Skalabilitas dan Perimbangan: Pilihan Teknologi Polkadot dan Ekosistem Web3
Dalam era teknologi blockchain yang terus mengejar efisiensi yang lebih tinggi, sebuah masalah kunci mulai muncul: bagaimana menjaga keamanan dan ketahanan sistem sambil meningkatkan kinerja? Ini bukan hanya tantangan di tingkat teknis, tetapi juga merupakan keputusan mendalam dalam desain arsitektur. Bagi ekosistem Web3, hanya mengejar sistem yang lebih cepat sambil mengorbankan kepercayaan dan keamanan, sulit untuk mendukung inovasi yang benar-benar berkelanjutan.
Sebagai pendorong penting untuk skalabilitas Web3, apakah Polkadot juga telah melakukan pengorbanan tertentu dalam mengejar tujuan throughput tinggi dan latensi rendah? Apakah model rollup-nya mengorbankan desentralisasi, keamanan, atau interoperabilitas jaringan? Artikel ini akan membahas pertanyaan-pertanyaan ini, menganalisis dengan mendalam kompromi dan keseimbangan yang dilakukan Polkadot dalam desain skalabilitasnya, serta membandingkannya dengan solusi dari blockchain publik utama lainnya, menyelidiki pilihan jalur mereka yang berbeda dalam kinerja, keamanan, dan desentralisasi.
Tantangan dalam Desain Ekspansi Polkadot
Keseimbangan antara elastisitas dan desentralisasi
Arsitektur Polkadot bergantung pada jaringan validator dan rantai relay, apakah ini mungkin memperkenalkan risiko sentralisasi dalam beberapa aspek? Apakah mungkin terbentuk titik kegagalan tunggal atau kontrol yang dapat mempengaruhi karakteristik desentralisasi?
Operasi Rollup bergantung pada urutan penghubung rantai relai, yang komunikasinya menggunakan mekanisme protokol kolator. Protokol ini sepenuhnya tanpa izin, tanpa kepercayaan, siapa pun yang memiliki koneksi jaringan dapat menggunakannya, menghubungkan sejumlah kecil node rantai relai, dan mengajukan permintaan perubahan status rollup. Permintaan ini akan diverifikasi oleh salah satu inti rantai relai, hanya perlu memenuhi satu syarat: harus merupakan perubahan status yang valid, jika tidak, status rollup tersebut tidak akan maju.
pertimbangan ekspansi vertikal
Rollup dapat mencapai penskalaan vertikal dengan memanfaatkan arsitektur multi-core Polkadot. Kemampuan baru ini diperkenalkan oleh fitur "ekspansi elastis". Selama proses desain, ditemukan bahwa karena verifikasi blok rollup tidak dilakukan secara tetap di satu core, ini dapat mempengaruhi elastisitasnya.
Karena protokol untuk mengajukan blok ke rantai penghubung bersifat tanpa izin dan tanpa kepercayaan, siapa pun dapat mengajukan blok untuk diverifikasi di inti mana pun yang dialokasikan untuk rollup. Penyerang mungkin memanfaatkan ini dengan mengajukan kembali blok yang sah yang telah diverifikasi sebelumnya ke inti yang berbeda, secara jahat menghabiskan sumber daya, sehingga mengurangi throughput dan efisiensi keseluruhan rollup.
Tujuan Polkadot adalah untuk mempertahankan elastisitas rollup dan pemanfaatan sumber daya rantai relai tanpa mempengaruhi karakteristik kunci sistem.
Masalah keandalan Sequencer
Salah satu solusi sederhana adalah mengatur protokol menjadi "berlisensi": misalnya, menggunakan mekanisme daftar putih, atau mengandalkan peringkat pemroses yang dianggap tidak akan berperilaku jahat, sehingga memastikan keberlangsungan rollup.
Namun, dalam filosofi desain Polkadot, kita tidak dapat membuat asumsi kepercayaan tentang sequencer, karena harus menjaga sifat "tanpa kepercayaan" dan "tanpa izin" dari sistem. Siapa pun harus dapat menggunakan protokol collator untuk mengajukan permintaan perubahan status rollup.
