Apa itu blockchain? Panduan lengkap

Teknologi Blockchain, sejenis basis data yang cukup unik, telah ramai dibicarakan di kalangan teknologi sejak 2009. Sering disebut sebagai “teknologi buku besar terdistribusi” (DLT), ini pada dasarnya adalah sistem di mana data, setelah ditambahkan, menjadi praktis tidak dapat diubah.

Keindahan blockchain terletak pada strukturnya - data ditambahkan ke blok seiring waktu, dengan setiap blok baru berisi informasi yang terhubung dengan blok sebelumnya. Desain cerdas ini memastikan bahwa siapa pun yang memeriksa blok terbaru dapat memverifikasi keabsahannya dengan melacak kembali melalui seluruh rantai hingga blok genesis.

Perekat yang Mengikat Blok Bersama

Fungsi hash berfungsi sebagai perekat yang mengikat blok-blok bersama. Fungsi matematis ini mengambil data dengan ukuran berapa pun dan menghasilkan hasil dengan panjang tetap. Yang menarik tentang hash blockchain adalah keunikannya - bahkan modifikasi terkecil pada data masukan menghasilkan keluaran yang benar-benar berbeda.

Pertimbangkan SHA256, yang banyak digunakan dalam Bitcoin. Ubah hanya satu huruf kapital dalam teks input Anda, dan Anda akan mendapatkan output kriptografis yang sama sekali berbeda. Sifat ini membuat blockchain sangat tahan terhadap pemalsuan.

Desentralisasi: Kekuatan Sejati

Sementara blockchain itu sendiri adalah struktur data yang menarik, potensi sebenarnya muncul ketika diterapkan sebagai sistem terdesentralisasi. Dikombinasikan dengan teori permainan dan teknologi lainnya, blockchain dapat berfungsi sebagai buku besar terdistribusi yang tidak dikendalikan oleh satu entitas pun.

Ini berarti tidak ada yang dapat mengubah catatan di luar aturan yang ditetapkan oleh sistem. Buku besar pada dasarnya milik semua orang secara bersamaan, dengan peserta mencapai konsensus tentang kondisinya pada saat tertentu.

Masalah Jenderal Bizantium

Tantangan yang dihadapi oleh sistem terdesentralisasi paling baik diilustrasikan oleh Masalah Jenderal Bizantium - sebuah dilema di mana aktor yang terisolasi harus berkoordinasi tanpa saluran komunikasi yang dapat diandalkan. Bayangkan beberapa jenderal mengelilingi sebuah kota, perlu memutuskan secara bulat apakah akan menyerang atau mundur. Jika mereka tidak bertindak secara bersamaan, mereka akan gagal.

Mekanisme Blockchain harus dirancang untuk tahan terhadap kemungkinan kegagalan atau perilaku jahat dari peserta. Sistem yang mencapainya disebut memiliki “Konsensus Jenderal Bizantium” - penting untuk mempertahankan integritas tanpa kontrol terpusat.

Jaringan Peer-to-Peer

Dalam jaringan P2P, pengguna terhubung langsung tanpa perantara. Berbeda dengan struktur terpusat di mana informasi melewati server, peserta P2P bertukar data langsung satu sama lain.

Setiap pengguna blockchain pada dasarnya menyimpan seluruh database di komputer mereka. Jika seseorang meninggalkan jaringan, yang lain masih mempertahankan akses ke blockchain. Ketika blok baru ditambahkan, informasi menyebar di seluruh jaringan, memungkinkan semua orang untuk memperbarui salinan buku besar mereka.

Blockchain Publik vs Privat

Bitcoin mempelopori apa yang kita sebut blockchain publik - sistem yang dapat dilihat dan diakses oleh siapa saja hanya dengan koneksi internet dan perangkat lunak yang tepat. Lingkungan tanpa izin ini kontras dengan blockchain privat, yang membatasi siapa yang dapat berinteraksi dengan sistem.

Meskipun blockchain pribadi mungkin terlihat berlebihan, mereka memiliki tujuan penting, terutama dalam pengaturan perusahaan di mana akses terkontrol diperlukan.

Bagaimana Transaksi Bekerja

Ketika Alice ingin mengirim Bob 5 BTC, dia menyebarkan niat ini ke jaringan. Transaksi tersebut tidak segera ditambahkan ke blockchain - node melihatnya, tetapi langkah validasi tambahan harus dilakukan sebelum konfirmasi.

Setelah ditambahkan ke blockchain, semua node mengenali transaksi dan memperbarui salinan mereka sesuai. Ini mencegah Alice menghabiskan 5 BTC yang sama lagi (double-spending).

Alih-alih menggunakan nama pengguna dan kata sandi, blockchain menggunakan kriptografi kunci publik. Bob menghasilkan kunci pribadi ( yang harus tetap rahasia ) dan menurunkan kunci publik darinya. Alice mengirimkan dana ke alamat publik Bob, menandatangani transaksinya dengan kunci pribadinya untuk membuktikan kepemilikan dana yang dia kirim.

Mekanisme Konsensus: Penambangan dan Staking

Agar blockchain berfungsi tanpa otoritas terpusat, mekanisme yang adil harus menentukan siapa yang menambahkan blok baru. Dua pendekatan utama telah muncul:

Penambangan (Bukti Kerja)

Penambang bersaing untuk menyelesaikan teka-teki komputasi, mengorbankan daya komputasi dan listrik. Yang pertama menemukan solusi yang valid dapat menambahkan sebuah blok dan menerima hadiah. Meskipun dapat diandalkan dan inklusif, penambangan mengkonsumsi energi yang sangat besar dan dapat menyebabkan perlombaan senjata perangkat keras.

Staking (Proof of Stake)

Validator menempatkan kepemilikan cryptocurrency mereka “dalam taruhannya” untuk hak mengusulkan blok. Jika mereka bertindak tidak jujur, mereka kehilangan dana yang dipertaruhkan. Pendekatan ini menggunakan energi yang jauh lebih sedikit tetapi tetap kurang teruji dibandingkan dengan penambangan.

Aplikasi Blockchain

Di luar cryptocurrency, teknologi blockchain memiliki aplikasi potensial di berbagai industri:

• Rantai pasokan: Meningkatkan transparansi dan keterlacakan barang
• Gaming: Memungkinkan kepemilikan nyata atas aset dalam permainan
• Kesehatan: Rekam medis yang aman dan dikendalikan oleh pasien
• Transfer uang: Pembayaran internasional yang lebih cepat dan lebih murah
• Identitas digital: Data pribadi yang dikendalikan pengguna
• Tata Kelola: Sistem pengambilan keputusan yang transparan
• Charity: Aliran donasi yang dapat dilacak
• Penyimpanan file: Penyimpanan terdistribusi tahan sensor

Meskipun memiliki potensi, teknologi blockchain menghadapi tantangan signifikan, terutama terkait skalabilitas. Sifat-sifat yang membuat blockchain aman dan terdesentralisasi juga membatasi throughput transaksinya dibandingkan dengan sistem terpusat.

Seiring dengan kematangan teknologi, berbagai solusi skala sedang dikembangkan, baik di dalam rantai ( untuk meningkatkan blockchain itu sendiri) maupun di luar rantai ( untuk memproses transaksi di luar blockchain utama). Pencarian terus dilakukan untuk pendekatan yang mempertahankan manfaat inti blockchain sambil meningkatkan kinerja ke tingkat yang kompetitif dengan alternatif terpusat.