Memahami Layer 1 vs Layer 2 dalam Blockchain, Apa Perbedaannya?

20 Agustus 2022, 02:44 WIB

Di saat adopsi blockchain terus mengalami perkembangan sampai detik ini, penskalaan (scaling) dalam ekosistemnya juga menjadi hal yang tidak kalah penting. Apalagi, dengan bantuan peningkatan throughput sistem, mereka dapat mengakomodasi aplikasi terbaru dan peningkatan volume transaksi. Oleh karena itu, diskusi seputar Layer 1 vs Layer 2 dalam konteks skalabilitas blockchain seringkali menjadi topik perdebatan.

Layer blockchain sendiri tercipta untuk meningkatkan keamanan jaringan dan pencatatan yang ada dalam blockchain tertentu. Pada artikel ini, kita akan menyimak bagaimana sistem tersebut dapat bekerja sama untuk meningkatkan interoperabilitas antar blockchain.

Apa Itu Trilema Blockchain?

Blockchain Scalability

Trilema skalabilitas (scalability trilemma) mengacu pada kemampuan blockchain untuk menyeimbangkan tiga properti organik yang merupakan prinsip utama yang ia miliki. Ketiga hal tersebut mencakup keamanan, desentralisasi, dan skalabilitas.

Trilema ini juga menyatakan bahwa blockchain hanya dapat memiliki dua dari tiga properti tersebut, dan tidak pernah ada yang memiliki ketiganya sekaligus. Akibatnya, teknologi blockchain saat ini akan selalu perlu mengorbankan salah satu dari sifat fundamentalnya untuk memprioritaskan fungsionalitasnya. Dalam hal ini, contoh utamanya adalah Bitcoin. Ketika blockchain yang ia miliki telah mengoptimalkan desentralisasi dan keamanan, Bitcoin pun telah menawarkan skalabilitas.

Namun, yang paling penting yaitu, saat ini tidak ada satu pun kripto yang mampu memaksimalkan ketiga fitur tersebut. Dengan kata lain, cryptocurrency memprioritaskan dua atau tiga di antaranya dan mengorbankan fitur yang lainnya.

Selanjutnya, sudah banyak developer yang bersusah payah untuk memecahkan trilema blockchain tersebut. Mereka pun menggunakan beberapa teknik dan ide yang bertujuan untuk memecahkan masalah skalabilitas yang sudah diterapkan. Sebagai hasilnya, itu akan bergantung pada tingkat implementasi blockchain mereka, konsep dan teknik ini bermanifestasi menjadi solusi layer 1 atau layer 2.

Sudah ada berbagai macam proyek kripto yang dapat memproses ribuan transaksi per detik. Tetapi, pada saat yang bersamaan mereka juga harus mengorbankan desentralisasi atau keamanannya. Di sisi lain, berkebalikan dengan hal tersebut, Bitcoin dan Ethereum adalah dua mata uang digital yang paling aman dan terdesentralisasi. Sedangkan Cardano, Avalanche, dan Solana adalah jenis kripto layer 1 yang terkenal karena mereka justru memanfaatkan masalah penskalaan Bitcoin dan Ethereum.

Solusi Scaling Layer 1

Sebelum membahas perbedaan penskalaan antara blockchain layer 1 vs layer 2 secara garis besar, tidak akan lengkap apabila tidak belum memahami definisi blockchain layer 1. Seperti namanya, jaringan blockchain layer 1 mengacu pada protokol dasar sebuah jaringan.

Solusi penskalaan layer 1 sendiri berfungsi untuk meningkatkan layer dasar protokol blockchain guna memfasilitasi peningkatan skalabilitas. Oleh karena itu, mereka menawarkan berbagai cara untuk meningkatkan skalabilitas jaringan blockchain. Misalnya, seperti solusi Layer 1 yang dapat memungkinkan modifikasi secara langsung pada peraturan protokol. Hal tersebut dimanfaatkan untuk meningkatkan kapasitas dan kecepatan transaksi. Di samping itu, solusi penskalaan layer 1 dapat memberikan kapasitas yang lebih besar untuk menampung data dan pengguna tambahan.

Tahukah Kamu?

Strategi penskalaan yang umum untuk layer 1 biasanya mencakup peningkatan ukuran block atau tingkat pembuatan block.