Polkadot: Solusi yang Tidak Berkompromi
Solusi akhir yang dipilih oleh Polkadot adalah: menyerahkan masalah sepenuhnya kepada fungsi konversi status rollup (Runtime). Runtime adalah satu-satunya sumber yang dapat dipercaya untuk semua informasi konsensus, oleh karena itu harus secara jelas menyatakan di output di mana validasi harus dilakukan pada inti Polkadot.
Desain ini mewujudkan jaminan ganda antara elastisitas dan keamanan. Polkadot akan melakukan eksekusi ulang status rollup dalam proses ketersediaan dan memastikan keakuratan distribusi inti melalui protokol ekonomi kripto ELVES.
Sebelum data dari setiap blok rollup ditulis ke lapisan ketersediaan data (DA) Polkadot, sekelompok sekitar 5 validator akan terlebih dahulu memverifikasi keabsahannya. Mereka menerima tanda terima kandidat dan bukti validitas yang diajukan oleh penyortir, yang mencakup blok rollup dan bukti penyimpanan yang sesuai. Informasi ini akan diproses oleh fungsi verifikasi paralel chain, yang kemudian dijalankan kembali oleh validator di relay chain.
Hasil verifikasi mencakup pemilih core, yang digunakan untuk menentukan pada core mana blok harus diverifikasi. Validator akan membandingkan indeks tersebut dengan core yang menjadi tanggung jawabnya; jika tidak konsisten, blok tersebut akan dibuang.
Mekanisme ini memastikan bahwa sistem selalu mempertahankan sifat tanpa kepercayaan dan tanpa izin, menghindari perilaku jahat seperti pengendalian posisi verifikasi oleh pemeringkat, dan memastikan bahwa bahkan jika rollup menggunakan beberapa core, tetap dapat mempertahankan elastisitas.
Keamanan
Dalam mengejar skalabilitas, Polkadot tidak mengorbankan keamanan. Keamanan rollup dijamin oleh rantai relay, hanya diperlukan satu pengurut yang jujur untuk menjaga kelangsungan.
Dengan bantuan protokol ELVES, Polkadot memperluas keamanan secara lengkap ke semua rollup, memverifikasi semua perhitungan di core tanpa perlu membatasi atau membuat asumsi tentang jumlah core yang digunakan.
Oleh karena itu, rollup Polkadot dapat mencapai skalabilitas yang sebenarnya tanpa mengorbankan keamanan.
Universalitas
Ekspansi elastis tidak akan membatasi kemampuan pemrograman rollup. Model rollup Polkadot mendukung eksekusi komputasi Turing lengkap dalam lingkungan WebAssembly, asalkan eksekusi tunggal diselesaikan dalam waktu 2 detik. Dengan bantuan ekspansi elastis, total jumlah komputasi yang dapat dieksekusi dalam setiap periode 6 detik meningkat, tetapi jenis komputasi tidak terpengaruh.
Kompleksitas
Throughput yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah secara tidak terhindarkan memperkenalkan kompleksitas, yang merupakan satu-satunya cara yang dapat diterima dalam desain sistem.
Rollup dapat menyesuaikan sumber daya secara dinamis melalui antarmuka Agile Coretime untuk mempertahankan tingkat keamanan yang konsisten. Mereka juga perlu memenuhi sebagian dari persyaratan RFC103 untuk menyesuaikan dengan berbagai skenario penggunaan.
Kompleksitas spesifik tergantung pada kebijakan manajemen sumber daya rollup, yang mungkin bergantung pada variabel di dalam atau di luar rantai. Misalnya:
Strategi Sederhana: Selalu gunakan jumlah core yang tetap, atau sesuaikan secara manual melalui off-chain;
Strategi ringan: Memantau beban transaksi tertentu dalam mempool node;
Strategi otomatis: Mengonfigurasi sumber daya dengan memanggil layanan coretime sebelumnya melalui data historis dan antarmuka XCM.
