ZK-Rollups: Mengurai Masalah Skalabilitas Ethereum

Zk-rollup telah lama disebut-sebut sebagai solusi akhir untuk kesengsaraan Ethereum. Karena adopsi blockchain dan crypto menikmati pertumbuhan eksponensial di seluruh dunia, solusi penskalaan diperlukan untuk memastikan platform kontrak pintar terkemuka dunia dapat menangani jutaan pengguna.

Bukti tanpa pengetahuan dan teknologi rollup bertujuan untuk meningkatkan throughput transaksi di ekosistem Ethereum, tetapi masih banyak pertanyaan tentang cara kerja zk-rollup.

Dalam panduan singkat ini, kami akan menyederhanakan jargon rumit seputar solusi zk-rollup dan memastikan bahwa Anda tidak memiliki pengetahuan nol tentang pengetahuan nol.

Sejak hari-hari awal Ethereum, setiap jaringan blockchain telah berjuang untuk mengatasi satu konsep: Bagaimana memecahkan Trilemma Blockchain. Diciptakan oleh Vitalik Buterin, trilema Blockchain menyatakan bahwa blockchain yang sempurna berhasil menyeimbangkan desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas.

• Desentralisasi – Dalam semangat blockchain yang sebenarnya, jaringan yang sempurna terdistribusi sepenuhnya. Jaringan ini mandiri dan diatur oleh penggunanya, dengan penambang dan validator dimiliki dan dioperasikan secara independen di seluruh dunia. Bitcoin adalah contoh sempurna dari desentralisasi dalam tindakan.
• Skalabilitas – Blockchain yang sempurna cepat dan terjangkau, menjadikannya efektif dan efisien untuk semua pengguna, terlepas dari ukuran dompet mereka. Biaya gas rendah dan transaksi cepat adalah norma, bukan fitur unik.
• Security – Blockchain yang sempurna aman. Tidak ada yang dapat membobol dompet Anda secara paksa, transaksi dilindungi oleh kriptografi yang rumit, dan distribusi token yang benar mencegah peretas mengambil kendali jaringan dengan serangan 51%.

Bahkan dengan lusinan blockchain Layer-1 yang bersaing setiap hari, trilemma blockchain tetap tidak terpecahkan. Ironi dari trilema ini adalah bahwa menyeimbangkan ketiga opsi itu tidak mungkin karena para insinyur selalu harus mengorbankan satu opsi untuk mencapai yang lain.

Ambil Solana, misalnya. beranda sering dianggap sebagai blockchain tercepat dan paling terjangkau yang tersedia. Jaringan menawarkan lebih dari 4,000 transaksi per detik (TPS), dengan biaya satu transaksi kurang dari satu sen. Solana juga aman dan seaman rantai terkemuka lainnya.

Di sisi lain, Solana menderita karena poin terakhir dari trilemma, desentralisasi. Jaringan sering dikritik karena pemadaman yang konstan karena titik kegagalan terpusat. Kekuatan dan sumber daya Solana berasal dari pemodal ventura, yang memiliki alokasi token SOL yang cukup besar.

Meskipun menjadi platform blockchain Layer-1 dan kontrak cerdas terkemuka di industri crypto, Ethereum mengalami kesulitan mengatasi trilemma blockchain.

Jika Anda pernah menggunakan mainnet Ethereum pada lalu lintas puncak, Anda akan tahu bahwa skalabilitas bukanlah kekuatan Ethereum. Sepanjang tahun 2021 dan 2022, biaya transaksi Ethereum benar-benar di luar kendali. Sementara transaksi dasar kirim-dan-terima masing-masing sekitar $20-30, pertukaran token DeFi atau permen NFT yang lebih kompleks seringkali berharga masing-masing lebih dari $100.

Biaya transaksi dan throughput tidak diragukan lagi merupakan masalah terbesar yang dihadapi penskalaan Ethereum. Selama periode kemacetan tinggi, dApps di jaringan Ethereum menjadi hampir tidak dapat digunakan. Dalam banyak kasus, biaya transaksi untuk membeli NFT lebih mahal daripada NFT itu sendiri. Masalah skalabilitas ini membuat teknologi blockchain dan keuangan terdesentralisasi (DeFi) tidak dapat diakses.

Sampai masalah ini diselesaikan, adopsi cryptocurrency dan blockchain akan berjuang untuk bergabung dengan massa. Untungnya, ada banyak cara berbeda bagi Ethereum untuk menjadi pusat kekuatan global yang kami tahu memiliki potensi untuk itu.

Beberapa solusi penskalaan Ethereum yang paling revolusioner adalah zero-knowledge dan optimis rollup.