Namun, diskusi tentang layer 1 vs layer 2 blockchain biasanya juga akan mempertimbangkan dua solusi penskalaan layer 1 yang paling signifikan. Keduanya yaitu perubahan pada protokol konsensus dan sharding yang melakukan modifikasi mendasar untuk mencapai penskalaan pada layer 1 di jaringan blockchain.

Misalnya, beberapa mekanisme konsensus seperti proof-of-stake bisa jadi lebih efisien daripada protokol blockchain proof-of-work. Di sisi lain, sharding justru dapat memfasilitasi distribusi beban kerja jaringan di beberapa kumpulan data (dataset) atau shard.

Kelebihan

  • Skalabilitas sudah pasti menjadi kelebihan utama dari solusi blockchain layer 1. Apalagi, solusi blockchain layer 1 juga memerlukan modifikasi protokol untuk meningkatkan skalabilitas.
  • Protokol blockchain layer 1 menyediakan desentralisasi dan keamanan dengan skalabilitas yang tinggi, serta kelangsungan ekonomi.
  • Layer 1 dapat meningkatkan pengembangan ekosistem. Dengan kata lain, solusi penskalaan layer 1 dapat menggabungkan alat baru, kemajuan teknologi, dan variabel lain ke dalam protokol dasarnya.

Kekurangan

Masalah umum yang dimiliki jaringan layer 1 berhubungan dengan ketidakmampuannya untuk melakukan penskalaan. Bitcoin dan blockchain besar lainnya juga mengalami kesulitan dalam memproses transaksi ketika permintaan di jaringan sedang tinggi. Selain itu, proof-of-work (PoW) yang Bitcoin gunakan sebagai mekanisme konsensusnya juga membutuhkan sumber daya komputasi yang besar .

Menyelesaikan Masalah Layer 1

layer 1 vs. layer 2

Demi bisa mencapai penskalaan jaringan layer 1, sebuah blockchain memerlukan pembaruan fundamental di antaranya meliputi:

Perbaikan Protokol Konsensus

Ada beberapa mekanisme konsensus yang bisa jadi lebih efisien daripada yang lainnya. Salah satunya adalah PoW yang merupakan protokol konsensus di jaringan blockchain populer seperti Bitcoin saat ini. Namun, meskipun PoW aman, operasinya bisa jadi lebih lambat. Akibatnya, sebagian besar jaringan blockchain yang baru pun lebih memilih PoS sebagai mekanisme konsensus mereka.

Pasalnya, sistem PoS tidak membutuhkan penambang untuk memecahkan algoritma enkripsi yang menggunakan banyak daya komputasi itu. Tapi, sebagai gantinya, partisipan jaringannya akan menggunakan PoS untuk memproses dan memverifikasi block transaksinya. Saat ini, Ethereum juga berencana akan beralih ke algoritma konsensus PoS. Langkah itu mereka lakukan khususnya dengan tujuan untuk meningkatkan kapasitas jaringan, sembari meningkatkan desentralisasi dan menjaga keamanan jaringannya.

Sharding

Sebagai solusi yang merupakan adaptasi dari database terdistribusi, sharding telah menjadi salah satu solusi penskalaan layer 1 yang paling populer. Sharding sendiri adalah proses menguraikan keadaan (state) pada seluruh jaringan blockchain dan menjadikannya kumpulan data terpisah atau “shard.” Hal tersebut juga lebih mudah untuk dilakukan daripada harus membuat semua node mengurus seluruh jaringan. Setelahnya, jaringan akan memproses shards tadi secara paralel, sehingga hal itu memungkinkan adanya pemrosesan berurutan pada beberapa transaksinya. Selain itu, daripada harus memelihara keseluruhan salinan dari blockchain-nya, setiap node jaringan hanya akan mendapat tugas di shard tertentu. Barulah kemudian setiap shard akan mengirimkan buktinya ke mainchain dan membagikan alamat, status umum, dan saldo kepada shard lain menggunakan sistem komunikasi cross-shard. Di samping Zilliqa, Qtum, dan Tezos, Ethereum 2.0 adalah sebuah protokol blockchain terkemuka yang saat ini tengah mendalami shard.