Meskipun metode otomatisasi lebih efisien, biaya implementasi dan pengujian juga meningkat secara signifikan.
interoperabilitas
Polkadot mendukung interoperabilitas antara berbagai rollup, dan skalabilitas elastis tidak akan mempengaruhi throughput pengiriman pesan.
Komunikasi pesan antar rollup diimplementasikan oleh lapisan transportasi bawah, ruang blok komunikasi setiap rollup adalah tetap, tidak tergantung pada jumlah inti yang dialokasikan.
Di masa depan, Polkadot akan mendukung pengiriman pesan di luar rantai, dengan rantai penghubung sebagai antarmuka kontrol, bukan antarmuka data. Pembaruan ini akan meningkatkan kemampuan komunikasi antar rollup seiring dengan peningkatan elastisitas, lebih lanjut memperkuat kemampuan skalabilitas vertikal sistem.
Pertimbangan Protokol Lain
Seperti yang kita ketahui, peningkatan kinerja sering kali mengorbankan desentralisasi dan keamanan. Namun, dari sudut pandang koefisien Nakamoto, meskipun beberapa pesaing Polkadot memiliki tingkat desentralisasi yang lebih rendah, kinerja mereka tidak begitu memuaskan.
Sebuah Blockchain A
Sebuah blockchain publik A tidak menggunakan arsitektur sharding Polkadot atau Ethereum, tetapi menggunakan arsitektur lapisan tunggal dengan throughput tinggi untuk mencapai skalabilitas, bergantung pada bukti historis, pemrosesan paralel CPU, dan mekanisme konsensus berbasis pemimpin, dengan TPS teoritis mencapai 65.000.
Salah satu desain kunci adalah mekanisme penjadwalan pemimpin yang dipublikasikan dan dapat diverifikasi sebelumnya:
Pada awal setiap epoch (sekitar dua hari atau 432.000 slot), slot akan dibagikan berdasarkan jumlah staking;
Semakin banyak yang dipertaruhkan, semakin banyak yang akan dialokasikan. Misalnya, validator yang mempertaruhkan 1% akan mendapatkan sekitar 1% peluang untuk menghasilkan blok;
Semua pembuat blok diumumkan sebelumnya, meningkatkan risiko jaringan mengalami serangan DDoS terarah dan sering mengalami downtime.
Sejarah membuktikan bahwa pemrosesan paralel memiliki tuntutan yang sangat tinggi terhadap perangkat keras, yang menyebabkan sentralisasi node verifikasi. Semakin banyak node yang dipertaruhkan, semakin besar peluang mereka untuk menghasilkan blok, sementara node kecil hampir tidak memiliki slot, yang semakin memperburuk sentralisasi dan meningkatkan risiko sistem menjadi tidak berfungsi setelah diserang.
Sebuah blockchain publik A mengorbankan desentralisasi dan ketahanan terhadap serangan demi mengejar TPS, dengan koefisien Nakamoto hanya 20, jauh di bawah Polkadot yang memiliki 172.
Sebuah blockchain B
Sebuah blockchain publik B mengklaim TPS dapat mencapai 104.715, tetapi angka ini dicapai dalam jaringan pengujian privat, dengan 256 node, dalam kondisi jaringan dan perangkat keras yang ideal. Sementara itu, Polkadot telah mencapai 128K TPS di jaringan publik yang terdesentralisasi.
Ada potensi risiko keamanan dalam mekanisme konsensus dari blockchain publik B: identitas node verifikasi sharding dapat terungkap sebelumnya. Buku putih blockchain publik B juga dengan jelas menyatakan bahwa meskipun ini dapat mengoptimalkan bandwidth, hal ini juga dapat disalahgunakan. Karena kurangnya mekanisme "kepailitan penjudi", penyerang dapat menunggu agar suatu sharding sepenuhnya dikontrolnya, atau dengan serangan DDoS menghalangi validator yang jujur, sehingga dapat memanipulasi status.
Sebagai perbandingan, validator Polkadot ditugaskan secara acak dan diungkapkan dengan penundaan, sehingga penyerang tidak dapat mengetahui identitas validator sebelumnya. Serangan harus mempertaruhkan semua kontrol untuk berhasil, dan selama ada satu validator yang jujur yang mengajukan sengketa, serangan akan gagal dan menyebabkan penyerang kehilangan taruhan.
