Penjelasan Konsensus Hybrid PoW/PoS dalam Teknologi Blockchain

Prinsip fundamental dalam teknologi blockchain adalah memastikan adanya persetujuan di antara para peserta terhadap keadaan terkini dari blockchain. Mekanisme konsensus berperan dalam menentukan siapa yang berhak menambahkan blok transaksi baru dan menjaga agar rantai tersebut tidak dapat dimanipulasi atau ditulis ulang.

Mekanisme Konsensus Proof of Work

Dalam blockchain yang menggunakan mekanisme konsensus Proof of Work (PoW) murni, seperti yang diterapkan oleh Bitcoin, hanya penambang yang memiliki kemampuan untuk menambahkan blok baru. Penambang ini menggunakan perangkat keras untuk memecahkan masalah matematis yang rumit. Jika mereka berhasil menemukan solusi yang benar, blok yang mereka hasilkan akan diterima oleh jaringan.

Meskipun setiap penambang bebas memilih rantai yang akan mereka tambang, jaringan hanya akan mengakui rantai yang memiliki akumulasi Proof of Work paling besar sebagai rantai yang sah. Dalam hal ini, “Proof of Work” mengacu pada jumlah hash yang dihasilkan atau tebakan yang benar. Konsep ini mencegah serangan terhadap integritas blockchain karena penambang memiliki insentif untuk menambang pada rantai terpanjang. Saat mereka menemukan blok baru yang sah, mereka akan berusaha membangun di atasnya.

Tingkat kesulitan dalam menghasilkan blok baru inilah yang memberikan sifat tidak terubah kepada blockchain, sehingga berfungsi sebagai buku besar transaksi yang dapat diandalkan. Misalnya, setelah suatu transaksi dimasukkan ke dalam blok dan sejumlah blok terbangun di atasnya (proses disebut konfirmasi), sangat sulit untuk mengubah atau memalsukan transaksi tersebut.

Namun, ada potensi serangan jika suatu entitas menguasai lebih dari separuh total daya komputasi (hash power) dalam jaringan, yang dikenal sebagai serangan 51%. Dalam skenario ini, penyerang dapat menciptakan rantai paralel dan dengan lebih banyak daya hash, memenangkan persaingan dengan rantai utama. Ini memungkinkan penyerang untuk menggandakan transaksi mereka dan membatalkan pembayaran yang telah dilakukan.

Mekanisme Konsensus Proof of Stake

Konsensus Proof of Stake (PoS) adalah alternatif untuk menentukan siapa yang berhak menambahkan blok baru dan memverifikasi kondisi terkini dari blockchain. Dalam PoS, tidak ada kompetisi untuk memecahkan masalah matematis. Sebagai gantinya, pembuat blok selanjutnya ditentukan berdasarkan jumlah koin yang dipegangnya dalam dompet, atau istilahnya, jumlah yang “distake”. Konsep ini didasarkan pada keyakinan bahwa pemegang koin yang memiliki banyak aset akan membuat keputusan yang bertanggung jawab terhadap jaringan secara keseluruhan.

Konsensus PoS menghindari konsumsi energi tinggi yang umum terjadi dalam PoW, tetapi juga menghadapi tantangan. Terkadang, terdapat masalah yang dikenal sebagai “nothing at stake”, di mana para pemegang koin dapat dengan mudah mencoba memvalidasi blok di kedua rantai terbagi, karena biaya operasional mereka rendah. Ini mengganggu tujuan konsensus yang mengharuskan hanya ada satu rantai yang diakui sebagai sah.

Distribusi koin juga merupakan isu dalam PoS. Penambang PoW harus mengeluarkan biaya besar untuk perangkat keras dan listrik, dan mereka cenderung menjual sebagian besar koin yang mereka hasilkan untuk menutupi biaya tersebut. Sebaliknya, pembuat PoS memiliki biaya operasional yang rendah, sehingga mereka tidak terburu-buru menjual koin yang mereka pegang. Sebagai hasilnya, pemegang besar koin PoS sering menambahkan koin mereka ke dalam sirkulasi seiring dengan hadiah blok dan biaya transaksi yang mereka peroleh.

