Shard Chain

Apa Itu Shard Chain dalam Kripto?

Shard chain adalah segmen blockchain yang lebih kecil dan dirancang untuk menangani sebagian data, transaksi, atau state dari jaringan blockchain yang lebih besar.

Alih-alih mengharuskan satu chain memproses setiap transaksi untuk setiap pengguna, desain shard chain membagi beban kerja ke beberapa chain yang saling terhubung.

Setiap shard chain dapat memproses aktivitas yang ditugaskan kepadanya sekaligus tetap terhubung dengan sistem blockchain yang lebih luas.

Tujuan utama shard chain adalah skalabilitas.

Ketika sebuah blockchain menjadi populer, semakin banyak pengguna, wallet, aplikasi, dan smart contract yang bersaing memperebutkan ruang blok yang terbatas.

Hal ini dapat membuat jaringan lebih lambat dan mahal saat permintaan tinggi.

Shard chain diusulkan sebagai cara untuk meningkatkan kapasitas dengan memungkinkan berbagai bagian jaringan bekerja secara paralel.

Sederhananya, shard chain ibarat satu jalur dalam sistem jalan raya yang lebih besar.

Setiap jalur menampung sebagian lalu lintas, tetapi seluruh jalan raya tetap membutuhkan aturan bersama, koordinasi, dan sistem keselamatan.

Dalam mata uang kripto, shard chain harus lebih dari sekadar jaringan samping yang terpisah.

Shard chain seharusnya terhubung dengan keamanan, koordinasi validator, dan aturan konsensus protokol utama.

Definisi Sederhana Shard Chain

Shard chain adalah salah satu chain dalam arsitektur blockchain yang menggunakan sharding.

Shard chain menyimpan atau memproses bagian tertentu dari aktivitas jaringan, bukan seluruh beban kerja global.

Blockchain dapat menggunakan banyak shard chain untuk meningkatkan throughput dan mengurangi beban setiap node.

Konsep ini berkaitan erat dengan sharding, yaitu proses membagi sistem besar menjadi bagian-bagian lebih kecil yang disebut shard.

Shard chain adalah penerapan gagasan tersebut dalam bentuk chain.

Setiap shard memiliki riwayat blok atau jalur data sendiri, sementara lapisan koordinasi menjaga semua shard chain tetap selaras.

Cara Kerja Shard Chain

Shard chain bekerja dengan menugaskan sebagian aktivitas jaringan kepada chain yang lebih kecil.

Aktivitas tersebut dapat mencakup transaksi, data smart contract, saldo akun, atau tugas ketersediaan data.

Validator atau kelompok node kemudian ditugaskan untuk memeriksa shard chain dan memastikan datanya mengikuti aturan protokol.

Dalam banyak desain, validator dirotasi di antara shard chain untuk mengurangi risiko satu shard dikendalikan oleh kelompok kecil.

Lapisan koordinasi pusat, beacon chain, atau sistem konsensus utama biasanya melacak state setiap shard chain.

Lapisan koordinasi ini membantu jaringan menyepakati blok shard chain mana yang valid.

Lapisan ini juga dapat membantu mengelola penugasan validator, finalitas, randomness, dan komunikasi lintas shard.

Tanpa koordinasi bersama ini, shard chain dapat berubah menjadi blockchain terpisah dengan keamanan yang lebih lemah atau tidak konsisten.

Tujuannya adalah memungkinkan shard chain memproses pekerjaan secara paralel sekaligus tetap berfungsi sebagai satu ekosistem blockchain yang lebih besar.

Mengapa Shard Chain Penting untuk Scaling Blockchain?

Shard chain menjadi penting karena desain blockchain awal tidak dibuat untuk penggunaan global tanpa batas.

Jaringan single-chain dapat sederhana dan aman, tetapi bisa mengalami kemacetan ketika banyak pengguna mengirimkan transaksi pada saat yang sama.

Setiap node mungkin harus mengunduh, memverifikasi, dan menyimpan informasi yang sama.

Hal ini menjaga sifat trustless, tetapi juga membatasi throughput.

Shard chain dirancang untuk mengurangi hambatan tersebut.

