Dua solusi menarik muncul di garis depan teknologi skalabilitas Lapisan 2 saat jaringan Ethereum menghadapi masalah skalabilitas: Optimistic Rollups dan Zero-Knowledge (ZK) Rollups. Dengan memproses transaksi di luar rantai, perkembangan ini bertujuan untuk mengurangi biaya dan meningkatkan throughput, sehingga mengurangi kemacetan di mainnet Ethereum. Dampaknya pada ruang Lapisan 2 patut dicatat karena mereka menawarkan beberapa solusi untuk masalah yang sama dan memulai diskusi di antara investor dan pengembang secara merata.
Kapasitas jaringan Ethereum telah di bawah tekanan yang belum pernah terjadi sebelumnya seiring munculnya keuangan terdistribusi (DeFi) dan token tak-berubah (NFTs). Data dari Etherscan menunjukkan bahwa harga gas rata-rata melonjak di saat permintaan tinggi, kadang mencapai tingkat yang membuat pengguna biasa merasa tidak terjangkau. Ini menekankan betapa daruratnya solusi skalabilitas yang masuk akal dibutuhkan.
"Rollups saat ini diposisikan sebagai satu-satunya solusi skalabilitas tanpa kepercayaan untuk Ethereum dalam jangka pendek hingga menengah, dan mungkin bahkan dalam jangka panjang," co-founder Ethereum Vitalik Buterin menekankan dalam sebuah tulisan blog tentang solusi Lapisan 2.
Rollups ke depan didorong oleh dukungan ini dan sekarang fundamental pada peta jalan Ethereum.
Baik Optimistic Rollups maupun ZK-Rollups mengirim beberapa transaksi ke dalam satu batch ke mainnet Ethereum. Namun, mereka mencapai keamanan dan validasi dengan cara yang agak berbeda. Pemangku kepentingan yang membangun atau berinvestasi di ekosistem Ethereum harus terlebih dahulu memahami perbedaan ini.
Makalah ini menyelidiki mekanisme rollups, melihat karakteristik khusus dari Optimistic Rollups dan ZK-Rollups, membandingkan manfaat dan kekurangannya, dan menyelidiki aplikasi mereka saat ini dan di masa depan. Pembaca diharapkan memiliki pemahaman yang menyeluruh tentang teknologi ini dan bagaimana mereka akan mempengaruhi masa depan Ethereum pada akhirnya.
Apa Itu Rollups?
Pada dasarnya, rollups adalah solusi skalabilitas Lapisan 2 yang dimaksudkan untuk memproses transaksi di luar rantai dan kemudian menyediakan versi data yang dikompresi kembali ke mainnet, sehingga meningkatkan throughput sistem blockchain seperti Ethereum. Mengurangi beban komputasi dan penyimpanan pada blockchain utama adalah tujuan utamanya; dengan demikian, skalabilitas meningkat tanpa mengorbankan keamanan.
Rollups menggabungkan beberapa transaksi ke dalam satu batch, sehingga mengagregasikan—atau "menggulung"—banyak nilai. Setelah itu, batch ini dijalankan di luar rantai dan hasil negara diunggah kembali ke mainnet. Rollups dapat secara teoritis mencapai throughput transaksi yang berkali-kali lipat lebih besar daripada yang feasible di mainnet Ethereum sendirian.
Setelah Proposal Peningkatan Ethereum (EIP) 4844, kadang-kadang dikenal sebagai Proto-Danksharding, ide ini menarik banyak perhatian karena bertujuan untuk mengurangi biaya data dan dengan demikian membuat rollups lebih efektif. Proposal ini, di antara lainnya, telah mengokohkan rollups sebagai komponen kunci dari strategi skalabilitas Ethereum.
Rollups memanfaatkan keamanan dasar jaringan Ethereum. Memposting data transaksi atau bukti kembali ke mainnet menjamin bahwa pengguna dapat mengandalkan jaminan keamanan bawaan Ethereum bahkan seandainya solusi Lapisan 2 diretas. Ini adalah karakteristik penting yang membedakan rollups dari sidechains atau solusi Lapisan 2 lainnya dengan mekanisme keamanan mungkin lebih sedikit.
Analisis ConsenSys menunjukkan bahwa rollups dapat meningkatkan throughput transaksi Ethereum dari sekitar 15 transaksi per detik (TPS) menjadi beberapa ribu TPS. Untuk penggunaan termasuk pertukaran terdistribusi (DEXs), platform game, dan sistem perdagangan berfrekuensi tinggi—yaitu, untuk aplikasi yang memerlukan skalabilitas besar—ini membuatnya menjadi solusi yang menarik.
