Ikhtisar Pengorbanan Untuk Implementasi Sidechain yang Berbeda

Ini adalah editorial opini oleh Shinobi, seorang pendidik otodidak di bidang Bitcoin dan pembawa acara podcast Bitcoin yang berorientasi pada teknologi.

Artikel ini adalah yang terakhir dalam seri menyelam ke dalam desain sidechain utama yang ada untuk Bitcoin. Sangat disarankan untuk membaca bagian sebelumnya sebelum ini: (1) Rantai luar angkasa(2) Kasus Penggunaan Spacechain(3) rantai lunak(4) rantai penggerak(5) Rantai Federasi.

Apa itu sidechain secara singkat? Blockchains yang memungkinkan Anda untuk memindahkan bitcoin Anda dari blockchain Bitcoin ke sidechain lain ini. Di situlah letak masalah dan kesulitan dalam mendesain sidechain — Anda sebenarnya tidak bisa melakukannya. Anda tidak dapat memindahkan bitcoin dari blockchain Bitcoin ke blockchain lain; itu tidak mungkin karena satu-satunya tempat bitcoin Anda benar-benar ada adalah di blockchain Bitcoin. Mereka tidak bisa benar-benar ada di tempat lain. Semua yang benar-benar mungkin dilakukan adalah mengunci bitcoin Anda dengan cara tertentu di blockchain Bitcoin dan kemudian membuat token lain di rantai yang berbeda untuk mewakili bitcoin tersebut. Aspirasi tertinggi dari sidechain adalah melakukannya dengan cara yang dapat diverifikasi bahwa token ini hanya ada 1:1 dengan bitcoin nyata (mudah), dan di mana satu-satunya cara untuk membuka kunci bitcoin di rantai utama dalam situasi apa pun adalah dengan mengunci secara terverifikasi token yang Anda kontrol secara sah di rantai lain (sangat sulit dilakukan dengan cara tanpa kepercayaan yang tidak membuat bitcoin itu sendiri lebih mahal untuk diverifikasi).

Hampir semua kesulitan dalam mendesain rantai samping bermuara pada bagaimana mekanisme penguncian dan pembukaan kunci ini dirancang: cara kerja penguncian, kondisi apa yang diperlukan untuk membuka kuncinya, dan bagaimana kondisi tersebut diverifikasi dan ditegakkan. Mekanisme satu arah, di mana Anda hanya dapat mengunci koin dan tidak pernah membukanya, sangatlah sederhana. Cukup bakar beberapa bitcoin dengan OP_RETURN dan perlu verifikasi untuk mencetak token di rantai baru dan Anda selesai. Mekanisme dua arah, yang mendukung penguncian dan pembukaan kunci, jauh lebih rumit. Sejauh ini tidak ada mekanisme dua arah yang dirancang kecuali yang meningkatkan biaya validasi blockchain Bitcoin utama (rantai lunak), atau yang memperkenalkan asumsi kepercayaan baru tentang keamanan koin yang terkunci “di rantai samping” (rantai penggerak dan rantai federasi) .

Cawan suci rantai samping adalah mekanisme untuk mengunci dan membuka kunci koin yang tidak memerlukan kepercayaan apa pun untuk menegakkannya, dan itu tidak meningkatkan biaya validasi dari blockchain Bitcoin utama (yaitu interaksi rantai samping tunggal dengan rantai utama tidak lebih mahal, memberi atau menerima, untuk memverifikasi dari satu transaksi Bitcoin). Saat ini tidak ada yang mencapai itu, jadi saatnya untuk melewati kerugiannya.

Sentralisasi Penambangan

Semua desain berbeda yang telah saya lalui, kecuali Liquid, dalam satu atau lain cara bergantung pada penambang Bitcoin untuk memberikan keamanan bagi sidechain. RSK, meskipun itu adalah pasak federasi, masih menggunakan penambang Bitcoin. Softchains secara teori dapat menggunakan sesuatu yang lain, tetapi jika itu tidak memberikan keamanan proof-of-work (PoW) sebanyak penambang Bitcoin, maka itu akan membuka blockchain Bitcoin hingga serangan denial-of-service (DoS). Jadi, pada kenyataannya, jika softchain dikerahkan, itu akan menggunakan penambang Bitcoin. Spacechains PoW secara eksplisit didasarkan pada penambang Bitcoin yang mengonfirmasi transaksi komitmen untuk sidechain. Drivechains dirancang khusus untuk menggabungkan penambangan oleh penambang Bitcoin. Tidak ada jalan keluar untuk melibatkan penambang dalam sidechains jika ada yang lebih kecuali sidechain federasi murni yang pernah digunakan.

