Analisis Lengkap Solusi Skalabilitas Off-Chain: State Channels, Sidechains dan Aplikasinya

Analisis Kedalaman Ekspansi off-chain

1. Necessitas Ekspansi

Visi masa depan blockchain adalah untuk mencapai desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas. Namun, biasanya hanya dua dari tiga hal ini yang dapat dicapai, yang dikenal sebagai masalah segitiga ketidakmungkinan blockchain. Selama bertahun-tahun, orang telah mengeksplorasi bagaimana meningkatkan throughput dan kecepatan transaksi blockchain sambil memastikan desentralisasi dan keamanan, yaitu menyelesaikan masalah skalabilitas, yang merupakan salah satu topik hangat dalam proses pengembangan blockchain saat ini.

Desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas blockchain didefinisikan sebagai berikut:

  • Desentralisasi: Siapa pun dapat menjadi node untuk berpartisipasi dalam produksi dan verifikasi sistem blockchain, semakin banyak jumlah node, semakin tinggi tingkat desentralisasi, memastikan jaringan tidak dikendalikan oleh sekelompok kecil.

  • Keamanan: Semakin tinggi biaya untuk mendapatkan kontrol atas sistem blockchain, semakin tinggi keamanannya, dan rantai dapat menahan serangan dari proporsi peserta yang lebih besar.

  • Skalabilitas: Kemampuan blockchain untuk memproses sejumlah besar transaksi.

Laporan Penelitian Kedalaman Sepuluh Ribu Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

Fork besar pertama di jaringan Bitcoin berasal dari masalah skalabilitas. Dengan meningkatnya jumlah pengguna dan volume transaksi, jaringan Bitcoin dengan batas blok 1MB mulai menghadapi kemacetan. Sejak 2015, komunitas Bitcoin telah memiliki perbedaan pendapat mengenai skalabilitas, satu pihak mendukung perluasan blok, sementara pihak lainnya menganjurkan penggunaan solusi segwit untuk mengoptimalkan struktur rantai utama. Pada 1 Agustus 2017, pihak yang mendukung blok besar mengembangkan sistem klien 8MB mereka sendiri, yang mengakibatkan terjadinya fork keras besar pertama di Bitcoin, melahirkan mata uang baru BCH.

Jaringan Ethereum juga memilih untuk mengorbankan sebagian skalabilitas demi menjamin keamanan dan desentralisasi, dengan membatasi biaya bahan bakar yang dapat ditampung dalam satu blok untuk membatasi volume transaksi, dengan tujuan mencapai konsensus tanpa kepercayaan dan memastikan distribusi node yang luas.

Dari CryptoKitties pada tahun 2017 hingga munculnya aplikasi seperti DeFi, GameFi, dan NFT, permintaan pasar untuk throughput terus meningkat. Namun, Ethereum masih hanya dapat memproses 15-45 transaksi per detik, yang menyebabkan biaya transaksi meningkat dan waktu penyelesaian menjadi lebih lama, sehingga sebagian besar DApps sulit untuk menanggung biaya operasional. Seluruh jaringan menjadi lambat dan mahal bagi pengguna, dan masalah skalabilitas blockchain perlu segera diatasi. Solusi skalabilitas yang ideal adalah: meningkatkan kecepatan transaksi dan throughput sebanyak mungkin tanpa mengorbankan desentralisasi dan keamanan.

Laporan Riset Kedalaman: Analisis Lengkap tentang Ekspansi off-chain

2. Jenis Rencana Perluasan

Kita dapat membagi skema perluasan menjadi dua kategori besar yaitu perluasan on-chain dan perluasan off-chain berdasarkan "apakah akan mengubah satu lapisan mainnet".

2.1 ekspansi on-chain

Konsep utama: solusi untuk mencapai efek skalabilitas dengan mengubah satu lapisan protokol jaringan utama, saat ini solusi utama adalah sharding.

Ada berbagai solusi untuk ekspansi on-chain, di sini saya akan mencantumkan dua di antaranya:

  • Memperbesar ruang blok, meningkatkan jumlah transaksi yang dikemas dalam setiap blok, tetapi ini akan meningkatkan persyaratan untuk perangkat node, mengurangi tingkat desentralisasi.