Selain itu, rollups tanpa cacat dengan fitur kontrak pintar Ethereum. Kontrak yang berinteraksi dengan solusi Lapisan 2 memungkinkan pengembang untuk membuat fitur canggih tanpa membebani mainnet. Adopsi rollups di berbagai aplikasi bergantung pada kompatibilitas ini.
Rollups tidak, bagaimanapun, bebas dari kesulitan. Mereka dapat melibatkan komplikasi dengan ketersediaan data dan interoperabilitas dengan alat Ethereum saat ini dan menuntut pengguna dan pengembang untuk menerima teknologi baru. Masalah lain yang berkelanjutan adalah menjamin desentralisasi dan menghindari titik kegagalan dalam sistem rollup.
Apa Itu Optimistic Rollups?
Optimistic Rollups adalah tipe rollup yang menganggap transaksi valid secara default, hence istilah "optimistic." Mereka hanya melakukan komputasi—lebih spesifik, verifikasi—jika bukti penipuan diajukan dalam periode tantangan yang ditentukan. Karena transaksi tidak perlu diverifikasi secara individual kecuali dicurigai ada penipuan, asumsi optimis ini memungkinkan skalabilitas lebih tinggi.
Proses dasar tergantung pada periode tantangan di mana siapa pun dapat menantang keabsahan transaksi dengan memberikan bukti penipuan. Jika transaksi penipuan ditemukan, sistem membalikkan dan pelaku mungkin membayar denda. Sistem ini menjaga keamanan dengan bergantung pada ide-ide teoritis permainan dan mendorong integritas.
Dibangun agar kompatibel dengan Mesin Virtual Ethereum (EVM), rollups optimis dapat menjalankan kontrak pintar Ethereum dengan sedikit perubahan diperlukan. Bagi pengembang yang ingin memperkenalkan aplikasi saat ini ke solusi Lapisan 2 tanpa penulisan ulang besar, kompatibilitas ini menyederhakan transisi.
Salah satu implementasi terkemuka dari Optimistic Rollups adalah Optimism. Tim Optimism mengklaim solusi mereka bisa mengurangi biaya gas hingga 10-100 kali lebih sedikit daripada mainnet Ethereum.
Dikembangkan oleh Offchain Labs, Arbitrum adalah inisiatif terkenal lainnya yang mendapatkan banyak minat dan penerimaan karena karakteristik kuat dan lingkungan yang ramah pengembang.
Optimistic rollups memiliki kelemahan tertentu, meskipun. Saat menarik dana kembali ke mainnet Ethereum, periode tantangan—yang bisa berlangsung beberapa jam hingga seminggu—memperkenalkan latensi. Bagi mereka yang memerlukan likuiditas instan, penundaan ini bisa menjadi masalah. Untuk menyelesaikan masalah ini, solusi termasuk sistem keluar cepat atau penyedia likuiditas sedang dikembangkan tetapi menambah tingkat kompleksitas.
Selain itu, keamanan Optimistic Rollups bergantung pada asumsi bahwa, jika diperlukan, setidaknya ada satu peserta jujur yang akan memberikan bukti penipuan. Meskipun model ini kuat, tidaklah sempurna secara umum. Di bawah kondisi kolusi atau tidak adanya peserta jujur, sistem mungkin rentan.
Optimistic rollups telah melihat penerimaan yang cukup luas meskipun menghadapi hambatan ini. Salah satu pertukaran terdistribusi terbesar, Uniswap, misalnya, telah menyiapkan pada Optimism dengan menggunakan biaya lebih rendah dan throughput lebih tinggi sebagai keuntungan utama. Tindakan ini membuat pengguna Uniswap dapat berdagang dengan gesekan lebih sedikit, sehingga meningkatkan aksesibilitas platform.
Apa Itu Zero-Knowledge Rollups?
Zero-Knowledge Rollups, atau ZK-Rollups, mengambil pendekatan yang berbeda dengan menggunakan bukti kriptografi untuk memvalidasi transaksi. Mereka secara khusus menghasilkan bukti zero-knowledge non-interaktif singkat (SNARKs atau STARKs) yang mengonfirmasi keakuratan transaksi tanpa mengungkapkan informasi lebih lanjut. Sistem ini menjamin bahwa setiap transaksi valid dan menghilangkan kebutuhan akan periode tantangan.
