Mengenal Throughput pada Blockchain untuk Pemula

Di dalam dunia teknologi blockchain, dikenal satu istilah yang disebut dengan throughput.

Pada dasarnya, throughput adalah ukuran berapa banyak tindakan yang diselesaikan dalam jangka waktu tertentu.

Nah, untuk lebih memahami pengertian dari throughput dalam teknologi blockchain, simak ulasan selengkapnya berikut ini.

Apa yang Dimaksud Throughput?

Perlu kamu ketahui bahwa teknologi blockchain adalah teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penyimpanan data secara terdesentralisasi dan terenkripsi sehingga aman, transparan, dan tidak dapat diubah atau dimanipulasi.

Teknologi blockchain ini bisa digunakan dalam berbagai jenis aplikasi, termasuk dalam aset kripto atau cryptocurrency seperti Bitcoin, platform penggalangan dana seperti ICO (Initial Coin Offering), serta berbagai jenis sistem manajemen data terdistribusi.

Pada umumnya, blockchain adalah sebuah jaringan komputer terdesentralisasi yang terdiri dari banyak node atau komputer yang saling terhubung satu sama lain.

Setiap kali terjadi transaksi di jaringan blockchain, transaksi tersebut akan dicatat dalam sebuah blok (block) yang saling terhubung dengan blok-blok sebelumnya, membentuk sebuah rantai atau chain (blockchain).

Setiap blok tersebut dilindungi oleh enkripsi kriptografi yang kuat sehingga sangat sulit untuk dimanipulasi atau diubah.

Pemahaman mengenai throughput pada blockchain menjadi penting sebab bisa membantu untuk memahami batasan-batasan kinerja dari jaringan blockchain.

Pada blockchain, throughput bisa diartikan sebagai kemampuan jaringan untuk memproses jumlah transaksi dalam satuan waktu tertentu.

Pada konteks tersebut, throughput bisa diukur sebagai jumlah transaksi per detik atau per menit.

Pentingnya pemahaman tentang throughput pada blockchain karena hal itu dapat membantu untuk memperkirakan biaya yang dibutuhkan untuk memproses transaksi di jaringan blockchain.

Biaya transaksi pada blockchain ditentukan oleh permintaan dan penawaran. Dengan begitu, kian tinggi permintaan transaksi pada jaringan blockchain, kian tinggi pula biaya yang mesti dikeluarkan untuk memproses transaksi itu.

Di samping itu, pentingnya pemahaman mengenai throughput pada blockchain juga bisa membantu untuk memilih jenis blockchain yang tepat bagi keperluan tertentu.

Misalkan kalau suatu aplikasi memerlukan kemampuan dalam memproses transaksi dalam jumlah besar dan cepat maka blockchain dengan throughput yang tinggi akan menjadi pilihan tepat.

Pemahaman tentang throughput dalam industri blockchain yang terus mengalami perkembangan juga bisa membantu untuk mengembangkan serta meningkatkan kinerja jaringan blockchain.

Terkait hal itu, pengembang bisa memanfaatkan teknologi terbaru maupun meningkatkan proses konsensus dalam upaya meningkatkan throughput di jaringan blockchain.

Definisi Throughput pada Blockchain

Pengertian throughput pada blockchain adalah transaksi yang mengacu pada tingkat seberapa cepat blockchain memproses transaksi.

Lazimnya, kecepatan transaksi itu dinyatakan dalam satuan waktu transaksi per detik (TPS) meski juga bisa dinyatakan dalam menit (TPM) atau jam (TPH).

Mekanisme konsensus yang dipakai oleh platform blockchain menentukan throughput transaksi protokol terdesentralisasi.

Misalnya saja blockchain proof-of-work (PoW) seperti Bitcoin yang mempunyai throughput yang lebih rendah ketimbang jaringan proof-of-stake (PoS) seperti Cardano.

Adapun perbedaan throughput pada blockchain dengan sistem konvensional terletak pada cara pengolahan transaksi serta validasi data.

Dalam hal ini, transaksi pada sistem konvensional dilakukan lewat proses sentralisasi, yang artinya suatu entitas pusat akan bertanggung jawab dalam memproses transaksi serta melakukan verifikasi atas validitasnya.