Jika satu blockchain dapat dibagi menjadi banyak shard chain, jaringan bisa memproses lebih banyak aktivitas secara keseluruhan tanpa mengharuskan setiap node melakukan setiap tugas.

Hal ini dapat membuat aplikasi terdesentralisasi lebih praktis untuk pembayaran, game, keuangan terdesentralisasi, sistem identitas, dan aset tokenisasi.

Namun, shard chain juga menghadirkan tantangan baru.

Jaringan harus mengoordinasikan banyak chain, melindungi setiap shard dari serangan, dan memungkinkan pengguna berinteraksi dengan aman lintas shard.

Shard Chain vs. Sharding

Sharding adalah metode umum untuk membagi beban kerja blockchain menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.

Shard chain adalah salah satu struktur yang dapat dihasilkan melalui sharding.

Sharding dapat diterapkan pada jaringan, transaksi, state, atau ketersediaan data.

Shard chain biasanya merujuk pada partisi menyerupai chain yang terpisah dan menangani satu bagian dari sistem.

Misalnya, blockchain dapat memiliki banyak shard chain yang masing-masing memproses kumpulan akun atau smart contract yang berbeda.

Setiap shard chain dapat menghasilkan blok, mengelola state lokal, dan melaporkan kembali ke lapisan konsensus bersama.

Dengan demikian, shard chain lebih spesifik dibandingkan konsep sharding yang lebih luas.

Shard Chain vs. Sidechain

Shard chain tidak sama dengan sidechain.

Sidechain biasanya merupakan blockchain terpisah yang berjalan berdampingan dengan blockchain utama dan dapat memiliki validator set, bridge, serta model keamanan sendiri.

Shard chain biasanya dirancang sebagai bagian dari protokol yang sama dan berbagi keamanan jaringan secara keseluruhan.

Perbedaan ini penting bagi pengguna.

Jika keamanan sidechain lebih lemah, aset yang dipindahkan ke sana mungkin bergantung pada asumsi kepercayaan yang berbeda.

Shard chain yang dirancang dengan baik seharusnya tetap terhubung dengan sistem konsensus dan validator jaringan utama.

Dalam praktiknya, setiap protokol dapat mendefinisikan istilah-istilah ini secara berbeda. Karena itu, pengguna harus selalu memeriksa cara sebuah chain mengamankan dana dan data.

Shard Chain vs. Layer 2

Shard chain juga berbeda dari jaringan Layer 2.

Sistem Layer 2 memproses transaksi di luar base layer, lalu mengirimkan proof, data, atau hasilnya kembali ke blockchain dasar.

Shard chain biasanya dianggap sebagai bagian dari struktur scaling protokol dasar itu sendiri.

Sistem Layer 2 dan shard chain sama-sama dapat membantu skalabilitas, tetapi menggunakan metode yang berbeda.

Scaling Layer 2 memindahkan eksekusi dari base layer.

Shard chain membagi pekerjaan base layer ke beberapa chain yang saling terhubung.

Scaling Ethereum modern kini lebih berfokus pada rollup dan ketersediaan data dibandingkan shard chain tradisional.

Dokumentasi scaling Ethereum resmi menjelaskan bahwa sharding telah lama tercantum dalam roadmap Ethereum, tetapi perkembangan scaling Layer 2 mengubah prioritas roadmap tersebut.

Ethereum dan Sejarah Shard Chain

Ethereum adalah konteks yang paling umum saat pengguna kripto menemukan istilah shard chain.

Dalam rencana Ethereum terdahulu, shard chain diharapkan membantu Ethereum melakukan scaling dengan membagi jaringan menjadi banyak chain paralel.

Shard chain ini akan meningkatkan jumlah data dan transaksi yang dapat ditangani jaringan.

Beacon Chain diperkenalkan sebagai lapisan koordinasi proof-of-stake yang dapat mendukung upgrade scaling pada masa mendatang.

Dokumentasi Beacon Chain Ethereum resmi menjelaskan bahwa sharding memerlukan konsensus proof-of-stake agar dapat masuk ke dalam ekosistem dengan aman.

Setelah Ethereum menyelesaikan The Merge, roadmap terus berkembang.

Rollup menjadi jalur utama scaling dan Ethereum beralih dari shard chain tradisional.

Roadmap Danksharding Ethereum resmi menyatakan bahwa shard chain tidak lagi menjadi bagian dari roadmap.