Transaksi dalam roll-through ZK ditangani di luar rantai dan dikirim ke mainnet Ethereum bersama dengan bukti validitas. Kontrak pintar mainnet menjamin transisi negara yang sah dengan memverifikasi bukti ini. Saat menarik uang, pendekatan ini memungkinkan finalitas hampir segera—keuntungan besar dibandingkan rollups optimis.
Salah satu keuntungan utama ZK-Rollups adalah mereka memiliki jaminan keamanan yang besar. Setiap batch transaksi dilengkapi dengan bukti validitas, sehingga insentif teoritis permainan atau peserta jujur tidak diperlukan untuk menemukan penipuan. ZK-Rollers sangat aman berkat jaminan kriptografi ini.
Implementasi terkemuka dari ZK-Rollups adalah proyek-proyek seperti ZKSync yang dibuat oleh Matter Labs dan StarkWare's StarkEx. Skalabilitas dan efisiensi proyek-proyek ini telah menunjukkan kemajuan nyata. Misalnya, zkSync berjanji untuk mempertahankan standar keamanan tinggi sambil mengurangi biaya gas hingga 100 kali.
ZK-Rollups harus menghadapi kompleksitas komputasional, namun. Bukti zero-knowledge membutuhkan sumber daya, sehingga mendukung logika kontrak pintar sewenang-wenang dapat membuktikan menjadi tantangan. ZK-Rollups menjadi lebih efektif untuk mendukung operasi lebih kompleks meskipun mereka lebih efisien untuk transaksi sederhana seperti perdagangan dan transfer saat ini.
Keterbatasan lain adalah kurangnya kompatibilitas penuh dengan EVM. Kontrak pintar Ethereum tidak secara alami dimaksudkan untuk berinteraksi dengan bukti zero-knowledge, sehingga pengembang mungkin diharuskan menulis ulang kontrak atau menggunakan bahasa pemrograman khusus. Bekerja untuk menyelesaikan ini adalah proyek seperti zkEVM, usaha untuk menghasilkan ZK-Rollup yang kompatibel dengan EVM.
Meskipun menghadapi kesulitan ini, finalitas instan dan kekuatan kriptografi ZK-Rollups membuat mereka menarik untuk digunakan saat kecepatan dan keamanan sangat penting. Kematangan teknologi harus memungkinkan rentang fitur yang lebih luas.
Membandingkan Optimistic Rollups dan
ZK-Rollups
Sementara Optimistic Rollups dan ZK-Rollups bertujuan untuk meningkatkan Ethereum dengan memproses transaksi di luar rantai, mekanisme dasar mereka menghasilkan perbedaan trade-off.
Validasi dan Keamanan
Optimistic Rollups bergantung pada bukti penipuan dan periode tantangan untuk memastikan validitas transaksi. Ini berarti transaksi tidak sah dapat dibatalkan, tetapi hanya jika seseorang mendeteksi dan melaporkannya. Sebaliknya, ZK-Rollups menggunakan bukti validitas yang menjamin kriptografi keakuratan setiap batch transaksi yang dikirim ke mainnet.
Menurut laporan oleh Electric Capital, "ZK-Rollups menawarkan jaminan keamanan lebih kuat karena mereka tidak bergantung pada asumsi game-teoretik."
Latensi Penarikan
Optimistic Rollups memiliki penundaan penarikan signifikan karena periode tantangan yang bisa berlangsung hingga seminggu. Ini dapat dikurangi melalui penyedia likuiditas tetapi menambah kompleksitas. ZK-Rollups memungkinkan untuk penarikan segera. Berikut adalah terjemahan dari konten yang diberikan:
Content: penarikan karena bukti validitas memastikan bahwa keadaan adalah benar.
Kompatibilitas EVM
Optimistic Rollups umumnya lebih kompatibel dengan EVM, memungkinkan pengembang untuk menerapkan kontrak pintar Ethereum yang sudah ada dengan perubahan minimal. ZK-Rollups sebelumnya mengalami kesulitan dengan kompatibilitas EVM karena intensitas komputasi dalam menghasilkan bukti untuk operasi yang kompleks. Namun, kemajuan seperti zkEVM bertujuan untuk menutup celah ini.
Kinerja dan Skalabilitas
ZK-Rollups dapat menawarkan throughput yang lebih tinggi dan biaya yang lebih rendah, terutama untuk transaksi sederhana, karena bukti validitas mengompres data transaksi dengan lebih efisien. Optimistic Rollups mungkin memiliki overhead yang lebih tinggi karena memerlukan bukti kecurangan.