Untuk jumlah transaksi yang mampu diproses pada satu waktu akan terbatas karena proses ini terpusat.

Di sisi lain, transaksi pada blockchain dilakukan secara terdesentralisasi, dengan setiap node di jaringan blockchain akan memproses dan melakukan verifikasi atas transaksi. 

Pada blockchain, setiap node punya salinan dari database yang sama atau dinamakan “ledger”.

Setiap kali ada transaksi baru, setiap node mesti melakukan validasi atas transaksi itu dengan memakai algoritma konsensus yang disepakati bersama.

Proses validasi tersebut memerlukan waktu dan biaya sehingga jumlah transaksi yang mampu diproses pada satu waktu di blockchain akan menjadi terbatas.

Lebih jauh, throughput pada sistem konvensional punya keunggulan dalam hal proses sentralisasi yang memungkinkan untuk memproses transaksi dalam jumlah yang lebih tinggi.

Sementara itu, pada blockchain, throughput punya keunggulan dalam hal keamanan serta keandalan.

Pasalnya, proses validasi dan verifikasi dilakukan secara terdesentralisasi sehingga lebih sulit untuk melakukan manipulasi data pada blockchain.

Di samping itu, blockchain pun lebih terbuka dan transparan sebab setiap transaksi terekam di ledger yang bisa diakses oleh siapa pun.

Lantas, apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi throughput pada blockchain? Berikut ini penjelasannya, yaitu:

1. Ukuran Blok

Jumlah transaksi yang bisa diproses di satu waktu akan dibatasi oleh ukuran blok pada blockchain.

Dalam hal ini, kian besar ukuran blok, kian banyak pula transaksi yang mampu diproses pada satu blok dan kian tinggi juga throughput di jaringan blockchain.

2. Algoritma Konsensus

Throughput juga bisa dipengaruhi oleh algoritma konsensus yang dipakai di jaringan blockchain.

Sejumlah algoritma konsensus punya kecepatan pemrosesan transaksi yang lebih tinggi ketimbang yang lainnya.

Hal itu pun bisa meningkatkan throughput di jaringan blockchain.

3. Jumlah Node

Selain itu, throughput juga akan dipengaruhi oleh jumlah node di jaringan blockchain.

Dalam hal ini, kian banyak node yang terhubung di jaringan, kian banyak juga sumber daya yang tersedia untuk memproses transaksi pada jaringan dan kian tinggi pula throughput di jaringan blockchain.

4. Kapasitas Jaringan

Throughput juga dipengaruhi oleh kapasitas jaringan pada blockchain.

Dalam hal ini, kapasitas jaringan yang terbatas akan membuat throughput di jaringan pun menjadi ikut terbatas.

5. Tingkat Kesulitan

Kemudian, throughput juga dipengaruhi oleh tingkat kesulitan untuk memvalidasi blok pada blockchain.

Dalam hal ini, kian tinggi tingkat kesulitan, kian lama pula waktu yang diperlukan untuk memvalidasi blok dan kian rendah throughput di jaringan blockchain.

6. Jenis Blockchain

Throughput juga akan dipengaruhi oleh jenis blockchain yang dipakai.

Misalkan blockchain berbasis Bitcoin punya throughput yang lebih rendah ketimbang blockchain berbasis Ethereum sebab ukuran blok yang lebih kecil serta perbedaan algoritma konsensusnya.

7. Skala Penggunaan

Terakhir, throughput juga bisa dipengaruhi oleh jumlah pengguna pada jaringan blockchain.

Dalam hal ini, kian banyak pengguna yang menggunakan jaringan, kian banyak pula transaksi yang mesti diproses dan kian rendah throughput di jaringan blockchain.

Mekanisme Kerja Blockchain

Blockchain pada dasarnya merupakan sebuah sistem pencatatan transaksi yang memanfaatkan teknologi enkripsi dalam rangka melindungi data serta menjaga keamanan pada proses transaksi.

Pada praktiknya, blockchain dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi, mulai dari keuangan, manufaktur, logistik, hingga identitas digital.

Pemanfaatan blockchain bertujuan untuk memastikan transaksi dilakukan dengan aman, terpercaya, dan terdesentralisasi.