Sebuah blockchain publik C
Sebuah blockchain publik C menggunakan arsitektur mainnet + subnet untuk melakukan ekspansi. Mainnet terdiri dari X-Chain (transfer, ~4.500 TPS), C-Chain (kontrak pintar, ~100-200 TPS), dan P-Chain (mengelola validator dan subnet).
Setiap subnet memiliki TPS teoritis hingga ~5.000, mirip dengan pemikiran Polkadot: mengurangi beban shard tunggal untuk mencapai skalabilitas. Namun, suatu blockchain publik C memungkinkan validator untuk memilih secara bebas untuk berpartisipasi di subnet, dan subnet dapat menetapkan persyaratan tambahan seperti geografi, KYC, dan lain-lain, mengorbankan desentralisasi dan keamanan.
Di Polkadot, semua rollup berbagi jaminan keamanan yang seragam; sementara subnet dari blockchain publik tertentu tidak memiliki jaminan keamanan secara default, beberapa bahkan bisa sepenuhnya terpusat. Jika ingin meningkatkan keamanan, tetap perlu mengorbankan kinerja, dan sulit untuk memberikan janji keamanan yang pasti.
Sebuah Blockchain Publik D
Strategi skalabilitas dari public chain D adalah bertaruh pada skalabilitas lapisan rollup, alih-alih menyelesaikan masalah langsung di lapisan dasar. Cara ini pada dasarnya tidak menyelesaikan masalah, melainkan meneruskan masalah ke lapisan di atas tumpukan.
Optimistic Rollup
Saat ini, sebagian besar Optimistic rollup bersifat terpusat (beberapa bahkan hanya memiliki satu sequencer), dan menghadapi masalah seperti kurangnya keamanan, terisolasi satu sama lain, dan latensi tinggi (perlu menunggu periode bukti penipuan, biasanya beberapa hari).
ZK Rollup
Implementasi ZK rollup dibatasi oleh jumlah data yang dapat diproses dalam satu transaksi. Permintaan komputasi untuk menghasilkan bukti nol-pengetahuan sangat tinggi, dan mekanisme "pemenang mengambil semua" cenderung menyebabkan sentralisasi sistem. Untuk memastikan TPS, ZK rollup sering membatasi jumlah transaksi per batch, yang dapat menyebabkan kemacetan jaringan dan peningkatan gas saat permintaan tinggi, mempengaruhi pengalaman pengguna.
Sebagai perbandingan, biaya ZK rollup yang lengkap Turing adalah sekitar 2x10^6 kali dari protokol keamanan ekonomi kripto inti Polkadot.
Selain itu, masalah ketersediaan data pada ZK rollup juga akan memperburuk kekurangannya. Untuk memastikan siapa pun dapat memverifikasi transaksi, data transaksi lengkap tetap harus disediakan. Ini biasanya bergantung pada solusi ketersediaan data tambahan, yang lebih lanjut meningkatkan biaya dan pengeluaran pengguna.
Kesimpulan
Akhir dari skalabilitas tidak seharusnya menjadi kompromi.
Dibandingkan dengan blockchain publik lainnya, Polkadot tidak mengambil jalan untuk mengorbankan desentralisasi demi kinerja, atau mengorbankan kepercayaan yang sudah ditentukan demi efisiensi, melainkan mencapai keseimbangan multidimensional antara keamanan, desentralisasi, dan kinerja tinggi melalui desain protokol yang fleksibel dan tidak memerlukan izin, lapisan keamanan yang terpadu, serta mekanisme manajemen sumber daya yang fleksibel.
Dalam mengejar penerapan skala yang lebih besar saat ini, "ekstensi tanpa kepercayaan" yang dipegang oleh Polkadot mungkin adalah solusi yang benar-benar dapat mendukung perkembangan jangka panjang Web3.
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
14 Suka
Hadiah
14
6
Bagikan
Komentar
0/400
FlashLoanKing
· 17jam yang lalu
Apakah bisa menang hanya dengan kecepatan? Lempar tanggung jawab kepada pengguna saja.
