a16z mendefinisikan "kualitas rantai yang kuat": memiliki 3% staked dapat menjamin setiap blok 3% ruang, jalur virtual membentuk kembali keadilan blockchain

a16z penelitian tim mengusulkan konsep “Kualitas Rantai Kuat” (SCQ), memperluas Kualitas Rantai tradisional (CQ) dari rata-rata lintas waktu ke distribusi halus di dalam setiap blok: memegang 3% dari jumlah yang dipertaruhkan, dapat memperoleh jaminan ruang blok 3% di setiap blok. Artikel ini diterjemahkan dan disusun oleh Dongqu Dongqu dari laporan penelitian a16z Crypto.
(Penjelasan sebelumnya: Bitcoin jarang mengalami reorganisasi dua blok: Foundry USA menambang 7 blok berturut-turut mengalahkan AntPool, kekhawatiran tentang sentralisasi kolam penambangan muncul)
(Latar belakang tambahan: Vitalik baru-baru ini menetapkan Ethereum sebagai “teknologi perlindungan”, dengan tiga mekanisme yang membuat pemeriksaan di blockchain menjadi sejarah)

Daftar Isi Artikel

Toggle

• Dari CQ ke SCQ: Perubahan Fundamental dalam Granularitas
• Jalur Virtual: Lapisan Abstraksi Ekonomi SCQ
• Hubungan Teoretis antara SCQ dan Ketahanan Terhadap Censorship
• Cara Mendapatkan SCQ dalam Implementasi
• Di Luar SCQ: Masalah Terbuka dalam Urutan Transaksi

Karakteristik keamanan inti dari protokol blockchain selalu diukur dengan “Kualitas Rantai” (Chain Quality, CQ): aliansi node yang memegang X% dari total jumlah yang dipertaruhkan seharusnya memiliki probabilitas X% untuk menjadi pembuat blok di setiap blok. Karakteristik ini sudah cukup pada blockchain throughput rendah di awal: ketika kapasitas transaksi setiap blok terbatas, siapa yang menghasilkan blok hampir sama dengan siapa yang mengendalikan seluruh konten blok tersebut.

Namun, seiring dengan peningkatan throughput blockchain modern yang signifikan, satu blok dapat menampung ratusan hingga ribuan transaksi, granularitas CQ tradisional sudah tidak cukup untuk menggambarkan keadilan distribusi ruang blok (blockspace). Oleh karena itu, tim penelitian a16z mengusulkan konsep “Kualitas Rantai Kuat” (Strong Chain Quality, SCQ) yang lebih halus, memperluas jangkauan jaminan dari “rasio pembuatan blok rata-rata lintas waktu” menjadi “rasio distribusi ruang di dalam setiap blok”.

Dari CQ ke SCQ: Perubahan Fundamental dalam Granularitas

Komputasi terdistribusi tradisional membagi peserta menjadi pihak yang jujur dan pihak yang jahat, dengan perilaku jujur dianggap sebagai bagian dari asumsi model tanpa memerlukan insentif tambahan. Namun, model ekonomi kripto memandang semua peserta sebagai pelaku rasional dengan fungsi utilitas yang tidak diketahui, dengan tujuan desain protokol agar perilaku memaksimalkan keuntungan sejalan dengan arah keberhasilan protokol.

Dalam kerangka ini, definisi formal dari CQ tradisional adalah: aliansi yang memegang X% dari total jumlah yang dipertaruhkan, setelah waktu stabil global (GST), memiliki probabilitas X% untuk menjadi pembuat blok di setiap blok yang masuk ke dalam rantai. Rantai yang menyimpang dari karakteristik ini dapat memungkinkan aliansi tertentu mengumpulkan hadiah berlebih, yang pada gilirannya merusak struktur insentif untuk perilaku jujur, mengancam keamanan protokol.

SCQ kemudian mendorong jaminan ini lebih jauh: aliansi yang memegang X% dari total jumlah yang dipertaruhkan, setelah GST, dapat mengendalikan X% ruang blok di setiap blok. Perbedaan kunci terletak pada frasa “di setiap blok” — bukan lagi rata-rata waktu, tetapi distribusi yang tepat per blok.

Jalur Virtual: Lapisan Abstraksi Ekonomi SCQ

SCQ secara implisit melahirkan konsep abstraksi “jalur virtual” (virtual lanes): setiap node yang dipertaruhkan dalam setiap blok, pada kenyataannya, memiliki saluran ruang blok dengan proporsi tetap yang khusus untuknya.

Dari sudut pandang ekonomi, memiliki jalur virtual setara dengan memiliki aset produktif—jalur tersebut dapat menghasilkan pendapatan biaya transaksi dan keuntungan MEV. Entitas eksternal, untuk mendapatkan dan mempertahankan jalur ini, harus terus mengumpulkan jumlah yang dipertaruhkan, menciptakan permintaan yang berkelanjutan untuk token L1 yang mendasarinya. Semakin tinggi nilai ekonomi yang dapat dihasilkan oleh jalur, semakin kuat insentif untuk bertaruh, dan kemampuan token L1 untuk menangkap nilai juga meningkat.