Pada dasarnya, mekanisme kerja blockchain memastikan bahwa setiap transaksi yang berlangsung di jaringan ini akan diverifikasi dan disetujui oleh banyak pihak sebelum ditambahkan ke dalam blockchain secara permanen.

Di samping itu, sistem ini pun terdesentralisasi dan sangat sulit untuk dimanipulasi/diubah.

Pasalnya, setiap blok di blockchain dihubungkan dengan blok sebelumnya dan seluruh jaringan mesti menyetujui perubahan apa pun pada blockchain.

Secara umum, berikut ini mekanisme kerja blockchain yang perlu diketahui, yaitu:

1. Transaksi dibuat

Pertama, sebuah transaksi dibuat oleh pengguna/aplikasi, kemudian dikirimkan ke jaringan blockchain untuk selanjutnya diproses.

2. Verifikasi transaksi

Tahap kedua adalah verifikasi transaksi. Dalam hal ini, setiap node di jaringan blockchain akan memverifikasi transaksi dengan memakai kunci publik dan pribadi dari pengguna yang terlibat.

3. Pembuatan blok

Jika transaksi sudah diverifikasi maka selanjutnya node-node di jaringan blockchain akan mengumpulkan transaksi-transaksi yang sudah diverifikasi itu di sebuah blok baru.

4. Konsensus

Berikutnya, suatu algoritma konsensus akan diterapkan di jaringan blockchain untuk memastikan bahwa transaksi-transaksi pada blok baru itu valid dan tidak bertentangan dengan transaksi lainnya di dalam blockchain.

5. Penambahan blok

Sesudah blok baru diverifikasi serta disetujui oleh mayoritas node di jaringan, blok baru itu akan ditambahkan ke dalam blockchain secara permanen.

6. Sinkronisasi

Adapun setiap node di jaringan blockchain akan mengupdate salinan blockchainnya untuk mencerminkan penambahan blok baru itu.

7. Reward

Di beberapa jenis blockchain, node yang sukses menambahkan blok baru ke dalam blockchain akan mendapatkan reward (hadiah/imbalan) berbentuk crypto/token tertentu.

Adapun reward ini diberikan sebagai insentif karena node telah menjaga keamanan jaringan.

Peran throughput dalam mekanisme kerja blockchain sangat penting sebab ia menentukan jumlah transaksi yang mampu diproses dalam satu waktu di jaringan blockchain.

Seperti diketahui, setiap transaksi di blockchain membutuhkan waktu serta sumber daya untuk diverifikasi dan diproses oleh node di jaringan.

Dalam hal ini, kian banyak transaksi yang dibuat, kian banyak pula sumber daya yang diperlukan untuk memprosesnya.

Apabila jumlah transaksi yang dibuat melampaui kapasitas pemrosesan jaringan maka akan terjadi keterlambatan pada penyelesaian transaksi, bahkan bisa terjadi backlog.

Maka dari itu, throughput di blockchain sangat penting untuk memastikan ketersediaan serta kecepatan transaksi yang memadai di jaringan.

Kian tinggi throughput di blockchain, kian banyak pula transaksi yang mampu diproses dalam satu waktu dan kian lancar serta cepat jaringan bisa memproses transaksi.

Oleh sebab itu, dapat disimpulkan bahwa dalam keseluruhan mekanisme kerja blockchain, throughput begitu penting dalam rangka memastikan kelancaran serta kecepatan dalam pemrosesan transaksi di jaringan.

Terkait hal itu, peningkatan throughput yang baik akan membuat blockchain menjadi lebih efisien dan mampu memproses lebih banyak transaksi dengan cepat dan aman.

Solusi Meningkatkan Throughput pada Blockchain

Berikut ini sejumlah kendala throughput pada blockchain yang perlu diketahui, yaitu:

1. Kapasitas Jaringan

Kendala pertama terletak pada kapasitas jaringan. Hal itu terjadi karena blockchain punya kapasitas yang terbatas terkait pemrosesan transaksi di jaringannya.

Terkait hal itu, kian banyak transaksi yang dibuat, akan kian sulit untuk memprosesnya dengan cepat.

