Memahami Cara Kerja Validator Terdistribusi

Sharding Kunci Validator dan Distributed Key Generation (DKG)

DKG
Pada validator Ethereum konvensional, satu kunci privat digunakan untuk menandatangani pesan, melakukan atestasi blok, dan mengusulkan blok baru. Kunci ini umumnya tersimpan di satu perangkat. Jika perangkat tersebut rusak atau dikompromikan, validator berisiko mengalami downtime atau terkena slashing. DVT menyelesaikan permasalahan ini dengan menghilangkan konsep satu perangkat yang membawa seluruh kunci. Sebagai gantinya, kunci dihasilkan secara terdistribusi sejak awal melalui proses yang disebut Distributed Key Generation (DKG).

Selama DKG, beberapa pihak bekerja sama untuk menghasilkan kunci privat secara kolektif tanpa satu pun pihak dapat mengakses seluruh rahasia tersebut. Setiap peserta memperoleh bagian dari kunci privat validator. Proses ini memanfaatkan teknik kriptografi lanjutan yang memastikan kunci publik akhir sesuai dengan standar BLS (Boneh–Lynn–Shacham) yang digunakan di layer konsensus Ethereum. Tiap bagian kunci saling terkait secara matematis dan nantinya dapat digabungkan untuk menghasilkan tanda tangan valid atas nama validator.

Sharding kunci dengan DKG adalah fitur keamanan fundamental dari DVT. Karena tidak ada satu pihak yang menguasai kunci secara utuh, pengaturan validator secara langsung lebih tahan kompromi. Bahkan ketika satu node terkena serangan atau offline, kelompok lain tetap bisa melanjutkan operasi asalkan ambang jumlah bagian kunci yang dibutuhkan masih tersedia untuk penandatanganan.

Tanda Tangan BLS Threshold dan Multi-Party Computation (MPC)

Setelah bagian kunci didistribusikan, klaster validator menjalankan tugas penandatanganan mereka—mengusulkan blok dan memberi atestasi—tanpa pernah merekonstruksi kunci privat secara penuh. Pada tahap ini, tanda tangan threshold BLS dan multi-party computation (MPC) menjadi krusial.

Skema tanda tangan BLS yang diadopsi perangkat lunak validator Ethereum terkemuka mendukung penandatanganan threshold. Dalam pengaturan DVT, sejumlah peserta yang ditentukan harus berkolaborasi untuk menghasilkan satu tanda tangan sah. Misalnya, di klaster lima node, sistem mungkin mewajibkan minimal tiga node untuk menghasilkan tanda tangan valid. Ambang ini ditentukan sejak proses pembuatan kunci dan menjadi patokan ketahanan validator atas kegagalan sistem.

Proses penandatanganan diatur dengan multi-party computation yang aman. Setiap peserta menandatangani pesan dengan bagian kunci miliknya. Tanda tangan parsial ini kemudian digabungkan menjadi satu tanda tangan BLS utuh yang dapat disetor ke Ethereum beacon chain. Sepanjang proses ini, kunci privat utuh tak pernah direkonstruksi atau diungkap.

MPC menjamin validator tetap bisa beroperasi dengan aman meski ada peserta yang tidak sepenuhnya dapat dipercaya atau andal. Cara ini memberi jaminan kriptografi sehingga sekelompok node independen dapat bertindak selayaknya satu validator di mata jaringan. Inilah yang membuat DVT sepenuhnya kompatibel dengan Ethereum tanpa perlu perubahan apa pun pada protokol maupun aturan konsensus.

Koordinasi Berbasis Gossip dan Kompatibilitas Klien

Klaster DVT terdiri dari sejumlah node yang beroperasi sebagai bagian dari klien validator terdistribusi. Node-node ini harus terus berkomunikasi agar tetap sinkron, membagi tugas, serta bertukar informasi seperti proposal blok, atestasi, dan tanda tangan parsial. Umumnya, sistem DVT menggunakan lapisan komunikasi peer-to-peer berbasis gossip untuk tujuan ini.