Ini adalah salah satu pembaruan terpenting untuk memahami istilah tersebut saat ini.

Apakah Shard Chain Masih Ada dalam Roadmap Ethereum?

Shard chain tradisional tidak lagi tercantum dalam roadmap Ethereum saat ini.

Arah scaling Ethereum kini berfokus pada rollup, blob, Proto-Danksharding, Danksharding, dan data availability sampling.

Ini bukan berarti istilah sharding sudah tidak digunakan.

Artinya, Ethereum beralih dari shard chain eksekusi ke sharding yang berfokus pada data.

Alih-alih membuat banyak shard chain terpisah untuk mengeksekusi transaksi, Ethereum meningkatkan jumlah data yang dapat diterbitkan rollup ke base layer.

Hal ini membantu sistem Layer 2 memproses lebih banyak transaksi sementara Ethereum tetap menyediakan penyelesaian transaksi, konsensus, dan ketersediaan data.

Karena itu, roadmap Ethereum modern berpusat pada rollup, bukan shard chain.

Bagi pengguna saat ini, shard chain sering kali merupakan istilah historis Ethereum, bukan fitur yang digunakan secara langsung saat ini.

Apa yang Menggantikan Shard Chain Ethereum?

Shard chain Ethereum digantikan oleh roadmap scaling data yang berpusat pada Danksharding.

Danksharding dirancang untuk meningkatkan skalabilitas Ethereum dengan memperluas ketersediaan data bagi rollup.

Rollup membutuhkan ruang data karena memproses transaksi di luar base layer, tetapi tetap harus menerbitkan informasi yang cukup agar pengguna dan verifikator dapat memeriksa aktivitasnya.

Langkah besar pertama Ethereum menuju model ini adalah Proto-Danksharding.

Proto-Danksharding diperkenalkan melalui EIP-4844 dan menambahkan transaksi yang membawa blob.

Spesifikasi EIP-4844 resmi menjelaskan transaksi yang membawa blob sebagai format yang berisi banyak data, dengan komitmennya dapat diakses oleh Ethereum Virtual Machine.

Blob adalah objek data sementara yang dirancang untuk membuat publikasi data rollup lebih efisien.

Upgrade Dencun mengaktifkan Proto-Danksharding di Ethereum Mainnet pada March 13, 2024.

FAQ Dencun Ethereum resmi menjelaskan bahwa Dencun memperkenalkan blob data sementara agar penyimpanan rollup lebih murah.

Shard Chain dan Ketersediaan Data

Ketersediaan data adalah salah satu masalah teknis terbesar yang terkait dengan shard chain.

Ketersediaan data berarti data yang diperlukan untuk memverifikasi aktivitas blockchain benar-benar dapat diakses oleh jaringan.

Shard chain dapat memproses datanya sendiri, tetapi jaringan yang lebih luas tetap perlu yakin bahwa data tersebut tersedia dan valid.

Jika data shard chain disembunyikan, pengguna mungkin tidak dapat memverifikasi saldo, transaksi, atau hasil smart contract.

Hal ini dapat menimbulkan risiko keamanan yang serius.

Riset scaling modern sangat berfokus pada ketersediaan data karena produksi blok yang cepat saja tidak cukup.

Blockchain juga harus memungkinkan peserta yang jujur memeriksa apa yang telah terjadi.

Dokumentasi ketersediaan data Ethereum resmi menjelaskan mengapa rollup dan light client membutuhkan akses data yang andal untuk verifikasi.

Itulah sebabnya data availability sampling penting dalam pembahasan sharding modern.

Metode ini memungkinkan node memeriksa potongan data acak berukuran kecil, alih-alih mengunduh semua data secara langsung.

Shard Chain dan Validator

Validator bertanggung jawab menjaga keamanan sistem shard chain.

Dalam blockchain proof-of-stake, validator mengunci aset sebagai stake dan membantu jaringan menyepakati blok yang valid.

Desain shard chain dapat menugaskan validator yang berbeda ke shard chain yang berbeda.

Validator tersebut memeriksa transaksi, memberikan suara atas validitas blok, dan membantu memfinalisasi state shard.