2. Algoritma Konsensus

Adapun algoritma konsensus di blockchain membutuhkan waktu serta sumber daya untuk memverifikasi transaksi dan menambahkan blok baru ke dalam blockchain. 

Di sini, kian rumit serta sulit algoritma konsensus, kian sulit untuk memproses transaksi secara cepat di jaringan blockchain.

3. Skalabilitas

Pada dasarnya, skalabilitas merupakan kemampuan jaringan blockchain untuk memproses transaksi dengan ukuran yang kian besar seiring waktu.

Diketahui, sejumlah blockchain terkendala oleh skalabilitas yang bisa membatasi throughput di jaringannya.

4. Biaya Transaksi

Throughput pada jaringan juga terkendala oleh biaya transaksi di blockchain.

Artinya, kalau biaya transaksi terlampau tinggi maka pengguna bisa jadi akan enggan untuk membuat transaksi jaringan sehingga akan membatasi jumlah transaksi dan throughput di jaringan.

5. Ukuran Blok

Jumlah transaksi yang bisa diproses dalam satu waktu juga bisa dipengaruhi oleh ukuran blok pada blockchain.

Kalau ukuran blok terlampau kecil maka jumlah transaksi yang bisa diproses akan terbatas.

Akan tetapi, kalau ukuran blok terlampau besar maka pemrosesan blok baru akan memerlukan waktu yang lebih lama.

6. Ketersediaan Node

Throughput pada jaringan juga akan terpengaruh oleh ketersediaan node pada jaringan blockchain.

Kian banyak node yang tersedia, kian banyak pula transaksi yang bisa diproses dan kian cepat jaringan mampu memproses transaksi.

Sementara itu, untuk meningkatkan throughput pada blockchain, solusi yang dapat diterapkan agar jaringan blockchain mampu memproses lebih banyak transaksi secara cepat dan efisien adalah sebagai berikut:

• Sharding

Teknologi sharding membuat jaringan blockchain bisa dibagi menjadi sejumlah shard yang independen secara fungsional.

Dengan demikian, transaksi bisa diproses secara terpisah di masing-masing shard. 

Dengan teknologi sharding, jaringan blockchain mampu meningkatkan kapasitas pemrosesan transaksi dengan signifikan.

• Layer 2 Solutions

Layer 2 solutions akan membantu membuat transaksi bisa diproses di luar jaringan blockchain utama dengan memakai jaringan sampingan yang terkoneksi ke jaringan utama.

Misalnya saja Lightning Network di blockchain Bitcoin atau Plasma di jaringan Ethereum.

Adapun teknologi tersebut mampu meningkatkan kapasitas jaringan serta mengurangi biaya transaksi di jaringan utama.

• Proof-of-Stake (PoS)

PoS merupakan alternatif bagi algoritma konsensus proof-of-work (PoW) yang lazim dipakai di blockchain saat ini.

Pada Prove of stake (PoS) validasi transaksi dilakukan oleh validator yang dipilih secara acak menurut jumlah koin yang mereka punya, bukan melalui pemecahan masalah matematika selayaknya pada PoW.

Melalui penggunaan PoS, waktu serta sumber daya yang diperlukan untuk memproses transaksi bisa dikurangi sehingga throughput pada jaringan pun akan meningkat.

• Optimalisasi Algoritma Konsensus

Algoritma konsensus yang terlampau kompleks/memakan waktu yang lama untuk memproses transaksi membuat sejumlah blockchain terkendala throughput.

Terkait hal itu, jaringan blockchain akan mampu meningkatkan kapasitas pemrosesan dan throughput dengan signifikan jika algoritma konsensus dioptimalkan.

• Penyesuaian Ukuran Blok

Menyesuaikan ukuran blok sesuai dengan kebutuhan serta kapasitas jaringan akan membuat jaringan blockchain mampu meningkatkan throughput dan memproses lebih banyak transaksi dalam satu waktu.

• Ketersediaan Node

Solusi lainnya adalah dengan meningkatkan jumlah node serta memastikan ketersediaan node yang memadai.

Dengan demikian, jaringan blockchain akan mampu meningkatkan throughput dan memproses lebih banyak transaksi dalam satu waktu.