Rollup membantu mengurangi kemacetan jaringan pada rantai utama Ethereum. Mereka mengambil data transaksi proses komputasi dan penyimpanan negara di blockchain lain dan kemudian mengirimkannya kembali ke rantai utama. Pada dasarnya, rollup memungkinkan jaringan untuk 'menggulung' sekumpulan transaksi menjadi satu transaksi dengan efek biaya. Ini berarti pengguna dapat menikmati keamanan lapisan Ethereum sambil memanfaatkan biaya bahan bakar yang lebih murah dan throughput yang lebih cepat dari jaringan Lapisan-2, seperti Poligon atau Arbitrase.

Rollup bukan satu-satunya solusi penskalaan Ethereum di luar sana. Metode alternatif termasuk sharding, sidechains, dan saluran status. Meskipun ini semua adalah solusi yang layak, Buterin sendiri paling bullish pada rollup dan percaya bahwa mereka akan menjadi bagian integral dari masa depan Ethereum.

Rollup biasanya dibagi menjadi dua grup, rollup optimis, dan zk-rollup. Perbedaan utama antara keduanya adalah bagaimana mereka memverifikasi transaksi. Rollup yang optimis mengandalkan bukti penipuan untuk memvalidasi data transaksi, sedangkan zk-rollup menggunakan bukti tanpa pengetahuan (ZKP).

Seperti namanya, rollup optimis adalah optimis. Mengadopsi pendekatan 'tidak bersalah sampai terbukti bersalah', rollup optimis mengasumsikan bahwa setiap transaksi dalam rollup adalah valid. Jaringan semua pengguna jangka waktu tertentu, biasanya sekitar satu minggu, untuk menyelesaikan perselisihan seputar transaksi penipuan.

Dengan secara optimis berasumsi bahwa setiap transaksi adalah valid, jaringan tidak perlu mencurahkan waktu dan perhitungan berlebih untuk mengonfirmasi transaksi yang akurat. Beberapa solusi Layer-2 paling populer, seperti Arbitrum dan Optimism, menggunakan teknologi ini untuk menyelesaikan transaksi off-chain sebelum mengirimkannya kembali ke rantai utama Ethereum.

Zk-rollup menggunakan kriptografi kompleks yang disebut zkproof untuk memastikan bahwa semua transaksi rollup valid tanpa berbagi informasi sensitif tentang transaksi itu sendiri. Mereka mengandalkan bukti kriptografi dan mengirimkan bukti validitas ke smart contract di Ethereum alih-alih berasumsi bahwa semua transaksi itu valid.

Ini berarti bahwa semua transaksi zk-rollup dapat diproses secara off-chain, sekaligus mengurangi jumlah data transaksi yang dibagikan, menjadikannya fokus pada privasi. Selain itu, karena mereka tidak perlu menunggu seminggu untuk transaksi penipuan untuk digugat, zk-rollup dianggap sebagai teknologi yang jauh lebih cepat dan lebih unggul daripada Optimis rollup.

Bukti zk paling umum yang kita lihat dalam kriptografi adalah zk-snarks dan zk-starks. Sederhananya, sistem ini memungkinkan pengguna untuk membuktikan bahwa mereka mengetahui informasi penting atau sensitif, seperti data transaksi, tanpa mengungkapkan data tersebut secara publik.

Contoh beberapa proyek zk-rollup termasuk Starknet dan Immutable X.

Zk-rollup telah membuat kemajuan signifikan dalam mengatasi masalah skalabilitas Ethereum. Mereka telah memperkenalkan transaksi yang lebih cepat dan lebih terjangkau yang diamankan di rantai utama dan membuat DeFi lebih mudah diakses dari sebelumnya. Meski begitu, mereka jauh dari solusi sempurna.

Jika Anda pernah berpindah di antara jaringan blockchain paling populer seperti Ethereum, Binance Smart Chain atau Longsor, Anda mungkin memperhatikan bahwa banyak dApps dan dompet memiliki antarmuka dan pengalaman pengguna yang serupa. Ini berkat teknologi nyaman yang disebut Ethereum Virtual Machine, atau EVM.

Dalam bentuknya yang paling murni, Ethereum Virtual Machine adalah database dan status mesin untuk berinteraksi dengan akun dan kontrak Ethereum. Pengembang menggunakan EVM untuk membangun dan menyebarkan dApps di jaringan Ethereum, serta oleh pengguna yang berinteraksi dengan aplikasi ini menggunakan dompet kripto mereka.

Apa yang spesial tentang EVM adalah bahwa EVM tidak eksklusif untuk Ethereum. Banyak blockchain lain menjalankan EVM mereka sendiri, yang memungkinkan dApps dan alat berbasis Ethereum untuk dengan mudah dipindahkan dan digunakan di jaringan lain.