  • Sharding, membagi buku besar blockchain menjadi beberapa bagian, di mana node yang berbeda bertanggung jawab atas pencatatan yang berbeda, dan komputasi paralel dapat memproses beberapa transaksi secara bersamaan. Ini dapat mengurangi tekanan komputasi pada node dan ambang masuk, meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksi dan tingkat desentralisasi, tetapi akan menurunkan keamanan jaringan secara keseluruhan.

Mengubah protokol jaringan utama dapat menghasilkan dampak negatif yang sulit diprediksi, karena setiap kerentanan keamanan kecil di lapisan bawah dapat mengancam keamanan seluruh jaringan secara serius.

2.2 off-chain expansion

Konsep inti: solusi perluasan yang tidak mengubah protokol jaringan utama lapisan satu yang ada.

Solusi skalabilitas off-chain dapat dibagi lagi menjadi Layer2 dan solusi lainnya:

Rencana Layer2 mencakup:

  • Saluran Negara
  • Plasma
  • Rollups(Rollup Optimis & Rollup ZK)

Rencana lain termasuk:

  • Sidechains
  • Validium

Laporan Penelitian Kedalaman 10.000 Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

3. Rencana ekspansi off-chain

3.1 Saluran Negara

3.1.1 Ringkasan

Saluran status menetapkan bahwa pengguna hanya perlu berinteraksi dengan jaringan utama saat saluran dibuka, ditutup, atau menyelesaikan sengketa, dengan melakukan interaksi antar pengguna secara off-chain, untuk mengurangi waktu dan biaya transaksi, serta memungkinkan jumlah transaksi tidak terbatas.

Saluran status adalah protokol P2P sederhana yang cocok untuk aplikasi berbasis giliran, seperti permainan catur dua orang. Setiap saluran dikelola oleh kontrak pintar multi-tanda tangan yang berjalan di jaringan utama, yang mengontrol aset yang disimpan dalam saluran, memverifikasi pembaruan status, dan mengadili sengketa antara peserta. Peserta menyetor dana dan menguncinya setelah kontrak diterapkan, dan saluran secara resmi dibuka setelah kedua belah pihak menandatangani konfirmasi. Saluran memungkinkan peserta untuk melakukan transaksi off-chain gratis tanpa batas selama nilai transfer bersih tidak melebihi total token yang disetor. Peserta secara bergiliran mengirimkan pembaruan status dan menunggu konfirmasi tanda tangan dari pihak lain. Dalam keadaan normal, pembaruan status yang disepakati oleh kedua belah pihak tidak akan diunggah ke jaringan utama, hanya saat terjadi sengketa atau menutup saluran, baru bergantung pada konfirmasi jaringan utama. Saat menutup saluran, salah satu peserta dapat mengajukan permintaan transaksi di jaringan utama, jika disetujui oleh semua tanda tangan, maka akan segera dieksekusi, jika tidak, harus menunggu "masa tantangan" berakhir sebelum dana yang tersisa dibagikan.

Saluran status dapat secara signifikan mengurangi beban komputasi jaringan utama, meningkatkan kecepatan transaksi, dan menurunkan biaya transaksi.

Laporan Penelitian Kedalaman: Analisis Penuh tentang Ekspansi off-chain

(# 3.1.2 Garis Waktu

  • 2015/02: Joseph Poon dan Thaddeus Dryja merilis draf whitepaper jaringan Lightning.

  • 2015/11: Jeff Coleman pertama kali merangkum secara sistematis konsep State Channel, mengusulkan bahwa Payment Channel Bitcoin adalah sub-kasus dari State Channel.

  • 2016/01: Joseph Poon dan Thaddeus Dryja secara resmi menerbitkan kertas putih yang mengusulkan skema perluasan Payment Channel untuk Lightning Network Bitcoin, yang hanya digunakan untuk memproses pembayaran transfer jaringan Bitcoin.