Berikut ini beberapa contoh solusi yang diterapkan untuk meningkatkan throughput pada blockchain, yaitu:

• Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 adalah pembaharuan jaringan Ethereum yang dilakukan dengan memperkenalkan konsep Proof-of-Stake (PoS), sharding, dan eWASM.

Ethereum 2.0 yang memanfaatkan PoS dan sharding bisa meningkatkan throughput serta mengurangi biaya transaksi di jaringan.

• Lightning Network

Lightning Network merupakan layer 2 solution yang dikembangkan untuk meningkatkan throughput di jaringan Bitcoin.

Lightning Network membuat pengguna bisa melakukan transaksi di luar jaringan Bitcoin utama sehingga mampu meningkatkan throughput serta mengurangi biaya transaksi.

• Binance Smart Chain

Binance Smart Chain (BSC) merupakan blockchain baru yang dikembangkan oleh Binance.

Tujuannya adalah untuk meningkatkan throughput serta mempercepat proses transaksi. 

BSC memanfaatkan algoritma konsensus Proof-of-Stake (PoS) serta mempunyai ukuran blok yang lebih besar daripada blockchain lain.

• Cosmos

Cosmos merupakan platform blockchain yang memungkinkan interoperabilitas antara blockchain yang berbeda.

Dengan memanfaatkan Cosmos, transaksi bisa diproses dengan terpisah di masing-masing blockchain serta diintegrasikan ke dalam jaringan Cosmos.

Dengan demikian, hal itu bisa meningkatkan throughput serta mempercepat proses transaksi.

Perbandingan Throughput antara Blockchain dengan Sistem Konvensional

Adapun perbandingan throughput pada blockchain dengan sistem konvensional dapat dilihat dari jenis sistem konvensional yang dibandingkan.

Pada dasarnya, blockchain secara umum mempunyai throughput yang lebih lambat daripada sistem konvensional semisal pembayaran online dan sistem jaringan kartu kredit.

Penyebabnya, antara lain, adalah faktor mekanisme konsensus yang dipakai di blockchain serta keamanan yang diutamakan di jaringan blockchain.

Sistem konvensional pada umumnya punya kecepatan transaksi yang tinggi serta sanggup memproses ribuan transaksi per detik.

Sementara itu, pada blockchain seperti Bitcoin, sistemnya hanya sanggup memproses sekitar 7 sampai dengan 10 transaksi per 1 detik.

Di sisi lain, inilah keuntungan dan kelemahan blockchain dari sisi throughput yang perlu diketahui, yaitu:

1. Keuntungan

• Transparansi: Blockchain menyimpan semua transaksi di jaringan yang bisa diakses secara publik. Dengan demikian, semua transaksi yang dilakukan akan lebih transparan dan bisa dilacak oleh siapa pun.
• Desentralisasi: Blockchain tidak punya otoritas pusat/pihak yang mengendalikan jaringan. Dengan begitu, tidak ada risiko terjadinya kecurangan/manipulasi data. Pasalnya, semua partisipan di jaringan punya peran yang sama dalam memvalidasi transaksi.
• Keamanan: Transaksi di blockchain dilindungi oleh kriptografi yang kompleks serta dilindungi oleh mekanisme konsensus di jaringan. Dengan demikian, transaksi di blockchain lebih aman daripada dengan sistem konvensional.
• Pengurangan Biaya: Meminimalkan peran perantara semisal bank/lembaga keuangan membuat adanya pengurangan biaya transaksi di blockchain.

2. Kelemahan

• Kapasitas Terbatas: Hal ini terjadi karena sifat blockchain yang terdesentralisasi serta keamanannya yang kompleks. Akibatnya, membuat throughput di jaringan blockchain menjadi lebih lambat ketimbang dengan sistem konvensional.
• Biaya Transaksi Tinggi: Biaya transaksi di jaringan blockchain bisa menjadi tinggi apabila adanya kenaikan permintaan transaksi yang melampaui kapasitas jaringan.
• Kompleksitas: Blockchain adalah teknologi yang kompleks serta membutuhkan pemahaman khusus untuk mengoperasikannya. Hal itu bisa membuat proses penggunaan blockchain menjadi sulit serta membatasi adopsi teknologi tersebut oleh masyarakat umum.

