Apa itu ZK Rollups?

ZK rollup adalah solusi skalabilitas layer-2 terdepan yang dirancang untuk menjawab tantangan skalabilitas Ethereum tanpa mengurangi keamanan dan desentralisasi. Sejak peluncuran Ethereum tahun 2015, jaringan ini terus mengalami lonjakan permintaan dari pengembang dan pengguna yang ingin membangun smart contract serta aplikasi terdesentralisasi. Namun, kemacetan jaringan dan biaya gas yang tinggi mendorong komunitas kripto untuk mencari solusi layer-2 yang mampu memproses transaksi secara lebih efisien tanpa mengorbankan model keamanan Ethereum yang solid.

Apa itu Crypto Rollup?

Crypto rollup adalah kumpulan transaksi cryptocurrency yang diproses dan diverifikasi di luar blockchain utama. Istilah ini berasal dari praktik "menggabungkan" sejumlah transaksi menjadi satu bundel. Tidak seperti transaksi langsung di blockchain layer-1 seperti Ethereum, rollup menggunakan perangkat lunak khusus off-chain untuk memvalidasi dan mengatur data transaksi sebelum menyerahkannya ke chain utama.

Cara kerja rollup melibatkan protokol layer-2 yang secara rutin mengirimkan kumpulan transaksi terverifikasi ke blockchain layer-1 untuk konfirmasi akhir. Agar tetap terdesentralisasi dan trustless, solusi L2 mengandalkan smart contract sebagai jembatan komunikasi dengan blockchain L1 terkait.

Penerapan teknologi rollup membawa berbagai keunggulan penting. Dengan memproses transaksi off-chain, rollup secara signifikan mengurangi beban komputasi dan kemacetan di blockchain utama. Selain itu, protokol rollup mengimplementasikan teknik kompresi canggih yang merangkum data besar menjadi paket kecil berukuran byte, sehingga memaksimalkan pemanfaatan ruang blok pada jaringan layer-1. Kombinasi fitur ini meningkatkan efisiensi jaringan dengan konfirmasi transaksi yang lebih cepat, throughput yang tinggi, serta biaya yang jauh lebih rendah. Pengalihan aktivitas pengguna dari blockchain utama juga membantu mengurangi risiko bottleneck parah pada protokol layer-1.

Apa itu ZK Rollup?

ZK rollup, atau zero-knowledge proof rollup, menerapkan metode verifikasi unik sebelum mengirimkan bundel transaksi ke blockchain utama. Pendekatan ini membutuhkan komputer khusus dalam jaringan ZK rollup untuk menjalankan komputasi kompleks di luar chain sebelum mengirim riwayat pembayaran kripto ke blockchain utama. Saat pemroses ZK rollup mengirimkan rollup ke chain utama, mereka menyertakan "validity proof"—sertifikat kriptografi yang membuktikan bahwa transaksi telah diatur dan divalidasi dengan benar.

Pada sistem ZK rollup, node validator di blockchain layer-1 beroperasi tanpa mengetahui isi detail kumpulan transaksi yang masuk. Namun, validity proof secara kriptografi membuktikan bahwa pemroses ZK rollup telah melakukan verifikasi komputasi secara intensif. Validity proof dapat diibaratkan seperti segel kerajaan pada surat resmi—penerima memeriksa keaslian segel sebelum menerima isi surat, blockchain layer-1 memverifikasi validity proof sebelum mencatat data pembayaran pada ledger terdistribusi.

Bagaimana Cara Kerja ZK Rollup?

ZK rollup beroperasi dengan prinsip serupa mekanisme konsensus proof-of-work (PoW) pada Bitcoin. Dalam model PoW, penambang menggunakan komputer bertenaga tinggi untuk memecahkan teka-teki algoritma kompleks secara berkala, sehingga mencegah manipulasi riwayat blockchain oleh pihak yang tidak bertanggung jawab. Demikian pula, pemroses di jaringan ZK rollup harus menjalankan komputasi kriptografi tingkat lanjut untuk menghasilkan validity proof atas kumpulan transaksi.

