Dalam beberapa tahun terakhir, ratusan proyek berbasis teknologi blockchain dan aset kripto lahir. Semakin banyak tim pengembang memahami cara kerja blockchain sehingga bisa menciptakan jaringan blockchain baru. Semua ini berkat blockchain pertama yang diciptakan oleh Satoshi Nakamoto yaitu Bitcoin. Ciptaan Satoshi ini merupakan inovasi signifikan yang memberikan solusi baru terhadap berbagai masalah sistem terdesentralisasi. Salah satunya adalah permasalahan Byzantine Generals yang hampir mustahil dipecahkan sebelum Bitcoin. Lalu, apa itu masalah Byzantine Generals? Bagaimana cara Bitcoin Menyelesaikan Masalah Byzantine Generals? Semuanya akan kita bahas di bawah.
Ringkasan Artikel
- 🏰 Masalah Byzantine Generals adalah analogi yang menggambarkan tantangan mencapai konsensus dalam sistem terdesentralisasi. Beberapa jendral sedang berusaha menyerang kastil Byzantium tapi tidak boleh berkomunikasi satu sama lain. Mereka sukses jika berhasil berkoordinasi untuk menyerang dan gagal jika ada yang berkhianat.
- 🏛️ Sistem terpusat tidak dihadapkan dengan masalah ini karena memiliki otoritas pusat yang memudahkan pencapaian konsensus.
- 💻 Dalam blockchain, masalah Byzantine Generals adalah isu krusial yang berdampak pada keamanan transaksi, kecepatan transaksi, dan integritas data.
- 🧠 Bitcoin memecahkan masalah ini melalui mekanisme konsensus Proof of Work, yang memastikan konsensus asalkan 51% dari semua node berperilaku jujur. Bitcoin juga menggunakan teka-teki kriptografik dan sistem enkripsi untuk memastikan keamanan sistem.
- ⚖️ Proof of Stake adalah solusi alternatif terhadap masalah Byzantine Generals dengan menggunakan mekanisme insentif dan hukuman. PoS menawarkan kecepatan dan efisiensi tetapi dengan kompromi pada tingkat keamanan.
Apa itu Masalah Byzantine Generals?
Permasalahan Byzantine Generals (jendral-jendral Byzantium) diciptakan oleh Leslie Lamport, Robert Shostak, dan Marshall Pease pada 1982. Permasalahan ini diciptakan sebagai sebuah permainan teori (game theory) untuk masalah nyata yang dihadapi oleh semua sistem terdesentralisasi/terdistribusi.
Pada dasarnya, Masalah Byzantine Generals adalah permasalahan yang menggambarkan kesulitan yang dihadapi sistem terdesentralisasi untuk mencapai persetujuan/konsensus tanpa bergantung pada pihak terpusat. Menyelesaikan masalah Byzantine Generals sangat penting untuk menciptakan sistem terdesentralisasi yang bersifat trustless.
Masalah Byzantine Generals menimbulkan dua pertanyaan penting yang harus diselesaikan:
- Dalam sebuah jaringan di mana tidak ada satu pihak yang menjadi kontrol, bagaimana para pihak dapat sepakat secara kolektif?
- Bagaimana cara mencapai konsensus di antara beberapa pihak ketika beberapa dari mereka berpotensi tidak dapat diandalkan atau berkhianat?
Permasalahan ini digambarkan dengan analogi beberapa jendral yang sedang menyerang Byzantium. Jika mereka berhasil berkoordinasi dan menyerang dalam waktu yang bersamaan, mereka menang. Sementara itu, jika beberapa jendral berkhianat dan mundur, mereka akan gagal. Permasalahan ini juga berasumsi bahwa mereka tidak bisa berkomunikasi satu sama lain karena ada risiko pesannya dipalsukan oleh musuh, diambil alih, atau ada jendral yang tidak jujur.