Dalam beberapa kasus, ini dapat menciptakan struktur yang mirip dengan feodalisme, di mana pemegang koin besar memiliki kontrol dan pengguna membayar mereka untuk menggunakan jaringan. Hal ini dapat membatasi partisipasi langsung dalam PoS bagi sebagian orang.

Hybrid PoW/PoS: Menyatukan Keuntungan Dua Model Konsensus

Sistem konsensus Hybrid Proof of Work (PoW) dan Proof of Stake (PoS) memiliki tujuan mendasar untuk menggabungkan manfaat dari kedua pendekatan ini dan mengatasi kelemahan masing-masing. Decred adalah salah satu contoh mata uang digital yang berhasil menggabungkan PoW dan PoS dalam mekanisme konsensus hybrid yang inovatif.

Konsep ini juga dapat ditemukan dalam konsep “Koin Masternode”, di mana ada aspek PoW yang serupa dengan Bitcoin, dan peran tambahan untuk node spesial. Node spesial ini harus memegang sejumlah koin sebagai jaminan, menunjukkan kepercayaan mereka terhadap tindakan yang menguntungkan jaringan. Dash adalah contoh koin masternode pertama yang mengadopsi model ini, yang mereka sebut sebagai Proof of Service.

Artikel ini akan fokus pada integrasi komponen PoS dalam mekanisme konsensus hybrid, tanpa membahas model lain yang meniru masternode atau Proof of Service.

Komponen PoW dalam Decred beroperasi dengan cara yang mirip dengan proyek PoW lainnya, menggunakan fungsi hash Blake-256. Namun, komponen PoS Decred dan cara penyatuan kedalam rantai blockchain merupakan aspek yang khas dan patut dijelaskan lebih lanjut.

Dalam sistem PoS Decred, pemegang koin dapat berpartisipasi dengan “mengunci” sejumlah DCR untuk membeli tiket. Harga tiket ditentukan oleh mekanisme pasar yang mengarah pada kisaran tiket yang diinginkan (40.960 tiket). Jika permintaan tiket melebihi target, harga akan naik, dan jika kurang, harga akan turun.

Setelah membeli tiket, DCR yang digunakan akan terkunci dan tidak bisa digunakan hingga tiket dipilih secara acak atau kadaluarsa setelah sekitar 142 hari. Ini menerapkan biaya peluang untuk PoS, memastikan bahwa para pemegang koin yang berpartisipasi memiliki “taruhan” dalam keamanan jaringan.

Peserta PoS memiliki tiga peran penting: memilih blok, memilih perubahan aturan konsensus, dan memilih tingkat pengelolaan proyek melalui Politeia Proposal System. Pemilihan blok adalah cara para peserta PoS berkontribusi langsung pada konsensus.

Pemilihan Blok

Ketika penambang PoW menemukan blok yang valid, mereka menyebarkannya ke jaringan. Namun, blok tersebut tidak akan diakui sebagai valid sampai setidaknya 3 dari 5 tiket PoS yang dipilih secara acak ikut memilih dalam blok tersebut. Pemegang koin PoS harus menjaga dompetnya terbuka dan siap untuk memilih saat tiket mereka dipanggil (atau menggunakan layanan pemilihan).

Saat tiket PoS dipanggil dan memilih untuk menerima atau menolak transaksi dalam blok sebelumnya, pemilik tiket akan mendapatkan imbalan. Jika mayoritas tiket menolak transaksi dalam blok, transaksi tersebut akan dikembalikan ke mempool. Namun, imbalan transaksi hanya diberikan kepada penambang PoW, bukan pemegang tiket PoS.

Dengan demikian, pemegang tiket PoS dapat mendapatkan imbalan dari penambang tanpa mempengaruhi imbalan penambang tersebut. Hal ini membatasi kemampuan penambang PoW untuk memveto perubahan aturan konsensus yang diinginkan oleh pemegang tiket PoS.

