof of Work, tampaknya Proof of Stake akan terus bertahan dan menjadi pilihan utama untuk banyak jaringan blockchain saat ini.

Jika kamu ingin mempelajari mekanisme Proof of Work bisa baca di artikel “Apa Itu Proof of Work“.

Sumber: Binance Academy Indonesia