Kita bisa membayangkan permasalahan Byzantine Generals ini seperti permainan komuni kata. Dalam permainan ini, kata-kata yang disampaikan dari orang pertama sampai orang terakhir harus sama. Namun, seperti yang kita tahu, biasanya informasinya sering kali salah atau berubah. Menyelesaikan permasalahan Byzantine Generals pada dasarnya mencari cara bagaimana informasi ini tidak berubah dan semua pemain bisa setuju tentang informasi yang benar.
Sampai saat ini, permasalahan Byzantine Generals belum bisa diselesaikan secara sempurna. Solusi Bitcoin Satoshi Nakamoto dianggap yang paling mendekati dalam menyelesaikan permasalahan ini. Bitcoin adalah jaringan pertama yang berhasil memecahkan permasalahan Byzantine Generals.
Mengapa Masalah Byzantine Generals di Blockchain Penting?
Permasalahan Byzantine Generals hanya dihadapi oleh sistem yang bersifat terdesentralisasi. Sistem tersentralisasi seperti bank, negara, dan organisasi hierarkis tidak menghadapi masalah ini karena memiliki satu pihak dengan kontrol penuh. Sementara itu, sistem terdesentralisasi perlu mencapai konsensus tanpa campur tangan pihak ketiga untuk menciptakan sistem trustless.
Sistem terpusat tidak menghadapi masalah Byzantium Generals karena sistem terpusat tidak memberikan transparansi. Sistem tersentralisasi mengabaikan transparansi untuk mencapai efisiensi. Namun, masalah mendasar dari sistem terpusat adalah potensi korupsi oleh otoritas pusat, yang menyiratkan bahwa data dapat dimanipulasi oleh siapa saja yang memiliki kendali.
Dalam blockchain, para jendral diibaratkan seperti node di blockchain yang berusaha mencapai konsensus, yang dalam konteks ini adalah finalisasi transaksi. Permasalahan Byzantine Generals harus diselesaikan untuk mencegah adanya transaksi palsu masuk ke sistem, potensi serangan dari peretas, dan memastikan keamanan data yang sudah disimpan. Selain itu, masalah ini juga perlu diselesaikan untuk menciptakan sistem pencatatan digital yang akurat pada blockchain dan mencegah masalah double spending.
Jangan lupa untuk membaca artikel tentang apa itu blockchain dan bagaimana cara kerjanya.
Bagaimana Blockchain Mengatasi Masalah Byzantine Generals?
Teknologi Bitcoin dan blockchain yang dibuat oleh Satoshi Nakamoto merupakan pertama kalinya sebuah mata uang terdesentralisasi berhasil memecahkan masalah Byzantine Generals. Satoshi berhasil membuat Bitcoin beroperasi menggunakan metode konsensus Proof-of-Work (PoW).
Selain itu, Bitcoin adalah sistem terdesentralisasi pertama yang berhasil mencapai BFT (Byzantine Fault Tolerance). Jaringan Bitcoin akan selalu berhasil mencapai konsensus asalkan 51% dari semua node/miner berperilaku jujur. Kesuksesan Bitcoin kemudian menjadi basis untuk berbagai blockchain lain.
Sistem yang berhasil mencapai BFT adalah sistem yang bisa mencapai konsensus meskipun beberapa pihak berperilaku tidak jujur. Jika kita kembali ke analogi, artinya 51% dari semua jendral berkoordinasi untuk menyerang bersamaan dan sukses meskipun beberapa jendral berkhianat. BFT seperti sebuah peraturan yang menciptakan angka minimal agar jendral-jendral bisa mencapai konsensus.
1. Cara Bitcoin Menyelesaikan Masalah Byzantine Generals
Mekanisme konsensus Proof of Work (PoW) milik Bitcoin adalah sistem pertama yang berhasil mencapai BFT dan menyelesaikan permasalahan Byzantine Generals. Sistem Proof of Work menyelesaikan masalah Byzantine Generals dengan memanfaatkan keamanan kriptografik kompleks dan sistem enkripsi.
Baca juga: Apa itu Bitcoin dan mekanisme konsensus Proof of Work.
