Dilema Konsensus Blockchain — PoS vs PoW
Mempertimbangkan desentralisasi sebagai salah satu prinsip utama dalam blockchain, pengguna jaringan pada umumnya dapat ambil bagian dalam setiap persetujuan blok baru: namun hanya beberapa saja yang terpilih oleh algoritma konsensus khusus, seperti Proof-of-Work dan Proof-of-Stake. Kedua algoritma tersebut diimplementasikan pada waktu yang berbeda di Ethereum (pertama — PoW, lalu — PoS), dan memiliki beberapa fitur khusus. Di bawah ini kami menyarankan kamu untuk menyimak perbandingan Proof of Work dengan Proof of Stake untuk memahami pro dan kontra dari masing-masing solusi.
Apa yang dimaksud Konsensus dalam Blockchain?
Konsensus dalam blockchain merupakan algoritma yang bertanggung jawab untuk memverifikasi transaksi dan memastikan bahwa transaksi tersebut dieksekusi dengan benar.
Dalam praktiknya, algoritma menjadi penentu setiap keadaan node jaringan terdesentralisasi (komputer fisik yang menjadi basis blockchain) mencapai kesepakatan tentang data status saat ini di semua blok.
Dengan demikian, konsensus dapat mengkonfirmasi penambahan blok baru, memastikan bahwa aturan-aturan blockchain tertentu dan semua transaksi yang dilakukan di dalamnya valid, serta menjaga dan mengamankan jaringan.
Dua algoritma konsensus yang paling populer adalah Proof-of-Work dan Proof-of-Stake. Kedua algoritma konsensus ini sangat mirip, namun, kami dapat mengidentifikasi perbedaan utamamya: Proof of Work menggunakan metode verifikasi kompetitif untuk dikonfirmasi dan menambahkan blok baru, Proof of Stake memilih pengguna jaringan yang melakukan emisi. Mari kita lihat perbandingan PoS vs PoW lebih detail di bawah ini.
Proof-of-Work(PoW)
Proof-of-Work (PoW) adalah algoritma konsensus yang pertama kali diperkenalkan pada jaringan cryptocurrency pertama, Bitcoin. Ini pertama kali ditampilkan kepada publik pada tahun 1993 di luar konteks blockchain: dan secara khusus, dalam beberapa tahun kemudian membentuk dasar dari algoritma Hashcash, yang melindungi email dari spam. Pada tahun 2004, cakupannya lebih diperluas: PoW mulai digunakan untuk mata uang elektronik. Empat tahun kemudian, pada tahun 2008, algoritma ini diterapkan ke Bitcoin, dan beberapa waktu kemudian digunakan sebagai basis untuk blockchain terkenal lainnya: Litecoin, Ethereum, Dash, Dogecoin, Monero, dll. Selain itu, Ethereum berencana akan beralih ke PoS, dan mengapa hal tersebut dapat terjadi kami akan jelaskan lebih lanjut.
Adapun penerapan algoritma ini dalam praktiknya yakni sebagai berikut: untuk mengkonfirmasi transaksi, node jaringan memecahkan masalah matematika tertentu (fungsi hash) yang membutuhkan daya komputasi tinggi. Menurut algoritma yang telah ditentukan, fungsi hash melakukan transformasi arbitrary array data input menjadi string dengan panjang tertentu. Prosedur transformasi disebut hashing, dan hasilnya disebut hash.
Pada saat yang sama, node yang menemukan solusi pertama kali menerima semacam bonus — yakni coin baru. Proses ini disebut dengan mining, dan mining inilah yang melindungi blockchain dari berbagai ancaman keamanan. Meningkatnya proteksi disebabkan oleh rumitnya persoalan matematika di atas (karena jika terlalu sederhana, jaringan akan rentan terhadap peretas).
Dengan demikian, PoW memberikan perlawanan terhadap serangan siber untuk blockchain pertama. Mari kita lihat lebih banyak manfaat dari algoritma konsensus ini secara rinci:
Keamanan yang maksimal. Menyerang satu blockchain yang menggunakan basis Proof-of-Work sangatlah mahal, karena dalam kasus ini, peretas perlu mendapatkan lebih dari 50% daya komputasi dalam jaringan;
Proof of Time. Terlepas dari kekurangan yang akan dibahas di bawah, algoritma ini terus dipilih oleh banyak blockchain besar berkat stabilitasnya;
Perlindungan terhadap serangan siber yang dilakukan melalui peralatan berdaya rendah. Orang biasa tentu tidak dapat menyelesaikan persoalan matematika dari Proof-of-Work, karena memang pada awalnya dirancang untuk perangkat keras dengan daya komputasi besar yang dapat melakukannya dengan cepat;
Desentralisasi yang sebenarnya. Proof-of-work menyediakan cara yang lebih terdesentralisasi untuk memvalidasi transaksi (dibandingkan dengan Proof-of-Stake) karena memerlukan lebih banyak node fisik dalam jaringan.
Namun, dengan kepopuleran cryptocurrency, pengguna dan developer juga mulai mempertimbangkan kekurangan signifikan yang menghambat pengembangan lebih lanjut dari blockchain ini. Secara khusus, berikut mengenai kelemahan PoW:
Kegiatan mining dianggap tidak ramah lingkungan dan membutuhkan sumber daya komputasi yang sangat besar. Node yang melakukan perhitungan kompleks merupakan entitas yang sedang dalam persaingan. Pada saat yang sama, kebanyakan dari mereka bekerja untuk pemiliknya dengan kurang maksimal, karena hanya satu dari mereka yang menerima bonus, tetapi tetap menghabiskan energi dalam jumlah besar (mining bitcoin membutuhkan sumber daya yang sepadan dengan biaya energi di beberapa negara kecil). Untuk alasan yang sama, para miner dikumpulkan, namun berisiko mengurangi tingkat keamanan;
Masalah finalitas. Karena adanya finalitas dalam transaksi, sebagian besar blockchain PoW rentan terhadap ancaman dunia maya seperti mining tanpa batasan dan serangan 51%.