Lihat AsliBalas0
LiquidityWizard
· 17jam yang lalu
secara teoritis, skala dot = 73,8% kompromi keamanan... tidak optimal sejujurnya
Lihat AsliBalas0
0xOverleveraged
· 17jam yang lalu
Masih sama seperti biasa, melihat apa pun juga mengaitkan rollup.
Lihat AsliBalas0
OneBlockAtATime
· 17jam yang lalu
Dot adalah fondasi, yang lain hanyalah ilusi.
Lihat AsliBalas0
WalletDoomsDay
· 17jam yang lalu
Hancurkan saja, biar saya yang mulai. Blockchain itu ngapain dipikirin?
Lihat AsliBalas0
ContractSurrender
· 17jam yang lalu
Mengorbankan keamanan dan lain-lain, sudah lah, lebih baik menyerah lebih awal.
Polkadot elastisitas skala: kompromi antara skalabilitas dan keamanan dalam ekosistem Web3
Skalabilitas dan Perimbangan: Pilihan Teknologi Polkadot dan Ekosistem Web3
Dalam era teknologi blockchain yang terus mengejar efisiensi yang lebih tinggi, sebuah masalah kunci mulai muncul: bagaimana menjaga keamanan dan ketahanan sistem sambil meningkatkan kinerja? Ini bukan hanya tantangan di tingkat teknis, tetapi juga merupakan keputusan mendalam dalam desain arsitektur. Bagi ekosistem Web3, hanya mengejar sistem yang lebih cepat sambil mengorbankan kepercayaan dan keamanan, sulit untuk mendukung inovasi yang benar-benar berkelanjutan.
Sebagai pendorong penting untuk skalabilitas Web3, apakah Polkadot juga telah melakukan pengorbanan tertentu dalam mengejar tujuan throughput tinggi dan latensi rendah? Apakah model rollup-nya mengorbankan desentralisasi, keamanan, atau interoperabilitas jaringan? Artikel ini akan membahas pertanyaan-pertanyaan ini, menganalisis dengan mendalam kompromi dan keseimbangan yang dilakukan Polkadot dalam desain skalabilitasnya, serta membandingkannya dengan solusi dari blockchain publik utama lainnya, menyelidiki pilihan jalur mereka yang berbeda dalam kinerja, keamanan, dan desentralisasi.
Tantangan dalam Desain Ekspansi Polkadot
Keseimbangan antara elastisitas dan desentralisasi
Arsitektur Polkadot bergantung pada jaringan validator dan rantai relay, apakah ini mungkin memperkenalkan risiko sentralisasi dalam beberapa aspek? Apakah mungkin terbentuk titik kegagalan tunggal atau kontrol yang dapat mempengaruhi karakteristik desentralisasi?
Operasi Rollup bergantung pada urutan penghubung rantai relai, yang komunikasinya menggunakan mekanisme protokol kolator. Protokol ini sepenuhnya tanpa izin, tanpa kepercayaan, siapa pun yang memiliki koneksi jaringan dapat menggunakannya, menghubungkan sejumlah kecil node rantai relai, dan mengajukan permintaan perubahan status rollup. Permintaan ini akan diverifikasi oleh salah satu inti rantai relai, hanya perlu memenuhi satu syarat: harus merupakan perubahan status yang valid, jika tidak, status rollup tersebut tidak akan maju.
pertimbangan ekspansi vertikal
Rollup dapat mencapai penskalaan vertikal dengan memanfaatkan arsitektur multi-core Polkadot. Kemampuan baru ini diperkenalkan oleh fitur "ekspansi elastis". Selama proses desain, ditemukan bahwa karena verifikasi blok rollup tidak dilakukan secara tetap di satu core, ini dapat mempengaruhi elastisitasnya.
Karena protokol untuk mengajukan blok ke rantai penghubung bersifat tanpa izin dan tanpa kepercayaan, siapa pun dapat mengajukan blok untuk diverifikasi di inti mana pun yang dialokasikan untuk rollup. Penyerang mungkin memanfaatkan ini dengan mengajukan kembali blok yang sah yang telah diverifikasi sebelumnya ke inti yang berbeda, secara jahat menghabiskan sumber daya, sehingga mengurangi throughput dan efisiensi keseluruhan rollup.