Kompleksitas dan Upaya Pengembangan
Implementasi ZK-Rollups lebih kompleks karena melibatkan kriptografi tingkat lanjut. Hal ini dapat memperlambat pengembangan dan meningkatkan potensi terjadinya bug. Optimistic Rollups relatif lebih sederhana untuk diimplementasikan, yang telah menyebabkan penerapan aplikasi lebih cepat.
Adopsi Ekosistem
Kedua jenis rollup telah melihat adopsi yang signifikan. Optimistic Rollups saat ini memiliki lebih banyak aplikasi DeFi karena kompatibilitas EVM mereka. ZK-Rollups sedang mengejar ketertinggalan karena solusi untuk kompatibilitas EVM semakin matang. Menurut Dune Analytics, total value locked (TVL) dalam kedua solusi ini semakin meningkat, mencerminkan meningkatnya kepercayaan dan adopsi.
Pertimbangan Regulasi
Sifat kriptografi ZK-Rollups mungkin menawarkan fitur privasi yang lebih baik, yang bisa menjadi pedang bermata dua dalam hal kepatuhan regulasi. Optimistic Rollups lebih transparan, yang mungkin lebih selaras dengan ekspektasi regulasi.
Kasus Penggunaan untuk Optimistic Rollups dan ZK-Rollups
Kompatibilitas EVM dari Optimistic Rollups menjadikannya ideal untuk digunakan dalam aplikasi kontrak pintar yang rumit. Ini menjadikannya ideal untuk platform DeFi, pasar NFT, dan aplikasi lain yang memerlukan logika kompleks. Sebagai contoh, Synthetix, sistem likuiditas derivatif, telah bekerja sama dengan Optimism untuk menurunkan biaya dan meningkatkan skalabilitas. Pengguna dari integrasi ini bisa memperdagangkan aset sintetis dengan lebih cepat dan dengan lebih sedikit gesekan.
Ketika kecepatan transaksi dan keamanan sangat penting, ZK-Rollups bersinar. Finalitas instan dan throughput yang tinggi dari ZK-Rollups akan membantu aplikasi pembayaran, bursa terdistribusi untuk perdagangan spot, dan platform gaming. Menggunakan ZK-Rollups, Loopring, sebuah protokol Layer 2, telah menciptakan bursa terdistribusi yang menyediakan perdagangan cepat dan murah. Data dari Loopring menunjukkan bahwa pengguna bisa berdagang dengan biaya serendah 0,1% dari biaya mainnet, sehingga menjadi sangat terjangkau.
Selain itu, ZK-Rollups semakin populer dalam aplikasi yang berfokus pada privasi dan validasi identitas. Untuk kepatuhan dan privasi pengguna, bukti zero-knowledge memungkinkan pengguna membuktikan atribut tanpa mengungkapkan informasi pribadi—kemampuan yang sangat dihargai.
Proyek seperti zkSync bertujuan untuk memungkinkan kontrak pintar pada ZK-Rollups, sehingga membuka kasus penggunaan yang sebelumnya terbatas berdasarkan Optimistic Rollups. Seiring berkembangnya teknologi ini, batasan kemampuan mereka mungkin kabur dan memberikan lebih banyak kebebasan bagi pengembang.
Pemikiran Akhir
Persaingan antara Optimistic Rollups dan ZK-Rollups mewakili kemajuan yang sehat dalam upaya Ethereum untuk skalabilitas. Kedua teknologi ini memiliki manfaat khusus dan penting bagi jaringan untuk dapat menangani permintaan yang meningkat.
Dengan kompatibilitas EVM dan implementasi yang lebih mudah, optimistic roll-ups telah menjadi cukup populer di kalangan komunitas DeFi. Jaminan keamanan yang lebih kuat dan finalitas instan yang disediakan oleh ZK-Rollups mendorong batasan inovasi kriptografi.
Dua pilihan ini mungkin akan hidup berdampingan seiring berkembangnya ekosistem Ethereum, melayani berbagai kebutuhan dan tujuan. Karena pengembangan mereka akan sangat mempengaruhi arah aplikasi terdistribusi, pengembang, investor, dan konsumen harus tetap terinformasi tentang teknologi ini.
"Dalam jangka pendek, rollup adalah satu-satunya solusi skalabilitas tanpa kepercayaan, dan dalam jangka panjang, mereka adalah bagian penting dari ekosistem Ethereum," kata Vitalik Buterin, merangkum situasi dengan cukup baik.
Perkembangan dalam Optimistic dan ZK-Rollups menyoroti visi ini: dijanjikannya jaringan Ethereum yang lebih skalabel dan efisien.