Penugasan acak sering digunakan untuk mempersulit penyerang menargetkan satu shard.

Rotasi validator juga dapat mengurangi risiko satu shard chain dikendalikan dalam jangka panjang.

Dokumentasi proof-of-stake Ethereum resmi menjelaskan cara validator mengusulkan dan memberikan attestasi pada blok dalam sistem konsensus Ethereum.

Meskipun Ethereum tidak lagi merencanakan shard chain tradisional, koordinasi validator tetap menjadi bagian utama roadmap scaling dan keamanannya.

Komunikasi Lintas Shard

Komunikasi lintas shard berarti mengirimkan informasi atau nilai di antara shard chain.

Ini adalah salah satu bagian tersulit dalam desain shard chain.

Jika dua pengguna berada di shard chain yang sama, transaksi mereka mungkin sederhana.

Jika transaksi harus berinteraksi dengan shard chain lain, jaringan membutuhkan cara yang aman untuk mengirimkan pesan lintas shard.

Smart contract dapat membuatnya lebih kompleks karena satu kontrak mungkin memerlukan data dari kontrak lain yang berada di shard berbeda.

Sistem komunikasi lintas shard yang lemah dapat menyebabkan penundaan, transaksi gagal, atau kerentanan keamanan.

Sistem yang kuat harus mencegah double spending, replay attack, pembaruan state yang tidak konsisten, dan masalah urutan pesan.

Inilah salah satu alasan banyak roadmap blockchain melanjutkan riset shard chain dengan hati-hati.

Manfaat Shard Chain

Manfaat utama shard chain adalah peningkatan skalabilitas.

Beberapa shard chain dapat memproses aktivitas secara paralel, sehingga kapasitas total jaringan blockchain dapat meningkat.

Shard chain juga dapat mengurangi beban pada setiap validator atau node.

Alih-alih mengharuskan setiap node memproses setiap transaksi, node mungkin hanya perlu menangani tugas shard chain yang ditugaskan kepadanya.

Hal ini dapat membantu menjaga kebutuhan perangkat keras tetap lebih terjangkau.

Beban perangkat keras yang lebih rendah dapat mendukung desentralisasi karena lebih banyak orang mungkin dapat berpartisipasi dalam jaringan.

Shard chain juga dapat memberi developer lebih banyak ruang untuk membangun aplikasi yang membutuhkan transaksi sering atau data dalam jumlah besar.

Jika diterapkan dengan aman, shard chain dapat meningkatkan pengalaman pengguna dengan mengurangi kemacetan dan menurunkan biaya.

Risiko Shard Chain

Shard chain juga menimbulkan risiko serius.

Salah satu risikonya adalah keamanan pada tingkat shard yang lebih lemah.

Jika penyerang menguasai cukup banyak validator yang ditugaskan ke satu shard chain, shard tersebut dapat menjadi rentan.

Risiko lainnya adalah kompleksitas lintas shard.

Transaksi antar-shard chain membutuhkan pengiriman pesan, aturan finalitas, dan sinkronisasi state yang cermat.

Shard chain juga dapat membuat perangkat lunak blockchain lebih sulit dikembangkan dan dipelihara.

Kompleksitas yang lebih tinggi dapat meningkatkan kemungkinan bug, kegagalan client, dan perilaku jaringan yang tidak terduga.

Ketersediaan data merupakan risiko besar lainnya.

Jika pengguna tidak dapat mengakses data di balik blok shard chain, mereka mungkin tidak dapat memverifikasi validitas chain.

Risiko ini menjelaskan mengapa desain shard chain memerlukan riset mendalam, audit, testnet, dan penerapan secara bertahap.

Shard Chain dalam Penggunaan Kripto Modern

Saat ini, shard chain sering digunakan dalam dua pengertian.

Pertama, istilah ini dapat menggambarkan arsitektur blockchain umum yang memungkinkan banyak chain kecil berbagi satu model keamanan.

Kedua, istilah ini dapat merujuk pada rencana scaling Ethereum terdahulu yang kini telah digantikan oleh scaling yang berfokus pada data.

Perbedaan ini penting karena banyak artikel lama masih menggambarkan shard chain Ethereum seolah-olah akan segera diterapkan.

Penjelasan tersebut sudah tidak sesuai dengan perkembangan terbaru.