Tujuan Polkadot adalah untuk mempertahankan elastisitas rollup dan pemanfaatan sumber daya rantai relai tanpa mempengaruhi karakteristik kunci sistem.
Masalah keandalan Sequencer
Salah satu solusi sederhana adalah mengatur protokol menjadi "berlisensi": misalnya, menggunakan mekanisme daftar putih, atau mengandalkan peringkat pemroses yang dianggap tidak akan berperilaku jahat, sehingga memastikan keberlangsungan rollup.
Namun, dalam filosofi desain Polkadot, kita tidak dapat membuat asumsi kepercayaan tentang sequencer, karena harus menjaga sifat "tanpa kepercayaan" dan "tanpa izin" dari sistem. Siapa pun harus dapat menggunakan protokol collator untuk mengajukan permintaan perubahan status rollup.
Polkadot: Solusi yang Tidak Berkompromi
Solusi akhir yang dipilih oleh Polkadot adalah: menyerahkan masalah sepenuhnya kepada fungsi konversi status rollup (Runtime). Runtime adalah satu-satunya sumber yang dapat dipercaya untuk semua informasi konsensus, oleh karena itu harus secara jelas menyatakan di output di mana validasi harus dilakukan pada inti Polkadot.
Desain ini mewujudkan jaminan ganda antara elastisitas dan keamanan. Polkadot akan melakukan eksekusi ulang status rollup dalam proses ketersediaan dan memastikan keakuratan distribusi inti melalui protokol ekonomi kripto ELVES.
Sebelum data dari setiap blok rollup ditulis ke lapisan ketersediaan data (DA) Polkadot, sekelompok sekitar 5 validator akan terlebih dahulu memverifikasi keabsahannya. Mereka menerima tanda terima kandidat dan bukti validitas yang diajukan oleh penyortir, yang mencakup blok rollup dan bukti penyimpanan yang sesuai. Informasi ini akan diproses oleh fungsi verifikasi paralel chain, yang kemudian dijalankan kembali oleh validator di relay chain.
Hasil verifikasi mencakup pemilih core, yang digunakan untuk menentukan pada core mana blok harus diverifikasi. Validator akan membandingkan indeks tersebut dengan core yang menjadi tanggung jawabnya; jika tidak konsisten, blok tersebut akan dibuang.
Mekanisme ini memastikan bahwa sistem selalu mempertahankan sifat tanpa kepercayaan dan tanpa izin, menghindari perilaku jahat seperti pengendalian posisi verifikasi oleh pemeringkat, dan memastikan bahwa bahkan jika rollup menggunakan beberapa core, tetap dapat mempertahankan elastisitas.
Keamanan
Dalam mengejar skalabilitas, Polkadot tidak mengorbankan keamanan. Keamanan rollup dijamin oleh rantai relay, hanya diperlukan satu pengurut yang jujur untuk menjaga kelangsungan.
Dengan bantuan protokol ELVES, Polkadot memperluas keamanan secara lengkap ke semua rollup, memverifikasi semua perhitungan di core tanpa perlu membatasi atau membuat asumsi tentang jumlah core yang digunakan.
Oleh karena itu, rollup Polkadot dapat mencapai skalabilitas yang sebenarnya tanpa mengorbankan keamanan.
Universalitas
Ekspansi elastis tidak akan membatasi kemampuan pemrograman rollup. Model rollup Polkadot mendukung eksekusi komputasi Turing lengkap dalam lingkungan WebAssembly, asalkan eksekusi tunggal diselesaikan dalam waktu 2 detik. Dengan bantuan ekspansi elastis, total jumlah komputasi yang dapat dieksekusi dalam setiap periode 6 detik meningkat, tetapi jenis komputasi tidak terpengaruh.
Kompleksitas
Throughput yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah secara tidak terhindarkan memperkenalkan kompleksitas, yang merupakan satu-satunya cara yang dapat diterima dalam desain sistem.
