Perbedaan antara Optimistic Rollups dan Zero-Knowledge Rollups

Pendahuluan

Seiring permintaan terhadap cryptocurrency meningkat, kapasitas beberapa blockchain mulai menghadapi batas maksimalnya. Kondisi ini dapat menyebabkan kemacetan jaringan dan biaya transaksi yang tinggi. Untuk mengatasi hal tersebut, berbagai solusi sedang dikembangkan dan diuji guna meningkatkan throughput dan kecepatan transaksi. Solusi peningkatan kapasitas ini dikategorikan menjadi dua: solusi scaling Layer 1 dan Layer 2.

Solusi scaling Layer 1, seperti sharding, melakukan modifikasi langsung pada blockchain utama (dikenal juga sebagai base blockchain atau Layer 1 blockchain). Sementara itu, solusi scaling Layer 2 berjalan di atas blockchain Layer 1. Contoh solusi Layer 2 meliputi state channel, sidechain, dan blockchain rollup.

Blockchain rollup merupakan protokol yang dirancang untuk meningkatkan throughput dan menurunkan biaya. Tujuannya adalah mengatasi masalah dengan mengagregasi transaksi dan memperkecil ukuran data, menjadikan pemrosesan serta penyimpanan transaksi lebih efisien.

Apa Itu Blockchain Rollup?

Rollup adalah solusi Layer 2 yang mengumpulkan data transaksi dan memindahkannya dari blockchain utama. Eksekusi transaksi berlangsung di luar blockchain (off-chain), sedangkan aset tetap disimpan di blockchain melalui smart contract. Setelah transaksi selesai, data transaksi dikirimkan kembali ke blockchain utama.

Rollup yang meningkatkan efisiensi throughput transaksi secara teori dapat diterapkan pada blockchain Layer 1 mana pun. Dengan rollup, blockchain dapat meningkatkan jumlah transaksi yang diproses dan dicatat dalam kurun waktu tertentu.

Saat ini, ada dua tipe utama rollup: optimistic rollup dan zero-knowledge (zk) rollup.

Apa Itu Optimistic Rollup?

Optimistic rollup adalah protokol yang meningkatkan volume transaksi dengan mengelompokkan beberapa transaksi untuk diproses secara off-chain. Data transaksi kemudian dicatat di blockchain utama dengan teknik kompresi data, sehingga menekan biaya dan meningkatkan kecepatan. Berdasarkan riset Ethereum, optimistic rollup berpotensi meningkatkan skalabilitas hingga sepuluh sampai seratus kali lipat.

Cara Optimistic Rollup Memverifikasi Transaksi

Transaksi dianggap valid secara default agar pemrosesan lebih efisien. Anda mungkin bertanya apakah hal ini mengorbankan keamanan demi kecepatan transaksi. Namun, optimistic rollup menerapkan sistem fraud proof dengan periode penyelesaian sengketa. Selama periode ini, siapa pun yang memantau rollup dapat menantang verifikasi transaksi melalui fraud proof.

Jika ditemukan kesalahan pada suatu batch, protokol rollup memperbaikinya dengan mengeksekusi ulang transaksi yang salah dan memperbarui blok. Pihak yang menyetujui transaksi keliru akan dikenai penalti.

Keterbatasan Optimistic Rollup

Karena transaksi tidak diverifikasi secara langsung, optimistic rollup membutuhkan periode penyelesaian sengketa—berbeda dengan zk rollup—yang berakibat pada waktu penyelesaian transaksi lebih lama.

Finalitas transaksi pada blockchain yang memakai optimistic rollup juga cenderung lebih lama dibandingkan zk rollup. Finalitas transaksi mengacu pada lamanya pengguna menunggu hingga yakin transaksi tidak akan dibatalkan atau diubah. Penarikan dana pada blockchain dengan optimistic rollup tertunda karena periode penyelesaian sengketa harus selesai sebelum dana dapat dicairkan. Sebaliknya, pada zk rollup, penarikan dana dapat dilakukan segera setelah smart contract protokol zk rollup memverifikasi proof of validity.

Optimistic rollup juga dinilai kurang efisien dibandingkan zk rollup. Pada optimistic rollup, seluruh data transaksi harus dipublikasikan di blockchain demi memperoleh finalitas, sedangkan pada zk rollup hanya proof of validity yang perlu dicatat di blockchain.

Apa Itu Zero-Knowledge (ZK) Rollup?

