Halo, Habr! Saya mempersembahkan kepada Anda terjemahan artikel
"Desentralisasi: Masalah Besar Untuk Blockchain".
Desentralisasi adalah salah satu kata kunci dari teknologi blockchain: perusahaan dan situs web telah muncul yang memasukkan kata ini dalam nama mereka.
Desentralisasi disebut-sebut sebagai fitur fintech paling canggih. Singkatan DLT (Teknologi Ledger Terdesentralisasi) telah menjadi identik dengan blockchain di lingkungan Fintech resmi.
Hanya sedikit orang yang menyadari bahwa desentralisasi adalah masalah tersendiri, dan teknologi blockchain telah berhenti selama bertahun-tahun.
Biarkan saya jelaskan:
Pada 1960-an, sistem komputer dipusatkan atau dikonfigurasikan sebagai topologi jaringan bintang. Hanya pada awal 1970-an, kebutuhan untuk menghubungkan komputer dari beberapa produsen menjadi mendesak.
Pada saat itu, node dari beberapa jaringan komunikasi yang ada diatur secara hierarkis, tetapi sejak awal protokol diimplementasikan pada node ARPA, RPCNET, PISA dan jaringan inovatif lainnya sebelum Internet dikembangkan dengan gagasan umum bahwa node atau otoritas Pusat harus mengendalikan, mengelola, menjadi pusat, atau memiliki jaringan.
Dengan kata lain, kami tahu bahwa jaringan bintang multi-level yang terpusat, dengan kemacetan yang melekat, tidak akan dapat memenuhi bahkan kebutuhan ribuan pengguna di tahun 1970-an. Kami juga menyarankan bahwa dengan mengurangi jumlah kemacetan akibat desentralisasi, masalahnya akan berkurang, tetapi tidak diselesaikan. Kami tahu bahwa solusi harus menggunakan model peer-to-peer terdistribusi.
Karena banyak organisasi akan terlibat dalam menyediakan node, saluran, dan perangkat keras dan lunak yang tidak dapat diandalkan, kami berasumsi bahwa jaringan itu tidak dapat diandalkan. Kami tidak tahu bagaimana set data yang konsisten atau bahkan satu transaksi dapat didukung dalam beberapa database melalui jaringan yang tidak terpercaya, ketika setiap node dapat menghasilkan pesan, atau dalam terminologi fintech, transaksi keuangan. Masalahnya semakin diperburuk oleh kehadiran pemain jahat.
Mengapa teknologi blockchain menghambat desentralisasi
Secara umum, kami mengakui bahwa suatu jaringan didesentralisasi ketika manajemen jaringan dibagikan oleh subset dari simpul jaringan.
Sebuah jaringan didistribusikan ketika semua node berbagi tanggung jawab yang sama dan menjalankan perangkat lunak node yang sama.
Jaringan yang terdesentralisasi (diizinkan dan berbasis pemimpin) seringkali merupakan perpanjangan dari jaringan terpusat yang timbul dari persyaratan aplikasi, misalnya, dalam industri fintech.
Perangkat lunak jaringan blockchain (perangkat lunak sistem dasar) tidak boleh dikembangkan sesuai dengan persyaratan aplikasi, karena mereka akan berubah. Kami tidak merancang pendahulu jaringan Internet dan Internet itu sendiri, hanya berdasarkan pada persyaratan aplikasi tahun 1970-an. Kami tidak dapat memprediksi industri mana yang akan dikembangkan berdasarkan kemampuan untuk bertukar informasi secara global.
Demikian pula, jaringan inti blockchain harus bersifat umum, sefleksibel dan scalable mungkin. Izin, klien-server, dan persyaratan jaringan pribadi kemudian dapat dianggap sebagai kasus khusus dari jaringan terdistribusi, misalnya, menggunakan konsep jaringan blockchain privat virtual.
Jaringan terdistribusi lebih cenderung independen dari struktur fisik tertentu. Node dapat terhubung secara dinamis satu sama lain, dan prosedur koneksi acak dapat digunakan. Solusi konsensus yang diterapkan dalam jaringan terdistribusi juga dapat tidak valid, dikelola oleh mayoritas dan rekursif.
Distribusi, bukan desentralisasi, seharusnya menjadi tujuan utama dari desain cryptocurrency.
Kenapa kami gagal?
Kegagalan untuk memeriksa perjanjian konsensus yang didistribusikan sebagian disebabkan oleh rumusan masalah para jenderal Bizantium tahun 1982, yang memodelkan bagaimana integritas informasi dapat dipertahankan dalam lingkungan yang tidak dapat diandalkan. Masalah para jenderal Bizantium telah dipelajari oleh para peneliti selama lebih dari tiga puluh tahun.