Semua node yang berpartisipasi dalam sistem Bitcoin akan berlomba untuk menyelesaikan teka-teki kriptografik untuk menghasilkan block hash (identitas unik setiap blok). Setiap kali sebuah hash berhasil dihasilkan, informasi ini akan dikirim ke semua node/miner dan diuji kebenarannya.
Hal genius yang Satoshi implementasikan dalam mendesain Bitcoin adalah menyambungkan urutan hash dari semua blok dan membentuk blockchain. Hash atau kode unik setiap blok ini tidak bisa dipisahkan, diubah, dan dipindahkan karena tersambung hingga blok pertama di jaringan Bitcoin (genesis block). Ketersambungan tersebut memastikan informasi yang sudah masuk blockchain bersifat permanen dan tidak bisa diubah (immutable).
Lalu, bagaimana Bitcoin menangani ketidakpastian informasi yang dibawa oleh node (atau jendral dalam permasalahan Byzantine)? Bagaimana jika node berperilaku tidak jujur?
Bitcoin menangani hal ini dengan menerapkan peraturan 51% untuk mencapai BFT. Node yang membawa informasi palsu dan berbeda dari yang lainnya akan otomatis tersisihkan dari blockchain dengan sendirinya. Jadi, asalkan 51% dari node setuju terhadap sebuah informasi, Bitcoin akan selalu mencapai konsensus.
Satoshi Nakamoto bisa dibilang berhasil “mencurangi” permasalahan Byzantine Generals karena ia menciptakan protokol terenkripsi P2P (peer-to-peer) untuk memfasilitasi komunikasi antara semua node. Dalam sistem Satoshi, semua jendral bisa berkoordinasi satu sama lain dengan cara yang aman untuk memastikan kebenaran informasi.
Mekanisme konsensus Satoshi Nakamoto ini kemudian menjadi standar untuk menciptakan sistem terdesentralisasi yang trustless. Sistem Satoshi terbukti memiliki keamanan yang sangat kuat karena blockchain Bitcoin tidak pernah mengalami peretasan dalam 14 tahun terakhir.
2. Proof of Stake Sebagai Solusi Alternatif Blockchain Mencapai BFT
Mekanisme konsensus PoW Bitcoin memiliki tingkat keamanan yang sangat tinggi namun mengorbankan aspek skalabilitas dan kecepatan (ini disebut Blockchain Trilemma). Berbagai tim blockchain mencari cara alternatif untuk memecahkan masalah Byzantine Generals tanpa mengorbankan skalabilitas dan kecepatan. Salah satunya adalah mekanisme konsensus Proof of Stake (PoS).
Mekanisme konsensus PoS mengandalkan komitmen kapital yang disebut stake atau staking. Semua pengguna yang ingin berpartisipasi mengamankan jaringan (menjadi validator) perlu memberikan jaminan kalau mereka akan menjalankan tugasnya dan bertindak jujur. Jika ada validator yang menyalahi aturan, uang yang mereka simpan sebagai jaminan akan dipotong oleh jaringan (slashing).
Kamu belum paham PoS? Jangan lupa baca dulu artikel Pintu Academy tentang apa itu mekanisme konsensus Proof-of-Stake!
Lalu, berbeda dari PoW, sistem PoS memilih sekelompok jendral untuk bertugas menyerang kastil Byzantium dalam satu periode waktu. Mereka dipilih secara semi-acak berdasarkan stake dan algoritma. Jendral-jendral ini juga bertugas dalam waktu yang singkat (disebut epoch). Mekanisme PoS otomatis mempercepat proses untuk mencapai konsensus.
Jadi, Mekanisme konsensus PoS menyelesaikan permasalahan Byzantine Generals dengan secara khusus memilih jendral-jendral yang bertugas dan memberikan insentif ekonomi serta potensi hukuman slashing. Dengan ini, sistem mendorong setiap jendral untuk berperilaku jujur dan mencapai konsensus.
Mekanisme konsensus PoS merupakan sistem blockchain yang paling banyak digunakan karena ia tidak membutuhkan komputasi sebesar Bitcoin, biaya transaksinya lebih murah, dan lebih cepat. Berbagai jaringan PoS juga memiliki syarat BFT yang berbeda-beda untuk memastikan pemilihan validator bisa dilakukan dengan aman.