Zero-knowledge rollup adalah protokol yang mengelompokkan transaksi dan mengeksekusinya di luar blockchain utama. Setelah transaksi pada satu batch dieksekusi, operator zk rollup mengirimkan ringkasan perubahan yang diperlukan untuk setiap batch. Operator juga diwajibkan membuat proof of validity yang membuktikan bahwa perubahan tersebut benar. Proof ini jauh lebih ringkas daripada data transaksi, sehingga verifikasinya lebih cepat dan murah.

Di Ethereum, zk rollup mengurangi ukuran data transaksi melalui teknik kompresi saat menulis transaksi ke Ethereum sebagai calldata, sehingga biaya pengguna bisa ditekan.

Cara ZK Rollup Memverifikasi Transaksi

Zk rollup memanfaatkan zero-knowledge proof untuk memverifikasi transaksi. Zero-knowledge proof digunakan oleh seorang prover yang ingin membuktikan kepada verifier bahwa ia memiliki pengetahuan tersebut, sehingga transaksi dapat diverifikasi.

Prosesnya sebagai berikut:

1. Prover memberikan proof matematis yang hanya dapat dibuat oleh dirinya sendiri.

2. Verifier menggunakan proof matematis tersebut untuk memverifikasi validitas transaksi.

3. Validitas dapat diperoleh tanpa verifier mengetahui isi dari proof tersebut.

Keunggulan ZK Rollup

Jika diimplementasikan dengan benar, zk rollup menawarkan tingkat keamanan sangat tinggi bagi pengguna. Salah satu faktor utamanya adalah penggunaan zero-knowledge proof of validity. Jaringan hanya dapat beroperasi dalam kondisi valid berkat proof ini, dan operator tidak bisa mencuri dana pengguna atau merusak sistem.

Keunggulan lain dari zk rollup adalah pengguna tidak perlu memantau jaringan. Zk rollup menyimpan seluruh data di blockchain dan membutuhkan proof of validity. Operator tidak dapat melakukan kecurangan, sehingga pengguna tidak perlu khawatir akan pelanggaran di jaringan. Selain itu, zk rollup memungkinkan penarikan dana ke mainnet tanpa harus berinteraksi dengan operator serta membuktikan kepemilikan token melalui data availability.

Sama seperti optimistic rollup, zk rollup juga mengeksekusi transaksi di luar blockchain utama dan mempercepat penyelesaian transaksi.

Perbedaan ZK Rollup dan Optimistic Rollup

Optimistic rollup dan zero-knowledge rollup merupakan dua pendekatan berbeda dalam scaling Layer 2, masing-masing dengan konsekuensi tersendiri:

Verifikasi Transaksi: Optimistic rollup menganggap transaksi valid secara default dan mengandalkan fraud proof untuk verifikasi, sementara zk rollup menggunakan zero-knowledge proof kriptografi guna memverifikasi semua transaksi sejak awal.

Penyelesaian Sengketa: Optimistic rollup memerlukan periode penyelesaian sengketa (umumnya 7 hari) sebelum transaksi mencapai finalitas, sedangkan zk rollup mencapai finalitas segera setelah proof diverifikasi.

Kebutuhan Data: Optimistic rollup harus mempublikasikan seluruh data transaksi secara on-chain, sedangkan zk rollup hanya perlu mempublikasikan proof of validity yang ringkas, sehingga biaya data lebih rendah.

Kecepatan Penarikan Pengguna: Penarikan dari optimistic rollup tertunda hingga periode sengketa selesai, sementara pada zk rollup, penarikan dapat diproses secara instan.

Kompleksitas Komputasi: Pembuatan zero-knowledge proof memerlukan komputasi intensif sehingga zk rollup lebih kompleks untuk diimplementasikan. Optimistic rollup memiliki logika lebih sederhana, tapi waktu finalitasnya lebih lama.

Model Keamanan: Keduanya sama-sama menawarkan keamanan kriptografi, namun dengan mekanisme berbeda—fraud proof dan proof matematis.

Bagaimana Masa Depan Zero-Knowledge dan Optimistic Rollup?

Masa depan zero-knowledge dan optimistic rollup sangat menjanjikan. Dengan semakin banyaknya pengguna cryptocurrency dan teknologi blockchain, solusi-solusi ini akan berperan semakin besar dalam meningkatkan efisiensi blockchain. Blockchain akan terus menguji berbagai solusi scaling seperti sharding, rollup, dan solusi Layer 0. Bahkan, ke depan sangat mungkin lahir dan diimplementasikan solusi baru, baik sebagai pelengkap rollup maupun sebagai alternatifnya.

