Klien Tanpa Kewarganegaraan: Jalan Ethereum Menuju Desentralisasi

Penulis: YQ, pendiri AltLayer; Terjemahan: Cryptonaitive Golden Finance

Seiring dengan meningkatnya penggunaan Ethereum, menjalankan node penuh menjadi lebih menuntut sumber daya dan bandwidth. Hal ini mengakibatkan semakin sedikit orang yang dapat menjalankan node penuh, sehingga membuat jaringan menjadi kurang terdesentralisasi. Selain itu, Ethereum menghadapi kesulitan dalam penskalaan seiring dengan meningkatnya permintaan transaksi, yang menyebabkan kemacetan jaringan dan biaya bahan bakar yang tinggi.

Klien tanpa kewarganegaraan yang diusulkan oleh Vitalik pada tahun 2017 menawarkan solusi potensial terhadap tantangan desentralisasi yang dihadapi Ethereum. Ide utama dari klien tanpa kewarganegaraan adalah untuk mengurangi kebutuhan penyimpanan dan bandwidth yang diperlukan untuk menjalankan node penuh, memungkinkan lebih banyak orang untuk berpartisipasi dan mendesentralisasikan jaringan. Artikel ini akan membahas secara mendalam cara kerja klien tanpa kewarganegaraan serta potensi keuntungan dan kerugiannya.

Apa itu status Ethereum?

Untuk memahami klien tanpa kewarganegaraan, pertama-tama kita perlu memahami konsep "negara" di Ethereum. Status Ethereum mengacu pada status semua akun, kontrak, saldo, nonce, dan penyimpanan saat ini di dunia Ethereum. Ini dapat dianggap sebagai database yang menyimpan semua informasi relevan tentang jaringan Ethereum pada titik waktu tertentu.

Status dipertahankan dalam bentuk Merkle Patricia trie, yang pada dasarnya merupakan pohon Merkle yang dimodifikasi yang digunakan untuk menyimpan pasangan nilai kunci. Root hash dari trie merangkum seluruh negara bagian. Dengan setiap blok baru, status diperbarui berdasarkan transaksi di blok tersebut. Hash root status baru disertakan dalam header blok.

Seiring waktu, keadaan Ethereum tumbuh semakin besar seiring dengan semakin banyaknya akun, kontrak, dan transaksi yang ditambahkan. Saat ini, ukuran negara bagian melebihi 1TB, dengan penambahan puluhan GB setiap tahunnya. Negara yang sedang berkembang ini merupakan akar penyebab permasalahan desentralisasi.

Mengapa pertumbuhan negara menyebabkan masalah

Peningkatan ukuran negara Ethereum telah menyebabkan beberapa masalah utama:

● Waktu sinkronisasi yang lama untuk node baru - Dibutuhkan waktu lama bagi node baru untuk menyinkronkan semua riwayat perubahan status. Hal ini meningkatkan kesulitan menjalankan node penuh baru, sehingga menghambat desentralisasi. Sinkronisasi node baru dari blok genesis ke status terbaru saat ini memerlukan waktu berhari-hari atau bahkan berminggu-minggu, yang bagi perangkat keras konsumen merupakan hambatan besar dalam meluncurkan node baru secara efektif dan memungkinkan lebih banyak peserta untuk bergabung dalam jaringan.

● Peningkatan kebutuhan perangkat keras – Status yang lebih besar memerlukan lebih banyak penyimpanan, memori, dan daya pemrosesan untuk menyimpan, mengakses, dan memperbarui. Hal ini membuat pengguna dengan sumber daya lebih sedikit tidak mungkin menjalankan node. Menjalankan node Ethereum yang tersinkronisasi sepenuhnya sekarang memerlukan setidaknya SSD dengan kapasitas 1-2TB. Hal ini di luar jangkauan banyak operator node potensial.

● Peningkatan penggunaan bandwidth – siaran blok baru juga harus menyertakan status yang diperbarui, sehingga memerlukan lebih banyak bandwidth. Hal ini meningkatkan biaya bagi operator node. Saat ini, negara bagian mendominasi sebagian besar siaran blok, sehingga ukuran blok terus bertambah. Lebih banyak bandwidth berarti biaya yang lebih tinggi bagi operator node.

