Anatomi Revolusi: Cara Kerja Blockchain

Pengenalan SingkatBlockchain bekerja seperti buku catatan digital yang dibagikan di banyak komputer, memastikan setiap transaksi aman dan tidak dapat diubah. Bayangkan Anda mengirim uang ke teman tanpa bank; blockchain memverifikasi dan mencatat transaksi tersebut secara otomatis. Ini penting karena menghilangkan kebutuhan akan perantara, menghemat waktu dan biaya.

Proses Dasar 

• Transaksi Dibuat: Anda mengirim cryptocurrency atau data, yang kemudian dikirim ke jaringan.
• Verifikasi: Komputer di jaringan (node) memeriksa apakah transaksi valid, seperti memastikan Anda memiliki dana yang cukup.
• Blok Dibentuk: Transaksi yang divalidasi dikelompokkan ke dalam "blok," seperti halaman dalam buku.
• Validasi dan Penambahan: Miner atau validator menyelesaikan tugas matematika (Proof-of-Work) atau memilih berdasarkan stake (Proof-of-Stake) untuk menambahkan blok ke rantai.
• Penyimpanan Permanen: Setelah ditambahkan, blok menjadi bagian dari rantai yang tidak dapat diubah, dan transaksi selesai.

Pengertian dan Struktur Blockchain

Blockchain adalah buku besar digital terdesentralisasi yang mencatat transaksi di seluruh jaringan komputer, sehingga catatan tersebut tidak dapat diubah secara retroaktif tanpa mengubah semua blok berikutnya.

Setiap blok berisi:

• Sejumlah transaksi yang divalidasi.
• Timestamp untuk mencatat waktu pembuatan.
• Hash kriptografis dari blok sebelumnya, yang menghubungkan blok-blok secara berurutan.

Struktur ini menyerupai rantai, di mana setiap blok terhubung melalui hash, menciptakan sistem yang tahan terhadap perubahan. Menurut Investopedia, blockchain adalah "distributed ledger" yang memungkinkan transparansi dan keamanan, dengan data disimpan di banyak node (komputer) di jaringan peer-to-peer (P2P).

Sejarah dan Perkembangan

Konsep blockchain pertama kali diperkenalkan oleh Satoshi Nakamoto pada tahun 2008 dalam whitepaper Bitcoin, yang diterbitkan pada Bitcoin.org. Namun, ide dasar teknologi ini berasal dari tahun 1991, ketika Stuart Haber dan W. Scott Stornetta mengusulkan sistem timestamp untuk dokumen yang tidak dapat diubah, yang kemudian ditingkatkan dengan pohon Merkle pada tahun 1992 oleh Bayer, Haber, dan Stornetta, seperti dijelaskan di Wikipedia.

Bitcoin, diluncurkan pada tahun 2009, menjadi implementasi pertama blockchain, menyelesaikan masalah double-spending (pengeluaran ganda) tanpa pihak ketiga yang dipercaya. Sejak itu, blockchain berkembang dengan platform seperti Ethereum (2015), yang memperkenalkan smart contract, dan blockchain lain seperti Cardano (2017) dan Solana (2020) yang mengadopsi mekanisme konsensus yang lebih efisien.

Komponen Utama BlockchainUntuk memahami cara kerja blockchain, mari kita lihat komponen-komponen utamanya:

Komponen dan Penjelasan

• Blok: Menyimpan transaksi divalidasi, timestamp, dan hash blok sebelumnya. Ukuran blok, misalnya, 4MB untuk Bitcoin.RantaiUrutan blok yang terhubung, dimulai dari blok genesis (Blok 0), memastikan integritas melalui hash.
• Node : Komputer di jaringan yang menyimpan salinan blockchain dan memvalidasi transaksi. 
• Ada full node dan light node.
• Mekanisme Konsensus : Protokol untuk menyetujui transaksi, seperti Proof-of-Work (PoW) untuk Bitcoin dan Proof-of-Stake (PoS) untuk Ethereum pasca-Merge (September 2022).
• Kriptografi: Mengamankan transaksi dengan kunci publik dan privat, memastikan hanya pemilik yang sah yang dapat mengakses data.

Menurut GeeksforGeeks, setiap blok juga menggunakan pohon Merkle untuk efisiensi, yang mengkodekan transaksi ke dalam struktur hierarkis untuk verifikasi cepat.

Proses Kerja Blockchain

Proses kerja blockchain dapat diuraikan dalam beberapa langkah, seperti dijelaskan oleh Investopedia dan GeeksforGeeks:

A. Inisiasi Transaksi: Pengguna membuat transaksi, seperti mengirim 20 BTC dari Jack ke Phil (contoh dari GeeksforGeeks). Transaksi ini dienkripsi menggunakan kunci publik dan privat.

B. Verifikasi Transaksi: Transaksi dikirim ke node di jaringan, yang memverifikasi validitas, seperti memastikan Jack memiliki saldo yang cukup dan keduanya terdaftar di jaringan.

C. Pembentukan Blok: Transaksi yang divalidasi dikelompokkan ke dalam mempool, dan beberapa mempool membentuk blok. Dalam Bitcoin, blok memiliki kapasitas maksimal 4MB.