Namun, sistem PoS mengorbankan keamanan karena memberikan tanggung jawab ke beberapa node dan ini meningkatkan potensi penyerangan, peretasan, dan validator tidak jujur. Sebagai upaya mengatasi kelemahan ini, banyak sistem PoS meningkatkan syarat BFT menjadi 2/3 dari total validator untuk mencapai konsensus (bukan 51% seperti Bitcoin). Jika kita kembali ke analogi jendral Byzantium, bila ada 6 jendral yang bertugas menyerang, harus ada 4 jendral yang berkoordinasi secara bersamaan untuk menyerang.
Kesimpulan
Masalah Byzantine Generals adalah sebuah tantangan teoretis yang digunakan untuk menggambarkan kesulitan mencapai konsensus dalam sistem terdesentralisasi. Masalah ini pertama kali dipecahkan oleh Bitcoin melalui mekanisme konsensus Proof-of-Work (PoW), yang menetapkan standar untuk konsensus dalam sistem terdesentralisasi. Sistem terpusat, seperti bank dan negara, tidak dihadapkan dengan masalah ini karena ada otoritas pusat yang mengontrol. Dalam konteks blockchain, masalah ini harus diatasi untuk memastikan keamanan transaksi dan data. Selain PoW, mekanisme konsensus Proof-of-Stake (PoS) juga menawarkan solusi alternatif dengan kelebihan dan kekurangan tersendiri, termasuk dalam aspek keamanan dan skalabilitas.
Cara Membeli Aset Kripto Pada Aplikasi Pintu
Kamu bisa mulai berinvestasi pada berbagai macam aset kripto di aplikasi Pintu. Berikut cara membeli crypto pada aplikasi Pintu:
- Buat akun Pintu dan ikuti proses verifikasi identitasmu untuk mulai trading.
- Pada homepage, klik tombol deposit dan isi saldo Pintu menggunakan metode pembayaran pilihanmu.
- Buka halaman market dan cari Koin favoritmu.
- Klik beli dan isi nominal yang kamu mau.
- Sekarang kamu sudah menjadi investor kripto!
Kamu bisa berinvestasi pada aset crypto seperti BTC, ARB, ETH, dan yang lainnya tanpa harus khawatir adanya penipuan melalui Pintu. Selain itu, semua aset crypto yang ada di Pintu sudah melewati proses penilaian yang ketat dan mengedepankan prinsip kehati-hatian.
Aplikasi Pintu kompatibel dengan berbagai macam dompet digital populer seperti Metamask untuk memudahkan transaksimu. Ayo download aplikasi cryptocurrency Pintu di Play Store dan App Store! Keamananmu terjamin karena Pintu diregulasi dan diawasi oleh Bappebti dan Kominfo.
Selain melakukan transaksi, di aplikasi Pintu, kamu juga bisa belajar crypto lebih lanjut melalui berbagai artikel Pintu Academy yang diperbarui setiap minggunya! Semua artikel Pintu Akademi dibuat untuk tujuan edukasi dan pengetahuan, bukan sebagai saran finansial.
Referensi
- “What Is the Byzantine Generals Problem?”, River, diakses pada 7 September 2023.
- Archita2k1, “Byzantine Generals Problem in Blockchain”, Geeksforgeeks, diakses pada 7 September 2023.
- Cos, “Bitcoin’s Proof of Work: The Problem of the Byzantine Generals”, The Startup Medium, diakses pada 7 September 2023.
- “How does blockchain solve the Byzantine generals’ problem?”, Coin Telegraph, diakses pada 8 September 2023.
- George Georgiev, “Byzantine Fault Tolerance in Blockchain: A Closer Look”, Crypto Potato, diakses pada 8 September 2023.
- Giovanni Zaarour, “The Fault-Tolerant Consensus Problem and Its Solutions in Blockchains and Distributed Systems”, Medium, diakses pada 8 September 2023.