Analogi beberapa divisi tentara sekutu yang memegang kota yang dikepung menunjukkan bahwa tidak ada seorang pun di lapangan yang dapat dipercaya untuk menyampaikan pesan, dan bahwa beberapa jenderal sendiri tidak dapat dipercaya dalam mengeluarkan perintah.
Namun, kata-kata analogi tentara menyiratkan kehadiran setidaknya dua kelas pasukan: jenderal dan tentara.
Kemudian beberapa orang membatasi pemikiran mereka pada kasus yang lebih spesifik ketika para jenderal memberikan perintah yang perlu ditransfer ke jenderal lain dan dilindungi dari gangguan oleh pengganggu atau pengkhianat.
Pada akhirnya, pendekatan ini mengarah pada definisi terbatas dari masalah konsensus.
Model konsensus berbasis pemimpin seperti Paxos dan Raft diajarkan di universitas dan digunakan sebagai model oleh pengembang jaringan blockchain.
Akibatnya, solusi praktis untuk masalah para jenderal Bizantium berfokus pada berbagai metode pemilihan node pemimpin yang akan mengirim blok informasi yang diverifikasi ke semua node lain daripada mencoba untuk mencapai konsensus pada isi blok.
Target tidak ada
Konsensus tentang simpul mana yang harus menjadi pemimpin saat ini tidak menyelesaikan masalah kepercayaan. Pemimpin saat ini harus dipercaya. Dia harus melakukan pekerjaan memeriksa dan merakit blok secara adil.
Jadi, berdasarkan protokol konsensus saat ini, pemimpin harus memberikan wewenang: bukti kerja, bukti kepemilikan, bukti kemampuan atau bukti dari sesuatu yang lain.
"Bukti" ini tidak menjamin apa pun selain kepentingan pribadi yang dapat dimiliki situs terkemuka (atau situs yang ingin menjadi situs terkemuka) dalam jaringan: semakin banyak minat yang mereka peroleh, semakin sedikit mereka akan siap untuk menghancurkan bentuk pendapatan mereka.
"Bukti" ini memastikan bahwa calon pemimpin memiliki wewenang, tetapi tidak menjamin bahwa informasi yang dikumpulkan dalam blok sudah benar, atau bahwa itu telah diverifikasi oleh sebagian besar node.
Kami melihat lebih dari 60 solusi yang diusulkan berdasarkan model kepemimpinan untuk berbagai implementasi blockchain. Mereka menderita kesalahan umum: satu node memutuskan apa yang masing-masing node lain akan simpan di blockchain. Hasilnya hampir kebalikan dari apa yang dibutuhkan.
Ringkasan Kekurangan Berdasarkan Protokol Pemimpin
Protokol berbasis pemimpin memiliki kelemahan berikut:
- Mereka tidak memecahkan masalah kepercayaan. Node pemimpin dapat memasukkan data yang salah, sengaja atau tidak, ke dalam blok informasi.
- Penghargaan yang terkait dengan pekerjaan memeriksa dan merakit blok menciptakan insentif bagi node untuk bersaing untuk penghargaan dan maju ke posisi kepemimpinan. Insentif ini cenderung menciptakan kelas node khusus. Jaringan menjadi jaringan terdesentralisasi. Misalnya, Bitcoin dimulai sebagai jaringan mitra, di mana setiap node dapat memverifikasi transaksi dan memperjuangkan hadiah. Hari ini adalah jaringan dua kelas (penambang dan pengguna), yang dikelola oleh pemilik kumpulan besar.
- Ketika perakitan blok ditransfer ke satu node, salah satu persyaratan dasar teori konsensus menjadi tidak valid: perjanjian tidak didasarkan pada mayoritas konsensus tentang informasi apa yang akan disimpan dalam blockchain. Satu-satunya kesepakatan yang dicapai adalah metode pemilihan node pemimpin.
- Bottleneck, atau titik kegagalan tunggal, diperkenalkan: satu node harus menyiarkan blok ke masing-masing node lainnya.
- Efisiensi bukan yang terbaik: blok data yang besar lebih rentan terhadap kesalahan transmisi dan pengiriman ulang paket dengan ukuran maksimum.
- Redundansi hampir 100%: setiap transaksi yang termasuk dalam blok sudah diterima oleh masing-masing node secara terpisah ketika transaksi awalnya selesai.
Analogi terbaik
Merefleksikan analogi dengan masalah mencapai solusi bersama dalam lingkungan yang tidak terorganisir dan tidak dapat diandalkan, kita dapat menggunakan analogi tentara tanpa pangkat, tetapi itu tidak akan sangat intuitif.
