Penambangan dan Proof of Stake

Blockchain adalah catatan bersama yang disimpan oleh ribuan komputer independen. Tidak ada satu pun yang memegang kendali, tetapi semuanya harus sepakat tentang transaksi apa saja yang terjadi dan dalam urutan apa. Kumpulan aturan yang memungkinkan mereka mencapai kesepakatan ini disebut mekanisme konsensus. Dua yang paling banyak dipakai adalah proof of work (PoW), yang mengandalkan penambangan, dan proof of stake (PoS), yang mengandalkan validator yang mengunci koin.

Mengapa blockchain membutuhkan konsensus

Bayangkan jika siapa saja bisa menambahkan blok kapan pun mereka mau. Dua orang bisa menerbitkan versi riwayat yang saling bertentangan, atau satu orang bisa mencoba membelanjakan koin yang sama dua kali. Mekanisme konsensus memecahkan masalah ini dengan membuat pengajuan blok menjadi mahal dan memberi semua peserta aturan yang jelas tentang rantai mana yang sah. Biaya inilah yang membuat kecurangan tidak menarik: penyerang harus mengeluarkan sumber daya sangat besar untuk menulis ulang riwayat.

Proof of work: penambangan

Proof of work diperkenalkan oleh Bitcoin, dan Bitcoin masih memakainya sampai sekarang.

Cara kerja penambangan

Penambang mengumpulkan transaksi yang tertunda ke dalam calon blok. Untuk menambahkannya ke rantai, mereka harus menemukan sebuah angka yang, jika digabungkan dengan data blok dan dimasukkan ke fungsi hash, menghasilkan nilai di bawah target tertentu. Tidak ada jalan pintas: satu-satunya cara menemukan angka itu adalah mencoba tebakan dalam jumlah sangat besar. Perangkat khusus melakukannya miliaran kali per detik.

Penambang pertama yang menemukan jawaban yang valid menyiarkan bloknya. Node lain bisa memeriksa jawaban itu seketika, meskipun menemukannya sulit. Penambang yang menang menerima imbalan blok, yang terdiri dari koin yang baru dicetak ditambah biaya transaksi.

Tingkat kesulitan

Jika penambang bertambah, blok akan ditemukan lebih cepat. Untuk mencegahnya, jaringan menyesuaikan tingkat kesulitan (difficulty) teka-teki tersebut. Di Bitcoin, ini terjadi kira-kira setiap 2.016 blok, sehingga waktu blok rata-rata tetap sekitar 10 menit.

Kelebihan dan kritik terhadap PoW

• Kelebihan: rekam jejak panjang, model keamanan yang sederhana dan sudah banyak diteliti, serta keamanan yang terikat pada sumber daya dunia nyata yang sulit dipalsukan.
• Kritik: konsumsi listrik yang tinggi, dan penambangan cenderung terkonsentrasi di tempat perangkat dan listrik paling murah. Pool penambangan besar juga menggabungkan kerja banyak peserta.

Proof of stake: validator

Proof of stake mengganti daya komputasi dengan komitmen ekonomi. Alih-alih membeli mesin dan membayar listrik, peserta mengunci koin milik jaringan itu sendiri sebagai stake (jaminan).

Cara kerja validasi

Peserta yang melakukan staking koin menjadi validator. Protokol memilih validator untuk mengusulkan blok baru, sementara validator lain memeriksa dan memberikan suara atas blok itu; di Ethereum, suara ini disebut attestation. Pemilihan dilakukan secara acak, tetapi dibobot berdasarkan besarnya stake. Validator yang mematuhi aturan menerima imbalan dari protokol dan dari biaya transaksi.

Slashing

Kunci keamanan proof of stake adalah bahwa pelanggaran dihukum. Jika validator mencoba berbuat curang, misalnya menandatangani dua blok yang saling bertentangan, protokol bisa memusnahkan sebagian stake-nya. Ini disebut slashing. Validator yang sekadar offline juga bisa kehilangan sejumlah kecil koin. Jadi, penyerang harus menguasai porsi yang sangat besar dari seluruh koin yang di-stake dan menanggung risiko kehilangan semuanya.

Ethereum sebagai contoh utama

Ethereum diluncurkan pada 2015 dengan proof of work. Pada September 2022, Ethereum beralih ke proof of stake lewat pembaruan bernama The Merge. Untuk menjalankan validator sendiri, seorang peserta harus melakukan staking 32 ETH. Mereka yang punya lebih sedikit, atau tidak ingin menjalankan server, sering memakai layanan atau pool staking, yang berarti harus memercayai pihak ketiga dan menanggung risiko tersendiri.

Kelebihan dan kritik terhadap PoS

• Kelebihan: konsumsi energi jauh lebih rendah, tidak perlu perangkat khusus, dan sanksi yang langsung menyasar dana penyerang.
• Kritik: pemegang koin lebih banyak punya pengaruh lebih besar, penyedia staking besar bisa memusatkan kendali, dan desainnya lebih rumit serta lebih muda dibanding proof of work.

Membandingkan keduanya

• Sumber daya yang dikorbankan: listrik dan perangkat di PoW, koin yang dikunci di PoS
• Siapa yang menghasilkan blok: penambang di PoW, validator di PoS
• Sanksi: energi yang terbuang bagi penambang yang kalah di PoW, slashing atas stake di PoS
• Contoh utama: Bitcoin untuk PoW, Ethereum untuk PoS

Catatan soal imbalan

Penambangan maupun staking sama-sama memberi imbalan, tetapi keduanya tidak menjamin keuntungan. Pendapatan penambangan bergantung pada perangkat, biaya listrik, dan persaingan. Imbalan staking berubah mengikuti kondisi jaringan, dan koin yang di-stake bisa turun nilainya atau terkena slashing. Staking melalui pihak ketiga juga berarti memercayakan dana Anda kepada layanan tersebut.

Poin penting

• Mekanisme konsensus memungkinkan komputer-komputer independen menyepakati satu riwayat bersama.
• Proof of work mengamankan rantai dengan daya komputasi; Bitcoin memakainya.
• Proof of stake mengamankan rantai dengan koin yang dikunci dan sanksi; Ethereum memakainya sejak The Merge pada 2022.
• Setiap pendekatan punya komprominya sendiri dalam hal energi, desentralisasi, dan kerumitan.