Rollup dapat menyesuaikan sumber daya secara dinamis melalui antarmuka Agile Coretime untuk mempertahankan tingkat keamanan yang konsisten. Mereka juga perlu memenuhi sebagian dari persyaratan RFC103 untuk menyesuaikan dengan berbagai skenario penggunaan.
Kompleksitas spesifik tergantung pada kebijakan manajemen sumber daya rollup, yang mungkin bergantung pada variabel di dalam atau di luar rantai. Misalnya:
Meskipun metode otomatisasi lebih efisien, biaya implementasi dan pengujian juga meningkat secara signifikan.
interoperabilitas
Polkadot mendukung interoperabilitas antara berbagai rollup, dan skalabilitas elastis tidak akan mempengaruhi throughput pengiriman pesan.
Komunikasi pesan antar rollup diimplementasikan oleh lapisan transportasi bawah, ruang blok komunikasi setiap rollup adalah tetap, tidak tergantung pada jumlah inti yang dialokasikan.
Di masa depan, Polkadot akan mendukung pengiriman pesan di luar rantai, dengan rantai penghubung sebagai antarmuka kontrol, bukan antarmuka data. Pembaruan ini akan meningkatkan kemampuan komunikasi antar rollup seiring dengan peningkatan elastisitas, lebih lanjut memperkuat kemampuan skalabilitas vertikal sistem.
Pertimbangan Protokol Lain
Seperti yang kita ketahui, peningkatan kinerja sering kali mengorbankan desentralisasi dan keamanan. Namun, dari sudut pandang koefisien Nakamoto, meskipun beberapa pesaing Polkadot memiliki tingkat desentralisasi yang lebih rendah, kinerja mereka tidak begitu memuaskan.
Sebuah Blockchain A
Sebuah blockchain publik A tidak menggunakan arsitektur sharding Polkadot atau Ethereum, tetapi menggunakan arsitektur lapisan tunggal dengan throughput tinggi untuk mencapai skalabilitas, bergantung pada bukti historis, pemrosesan paralel CPU, dan mekanisme konsensus berbasis pemimpin, dengan TPS teoritis mencapai 65.000.
Salah satu desain kunci adalah mekanisme penjadwalan pemimpin yang dipublikasikan dan dapat diverifikasi sebelumnya:
Sejarah membuktikan bahwa pemrosesan paralel memiliki tuntutan yang sangat tinggi terhadap perangkat keras, yang menyebabkan sentralisasi node verifikasi. Semakin banyak node yang dipertaruhkan, semakin besar peluang mereka untuk menghasilkan blok, sementara node kecil hampir tidak memiliki slot, yang semakin memperburuk sentralisasi dan meningkatkan risiko sistem menjadi tidak berfungsi setelah diserang.
Sebuah blockchain publik A mengorbankan desentralisasi dan ketahanan terhadap serangan demi mengejar TPS, dengan koefisien Nakamoto hanya 20, jauh di bawah Polkadot yang memiliki 172.
Sebuah blockchain B
Sebuah blockchain publik B mengklaim TPS dapat mencapai 104.715, tetapi angka ini dicapai dalam jaringan pengujian privat, dengan 256 node, dalam kondisi jaringan dan perangkat keras yang ideal. Sementara itu, Polkadot telah mencapai 128K TPS di jaringan publik yang terdesentralisasi.
Ada potensi risiko keamanan dalam mekanisme konsensus dari blockchain publik B: identitas node verifikasi sharding dapat terungkap sebelumnya. Buku putih blockchain publik B juga dengan jelas menyatakan bahwa meskipun ini dapat mengoptimalkan bandwidth, hal ini juga dapat disalahgunakan. Karena kurangnya mekanisme "kepailitan penjudi", penyerang dapat menunggu agar suatu sharding sepenuhnya dikontrolnya, atau dengan serangan DDoS menghalangi validator yang jujur, sehingga dapat memanipulasi status.