Roadmap Ethereum saat ini berfokus pada rollup dan data sharding, bukan shard chain tradisional.

Ekosistem blockchain lain mungkin masih memiliki desain serupa shard, tetapi struktur pastinya bergantung pada protokol.

Misalnya, beberapa jaringan menggunakan shard, chunk, atau state yang dipartisi untuk meningkatkan throughput.

Pengguna harus selalu memeriksa dokumentasi teknis terbaru untuk blockchain tertentu yang sedang dipelajari.

Shard Chain dan Blockchain Modular

Shard chain juga berkaitan dengan konsep blockchain modular.

Blockchain modular memisahkan fungsi utama seperti eksekusi, penyelesaian transaksi, konsensus, dan ketersediaan data.

Desain shard chain dapat dipandang sebagai salah satu cara membagi pekerjaan blockchain ke berbagai komponen.

Namun, desain modular modern sering lebih mengandalkan rollup dan lapisan ketersediaan data khusus dibandingkan shard chain eksekusi klasik.

Perubahan ini mencerminkan tren yang lebih luas dalam infrastruktur kripto.

Alih-alih membuat satu chain menangani semuanya, protokol semakin sering memisahkan tanggung jawab ke lapisan yang berbeda.

Hal ini dapat meningkatkan skalabilitas sekaligus menjaga base layer tetap berfokus pada keamanan dan verifikasi.

Contoh Shard Chain

Bayangkan sebuah blockchain yang memiliki empat shard chain.

Shard Chain A memproses satu kelompok akun.

Shard Chain B memproses kelompok akun lainnya.

Shard Chain C menangani kelompok smart contract yang terpisah.

Shard Chain D menangani bagian lain dari aktivitas jaringan.

Setiap shard chain menghasilkan blok untuk area yang ditugaskan kepadanya.

Lapisan konsensus pusat mencatat ringkasan atau komitmen dari semua shard chain.

Jika pengguna di Shard Chain A perlu berinteraksi dengan kontrak di Shard Chain C, jaringan menggunakan komunikasi lintas shard untuk menyelesaikan tindakan tersebut.

Pengaturan ini dapat meningkatkan kapasitas, tetapi juga membutuhkan koordinasi yang cermat.

Kesalahpahaman Umum tentang Shard Chain

Shard chain tidak otomatis lebih cepat dalam setiap situasi.

Kecepatan bergantung pada desain protokol, performa validator, bandwidth jaringan, dan komunikasi lintas shard.

Shard chain tidak otomatis membuat biaya bagi pengguna menjadi lebih murah.

Biaya tetap bergantung pada permintaan, biaya data, biaya eksekusi, dan aktivitas aplikasi.

Shard chain tidak sama dengan blockchain terpisah yang memiliki bridge independen.

Shard chain yang sesungguhnya harus menjadi bagian dari protokol dan model keamanan bersama.

Shard chain juga bukan rencana scaling Ethereum saat ini.

Ethereum kini menggunakan roadmap yang berpusat pada rollup dan upgrade ketersediaan data, bukan shard chain tradisional.

Mengapa Shard Chain Penting bagi Pengguna?

Shard chain penting karena menjelaskan salah satu cara utama yang pernah dicoba blockchain untuk mengatasi skalabilitas.

Meskipun pengguna tidak pernah berinteraksi langsung dengan shard chain, konsep ini memengaruhi biaya, kecepatan transaksi, desain aplikasi, dan keamanan jaringan.

Memahami shard chain juga membantu pengguna menghindari informasi yang sudah usang.

Banyak penjelasan kripto lama masih menggambarkan shard chain sebagai masa depan scaling Ethereum.

Hal itu tidak lagi akurat untuk roadmap Ethereum saat ini.

Pengguna perlu memahami bahwa scaling modern semakin bergantung pada rollup, blob, data availability sampling, dan arsitektur modular.

Pengetahuan ini membantu pengguna mengambil keputusan yang lebih baik saat mengevaluasi jaringan, wallet, aplikasi, dan klaim infrastruktur.

Mengapa Shard Chain Penting bagi Developer?

Shard chain penting bagi developer karena mengubah cara aplikasi menyimpan data dan berkomunikasi di jaringan.