Analogi yang lebih baik adalah tugas menentukan harga penutupan harian bursa. Dengan analogi ini, banyak pembeli dan penjual menentukan harga penutupan harian saham menggunakan proses stokastik, tanpa pembuat keputusan khusus untuk orang lain.
Tidak ada jawaban "benar" untuk harga saham di pasar saham, tetapi hanya harga penutupan harian yang disepakati.
Demikian pula, dalam suatu blok, beberapa variabel, seperti urutan transaksi, dapat menentukan komposisi akhir blok. Tidak ada komposisi blok yang "benar", hanya ada satu blok yang konsisten.
Protokol konsensus yang didasarkan pada analogi yang lebih terdistribusi dapat menghindari kecenderungan ke arah sentralisasi dan kebutuhan akan simpul-simpul perantara yang tipikal dari protokol berbasis pemimpin.
Contoh perantara jaringan:
- Penambang, pabrik atau pengawas yang secara sukarela berpartisipasi atau terlibat dalam penyediaan layanan jaringan,
- Node khusus dari sistem gabungan yang tertarik pada keberhasilan jaringan,
- Node dipilih dengan beberapa kriteria untuk manajemen jaringan,
- Node dimiliki oleh perusahaan atau institusi tepercaya
- Pemain khusus, seperti pertukaran mata uang terpusat yang memiliki dompet pengguna.
Apa yang salah dengan perantara?
Pertama-tama, ini adalah masalah biaya: jika perantara melakukan pekerjaan yang bermanfaat, misalnya, memverifikasi transaksi, mereka perlu diberi imbalan.
Ini juga masalah kepercayaan: Klien yang menggunakan jaringan dengan perantara harus percaya:
- Bahwa perantara tidak memberikan preferensi kepada pengguna atau transaksi tertentu,
- Bahwa perantara tidak atau tidak akan ditangkap oleh penyerang,
- Bahwa sistem perantara tidak dimatikan, tidak mengalami serangan DoS, kegagalan sistem, atau alasan lain apa pun yang akan memengaruhi atau menunda transaksi klien,
- Perangkat lunak sistem dan data perantara dapat diandalkan, sehingga integritas dan keamanan data dijamin.
- Bahwa mereka benar-benar terhubung dengan sistem tepercaya, dan bukan dengan peniru (misalnya, dengan beberapa sistem lain yang mengklaim sebagai perantara tepercaya), dan
- Itu tidak akan terjadi peristiwa tak terduga lainnya. Baru-baru ini, misalnya, pemilik pertukaran mata uang Kanada Quadriga meninggal atau menghilang. Akibatnya, jutaan dolar dana pelanggan hilang.
Akhirnya, ini adalah masalah ketersediaan data. Jika jaringan memiliki kelas khusus atau terbatas node yang mengontrol blockchain, maka sebagian besar node tidak memiliki akses instan ke replika blockchain saat ini. Ini dapat mengganggu pengembangan aplikasi waktu nyata, seperti aplikasi perdagangan otomatis.
Apakah sudah terlambat untuk mengubah model konsensus di blockchain?
Sebagian besar ahli akan memberi tahu Anda bahwa fungsi utama dari protokol yang dinegosiasikan adalah untuk menjaga keamanan jaringan. Tampilan ini memadukan dua masalah. Keamanan diperlukan, tetapi ini adalah persyaratan yang sama sekali berbeda yang dapat diselesaikan dengan cara lain.
Namun, banyak pengembang berpendapat bahwa konsensus berarti memilih pemimpin, dan konsensus diperlukan untuk menjaga keamanan.
Menengok ke belakang, jika kita berpikir tentang analogi yang terdistribusi lebih baik, studi ini bisa berjalan ke arah yang berbeda, menawarkan pendekatan stokastik, dan dapat mengarahkan kita pada pengembangan solusi terdistribusi yang lebih baik tanpa perantara.
Sekarang ini adalah masalah pendidikan, bukan masalah teknis. Sebagian besar peneliti, konsultan, dan pakar jaringan crypto memiliki semua detail PoW, PoS, DPoS, dan lusinan alternatif berdasarkan model berbasis pemimpin yang sama.
Beberapa solusi yang tidak didasarkan pada pemimpin bukanlah solusi blockchain: ini adalah solusi di mana setiap transaksi diproses secara terpisah.
Di sisi lain, kebanyakan orang dan 95% perusahaan, menurut survei baru-baru ini, memahami potensi teknologi blockchain.
Transisi dari model terdesentralisasi ke model terdistribusi sangat dibutuhkan untuk membuka potensi sebenarnya dari blockchain, menyelesaikan masalah skalabilitas, dan menjalankan blockchain pada perangkat pengguna apa pun tanpa perantara.