● Verifikasi blok melambat – Membaca dan memperbarui status yang lebih besar membuat verifikasi blok lebih lambat, sehingga membatasi throughput transaksi. Setiap transaksi memerlukan beberapa kali baca dan tulis ke penyimpanan untuk memperbarui saldo, nonce, status kontrak, dll. Status yang lebih besar berarti lebih banyak proses baca/tulis per blok, sehingga mengurangi jumlah transaksi yang dapat diproses per detik.

● Biaya penyimpanan permanen – Setelah data ditambahkan ke negara bagian, data tersebut harus disimpan secara permanen. Hal ini menyebabkan keadaan tak terbatas berkembang. Saat ini belum ada mekanisme untuk secara proaktif menghapus data negara yang lama dan tidak terpakai. Oleh karena itu, selama Ethereum terus beroperasi, biaya retensi negara akan meningkat tanpa batas.

Apa yang dimaksud dengan klien tanpa kewarganegaraan?

Klien tanpa kewarganegaraan menyediakan cara untuk memvalidasi blok baru tanpa memerlukan akses ke status Ethereum penuh. Mereka menggunakan bukti kriptografi yang disebut “saksi” untuk membuktikan validitas perubahan negara dalam suatu blok tanpa memerlukan data negara tertentu.

Klien tanpa kewarganegaraan bekerja sebagai berikut:

  1. Klien hanya menyimpan header blok dan root status, bukan data status lengkap. Header blok berisi metadata seperti hash root dari percobaan negara setelah memproses blok.

  2. Saat memvalidasi blok baru, klien menerima "saksi" bersama dengan blok tersebut. Saksi ini adalah seperangkat bukti Merkle yang membuktikan bahwa pembaruan negara tertentu dalam transaksi tersebut valid.

  3. Saksi memuat bukti Merkle nilai negara tertentu, yang digunakan untuk memproses transaksi. Misalnya, pembaruan saldo akun atau penyimpanan kontrak.

  4. Klien menggunakan saksi untuk memastikan validitas akar keadaan terakhir yang diketahui dari pasangan transaksi. Buktinya memverifikasi bahwa perubahan keadaan cocok dengan root sebelumnya.

  5. Jika valid, klien memperbarui ke root status baru yang disediakan di header blok. Akar status baru ini akan digunakan untuk memvalidasi blok berikutnya.

Dengan menggunakan saksi untuk memverifikasi negara, daripada menyimpan seluruh negara secara lokal, klien tanpa kewarganegaraan mendapatkan beberapa keuntungan:

● Waktu sinkronisasi sangat cepat – tidak perlu sepenuhnya menyinkronkan perubahan status historis. Klien tanpa kewarganegaraan dapat melakukan sinkronisasi hampir seketika, hanya memerlukan header blok.

● Persyaratan penyimpanan rendah - root status hanya 32 byte. Daripada ratusan gigabyte negara, hanya header blok yang dibutuhkan.

● Penggunaan bandwidth lebih sedikit - hanya header blok dan saksi yang dikirimkan, bukan status lengkap. Penggunaan bandwidth diminimalkan.

● Verifikasi cepat - saksi hanya memuat sebagian kecil negara bagian yang relevan. Hanya akun/toko terupdate yang terbukti bermanfaat.

● Mendukung klien ringan dengan mudah – Klien ringan dapat dengan mudah memverifikasi bukti. Model klien ringan sangat kompatibel dengan validasi stateless.

Tantangan klien tanpa kewarganegaraan

Meskipun klien tanpa kewarganegaraan memberikan beberapa manfaat yang signifikan, terdapat juga beberapa tantangan teknis yang signifikan:

● Jumlah saksi—saksi mungkin terlalu banyak untuk disalurkan secara efisien. Jika bukti Merkle lengkap digunakan, ukurannya mungkin melebihi batas ukuran blok.

● Penciptaan saksi - Menghasilkan saksi yang optimal merupakan hal yang rumit bagi pengusul blok. Pengusul harus mengumpulkan bukti yang benar untuk memverifikasi setiap transaksi.

● Tidak ada insentif saksi – Tidak ada imbalan langsung untuk memberikan kesaksian. Berbeda dengan pertambangan, tidak ada insentif bawaan untuk penciptaan saksi.

● Data sementara—saksi membuktikan status pada waktu tertentu dan perlu dibuat ulang. Saksi tidak dapat digunakan kembali selama pembangunan negara.

● Penyimpanan negara – Seseorang masih perlu menjaga keadaan secara lengkap untuk menghasilkan saksi. Validasi tanpa kewarganegaraan bergantung pada pembuatan saksi yang berstatus negara.