Dalam jaringan gossip, tiap node meneruskan pesan ke sebagian peer-nya yang kemudian menyebarkan lebih lanjut, sehingga tidak ada satu node pun menjadi pusat komunikasi. Model terdesentralisasi ini mengurangi risiko kemacetan pesan dan bottleneck, sekaligus memperkuat ketahanan terhadap kegagalan node atau terputusnya jaringan. Protokol gossip sangat cocok untuk kebutuhan koordinasi validator seperti ini.

Pengembang telah merancang klien validator terdistribusi—seperti Charon (Obol) atau perangkat lunak node SSV.Network—agar kompatibel dengan perangkat lunak validator Ethereum terkemuka seperti Prysm, Lighthouse, Teku, dan Nimbus. Dengan demikian, tiap node pada klaster DVT dapat menjalankan klien konsensus Ethereum standar sembari menjalankan logika DVT secara paralel.

Kompatibilitas klien sangat vital bagi adopsi. Operator tidak perlu mengubah besar-besaran infrastruktur mereka untuk mendukung DVT. Mereka bisa terus menggunakan perangkat lunak yang sudah dikenal, sambil menikmati peningkatan toleransi kegagalan dan pembagian tanggung jawab. Arsitektur plug-and-play ini mempermudah integrasi DVT ke dalam operasi staking yang sudah ada tanpa menambah kompleksitas operasional berlebih.

Latensi, Ukuran Kuorum, dan Asumsi Mayoritas Jujur

Meski DVT membawa peningkatan desentralisasi dan toleransi kegagalan, ada kompromi yang perlu diperhatikan. Salah satunya adalah latensi. Pada validator konvensional, penandatanganan dapat dilakukan seketika di perangkat lokal. Dalam pengaturan DVT, proses tanda tangan melibatkan koordinasi lintas banyak node; masing-masing menyumbang tanda tangan parsial sebelum hasil akhir diperoleh. Hal ini menambah overhead komunikasi dan berpotensi menyebabkan penundaan jika jaringan ramai atau ada peserta yang lambat merespons.

Untuk mengatasinya, sistem DVT menetapkan kuorum, yaitu jumlah minimum node yang diperlukan untuk menghasilkan tanda tangan. Ukuran kuorum ini menyeimbangkan aspek keamanan dan ketersediaan layanan. Kuorum kecil mempercepat proses dan memperkuat ketahanan terhadap node lambat, tetapi menurunkan batas toleransi kesalahan sistem. Sebaliknya, kuorum besar meningkatkan toleransi kesalahan namun bisa membuat penandatanganan lebih lambat dan rawan penundaan.

Contohnya, dalam klaster DVT 5-dari-7, minimal lima node harus online dan responsif untuk menghasilkan satu tanda tangan. Dengan pengaturan ini, sistem dapat mentoleransi hingga dua node yang offline atau tidak responsif. Bila tiga atau lebih node gagal, validator tidak bisa menandatangani dan terancam penalti downtime. Parameter-parameter ini harus dipilih hati-hati sesuai tingkat risiko klaster serta distribusi geografis node.

Semua operasi DVT berpijak pada asumsi mayoritas jujur. Protokol mengharapkan sejumlah node bertindak sesuai aturan dan demi kepentingan terbaik jaringan. Jika terlalu banyak node dikompromikan atau berkolusi, mereka bisa menghasilkan tanda tangan tidak valid atau sengaja memblokir partisipasi validator. Walau kemungkinannya kecil di klaster yang dirancang baik, aspek ini wajib diperhitungkan dalam model ancaman dan perencanaan operasional.

Di lapangan, klaster DVT umumnya dibentuk oleh operator independen atau kolektif staking dengan insentif bersama. Ini menurunkan risiko kolusi dan memperkuat sistem. Seiring kematangan teknologi, mekanisme koordinasi baru, model kepercayaan, hingga sistem reputasi diperkirakan bakal tumbuh untuk memperkuat jaminan validasi terdistribusi ke depannya.