Misalnya, banyak bursa terdesentralisasi seperti PancakeSwap di Binance Smart Chain atau Quickswap di Polygon dibuat menggunakan kontrak cerdas Ethereum. Lihat kesamaan antara UI UniSwap dan PancakeSwap?

Setiap EVM masing-masing jaringan memungkinkan untuk menulis kode dan aplikasi berbasis Ethereum dan mereplikasinya di jaringan lain. Hal ini membuat pengembangan blockchain antara rantai yang kompatibel dengan EVM jauh lebih dapat dioperasikan dan memberikan fleksibilitas yang lebih besar kepada pengembang dan pengguna.

Seperti namanya, zkEVM menggunakan teknologi tanpa pengetahuan dan pemeriksaan dalam Mesin Virtual Ethereum. Yang paling penting, mereka mendukung pengembangan kontrak cerdas pada zk-rollup, memberikan solusi penskalaan yang kuat ini utilitas yang lebih besar. Tanpa zkEVM, zk-rollup akan terbatas pada transaksi sederhana seperti fungsi dasar kirim dan terima.

Pada dasarnya, zkEVM yang berfungsi penuh akan menghadirkan pengalaman Ethereum yang lengkap, termasuk DeFi dan NFT, ke lingkungan yang dapat diskalakan dan aman dari jaringan zk-rollup.

ZkEVM yang efektif dapat memproses ribuan transaksi per detik dengan aman. Ini adalah peningkatan yang signifikan dari rantai utama Ethereum, yang berjuang untuk membersihkan lebih dari 20 TPS.

Persaingan dalam bidang zkEVM tegang, dengan beberapa nama terbesar di ruang crypto, seperti Polygon, bergegas menjadi yang pertama menerapkan zkEVM fungsional. Tim Polygon telah mengincar zkEVM selama beberapa waktu setelah membeli Hermez Network seharga $250 juta pada tahun 2021.

Polygon sejak itu meluncurkan solusi zk-rollup bernama Polygon Hermez pada pertengahan 2022. Meskipun ini merupakan tonggak penting dalam sektor zk-rollup, Polygon Hermez terbatas pada transaksi token sederhana, seperti mengirim dan menerima pembayaran.

Grafik Poligon zkEVM diharapkan akan diluncurkan pada tahun 2023 dan akan membawa utilitas yang lebih besar dan dukungan kontrak cerdas ke solusi penskalaan zk-rollup mereka.

Proyek lain seperti zkSync dari Matter Lab adalah pesaing utama untuk merilis zkEVM pertama di dunia, bersama dengan pesaing terkenal seperti Starknet dan Scroll.

Sementara zk-rollup bisa dibilang lebih terukur dan aman, Optimistic rollup seperti Arbitrum menarik lebih banyak pengguna dan memproses lebih banyak transaksi daripada solusi penskalaan Layer-2 lainnya. Namun, ini bisa berubah dengan peluncuran zkEVM pertama, yang akan membawa utilitas yang lebih besar ke zk-rollups.

Jaringan Ethereum tidak siap untuk mengakomodasi pertumbuhan adopsi dan masuknya pengguna baru. Solusi penskalaan Zk-rollup dan zkEVM akan membuat teknologi blockchain dan cryptocurrency jauh lebih mudah diakses daripada sebelumnya dan mendorong adopsi massal di seluruh dunia.

Dunia zk-rollup sangat kompetitif, dengan banyak tim teratas yang mengerjakan solusi penskalaan tanpa pengetahuan, termasuk Polygon, Starknet, dan zkSync.

Zk-Rollup bisa dibilang lebih baik daripada rollup optimis karena mereka menggunakan bukti zk untuk memvalidasi transaksi, membuat jaringan lebih cepat dan lebih aman.

Polygon (MATIC) adalah solusi penskalaan crypto dan Ethereum Layer-2 (L2) yang paling terkenal. Konon, saingan L2 seperti Arbitrum dan Optimisme mendapatkan daya tarik untuk bersaing dengan Polygon untuk posisi teratas.

Meskipun menjadi solusi penskalaan Layer-2 yang kuat, jaringan Arbitrum bukanlah zk-rollup. Arbitrum menggunakan kerangka rollup Optimis, yang mengasumsikan bahwa semua transaksi valid, alih-alih memverifikasi transaksi menggunakan sistem anti-zk.

Jaringan Polygon adalah rumah bagi berbagai produk dan layanan, termasuk zk-rollup seperti Polygon Zero dan Polygon Hermez.