Satu perbedaan yang jelas perlu dibuat sebelum masuk ke risiko ini: perbedaan antara penambang itu sendiri (operator perangkat keras) dan koordinator penambangan (kumpulan; blok pembangun simpul). Kumpulan diperlukan untuk mengumpulkan hadiah secara teratur jika Anda tidak memiliki jumlah perangkat keras penambangan fisik yang sangat signifikan dan merupakan titik sentralisasi yang sah. Sentralisasi/desentralisasi pertambangan bukanlah topik yang sederhana (selengkapnya di sini) dan ada nuansa penting dalam bagaimana berbagai aspek penambangan yang dipusatkan berinteraksi dengan aspek penambangan lainnya. Tanpa kumpulan penambangan, pendapatan penambang adalah aliran pendapatan yang benar-benar tidak menentu dan tidak dapat diprediksi. Hal ini, dikombinasikan dengan risiko yang sangat nyata dari potensi regulasi kumpulan penambangan di masa depan (mereka adalah entitas kustodian; mereka menyimpan dana pengguna hingga penarikan), menjadikan kumpulan penambangan sebagai titik sentralisasi yang sangat berbahaya untuk ruang tersebut.

Penambang harus memvalidasi blockchain untuk menambang, terlepas dari apakah fungsi ini dialihdayakan atau tidak. Tanpa memvalidasi rantai, mereka tidak tahu apakah blok yang mereka tambang hanya berisi transaksi yang valid; yang diperlukan hanyalah satu yang tidak valid untuk membatalkan blok yang mereka temukan dan kehilangan semua uang yang bisa mereka peroleh. Persyaratan untuk validasi ini, bagaimanapun, bukan alasan kolam penambangan digunakan: ini adalah prediktabilitas hadiah. Penambang dengan 1% hashrate hanya akan sangat jarang menemukan blok dan mengumpulkan seluruh hadiah, sementara penambang dengan 1% hashrate menggunakan kumpulan akan secara teratur mengumpulkan sekitar 1% dari hadiah blok yang diperoleh kumpulan secara kolektif. Biaya validasinya kecil. Prediktabilitas hadiah adalah nilai jual, itulah sebabnya pengembang mencoba menemukan cara untuk mendapatkan manfaat yang sama tanpa memerlukan kumpulan terpusat. Ini akan memungkinkan penambang untuk tidak bergantung pada entitas terpusat yang memiliki kendali atas transaksi mana yang masuk ke blok.

Sekarang bayangkan jika biaya validasi lebih tinggi. Tidak ada batasan jumlah spacechains yang dapat dibuat. Dan sementara mereka tidak dipatok pada bitcoin dalam harga seperti desain lainnya, salah satu dari mereka yang memiliki nilai signifikan akan layak untuk dijalankan oleh kumpulan penambangan (dan penambang) untuk mendapatkan lebih banyak uang. Penambang yang melakukannya akan lebih kompetitif daripada mereka yang tidak melakukannya, dan jika pertambangan dalam jangka panjang menjadi industri dengan margin keuntungan yang sangat tipis, ini secara efektif menjadi persyaratan untuk menambang rantai lain ini. Jika tidak, Anda tidak menguntungkan. Penambang yang menjalankannya dapat mendorong biaya lebih tinggi bagi penambang yang tidak melakukannya dan tetap mendapat untung, membuat yang lain gulung tikar.

Ingat juga, tidak ada batasan pada biaya validasi sidechain. Ini bisa sangat mahal untuk memvalidasi beberapa fungsi kriptografi, kompleksitas sewenang-wenang seperti Ethereum atau bahkan kebodohan gigablock penuh seperti BSV. Softchain memiliki risiko yang sama persis, selain meningkatkan biaya validasi pengguna biasa yang menjalankan node penuh. Satu-satunya "anugrah keselamatan", jika Anda ingin menyebutnya demikian, adalah persyaratan untuk mengaktifkan satu sidechain pada satu waktu dengan softfork yang unik. Itu setidaknya berarti bahwa setiap proposal individu dan biaya validasinya akan sangat diteliti sebelum diaktifkan.