Solusi Scaling Layer 2

Optimism Ethereum Scaling

Tujuan utama dari scaling layer 2 adalah untuk menggunakan jaringan atau teknologi yang beroperasi di atas protokol blockchain. Sebab, jaringan blockchain dapat mencapai peningkatan skalabilitas dan efisiensi dengan adanya bantuan dari protokol atau jaringan off-chain.

Pada dasarnya, solusi penskalaan layer 2 memerlukan pemindahan beban transaksi dari protokol blockchain ke arsitektur off-chain. Setelah itu, arsitektur off-chain akan memberi tahu blockchain utama tentang hasil akhir dari transaksi yang ditransfer. Selain itu, solusi penskalaan layer 2 juga memfasilitasi pendelegasian tugas pemrosesan data dalam arsitektur pendukung. Dan hal tersebut dilakukan secara lebih efisien dan fleksibel. Akibatnya, protokol inti blockchain tidak perlu mengalami kemacetan dan dapat memungkinkan adanya skalabilitas.

Lightning Network, sebuah solusi penskalaan untuk Bitcoin, adalah salah satu contoh paling umum dari solusi penskalaan layer 2. Dalam diskusi blockchain layer 1 vs layer 2, kamu juga bisa menemukan banyak solusi lain yang mendukung penskalaan layer 2.

Kelebihan

  • Salah satu kelebihan paling signifikan dari solusi layer 2 adalah mereka tidak mempengaruhi kinerja atau fungsionalitas blockchain yang mendasarinya untuk menurunkan kinerja jaringan secara keseluruhan.
  • Solusi layer 2, seperti halnya state channel dan Lightning Network, mampu mempercepat eksekusi beberapa transaksi mikro; karena solusi ini tidak perlu menjalani verifikasi minor atau membayar biaya yang tidak diperlukan untuk melakukan transaksi.

Kekurangan

  • Layer 2 memiliki dampak negatif pada konektivitas blockchain: Salah satu masalah paling signifikan dalam blockchain saat ini adalah kurangnya interkonektivitas antara blockchain yang berbeda. Sebagai contoh, kamu tidak dapat terhubung dengan seseorang di Ethereum jika kamu menggunakan Bitcoin. Tentunya ini adalah kendala yang merepotkan, mengingat, dengan layer 2, mereka akan membatasi interkonektivitas dalam jaringan dan dapat memperburuk masalah tersebut. Apalagi, karena pengguna layer 2 harus bergantung pada protokol solusi yang mereka gunakan, masalah itu bisa menjadi kendala yang mengkhawatirkan.
  • Masalah privasi dan keamanan: Seperti yang sudah disebutkan di atas, setiap solusi akan menawarkan berbagai tingkat keamanan dan privasi yang berbeda. Namun, tidak ada solusi yang memberikan tingkat keamanan yang sama dengan chain utama. Jadi, kamu harus mempertimbangkan mana saja yang sesuai dengan prioritas kamu.

Menyelesaikan Masalah Layer 2

layer 1 vs. layer 2

Nested blockchain, state channel, dan sidechain adalah contoh solusi untuk penskalaan di tingkat layer 2.

Nested Blockchain

Pada dasarnya, nested blockchain adalah blockchain yang ada di dalam, atau lebih tepatnya di atas blockchain lain. Biasanya, nested blockchain terdiri dari blockchain utama yang akan menetapkan parameter untuk jaringan yang lebih luas. Hal tersebut akan disertai dengan eksekusi dalam jaringan chain sekunder yang saling terhubung.

Di atas mainchain, ada banyak tingkatan blockchain yang dapat kita bangun. Di samping itu, masing-masing di antaranya akan memiliki koneksi induk-anak (parent-child) sendiri-sendiri. Dalam hal ini, parent chain akan mendelegasikan tugas ke child chain yang kemudian akan menyelesaikannya dan mengembalikan lagi hasilnya ke parent chain. Terkecuali ketika ada kebutuhan untuk melakukan penyelesaian perselisihan, blockchain dasar tidak akan berpartisipasi dalam fungsi jaringan chain yang ia beri naungan.

Di samping itu, distribusi kerja model ini akan mengurangi beban pemrosesan pada mainchain. Sehingga, hal tersebut secara eksponensial dapat meningkatkan skalabilitas. Contohnya, yaitu proyek Plasma OMG yang mengilustrasikan infrastruktur nested blockchain layer 2, yang digunakan di atas protokol Ethereum layer 1.