  • 2017/11: Mengusulkan spesifikasi desain State Channel pertama yang berbasis kerangka Payment Channel yaitu Sprites.

  • 2018/06: Counterfactual mengajukan desain Generalized State Channels yang rinci, desain yang sepenuhnya relevan pertama.

  • 2018/10: Artikel mengajukan konsep State Channel Networks dan Virtual Channels.

  • 2019/02: Konsep saluran status diperluas ke N-Pihak Saluran, Nitro adalah protokol pertama yang dibangun berdasarkan ide tersebut.

  • 2019/10:Pisa untuk menyelesaikan masalah di mana semua peserta perlu tetap online, memperluas konsep Watchtowers.

  • 2020/03: Hydra mengajukan Fast Isomorphic Channels.

)# 3.1.3 Prinsip Teknologi

Alur kerja umum dari saluran status adalah sebagai berikut:

  1. Alice dan Bob membuka saluran status dengan menyetor dana ke dalam kontrak di mainnet.

  2. Dua orang dapat melakukan transaksi tanpa batas di off-chain, saling berkomunikasi untuk memperbarui status melalui pesan tanda tangan.

  3. Saat menutup saluran, Alice mengajukan status akhir ke kontrak. Jika Bob menandatangani persetujuan, kontrak akan mendistribusikan dana berdasarkan status akhir. Jika Bob tidak merespons, dana akan didistribusikan setelah periode tantangan berakhir.

  4. Jika Bob tidak merespons pembaruan status yang dikirimkan Alice pada suatu titik waktu, Alice dapat mengajukan tantangan kepada kontrak dengan mengirimkan status terakhir yang valid ### yang berisi tanda tangan Bob sebelumnya ###. Kontrak memungkinkan Bob untuk merespons dalam jangka waktu tertentu. Jika Bob merespons, maka transaksi dilanjutkan; jika tidak merespons, maka kontrak menutup saluran dan mengembalikan dana kepada Alice.

Laporan Penelitian Kedalaman 10.000 Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

(# 3.1.4 Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan:

  • Kepastian akhir instan
  • Transaksi biaya rendah
  • Privasi
  • Tingkat throughput yang tinggi

Kekurangan:

  • Perlu terus online
  • Hanya berlaku untuk peserta yang terdaftar
  • Penguncian Dana
  • Manajemen saluran yang kompleks
  • Penundaan saat menutup saluran

![Laporan Penelitian Kedalaman Sepuluh Ribu Kata: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-010d7309e0cc697da400d07e6948a16e.webp###

(# 3.1.5 Aplikasi

Jaringan Lightning Bitcoin

Ringkasan: Jaringan Lightning adalah saluran pembayaran kecil untuk jaringan Bitcoin, evolusi teknologinya mengalami: 2/2 multisig membangun saluran pembayaran satu arah, menambahkan RSMC membangun saluran pembayaran dua arah, menambahkan HTLC yang memungkinkan saluran pembayaran terhubung untuk pembayaran multi-pihak, akhirnya membangun jaringan pembayaran. Melalui saluran pembayaran kecil off-chain, dengan bantuan perantara membentuk jaringan transaksi, menyelesaikan masalah skalabilitas jaringan Bitcoin.

Garis waktu:

  • Februari 2015: Menerbitkan draf buku putih jaringan Lightning
  • Januari 2016: Menerbitkan buku putih resmi dan mendirikan Lightning Labs
  • Maret 2018: meluncurkan versi mainnet pertama
  • Tahun 2021: Cash App dan beberapa platform perdagangan mendukung jaringan Lightning
  • November 2022: Terdapat 76.236 saluran pembayaran, dengan dana saluran sebesar 5049 BTC

Pengembangan ekosistem: Ekosistem jaringan Lightning dari tingkat dasar hingga puncak terdiri dari: jaringan BTC, infrastruktur inti ) solusi jaringan Lightning, layanan node dan likuiditas ###, berbagai Dapps. Saat ini, lapisan infrastruktur telah cukup matang, dukungan dompet semakin meningkat, layanan keuangan dan integrasi pembayaran terus berkembang, lebih banyak aplikasi hiburan sedang dibangun, ekosistem sedang berkembang pesat.