Kerangka abstraksi ini juga membawa jaminan ketahanan terhadap censorship (censorship resistance) yang lebih kuat, yang tercermin dalam atribut validitas protokol SCQ. Perlu dicatat bahwa SCQ tidak mengharuskan semua transaksi jujur untuk diterima—dalam skenario dunia nyata di mana permintaan ruang blok melebihi kapasitas, idealisasi resistensi terhadap pemeriksaan tidak mungkin dicapai. Pemikiran desain SCQ adalah: di bawah batasan kapasitas yang terbatas, memberikan setiap node yang dipertaruhkan anggaran jaminan untuk memasukkan transaksi.

Hubungan Teoretis antara SCQ dan Ketahanan Terhadap Censorship

Penelitian terbaru menekankan pentingnya protokol “ketahanan terhadap censorship secara instan”—input dari pihak yang jujur harus segera (dan bukan secara final) dimasukkan. SCQ dapat dipandang sebagai versi perpanjangan dari atribut ini di bawah batasan kapasitas blok yang tetap.

Berdasarkan protokol konsensus gaya PBFT yang ada, protokol MCP (Multi-proposer Consensus Protocol) diusulkan sebagai modul tambahan yang memberikan ketahanan terhadap censorship. MCP juga memenuhi atribut SCQ, dengan cara mendistribusikan ruang blok kepada pembuat blok berdasarkan proporsi yang dipertaruhkan (lihat dokumen MCP bagian 5.3). Protokol BFT struktur DAG yang ada menawarkan jalur implementasi untuk memori pool (mempool) yang memungkinkan, yang juga dapat memberikan tingkat jaminan ketahanan terhadap censorship.

Namun, implementasi standar dari protokol-protokol ini belum sepenuhnya memenuhi SCQ, karena pemimpin (leader) masih dapat memilih untuk menunda pemrosesan subset transaksi tertentu. Menyesuaikan protokol-protokol ini dapat membuat mereka kembali memenuhi persyaratan SCQ. Mekanisme pemaksaan penyertaan transaksi (forced transaction inclusion) juga merupakan arah penelitian terkait, di mana EIP-7805 adalah proposal konkret di ekosistem Ethereum.

MCP juga menunjukkan bagaimana mendapatkan atribut privasi yang lebih kuat: pemegang yang dipertaruhkan dapat membangun “jalur pribadi virtual”, yang isinya hanya akan terungkap saat seluruh blok dipublikasikan. Fitur ini akan dijelajahi lebih lanjut dalam penelitian selanjutnya.

Cara Mendapatkan SCQ dalam Implementasi

Berdasarkan protokol BFT berbasis pandangan (view-based) yang ada, hanya diperlukan dua putaran komunikasi dan dua modifikasi kecil untuk mencapai jaminan SCQ setelah GST. Sketsa protokol adalah sebagai berikut:

Putaran Pertama: Setiap pihak akan menyiarkan input yang telah terverifikasi (certified input) kepada semua pihak.

Putaran Kedua: Setelah menerima input terverifikasi dari pihak i, i akan ditambahkan ke dalam daftar penyertaan (inclusion list) miliknya. Setiap pihak kemudian mengirimkan daftar penyertaan kepada pemimpin, secara substansial berjanji hanya menerima blok yang mencakup semua input dalam daftar.

Tahap Proposal BFT: Setelah menerima informasi ini, pemimpin akan mengumpulkan semua daftar penyertaan untuk dimasukkan ke dalam blok.

Tahap Voting BFT: Pihak hanya dapat memberikan suara untuk blok yang mencakup semua input dalam daftar penyertaan mereka.

Sketsa protokol ini dapat diubah menjadi protokol lengkap, memenuhi SCQ setelah GST, memberikan ketahanan terhadap censorship, dan mempertahankan keberlangsungan (liveness) dalam kasus pemimpin yang jujur. Untuk mencapai SCQ sebelum GST, setiap putaran juga perlu menunggu cukup banyak nilai node atau daftar untuk membentuk kuorum (quorum). Penelitian terbaru telah membuktikan bahwa SCQ dan ketahanan terhadap censorship memerlukan tambahan dua putaran komunikasi di atas putaran voting protokol BFT konvensional, yang konsisten dengan desain sketsa protokol di atas.

Di Luar SCQ: Masalah Terbuka dalam Urutan Transaksi

Perlu dicatat bahwa SCQ menetapkan proporsi ruang blok yang dapat dikendalikan oleh setiap aliansi, tetapi tidak sepenuhnya mengatur urutan pelaksanaan transaksi di dalam ruang blok. SCQ dapat dipahami sebagai: menjaga ruang untuk setiap node yang dipertaruhkan dalam himpunan, tetapi tidak menjamin cara penyortiran transaksi di dalam himpunan tersebut.

Ini membuka ruang penelitian yang kaya untuk desain mekanisme penyortiran transaksi, untuk lebih meningkatkan keadilan dan efisiensi ekosistem blockchain. Salah satu arah yang menjanjikan adalah menyortir transaksi berdasarkan biaya prioritas (priority fees). Di luar tantangan yang ada seperti masalah Penambangan Egois (Selfish Mining) (yang dalam literatur disebut sebagai Ideal CQ), ketahanan cabang ekor Monad (tail forking resistance), dan protokol GHOST LMD Ethereum (yang masalah CQ-nya biasanya disebut sebagai “reorganisasi”), pengenalan SCQ membuka dimensi penelitian baru dalam desain protokol blockchain. Detail mekanisme penyortiran akan dijelajahi lebih lanjut dalam artikel mendatang.