Casper: Menuju Kearah Proof-of-Stake Ethereum

Pengenalan kepada Proof-of-Work dan Proof-of-Stake

Jika berbicara mengenai consensus atau persetujuan sama ada satu blok diterima atau tidak di dalam rantaian blok (lebih dikenali sebagai blockchain), perlombongan kripto adalah perkara yang menyumbang kepada wujudnya blok baru. Namun ramai pihak yang mengkritik proses perlombongan (iaitu satu proses mewujudkan block baru menggunakan Proof-of-Work (PoW).

Dalam proses PoW, komputer akan menggunakan keupayaan CPU dan GPU dalam menyelesaikan masalah matematik, dan mencapai tujuan yang diingini. Sebagai contoh, dalam blockchain Bitcoin, proses hashing akan dilakukan berulang kali sehinggalah memperoleh hash yang dikehendaki, seperti hash yang bermula dengan 4 sifar dihadapannya. Dalam melakukan proses hashing ini, banyak tenaga elektrik akan digunakan, dan pada masa hadapan proses ini akan menjadi lebih sukar kerana telah ditetapkan di dalam Bitcoin Core bahawa kesukarannya akan meningkat jika semakin banyak Bitcoin dilombong.

Proses PoW ini mendapat kritikan ramai kerana memakan kuasa elektrik yang terlalu banyak, sehingga dianggarkan sebanyak 73 TWh setahun, menyamai penggunaan tenaga elektrik di seluruh Austria. Sebelum berkembang pesat perlombongan kripto, masalah penggunaan elektrik ini tidak diberikan perhatian berat, namun sekarang ia sudah menjadi kritikan utama terhadap proses perlombongan kripto.

Proof-of-Stake pula alternatif yang sering dicadangkan dalam menghadapi masalah PoW. Secara ringkas, PoS adalah proses konsensus di mana blok baru dihasilkan bergantung kepada berapa banyak matawang kripto yang dipegang. Ini bermaksud lebih banyak mata wang kripto yang dipegang oleh sesuatu individu, lebih banyak kuasa untuk mengesahkan keabsahan blok yang dihasilkan di blockchain.

Menurut teori PoS, individu yang mempunyai 10 peratus daripada keseluruhan sesuatu matawang kripto hanya dapat melombong atau mengesahkan 10 peratus daripada penghasilan blok baru. Jadi untuk menguasai sesuatu blockchain, seseorang individu memerlukan pemegangan 51 peratus daripada jumlah keseluruhan sesuatu mata wang kripto jika individu tersebut ingin menggodam blockchain tersebut. Yang pasti, PoS tidak memerlukan tenaga elektrik yang banyak dalam proses menjaga keselamatan rangkaian blockchainnya.

 

GHOST – Pengenalan Ringkas PoW Ethereum

Jika kita membincangkan dari segi Ethereum, protocol PoW yang digunakan oleh Ethereum dikenali sebagai GHOST (iaitu akronim kepada Greedy Heaviest Observed Subtree).

Beza PoW antara Bitcoin dan Ethereum adalah jelas, iaitu Ethereum dapat dilombong menggunakan GPU, iaitu perkakas yang dapat digunakan secara meluas, berbanding Bitcoin yang kebanyakkan memerlukan perkakas perlombongan ASIC untuk mendapat hasil yang memuaskan. Tujuan menggunakan protokol GHOST adalah sangat penting di sisi Ethereum, kerana komuniti itu percaya dengan menggunakan protokol GHOST adalah untuk mengelakkan pemusatan kuasa oleh pelombong, kerana jika menggunakan GPU, semua orang dapat melaksanakan perlombongan tanpa memerlukan peralatan perlombongan khas seperti perkakasan perlombongan ASIC yang sukar diperolehi.

GHOST mempunyai ciri-ciri kebal perkakasan perlombongan ASIC, dinamakan memory hardness yang mana mesin perkakasan perlombongan ASIC tidak dapat melaksanakan algoritma untuk tujuan perlombongan Ethereum, walaupun perkakasan ASIC untuk perlombongan Ethereum sudah dibina oleh Bitmain yang dinamakan Antminer E3.

Selain itu PoW dalam Ethereum mempunyai kelainan berbanding Bitcoin seperti masa untuk menghasilkan blok baru (average block time), kos transaksi, dan semestinya kod dasarnya yang berbeza.  Namun, komuniti pemaju Ethereum mula bekerja kuat untuk berpindah ke penggunaan Casper, protokol Proof-of-Stake (PoS) Ethereum.

 

Casper – Protokol PoS Ethereum

Casper, iaitu nama yang diberikan adalah berdasarkan nama watak kartun Casper The Friendly Ghost. Protokol ini dicadangkan oleh Vlad Zamfir, salah satu tokoh utama pemaju Ethereum. Vlad mencadangkan Casper kerana beliau berfikir Ethereum boleh berkembang pesat dan pergi lebih jauh jika menggunakan protokol Casper. Projek untuk membangunkan Casper ini telah lama, bermula semenjak September 2014 lagi. Asas Casper sebagai PoS dijangkakan perlaksanaan dalam Ethereum yang dinamakan sebagai Constantinople, iaitu bahagian kedua kepada Metropolis dalam roadmap Ethereum.