Laporan Penelitian Kedalaman 10.000 Kata: Analisis Menyeluruh terhadap Ekspansi off-chain

Jaringan Lightning Ethereum

Gambaran umum: Jaringan Lightning adalah saluran pembayaran kecil yang berbasis Ethereum, mirip dengan jaringan kilat, yang memperluas transaksi on-chain dengan membangun saluran status, dengan tujuan untuk mencapai pembayaran token ERC20 yang hampir instan, biaya rendah, dan dapat diskalakan.

Garis waktu:

  • Didirikan pada tahun 2017
  • ICO dilakukan pada bulan Oktober 2017
  • Klien Ringan Raiden pertama diluncurkan di jaringan utama pada Mei 2020
  • Di akhir tahun 2021, beberapa bursa akan mencabut listing $RDN

Saat ini belum diadopsi secara luas, alasan termasuk ambang penggunaan yang tinggi dan munculnya teknologi skalabilitas yang lebih canggih. Tim sedang mengubahnya agar dapat beroperasi di jaringan L2 Rollup, untuk mengurangi biaya pembuatan State Channel.

Celer Network

Ringkasan: Celer Network pada dasarnya adalah jaringan lightning yang meningkatkan lapisan insentif, membangun Dapps interaksi frekuensi tinggi yang cepat, mudah digunakan, biaya rendah, dan aman melalui teknologi skalabilitas off-chain dan model ekonomi insentif, seperti platform e-sport.

Celer Network yang dibangun di atas Ethereum memiliki kerangka perluasan off-chain yang terdiri dari tiga lapisan:

  • cChannel: paket saluran status umum dan sisi
  • cRoute: off-chain payment routing
  • cOS: Kerangka pengembangan dan lingkungan operasi aplikasi off-chain

Garis waktu:

  • Didirikan pada tahun 2018
  • Token $CELR diluncurkan pada bulan Maret 2019
  • Diluncurkan di jaringan utama Ethereum pada Juli 2019, merilis Jaringan Saluran Status Umum pertama di dunia

Pengembangan ekosistem: Seiring dengan perkembangan ekosistem blockchain ke arah multi-chain, Celer Network telah memperluas teknologi intinya, beralih menjadi platform agregasi L2 yang mendukung interoperabilitas lintas rantai, meluncurkan protokol DeFi Layer2.finance, protokol informasi lintas rantai Celer IM, dan jembatan lintas rantai aset cBridge. cBridge telah mendukung 139 jenis token dan 38 rantai.

Laporan Penelitian Mendalam: Analisis Menyeluruh tentang Ekspansi off-chain

(# 3.1.6 Perbandingan Aplikasi

Jaringan Lightning Bitcoin:

  • Fokus pada pembayaran kecil Bitcoin
  • Pengembangan ekosistem yang baik, aplikasi yang luas

Jaringan Lightning Ethereum:

  • Mendukung pembayaran token ERC20
  • Perkembangan lambat, tingkat adopsi rendah

Celer Network:

  • Mendukung skenario aplikasi yang lebih kompleks
  • Bertransformasi menjadi platform agregasi perluasan L2 lintas rantai

) 3.2 Sidechains

3.2.1 Ringkasan

Konsep sidechain pertama kali diajukan pada tahun 2012, muncul untuk mempercepat transaksi Bitcoin.

Lihat Asli
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
  • Hadiah
  • 3
  • Bagikan
Komentar
0/400
MelonFieldvip
· 1jam yang lalu
Unholy Trinity lagi~
Lihat AsliBalas0
TheMemefathervip
· 18jam yang lalu
Permainan ini sangat menarik, pilih dua dari tiga.
Lihat AsliBalas0
MEVSandwichMakervip
· 19jam yang lalu
Masalah segitiga ini sudah dianggap klise, mari langsung ke plasma.
Lihat AsliBalas0
Perdagangkan Kripto Di Mana Saja Kapan Saja
qrCode
Pindai untuk mengunduh aplikasi Gate
Komunitas
Bahasa Indonesia
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)