Sebagai perbandingan, validator Polkadot ditugaskan secara acak dan diungkapkan dengan penundaan, sehingga penyerang tidak dapat mengetahui identitas validator sebelumnya. Serangan harus mempertaruhkan semua kontrol untuk berhasil, dan selama ada satu validator yang jujur yang mengajukan sengketa, serangan akan gagal dan menyebabkan penyerang kehilangan taruhan.
Sebuah blockchain publik C
Sebuah blockchain publik C menggunakan arsitektur mainnet + subnet untuk melakukan ekspansi. Mainnet terdiri dari X-Chain (transfer, ~4.500 TPS), C-Chain (kontrak pintar, ~100-200 TPS), dan P-Chain (mengelola validator dan subnet).
Setiap subnet memiliki TPS teoritis hingga ~5.000, mirip dengan pemikiran Polkadot: mengurangi beban shard tunggal untuk mencapai skalabilitas. Namun, suatu blockchain publik C memungkinkan validator untuk memilih secara bebas untuk berpartisipasi di subnet, dan subnet dapat menetapkan persyaratan tambahan seperti geografi, KYC, dan lain-lain, mengorbankan desentralisasi dan keamanan.
Di Polkadot, semua rollup berbagi jaminan keamanan yang seragam; sementara subnet dari blockchain publik tertentu tidak memiliki jaminan keamanan secara default, beberapa bahkan bisa sepenuhnya terpusat. Jika ingin meningkatkan keamanan, tetap perlu mengorbankan kinerja, dan sulit untuk memberikan janji keamanan yang pasti.
Sebuah Blockchain Publik D
Strategi skalabilitas dari public chain D adalah bertaruh pada skalabilitas lapisan rollup, alih-alih menyelesaikan masalah langsung di lapisan dasar. Cara ini pada dasarnya tidak menyelesaikan masalah, melainkan meneruskan masalah ke lapisan di atas tumpukan.
Optimistic Rollup
Saat ini, sebagian besar Optimistic rollup bersifat terpusat (beberapa bahkan hanya memiliki satu sequencer), dan menghadapi masalah seperti kurangnya keamanan, terisolasi satu sama lain, dan latensi tinggi (perlu menunggu periode bukti penipuan, biasanya beberapa hari).
ZK Rollup
Implementasi ZK rollup dibatasi oleh jumlah data yang dapat diproses dalam satu transaksi. Permintaan komputasi untuk menghasilkan bukti nol-pengetahuan sangat tinggi, dan mekanisme "pemenang mengambil semua" cenderung menyebabkan sentralisasi sistem. Untuk memastikan TPS, ZK rollup sering membatasi jumlah transaksi per batch, yang dapat menyebabkan kemacetan jaringan dan peningkatan gas saat permintaan tinggi, mempengaruhi pengalaman pengguna.
Sebagai perbandingan, biaya ZK rollup yang lengkap Turing adalah sekitar 2x10^6 kali dari protokol keamanan ekonomi kripto inti Polkadot.
Selain itu, masalah ketersediaan data pada ZK rollup juga akan memperburuk kekurangannya. Untuk memastikan siapa pun dapat memverifikasi transaksi, data transaksi lengkap tetap harus disediakan. Ini biasanya bergantung pada solusi ketersediaan data tambahan, yang lebih lanjut meningkatkan biaya dan pengeluaran pengguna.
Kesimpulan
Akhir dari skalabilitas tidak seharusnya menjadi kompromi.
Dibandingkan dengan blockchain publik lainnya, Polkadot tidak mengambil jalan untuk mengorbankan desentralisasi demi kinerja, atau mengorbankan kepercayaan yang sudah ditentukan demi efisiensi, melainkan mencapai keseimbangan multidimensional antara keamanan, desentralisasi, dan kinerja tinggi melalui desain protokol yang fleksibel dan tidak memerlukan izin, lapisan keamanan yang terpadu, serta mekanisme manajemen sumber daya yang fleksibel.
Dalam mengejar penerapan skala yang lebih besar saat ini, "ekstensi tanpa kepercayaan" yang dipegang oleh Polkadot mungkin adalah solusi yang benar-benar dapat mendukung perkembangan jangka panjang Web3.