Kesimpulan

Seiring permintaan cryptocurrency yang terus bertambah dan menantang batas blockchain eksisting, banyak pengembang menghadirkan beragam solusi scaling. Artikel ini membahas perbedaan antara optimistic rollup dan zk rollup. Melalui uji coba dan pengembangan teknologi rollup secara berkelanjutan, ke depan kita mungkin akan menemukan varian yang lebih optimal guna mewujudkan skalabilitas yang dibutuhkan untuk adopsi cryptocurrency secara luas.

FAQ

Apa perbedaan utama antara Optimistic Rollup dan Zero-Knowledge Rollup?

Optimistic Rollup mengasumsikan transaksi valid kecuali terbukti sebaliknya, sedangkan Zero-Knowledge Rollup menganggap transaksi tidak valid hingga terbukti valid lewat proof kriptografi. Optimistic Rollup menawarkan pemrosesan lebih cepat, sedangkan ZK-Rollup memberikan privasi dan keamanan lebih tinggi.

Mana yang lebih cepat dan murah antara Optimistic Rollup dan Zero-Knowledge Rollup?

Optimistic Rollup lebih cepat dan murah dengan biaya transaksi rendah, namun waktu finalitasnya lebih panjang. Zero-Knowledge Rollup menghadirkan finalitas lebih cepat tetapi memerlukan sumber daya komputasi lebih besar sehingga awalnya lebih lambat dan mahal.

Bagaimana tingkat keamanan Zero-Knowledge Rollup dibanding Optimistic Rollup?

Zero-Knowledge Rollup menawarkan keamanan unggul melalui proof kriptografi yang memverifikasi transaksi secara matematis, sementara Optimistic Rollup mengandalkan periode challenge dan fraud proof, sehingga ZK Rollup secara inheren lebih aman.

Apa itu Challenge Period pada Optimistic Rollup?

Challenge Period adalah periode 7 hari di mana validator dapat menggugat transaksi pada Optimistic Rollup. Sistem ini menganggap semua transaksi valid secara default, tetapi periode challenge memungkinkan adanya sengketa untuk mencegah penipuan.

Proyek atau aplikasi apa yang memakai Optimistic Rollup dan mana yang menggunakan ZK Rollup?

Optimistic Rollup digunakan oleh Optimism dan Arbitrum untuk scaling general-purpose. ZK Rollup diadopsi oleh zkSync, StarkNet, dan Polygon zkEVM. Keduanya mendukung transaksi lebih cepat dan biaya lebih rendah di aplikasi DeFi, gaming, dan sektor lainnya.

Bagaimana cara kerja zero-knowledge proof pada Zero-Knowledge Rollup?

Zero-knowledge proof memungkinkan prover membuktikan validitas transaksi tanpa mengungkap detailnya. Transaksi dikumpulkan secara off-chain, dikompresi ke dalam proof kriptografi, dan hanya proof tersebut yang dikirim on-chain untuk diverifikasi, sehingga privasi terjaga tanpa mengorbankan keamanan dan skalabilitas.

Mengapa Optimistic Rollup memerlukan mekanisme fraud proof?

Optimistic Rollup menganggap transaksi valid secara default dan hanya diverifikasi jika dipersoalkan. Fraud proof memungkinkan siapa pun membuktikan transaksi tidak valid, mendorong validator untuk bersikap jujur dan melindungi jaringan dari pelaku jahat melalui insentif ekonomi.

Apa keunggulan dan kelemahan utama Zero-Knowledge Rollup?

Keunggulan: kecepatan transaksi lebih tinggi, biaya lebih rendah, penarikan ke Layer 1 lebih cepat. Kelemahan: kompleksitas teknis lebih tinggi, kebutuhan komputasi besar, kapasitas throughput lebih terbatas.

Apa keunggulan Layer 2 Rollup dibanding solusi scaling lain seperti sidechain?

Layer 2 Rollup menawarkan biaya transaksi lebih rendah dan finalitas lebih cepat dengan tetap memanfaatkan keamanan Layer 1, berbeda dengan sidechain yang menggunakan sistem keamanan tersendiri. Hal ini menghadirkan skalabilitas yang lebih baik dengan jaminan settlement kuat di main chain.

Bagaimana prospek pengembangan Optimistic Rollup dan ZK Rollup ke depan?

Optimistic Rollup dan ZK Rollup akan terus berkembang dan saling melengkapi. Optimistic Rollup berfokus pada transaksi yang lebih cepat dan implementasi sederhana, sedangkan ZK Rollup menawarkan keamanan dan privasi lebih tinggi. Kedua teknologi ini akan terus berevolusi untuk memenuhi kebutuhan aplikasi blockchain yang makin beragam dalam hal skalabilitas.