Penggunaan verifikasi PoS ini secara signifikan meningkatkan keamanan jaringan dan ketahanannya terhadap serangan mayoritas. Dengan PoS yang terlibat dalam memvalidasi blok, sulit bagi penyerang untuk melakukan serangan pengeluaran ganda, karena mereka harus melewati dua sistem berbeda. Ini juga memungkinkan pemegang tiket PoS untuk mempengaruhi perilaku penambang PoW dengan memilih untuk menolak blok yang tidak sesuai.

Struktur desain Hybrid PoW/PoS ini secara efektif meningkatkan biaya serangan, mengharuskan penyerang melewati lebih banyak tahap dan risiko. Terutama, PoS Decred didesain dengan cara yang tiket hanya bisa diperoleh dengan lambat dan terbatas setiap periode. Pembelian tiket dalam jumlah besar akan meningkatkan harganya secara signifikan. Setelah tiket berhasil dibeli, dana yang terkunci dalam tiket tersebut mengurangi nilai koin yang dimiliki oleh penyerang.

Komitmen pemegang tiket PoS dalam memilih blok juga memastikan bahwa blockchain harus didistribusikan kepada semua peserta saat blok ditambang. Ini secara signifikan meningkatkan keamanan jaringan. Sistem hybrid ini telah diatur agar memberikan kekuatan lebih kepada pemegang tiket PoS daripada penambang PoW.

Pemilihan Perubahan Konsensus

Dalam perjalanan awalnya, Decred telah mengambil langkah untuk menjadikan pemegang koin PoS sebagai kekuatan utama dalam pengambilan keputusan terkait pengelolaan blockchain. Aturan konsensusnya menetapkan bahwa setiap perubahan pada peraturan konsensus jaringan hanya dapat diimplementasikan melalui proses pemilihan yang melibatkan pemegang koin PoS. Perubahan tersebut hanya akan disetujui jika mendapatkan dukungan minimal 75% dari tiket pemilihan.

Proses ini dimulai dengan proposal perubahan yang diajukan oleh komunitas. Proporsi besar (95%) dari penambang dan pemegang koin akan mengadopsi perangkat lunak yang memuat perubahan tersebut tanpa diumumkan secara terbuka. Jika proposal mendapatkan dukungan minimal 75% setelah periode 4 minggu, maka proposal akan diterima; jika tidak, maka ditolak. Jika proposal berada di tengah-tengah, maka proses pemilihan akan dimulai kembali. Jika suatu proposal diterima, perubahan aturan akan diterapkan setelah satu bulan.

Penjelasan Konsensus Hybrid PoW/PoS

Dalam sistem Decred, imbalan blok dibagi di antara penambang PoW (60%), pemegang koin PoS (30%), dan dana untuk pengembangan (10%), yang digunakan untuk mendukung pengembangan perangkat lunak open-source yang mengarah ke tujuan proyek. Pemegang tiket PoS memiliki kemampuan untuk memilih cara penggunaan dana tersebut, menentukan fitur yang akan ditambahkan, dan berpartisipasi dalam pengambilan keputusan melalui sistem Politeia.

Kesimpulan

Dengan porsi imbalan blok sebesar 30%, pemegang koin PoS tidak bisa hanya mempertahankan koin mereka dalam “stake” untuk mengakumulasi DCR, karena mayoritas DCR yang baru diproduksi diberikan kepada penambang PoW. Hal ini mempertimbangkan peran penting penambang PoW dalam menjaga keamanan jaringan dan mengatasi masalah “nothing at stake” yang sering terjadi dalam sistem PoS murni. Penambang umumnya harus menjual sebagian besar imbalan mereka untuk mendukung biaya operasional mereka, menjaga pasokan DCR agar tetap adil di pasar.

Dengan arsitektur yang unik, blockchain Decred menjadi contoh nyata dari konsensus PoW/PoS yang berhasil. Meskipun berbagai proyek yang menerapkan konsensus PoS mungkin memiliki variasi yang signifikan, pendekatan hybrid PoW/PoS akan membuat proyek-proyek masa depan menjadi unik dan tidak terikat pada kerangka kerja Decred.

Jika kamu ingin mengetahui lebih dalam mengenai aset kripto atau cryptocurrency, bisa baca artikel “Belajar Crypto untuk Pemula Mulai Dari Sini.”

Sumber: Binance Academy Indonesia