Aplikasi single-chain sering kali dapat mengasumsikan bahwa semua smart contract berbagi lingkungan eksekusi yang sama.

Aplikasi shard chain mungkin perlu menangani komunikasi asinkron di antara shard.

Hal ini dapat memengaruhi pengalaman pengguna, desain kontrak, urutan transaksi, dan penanganan error.

Developer juga perlu memahami asumsi keamanan setiap model scaling.

Membangun aplikasi pada sistem yang berpusat pada rollup berbeda dari membangunnya pada sistem shard chain tradisional.

Dalam pengembangan Ethereum modern, developer lebih mungkin memikirkan eksekusi Layer 2 dan ketersediaan data berbasis blob daripada deployment shard chain secara langsung.

FAQ

Apa arti shard chain?

Shard chain adalah chain yang lebih kecil dalam sistem blockchain yang menggunakan sharding dan menangani sebagian data, transaksi, atau state jaringan.

Apa tujuan shard chain?

Tujuan shard chain adalah meningkatkan skalabilitas dengan memungkinkan berbagai bagian jaringan blockchain memproses pekerjaan secara paralel.

Apakah shard chain sama dengan sharding?

Tidak. Sharding adalah metode scaling umum, sedangkan shard chain adalah salah satu partisi berbentuk chain yang dibuat melalui desain sharding.

Apakah shard chain sama dengan sidechain?

Tidak. Shard chain biasanya merupakan bagian dari protokol dan model keamanan bersama, sedangkan sidechain biasanya memiliki model keamanan terpisah.

Apakah Ethereum masih berencana menggunakan shard chain?

Tidak. Roadmap Ethereum saat ini tidak lagi mencakup shard chain tradisional, tetapi berfokus pada rollup, blob, Proto-Danksharding, Danksharding, dan data availability sampling.

Apa yang menggantikan shard chain di Ethereum?

Ethereum mengganti roadmap shard chain tradisional dengan scaling yang berfokus pada data melalui Proto-Danksharding, Danksharding, blob, dan ketersediaan data rollup.

Mengapa shard chain sulit dibangun?

Shard chain sulit dibangun karena memerlukan penugasan validator yang aman, komunikasi lintas shard, ketersediaan data, dan koordinasi di antara banyak segmen chain.

Bisakah shard chain mengurangi biaya transaksi?

Shard chain dapat membantu mengurangi biaya dengan meningkatkan kapasitas, tetapi biaya tetap bergantung pada permintaan jaringan, biaya data, biaya eksekusi, dan desain protokol.

Apakah shard chain aman?

Shard chain dapat aman jika menggunakan konsensus yang kuat, penugasan validator acak, keamanan bersama, ketersediaan data yang andal, dan pengiriman pesan lintas shard yang aman.

Mengapa pengguna kripto perlu mempelajari shard chain?

Pengguna kripto perlu mempelajari shard chain karena konsep ini menjelaskan skalabilitas blockchain dan membantu membedakan klaim scaling yang sudah usang dari roadmap protokol saat ini.

Kesimpulan

Shard chain adalah partisi berbasis chain dalam arsitektur blockchain yang menggunakan sharding.

Tujuannya adalah meningkatkan skalabilitas dengan memungkinkan jaringan membagi pekerjaan ke beberapa chain yang saling terhubung.

Jika dirancang dengan benar, shard chain dapat meningkatkan throughput, mengurangi beban node, dan mendukung lebih banyak pengguna.

Shard chain juga menghadirkan tantangan terkait keamanan validator, komunikasi lintas shard, ketersediaan data, dan kompleksitas protokol.

Ethereum memopulerkan shard chain dalam pembahasan scaling awal, tetapi roadmap Ethereum saat ini tidak lagi menggunakan shard chain tradisional.

Pendekatan Ethereum modern berfokus pada rollup, blob, Proto-Danksharding, Danksharding, dan data availability sampling.

Bagi pengguna kripto saat ini, cara paling akurat untuk memahami shard chain adalah sebagai konsep scaling penting dan bagian historis dari roadmap Ethereum.

Pelajaran yang lebih luas tetap penting: blockchain membutuhkan cara untuk melakukan scaling tanpa mengorbankan desentralisasi, keamanan, atau verifikasi publik.