State Channel

State channel sendiri memungkinkan adanya komunikasi dua arah antara blockchain dan saluran transaksional off-chain. Sehingga, hal tersebut dapat  meningkatkan kapasitas dan kecepatan transaksionalnya. Di samping itu, state channel tidak akan menyebabkan adanya validasi oleh node jaringan layer 1. Tapi sebaliknya, solusi ini justru adalah sumber daya network-adjacent yang diisolasi melalui mekanisme multi-signature atau smart contract.

Ketika transaksi sudah mencapai tahap finalisasi pada state channel, “state” final dari saluran dan perubahannya akan tertulis di blockchain yang mendasarinya. Di samping itu, beberapa yang menggunakan state channel adalah Liquid Network, jaringan Raiden Ethereum, Celer, dan Bitcoin Lightning. Dalam trilemma tradeoff, state channel akan mengorbankan sebagian dari desentralisasi mereka untuk mendapat skalabilitas yang lebih besar.

Sidechain

Sidechain adalah chain transaksional yang berdekatan dengan blockchain, dan biasanya berfungsi dalam transaksi massal. Dalam hal ini, sidechain menggunakan mekanisme konsensus yang independen dari mainchain. Di samping itu, pengguna dapat mengoptimalkannya untuk memaksimalkan kecepatan dan skalabilitas. Sementara itu, fungsi utama dari mainchain dalam arsitektur sidechain adalah untuk menjaga keamanan secara keseluruhan. Kemudian, mainchain tersebut juga akan memvalidasi catatan transaksi yang sudah dikelompokkan, serta menyelesaikan perselisihan.

Di sisi lain, sidechain pada dasarnya berbeda dari state channel. Pertama, transaksi sidechain tidak bersifat pribadi antar peserta; dan transaksinya akan masuk ke dalam catatan publik di blockchain. Selain itu, pelanggaran keamanan sidechain tidak akan memengaruhi mainchain atau sidechain lainnya. Terlebih lagi, bangunan infrastruktur sidechain juga biasanya dari bawah ke atas. Oleh karena itu, dalam membangunnya membutuhkan upaya yang signifikan.

Layer 1 vs Layer 2: Perbedaan Utama

The Ultimate Guide to Blockchain Consensus Mechanisms - beincrypto.com

Garis besar fundamental solusi penskalaan layer 1 dan layer 2 memberikan kita dasar yang tepat dalam memudahkan kita untuk membedakan keduanya. Berikut adalah beberapa perbedaan utama antara solusi penskalaan layer 1 vs layer 2 untuk blockchain.

1. Definisi

Solusi penskalaan layer 1 memodifikasi layer dasar protokol blockchain untuk mencapai peningkatan yang kita inginkan. Misalnya, ukuran block dapat mengalami penyesuaian untuk mengakomodasi lebih banyak transaksi. Selain itu, pengguna juga dapat mengubah protokol konsensus untuk meningkatkan kecepatan dan efisiensinya.

Solusi penskalaan layer 2 berfungsi sebagai solusi off-chain yang akan berbagi beban dengan protokol blockchain utama. Di dalamnya, pemrosesan informasi khusus dan tugas pemrosesan transaksi akan mereka delegasikan ke protokol layer 2, jaringan, atau aplikasi dari mainnet protokol blockchain. Kemudian, protokol atau solusi off-chain tersebut akan menyelesaikan tugas yang ditentukan dan melaporkan hasilnya ke layer blockchain utama.

2. Metode Operasional

Dengan jaringan blockchain layer 1, metode penskalaan yang sebenarnya berfokus pada modifikasi protokol inti. Jadi, dengan solusi penskalaan layer 1, kamu harus mengubah protokol blockchain. Oleh karena itu, kamu tidak akan dapat segera mengurangi modifikasi, jika volume transaksinya menurun secara drastis.

Sebaliknya, solusi penskalaan layer 2 justru berfungsi sebagai solusi off-chain yang beroperasi secara independen dan terlepas dari protokol blockchain utama. Dengan begitu; protokol, jaringan, dan solusi off-chain-nya hanya akan melaporkan hasil akhir yang protokol blockchain perlukan secara langsung.