● Penerapan yang rumit - Beberapa kontrak mungkin bergantung pada subkelompok negara bagian yang lebih besar, sehingga membuat jumlah saksi membengkak. Misalnya, kontrak yang memperbarui banyak slot penyimpanan per transaksi.

Solusi yang memungkinkan

Para peneliti telah mengusulkan berbagai solusi untuk mengatasi tantangan ini:

● Pohon Verkle – struktur data khusus yang digunakan untuk mengurangi ukuran saksi. Pohon Verkle menggunakan komitmen kriptografi ringkas untuk meminimalkan ukuran bukti.

● Saksi cache - Pengusul dapat menyimpan saksi terbaru untuk digunakan kembali. Caching mungkin berguna lagi karena biaya pembuatan dapat diamortisasi.

● Insentif protokol – memberikan mekanisme penghargaan bagi saksi yang berguna. Struktur insentif baru dapat memberikan kompensasi atas penciptaan saksi.

● Akar keadaan menengah – Melacak akar dari waktu ke waktu untuk menghindari pembuatan ulang bukti. Mempertahankan bagian dari root memungkinkan penggunaan kembali fragmen saksi.

● Sewa Kondisi – Membutuhkan pembayaran untuk menjaga kondisi dari waktu ke waktu, memangkas kondisi yang tidak terpakai. Sewa memberlakukan pembersihan penyimpanan usang untuk membatasi ukuran bukti.

● Model saksi yang dipartisi – membagi pemrosesan status antara pengusul dan validator. Sejumlah node pengusul khusus menghasilkan saksi.

Terdapat trade-off antara pendekatan-pendekatan ini dan penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menemukan implementasi yang optimal. Untungnya, inovasi cepat dalam kriptografi tanpa pengetahuan dapat membuka kemungkinan baru bagi klien tanpa kewarganegaraan yang efisien.

Dampak potensial

Jika kendala teknis dapat diatasi, klien tanpa kewarganegaraan dapat meningkatkan pertumbuhan Ethereum secara signifikan:

● Sinkronisasi dan verifikasi yang lebih cepat untuk mendukung throughput transaksi yang lebih tinggi. Verifikasi tanpa kewarganegaraan akan sangat mempercepat pemrosesan blok.

● Mengurangi sumber daya yang dibutuhkan untuk menjalankan node dan meningkatkan desentralisasi. Laptop dan penghobi secara realistis dapat menjalankan node penuh.

● Dukungan yang lebih baik untuk klien ringan seperti dompet seluler. Bukti negara sangat kompatibel dengan model klien ringan.

● Memperkenalkan sharding dengan lebih lancar dan melakukan verifikasi tanpa kewarganegaraan antar shard. Transaksi lintas pecahan dapat memanfaatkan bukti negara yang efisien.

● Kemampuan untuk menghapus dan memangkas data negara lama yang tidak berguna lagi. Pertumbuhan negara dapat dikelola secara aktif, dibandingkan tumbuh tanpa batas.

● Kemampuan operator node untuk menyesuaikan status secara lebih fleksibel sesuai kebutuhan. Node dapat menyesuaikan kebijakan penyimpanan negara berdasarkan kasus penggunaan.

● Transisi ke model yang menganggap komputasi dan bandwidth lebih penting daripada penyimpanan. Perubahan arsitektur menuju model yang lebih ramah cloud.

Ada juga potensi risiko, seperti meningkatnya kerentanan terhadap serangan DDoS dan fakta bahwa hanya sedikit operator node yang menyimpan riwayat blockchain dengan andal. Namun, bukti kriptografi dapat mengurangi risiko ini. Secara keseluruhan, klien tanpa kewarganegaraan adalah salah satu cara paling menjanjikan untuk mengatasi keterbatasan Ethereum saat ini.

Kesimpulannya

Seiring dengan meningkatnya adopsi, semakin besarnya ukuran negara bagian Ethereum menimbulkan tantangan terhadap desentralisasi. Klien tanpa kewarganegaraan memberikan solusi dengan mengaktifkan node untuk memverifikasi transaksi tanpa memerlukan status blockchain penuh. Hal ini pada akhirnya dapat memungkinkan ponsel untuk menjalankan node Ethereum, sehingga meningkatkan desentralisasi secara signifikan.

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
  • Komentar
  • Bagikan
Komentar
0/400
Tidak ada komentar
  • Sematkan
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)