Rantai penggerak? Mereka mengklaim untuk menyelesaikan masalah ini, tetapi kenyataannya tidak. Gagasan drivechain adalah bahwa pembuat blok akhirnya membayar sebagian besar biaya kepada penambang agar blok mereka ditambang, hanya menyimpan sebagian kecil untuk diri mereka sendiri. Porsi kecil di dunia dengan margin keuntungan yang sangat tipis adalah lebih banyak keuntungan yang bisa didapat, yang kembali lagi karena mampu mendorong penambang lain keluar dari bisnis jika Anda melakukannya sendiri. Bahkan jika Anda menganggap pembuat blok drivechain tidak menyimpan biaya untuk diri mereka sendiri, memberikan 100% kepada penambang, mengapa mereka melakukan ini jika tidak ada aspek lain dari sidechain ini yang dapat mereka monetisasi? Itu mungkin bentuk dari Nilai yang Dapat Diekstraksi Penambang (MEV) dimana para penambang dapat menghasilkan uang, memiliki efek pemusatan yang sama. Dalam jangka panjang, semua jenis kumpulan penambangan terdesentralisasi harus melibatkan penambang yang menjalankan semua simpul rantai samping ini selain simpul rantai utama, yang dapat menjadi prospek yang sangat tidak realistis bagi penambang skala kecil. Itu akan menempatkan lantai buatan yang membatasi bagaimana penambangan terdesentralisasi.

Hanya sidechain federasi yang menghindari efek pemusatan ini pada penambangan Bitcoin karena mereka sama sekali tidak berinteraksi dengan penambang, kecuali berdasarkan pembayaran biaya penambang pada transaksi yang mengelompokkan koin dari sidechain.

Risiko Pasak Dan Konsensus

Proses bagaimana sidechains ditambang menghadirkan risiko terhadap sentralisasi penambangan dan proses bagaimana koin dikunci dan dibuka dari pasak sidechain dapat menghadirkan risiko bagi konsensus. Pasak federasi dan pasak satu arah tidak menimbulkan risiko serius terhadap konsensus. Dalam kasus pasak federasi, karena pada dasarnya tidak ada bedanya dengan pertukaran kustodian — Anda dapat menyetor dan menarik diri darinya — itu tidak memiliki interaksi mendasar dengan proses konsensus yang dilakukan pertukaran dan karenanya tidak menimbulkan risiko baru. Pasak satu arah hanyalah cara untuk membakar bitcoin Anda dan membuatnya tidak dapat dipulihkan. Ini bukan risiko atau campur tangan dalam konsensus. Softchain dan drivechain, bagaimanapun, keduanya dengan cara yang berbeda menghadirkan risiko bagi konsensus Bitcoin.

Softchains menghadirkan risiko konsensus yang sangat jelas ke jaringan Bitcoin utama. Pertama, ini meningkatkan biaya validasi per softchain yang ditambahkan untuk node khusus rantai utama, dan tergantung pada ukuran blok atau kompleksitas aturan untuk memvalidasi ini, dapat berupa peningkatan marjinal atau peningkatan yang cukup drastis. Kedua, perpecahan konsensus apa pun karena bug non-deterministik dapat memengaruhi rantai utama. Misalnya bug adalah penyebab chainsplit yang terjadi pada tahun 2013. Karena cara kerja database yang digunakan Bitcoin untuk menangani pembacaan dan penulisan data, beberapa node akan “kehabisan” waktu mereka dapat membaca dan menulis data dan membatalkan blok yang tidak valid. Karena operasi ini dibatasi berdasarkan sumber daya komputer individu, tidak ada situasi konsisten yang akan menyebabkan hal ini, karena sumber daya masing-masing node berbeda.

Insiden semacam itu pada rantai lunak menghadirkan risiko konsensus bagi rantai utama karena bagaimana mereka saling terkait. Terakhir, bagaimana persyaratan kesulitan didefinisikan untuk menambang softchain dapat memiliki implikasi besar untuk biaya validasi node khusus rantai utama. Deteksi rantai rantai lunak apa pun akan memicu pengunduhan dan validasi setiap blok hingga ke akar rantai tersebut, yang, bergantung pada biaya validasi rantai lunak tertentu, dapat membuat peningkatan validasi besar-besaran untuk node rantai utama. Jika kesulitan penambangan adalah atau bahkan dapat dibiarkan terlalu rendah dari persentase total tingkat hash Bitcoin, itu bisa menjadi sangat murah untuk menyerang Bitcoin dengan membuat pemisahan rantai pada rantai lunak hanya untuk meningkatkan biaya simpul rantai utama.