3. Jenis Solusi

Pada solusi blockchain layer 1, peningkatan protokol konsensus dan sharding adalah dua jenis solusi yang paling menonjol. Sementara itu, penskalaan layer 1-nya sendiri mencakup perubahan ukuran block atau kecepatan pembuatan block untuk memastikan fungsionalitas yang diinginkan.

Sedangkan, untuk solusi penskalaan layer 2 blockchain sendiri hampir tidak ada batasan pada solusi mana saya yang dapat mereka implementasikan. Pasalnya, protokol, jaringan, atau aplikasi apa pun dapat berfungsi sebagai solusi layer 2 off-chain untuk jaringan blockchain-nya.

4. Kualitas

Jaringan layer 1 berfungsi sebagai sumber informasi definitif yang pada akhirnya akan bertanggung jawab untuk penyelesaian transaksi. Di samping itu, pada jaringan layer 1, mereka menggunakan native token untuk mengakses sumber daya jaringannya. Terlebih lagi, inovasi dalam desain mekanisme konsensusnya juga menjadi karakteristik penting lain dari jaringan blockchain layer 1.

Sementara itu, jaringan layer 2 menyediakan fungsionalitas yang sama dengan blockchain layer 1, namun dengan beberapa karakteristik tambahan. Misalnya, jaringan Layer 2 meningkatkan throughput dan kemampuan program sambil menurunkan biaya transaksi. Kemudian, setiap solusi layer 2 juga memiliki metode untuk memetakan kembali transaksi ke layer dasar masing-masing.

Masa Depan Penskalaan 

Skalabilitas adalah faktor yang mempengaruhi ketidakmampuan sektor blockchain untuk mewujudkan perluasan adopsi kripto. Sebab, saat permintaan cryptocurrency meningkat, kebutuhan untuk menskalakan platform blockchain juga akan meningkat. Baik penskalaan layer 1 maupun layer 2 memiliki biaya dan manfaat yang berbeda-beda. Oleh karena itu, penskalaan di masa yang akan datang akan melibatkan kombinasi dari solusi layer 1 dan layer 2.

Jika kamu masih kesulitan memahami konsep teknis dari penskalaan blockchain, silakan kunjungi grup Telegram BeInCrypto. Akan ada orang-orang yang membantu menjelaskan semuanya kepadamu.

Pertanyaan yang Sering Ditanyakan

Apa perbedaan antara layer 1 dan layer 2?

Layer 1 adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan arsitektur dasar blockchain utama. Di sisi lain, layer 2 adalah jaringan yang melapisi blockchain. Sebagai contoh, ada Bitcoin dan Lightning Network. Jaringan Bitcoin adalah layer 1, sedangkan jaringan lightning adalah layer 2.

Apakah Ethereum merupakan blockchain layer 1 atau 2?

Ethereum adalah blockchain layer 1 karena merupakan fondasi di mana jaringan layer 2 dibangun. Rollup di Ethereum dan Lightning Network yang dibangun di atas Bitcoin adalah contoh proyek layer 2.

Apakah ada blockchain layer 3?

Ya, pastinya ada. Blockchain layer 3 biasanya hosting aplikasi terdesentralisasi (dApp) dan protokol terkait. Mereka dikenal sebagai “lapisan aplikasi.” API, UI, skrip, dan smart contract semuanya dapat disertakan dalam layer aplikasi.

Penyangkalan

Seluruh informasi yang terkandung dalam situs kami dipublikasikan dengan niat baik dan bertujuan memberikan informasi umum semata. Tindakan apa pun yang dilakukan oleh para pembaca atas informasi dari situs kami merupakan tanggung jawab mereka pribadi. Prioritas kami adalah menyediakan informasi berkualitas tinggi. Kami meluangkan waktu untuk mengidentifikasi, meriset, dan membuat konten edukasi yang sekiranya dapat bermanfaat bagi para pembaca. Kami menerima komisi dari para mitra kami untuk penempatan produk atau jasa mereka dalam artikel kami, supaya kami bisa tetap menjaga standar mutu dan terus memproduksi konten yang luar biasa. Meski demikian, pemberian komisi ini tidak akan memengaruhi proses kami dalam membuat konten yang tidak bias, jujur, dan bermanfaat.