Komisi untuk verifikasi transaksi cukup tinggi. Semakin banyak transaksi yang dilakukan jaringan, semakin tinggi biayanya. Dalam kasus ketika pengguna perlu mentransfer sejumlah kecil uang, biayanya bahkan dapat melebihi estimasi yang ditentukan;
Kecepatan dan skalabilitas transaksi bukanlah yang terbaik. Blockchain berbasis PoW sebenarnya cukup lambat. Mereka juga tidak dapat bekerja dalam performa tinggi (dalam banyak kasus hanya 7–10 transaksi per detik), yang membuatnya tidak mungkin untuk digunakan secara luas.
Proof-of-Stake (PoS)
Proof-of-Stake (PoS) adalah algoritma konsensus yang pertama kali diperkenalkan pada tahun 2011. Tujuan utama pembuatannya adalah untuk menyelesaikan masalah utama yang melekat pada konsensus PoW: kecepatan rendah dan skalabilitas yang buruk.
Setahun setelah diperkenalkan, konsensus ini diintegrasikan ke dalam blockchain PPCoin (PeerCoin), dan kemudian — ke Cardano, Binance Chain, IOTA, TRON, dan Ethereum (sekedar informasi developer Ethereum memutuskan untuk menggunakan PoS terakhir pada tahun 2020).
Jadi, bagaimana cara kerja Proof of Stake? Tidak seperti PoW, PoS tidak memerlukan mining dimana pengguna jaringan memecahkan masalah matematika yang kompleks. Sebagai gantinya, blok baru ditambahkan hanya jika pengguna “membuktikan” kepemilikan mereka atas cryptocurrency dari blockchain tertentu. Node dalam blockchain berbasis PoS disebut validator, dan semakin banyak cryptocoin yang dimiliki sebuah node dalam wallet crypto, semakin besar kemungkinan jaringan akan memilihnya untuk mengonfirmasi blok berikutnya (staking) dan memperoleh reward.
Pada saat yang sama, staking memerlukan biaya tertentu dari validator: khususnya, mereka harus memiliki jumlah minimum cryptocoin yang diizinkan di wallet crypto (jika diukur dalam USD, terkadang jumlah ini mencapai beberapa puluh ribu dolar AS). Selain itu, tabungan ini harus disimpan di wallet selama beberapa bulan (yaitu validator tidak harus menggunakannya). Kondisi yang harus dipenuhi bagi validator yakni membuat pengaturan komputer yang sesuai dan memastikan akses berkelanjutan ke jaringan.
Jadi, dalam perbandingan PoW vs PoS, PoS memiliki tiga karakteristik yang lebih baik untuk developer dan end user:
Lebih hemat energi. Algoritma ini membutuhkan konsumsi daya yang lebih sedikit dan tidak memerlukan model flagship seperti ASIC dan GPU;
Memiliki kecepatan dan skalabilitas yang lebih tinggi. PoS memberi penggunanya kecepatan dan skalabilitas yang jauh lebih tinggi: hingga beberapa ribu transaksi per detik;
Memiliki finalitas transaksi. Dalam konteks PoS, finalitas berarti bahwa transaksi masa lalu tidak akan pernah bisa berubah;
Biaya transaksi cukup rendah. Platform terdesentralisasi berbasis PoS memiliki biaya transaksi yang jauh lebih murah daripada yang berbasis PoW.
Adapun kekurangan dari PoS adalah sebagai berikut:
Masalah keamanan. PoS adalah algoritma yang kurang dapat diandalkan dibandingkan dengan PoW, karena karena tidak perlu menyelesaikan masalah matematika yang rumit, peserta jaringan dapat membeli sebagian besar token (lebih dari 51%) untuk mengontrol penambahan blok baru ke blockchain;
Bukan desentralisasi yang sebenarnya. Validator dengan jumlah crypto terbesar di wallet mereka menjadi pemimpin jaringan dan bertanggung jawab untuk menyetujui semua transaksi yang terjadi di dalamnya. Oleh karena itu, dalam hal ini, desentralisasi sejati yang dijanjikan oleh konsep blockchain tidak lagi layak untuk dibicarakan;
Tidak cukup ramah lingkungan. Meskipun PoS tidak memerlukan mining, namun hal tersebut tidak dapat dianggap ramah lingkungan. Faktanya adalah bahwa untuk menambahkan blok lain, semua node yang bertanggung jawab atas konsensus harus selalu online. Dengan demikian, node jaringan harus tetap aktif dan terhubung ke internet selama 24/7.
Tabel Perbandingan PoW dan PoS
Sekarang mari kita soroti kriteria umum untuk mengevaluasi kedua algoritma dan mengetahui perbedaan antara Proof of Work dan Proof of Stake dalam bentuk tabel.
Kesimpulan
Teknologi Blockchain memang selalu berkembang, sehingga tidak mengherankan selama beberapa tahun ke depan semakin banyak algoritma konsensus yang canggih dan sempurna akan muncul. Namun untuk saat ini kedua jenis konsensus di atas dapat memenuhi kebutuhan pengguna blockchain dan masih tetap digunakan secara luas, yang menandakan bahwa kekurangan mereka cukup diimbangi dengan kenyamanan dari segi penggunaan.