Dalam pembangunan Ethereum, PoS sepenuhnya masih belum wujud. Sekarang hanya wujud gabungan PoW-PoS, dan terdapat 2 versi kepada Casper hibrid ini. Casper bukan hanya satu projek, tetapi gabungan dua projek penyelidikan yang sedang dibina secara selari oleh pasukan pemaju Ethereum. Berikut adalah 2 versi Casper hibrid tersebut:

 

  1. Casper the Finality Friendly Gadget (FFG).

Dilihat sebagai langkah pertama untuk memindahkan Ethereum mainnet dari PoW ke PoS, pengasas Ethereum, Vitalik Buterin merintis projek ini yang menggunakan model PoW / PoS hibrid. Dalam mekanisme Casper FFG, mekanisme PoW yang sedia ada digunakan untuk menghasilkan block baru, sementara Casper FFG diletakkan di lapisan atas blockchain Ethereum menggunakan kontrak pintar. Matlamatnya adalah untuk mewujudkan peralihan lancar ke PoS, dan versi pertama kod dikeluarkan pada Mei 2018 untuk semakan semula pemaju Ethereum lain. Casper FFG berfungsi seperti berikut, iaitu setiap block dihasilkan melalui PoW, tetapi sebagai contoh setiap block yang ke 50 akan menggunakan PoS di mana keabsahan block akan disahkan oleh validator.

 

  1. Casper the Friendly GHOST: Better by Construction (CBC).

Casper CBC diketuai oleh pemaju Vlad Zamfir dan bergantung pada oracle keselamatan (yang Ethereum melabelkannya sebagai “musuh yang ideal”) untuk sentiasa  terus memperbaiki satu protokol PoS yang sudah siap  separuh sehingga sistem PoS ini lengkap dan siap sepenuhnya. Jika menggunakan Casper CBC, sistem ini akan memberi amaran jika berlaku kesalahan, dan turut memberikan situasi bagaimana kesalahan seterusnya akan berlaku. Casper CBC ini memfokuskan keselamatan untuk proses konsensus berlaku.

 

Walaupun kedua-dua versi Casper ini kelihatan agak berbeza dari segi pelaksanaannya, sebenarnya kedua-dua versi Casper ini sebenarnya saling bantu-membantu dalam mewujudkan sistem PoS yang betul-betul kukuh dan selamat. Casper yang sepenuhnya melaksanakan PoS akan menggunakan gabungan antara kedua-dua versi Casper hybrid PoW/PoS ini.

 

Kenapakah Casper PoS penting di sisi pemaju Ethereum?

Kita sudah berbincang sedikit sebanyak berkenaan Casper. Sekarang kita berbincang pula mengapakah Casper ini penting terhadap masa depan Ethereum khususnya dan juga platform mata wang kripto secara keseluruhannya. Perpindahan Ethereum ke PoS akan menawarkan empat penambahbaikan kepada sistem PoW semasa:

  1. Mengurangkan penggunaan elektrik.

Dianggarkan bahawa Ethereum menggunakan kos elektrik dan perkakasan bernilai $ 1 juta setiap hari. Casper akan menyingkirkan proses perlombongan Ethereum kerana pemaju Ethereum bercadang untuk meletakkan “bom kesulitan” pada sistem PoW ketika Casper dilancarkan, menyebabkan mustahil untuk melakukan perlombongan Ethereum.

  1. Mengelakkan pemusatan kuasa.

Jika PoW bertukar ke PoS, ini akan menghapuskan dan menghilangkan monopoli pihak pelombong Ethereum yang mempunyai modal yang tinggi. Pemusatan kuasa oleh pelombong-pelombong besar berisiko untuk mewujudkan manipulasi terhadap rangkaian Ethereum jika satu pihak menguasai lebih daripada 51% daripada kuasa perlombongan.

  1. Menjamin keselamatan ekonomi.

Dalam sistem PoS, deposit Ether yang dipertaruhkan ketika proses stakingboleh hilang jika pihak yang mempertaruhkan Ether tersebut melakukan penipuan dalam transaksi dan pengesahan block. Ini akan menjadi penghalang kepada pihak yang ingin menipu dan memanipulasi dalam sistem PoS. PoS akan memberikan penalti kepada pihak yang cuba menggodam sistem, maka ia akan menjadi suatu sistem yang berasaskan disentif, berbanding sistem perlombongan Ethereum yang berasaskan insentif.

  1. Menambahbaik proses penskalaan Ethereum.

Ethereum kini mempunyai purata masa penciptaan block selama 15 saat, manakala sistem PoS direka untuk memendekkan proses ini hanya kepada beberapa saat. Ini adalah sangat diperlukan demi meningkatkan penskalaan Ethereum, mengupayakan shardingdan membuat rangkaian lebih cepat dan murah untuk digunakan.

 

Penutup

Ia bukanlah persoalan sama ada PoS akan dilaksanakan atau tidak, namun soalan utamanya adalah bila. Menurut pelan pembangunan Ethereum, PoS akan dilaksanakan pada fasa Serenity. PoS sudah dilaksanakan dengan jayanya oleh Peercoin, tetapi proses perlaksanaan pertukaran PoW ke PoS belum pernah dilaksanakan pada skala yang sebesar ini. Mungkin, jika Casper PoS Berjaya dilaksanakan sepenuhnya, mata wang kripto yang lain boleh ikut serta membuat peralihan yang sama. Apa pun keadaannya, Casper membuka banyak peluang yang menarik kepada dunia mata wang kripto.