Drivechains menghadirkan risiko yang lebih halus terhadap konsensus. Seperti yang dibahas di atas, mereka sebenarnya memiliki dinamika seperti desain sidechain lainnya yang menciptakan tekanan lebih lanjut untuk memusatkan penambangan. Ini berinteraksi sangat buruk dengan fakta bahwa pasak pada dasarnya hanya penambang yang mengendalikan total koin di rantai penggerak; sebagian besar dari mereka dapat secara efektif melakukan apa pun yang mereka inginkan dengan koin yang terkunci di rantai penggerak. Keamanan semua koin pada rantai penggerak bergantung pada penambang yang cukup terdesentralisasi untuk membuat serangan 51% tidak praktis, tetapi pada saat yang sama menciptakan tekanan yang kemungkinan akan meningkatkan sentralisasi penambangan dalam jangka panjang.

Jika dinamika seperti itu dimainkan dengan drivechains dan penambang mencuri koin dari pasak, secara harfiah tidak ada pilihan bagi pengguna sidechain itu kecuali garpu lunak yang diaktifkan pengguna (UASF) untuk membatalkan pasak itu. Ini akan menjadi dinamika yang sangat berbeda dari UASF terakhir; pada tahun 2017 pengguna pada dasarnya memainkan permainan ayam di mana mereka akan memiliki koin di kedua sisi garpu. Kedua opsi tersedia untuk orang yang mendukung UASF. Jika UASF menghentikan pencurian drivechain, pengguna tidak akan memiliki kedua opsi yang tersedia. Hanya di sisi garpu UASF mereka memiliki koin; pada rantai warisan mereka tidak akan memiliki apa-apa. Mereka benar-benar tidak memiliki insentif untuk kembali ke rantai warisan jika UASF gagal dan menghasilkan perpecahan rantai.

Beberapa bahkan berpendapat bahwa penambang harus menyerang sidechain "buruk" tertentu (meskipun tidak pasti apa yang disebut "buruk" di sidechain). Jika rantai penggerak diadopsi secara luas, seluruh dinamika ini dapat memecah blockchain Bitcoin dan melemahkan efek jaringannya. Orang yang menjadi korban pencurian drivechain memiliki setiap insentif di dunia untuk menjaga garpu tetap berjalan, karena membiarkannya mati berarti mereka telah kehilangan segalanya.

Bungkus

Akan lalai bagi saya untuk tidak menyebutkan sidechain federasi di bagian ini; mereka tidak menghadirkan ancaman langsung terhadap konsensus Bitcoin seperti desain lainnya, tetapi pada dasarnya mereka secara efektif merupakan sistem tepercaya. Pengguna sistem tersebut harus mempertimbangkan secara mendalam apakah utilitas yang ditawarkan oleh sistem tersebut layak untuk ditukar dengan model keamanan, dan apakah federasi yang mengoperasikan sistem tersebut cukup dapat dipercaya untuk menahan dana mereka.

Pada akhirnya, tidak ada desain sidechain yang diusulkan saat ini yang mendekati pemenuhan janji asli sidechain yang tercantum dalam makalah asli tahun 2014. Mereka semua gagal memberikan tingkat keamanan yang diinginkan dalam mekanisme pengelompokan untuk berpindah antar rantai atau menghadirkan risiko ke jaringan Bitcoin utama itu sendiri. Mungkin suatu hari hal-hal seperti bukti tanpa pengetahuan dapat memberikan cara untuk merancang pasak yang tidak membebankan peningkatan biaya validasi pada node rantai utama seperti rantai lunak, atau tidak memerlukan asumsi kepercayaan baru seperti rantai penggerak atau rantai federasi dalam hal keamanan dana pengguna . Tapi sampai sekarang, tidak ada desain beton seperti itu. Jika menurut Anda sidechain yang benar-benar tidak dapat dipercaya adalah peningkatan penting untuk Bitcoin, semoga suatu hari teknologi untuk mengimplementasikannya akan dikembangkan, tetapi saat ini tidak ada yang mendekati.

Ini adalah posting tamu oleh Shinobi. Pendapat yang diungkapkan sepenuhnya milik mereka sendiri dan tidak mencerminkan pendapat BTC Inc atau Majalah Bitcoin.