D. Mining atau Validasi:

•  Dalam sistem PoW (seperti Bitcoin), miner bersaing untuk menyelesaikan masalah matematika kompleks, mencari hash yang valid dengan mengubah nonce (angka yang digunakan sekali). 
• Proses ini memakan daya komputasi besar, dengan jaringan Bitcoin mencapai ~640 exahashes/second pada September 2024 (YCharts).

Dalam sistem PoS (seperti Ethereum pasca-Merge), validator dipilih berdasarkan jumlah koin yang di-stake, dengan lebih dari 33.8 juta ETH di-stake oleh lebih dari 1 juta validator pada September 2024 (DataWallet).

E. Konsensus Jaringan: Setelah blok divalidasi, ia ditambahkan ke rantai, dan semua node memperbarui salinan blockchain mereka. Dalam PoW, rantai dengan proof-of-work kumulatif terbanyak dianggap valid.

F. Finalitas Transaksi: Transaksi dianggap final setelah sejumlah blok tertentu ditambahkan setelahnya, misalnya 6 blok untuk Bitcoin (mengambil ~1 jam, dengan waktu blok rata-rata 10 menit).

Jenis-Jenis Blockchain

Blockchain dapat dibagi berdasarkan akses dan pengelolaan:

1. Publik : Terbuka untuk semua, seperti Bitcoin dan Ethereum, siapa saja dapat berpartisipasi.

2. Privat : Akses terbatas, biasanya digunakan oleh organisasi untuk keperluan internal.

3. Konsorsium : Dikelola oleh sekelompok organisasi, kombinasi antara publik dan privat.

4. Hibrida : Menggabungkan fitur publik dan privat, fleksibel untuk kebutuhan spesifik.

Menurut TechTarget, jenis ini memungkinkan blockchain untuk disesuaikan dengan kebutuhan industri, seperti rantai pasok atau keuangan.

Aplikasi di Luar Cryptocurrency

Blockchain tidak hanya untuk cryptocurrency; aplikasi lainnya meliputi:

A. Smart Contract: Kontrak digital yang dieksekusi otomatis, seperti pada Ethereum, digunakan untuk transaksi keuangan, real estate, dan manajemen rantai pasok (TechTarget).

B. Manajemen Rantai Pasok: Melacak aset dari asal hingga tujuan, memastikan keaslian, seperti dalam logistik.

C. Sistem Pemungutan Suara: Memungkinkan pemungutan suara yang aman dan transparan, mengurangi potensi kecurangan.

D. Verifikasi Identitas: Menyediakan identitas digital yang aman, seperti untuk KYC (Know Your Customer) di perbankan.

Kesehatan: Menyimpan catatan medis yang aman dan dapat diakses oleh penyedia layanan kesehatan yang berwenang.

Menurut Built In, blockchain mengubah industri dengan menghilangkan perantara, mengurangi biaya, dan meningkatkan keamanan.

Kelebihan dan Kekurangan

Blockchain memiliki banyak kelebihan, tetapi juga tantangan:

1. Kelebihan 

Desentralisasi: Tidak ada titik kegagalan tunggal, Keamanan: Sulit diubah atau diretas, Transparansi: Semua transaksi dapat diverifikasi

2. Kekurangan

Skalabilitas: Beberapa blockchain, seperti Bitcoin, terbatas dalam transaksi per detik, Konsumsi Energi: PoW, seperti Bitcoin, boros energi (121 terawatt-jam/tahun pada 2021, lebih dari Argentina dan Belanda, The Economist).

Menurut IBM, blockchain menyediakan keamanan dan transparansi, tetapi tantangan skalabilitas dan energi tetap menjadi fokus penelitian.

Tantangan dan Solusi

- Masalah Double-Spending: Blockchain menyelesaikan ini dengan mencatat semua transaksi dalam buku besar yang tidak dapat diubah, seperti dijelaskan di Wikipedia.

- Serangan 51%: Dalam teori, penyerang yang mengendalikan lebih dari 51% daya komputasi jaringan dapat mengontrol blockchain. 

      Namun, ini hampir tidak mungkin untuk jaringan besar seperti Bitcoin (~640 exahashes/second) dan Ethereum (>33.8 juta ETH di-stake), menurut Investopedia.

Masa Depan Blockchain

      Blockchain terus berkembang, dengan fokus pada skalabilitas (seperti solusi layer-2), efisiensi energi (dengan adopsi PoS), dan integrasi dengan teknologi lain seperti AI dan IoT. Menurut Stanford Online, aplikasi blockchain mulai merambah ke pelacakan data, mata uang nasional, dan token non-fungible (NFTs), menunjukkan potensi besar di berbagai industri.

Kesimpulan

Blockchain adalah teknologi yang mengubah cara kita bertransaksi dan menyimpan data, dengan potensi untuk merevolusi banyak sektor. Dengan memahami cara kerjanya, kita dapat lebih menghargai inovasi ini dan potensi yang ditawarkannya untuk masa depan yang lebih transparan dan aman.