Kasus Penggunaan Blockchain dengan Throughput yang Tinggi

Kasus penggunaan blockchain dengan throughput yang tinggi dapat dilihat dari contoh-contoh berikut ini, yaitu:

1. Sistem pembayaran

Blockchain dengan throughput yang tinggi digunakan oleh sejumlah platform pembayaran, di antaranya Ripple dan Stellar.

Keduanya memanfaatkan teknologi consensus yang lebih efisien, misalnya consensus by vote dan federated Byzantine agreement (FBA) yang sanggup memproses transaksi dengan cepat serta meminimalisir biaya transaksi.

2. Pasar digital

Blockchain juga digunakan oleh pasar digital semisal OpenBazaar, OpenSea, dan SuperRare dalam rangka menyediakan platform yang transparan serta aman untuk pengguna dalam bertransaksi jual beli barang digital.

Di samping itu, terdapat beberapa keuntungan dan kelemahan penggunaan blockchain dengan throughput yang tinggi.

Adapun keuntungan penggunaan blockchain dengan throughput yang tinggi adalah sebagai berikut:

• Meningkatkan skala penggunaan

Blockchain dengan throughput yang tinggi dapat menangani volume transaksi yang lebih besar sehingga sanggup menampung lebih banyak pengguna serta aplikasi.

• Mengurangi biaya transaksi

Pada sistem blockchain dengan throughput yang tinggi, biaya transaksi bisa ditekan dengan cara memanfaatkan teknologi konsensus yang lebih efisien/dengan mengurangi beban jaringan.

• Meningkatkan kecepatan transaksi

Di sistem blockchain dengan throughput yang tinggi, transaksi bisa diproses dengan lebih cepat.

Hal itu pun memungkinkan pengguna untuk memperoleh konfirmasi transaksi yang lebih cepat.

Meski demikian, blockchain dengan throughput yang tinggi juga punya beberapa kelemahan, di antaranya:

• Tantangan teknis

Diperlukan teknologi konsensus yang lebih canggih serta biaya yang lebih besar untuk mengembangkan sistem blockchain dengan throughput yang tinggi.

Bukan hanya itu, penggunaan teknologi baru bisa memberikan risiko keamanan yang lebih tinggi.

• Masalah skalabilitas

Masalah skalabilitas masih mengintai meski penggunaan teknologi sharding atau state channel bisa membantu meningkatkan throughput.

Hal itu pun perlu diatasi supaya blockchain bisa menangani volume transaksi yang lebih besar.

• Tantangan regulasi

Di sejumlah kasus, penggunaan blockchain dengan throughput yang tinggi bisa menghadirkan tantangan dari sisi regulasi, khususnya terkait keamanan dan privasi pengguna.

Kesimpulan

Sebagai kesimpulan, pengertian throughput adalah transaksi yang mengacu pada tingkat seberapa cepat blockchain memproses transaksi.

Lazimnya, kecepatan transaksi itu dinyatakan dalam satuan waktu transaksi per detik (TPS) meski juga bisa dinyatakan dalam menit (TPM) atau jam (TPH).

Pemahaman mengenai throughput pada blockchain menjadi penting sebab bisa membantu untuk memahami batasan-batasan kinerja dari jaringan blockchain.

Kemudian, pentingnya pemahaman tentang throughput pada blockchain karena hal itu dapat membantu untuk memperkirakan biaya yang dibutuhkan untuk memproses transaksi di jaringan blockchain.

Di samping itu, pentingnya pemahaman mengenai throughput pada blockchain juga bisa membantu untuk memilih jenis blockchain yang tepat bagi keperluan tertentu.

Adapun implikasi penggunaan throughput pada blockchain di masa depan dapat dilihat dari beberapa hal berikut ini, yaitu:

• Peningkatan adopsi blockchain
• Peningkatan efisiensi dan produktivitas
• Inovasi teknologi
• Penggunaan blockchain di sektor publik

Adanya peningkatan throughput pada blockchain akan membuat sektor publik mampu memanfaatkan teknologi blockchain untuk aplikasi yang memerlukan kapasitas serta throughput yang tinggi.

Contohnya saja untuk pengadaan barang dan jasa, pelacakan aset publik, dan sistem identitas digital.