Perbedaan utama antara sistem ZK rollup dan blockchain PoW terletak pada lokasi komputasi. ZK rollup melakukan proses validasi di luar blockchain utama, sehingga beban komputasi pada chain utama jauh berkurang. Selain itu, ZK rollup mengompresi seluruh data transaksi off-chain sebelum mengirimkannya ke blockchain utama melalui smart contract. Walaupun berbeda dari sisi arsitektur, metode verifikasi pada ZK rollup dan jaringan PoW sama-sama membutuhkan bukti komputasi atas pekerjaan yang dilakukan.

ZK Rollups vs Optimistic Rollups

Optimistic rollup adalah pendekatan skalabilitas layer-2 alternatif yang juga memproses transaksi cryptocurrency secara off-chain sebelum mengirimkannya ke blockchain layer-1. Namun, perbedaan utama antara ZK rollup dan optimistic rollup terletak pada filosofi verifikasinya. Optimistic rollup tidak menyertakan validity proof pada data transaksi mereka, melainkan beroperasi dengan asumsi semua transaksi yang diajukan adalah valid—karena itu disebut "optimistic."

Lalu, bagaimana validator layer-1 membangun kepercayaan jika optimistic rollup tidak memfilter transaksi lebih dulu? Prosedur detail memang bervariasi, namun seluruh implementasi optimistic rollup pada dasarnya mengandalkan "fraud proof" bukan "validity proof." Asumsi optimistik tidak menghilangkan pengawasan—node tetap memantau aktivitas yang mencurigakan. Jika ada potensi masalah pada rollup, node akan menandai transaksi untuk tinjauan internal. Riwayat transaksi tidak diposting ke blockchain utama hingga lolos verifikasi tanpa adanya fraud terkonfirmasi.

Protokol optimistic rollup menggunakan insentif ekonomi dan penalti guna mencegah perilaku jahat. Node biasanya harus mempertaruhkan cryptocurrency sebagai jaminan ("bond") untuk mengajukan transaksi atau permintaan fraud proof. Jika sistem layer-2 menemukan transaksi tidak valid, cryptocurrency yang dijaminkan dari pelaku akan diberikan kepada pihak pelapor masalah.

Optimistic rollup memproses transaksi lebih lambat daripada ZK rollup sebab bundel transaksi baru bisa diposting setelah lolos tahapan fraud proof. Dalam beberapa kasus, pengguna bisa menunggu lebih dari seminggu hingga transaksi optimistic rollup terkonfirmasi di blockchain utama, meski tidak ada masalah pada histori transaksi. Meski demikian, optimistic rollup lebih adaptif di ekosistem kripto dibandingkan ZK rollup karena kebutuhan komputasi yang lebih rendah. Dengan asumsi validitas transaksi sejak awal, protokol ini tidak perlu menghabiskan waktu dan sumber daya untuk membuat validity proof di setiap transaksi.

Kelebihan dan Kekurangan ZK Rollup

ZK rollup merupakan inovasi teknologi penting dalam skalabilitas blockchain, namun terdapat sejumlah trade-off yang harus dipertimbangkan trader dan pengembang saat mengevaluasi implementasinya.

Kelebihan ZK Rollup

Keamanan maksimum adalah keunggulan utama ZK rollup. Berbeda dengan optimistic rollup yang bergantung pada teori permainan dan insentif ekonomi, ZK rollup tidak memerlukan mekanisme tersebut untuk validasi. Validity proof yang ketat memastikan seluruh data yang dikirim ke blockchain layer-1 telah diverifikasi secara kriptografi dan sudah lolos prapenyaringan.

Biaya jaringan yang lebih rendah merupakan manfaat besar lainnya. ZK rollup mampu mengompresi ribuan transaksi menjadi ruang minimal pada blockchain layer-1, sehingga efisiensi pemanfaatan storage di jaringan seperti Ethereum dapat menekan biaya pemrosesan secara signifikan.

Throughput transaksi yang lebih cepat memungkinkan blockchain seperti Ethereum memproses volume transaksi tinggi dalam waktu singkat melalui solusi ZK rollup. Proses validasi yang intensif komputasi dipindahkan dari chain utama, sehingga risiko kemacetan jaringan dapat ditekan secara optimal.

Kekurangan ZK Rollup

Meski menawarkan banyak keunggulan, ZK rollup tidak selalu lebih efisien biaya dibandingkan beberapa solusi lain. Walaupun lebih murah daripada penggunaan chain layer-1 langsung, ZK rollup membutuhkan daya komputasi lebih besar ketimbang optimistic rollup. Akibatnya, biaya di jaringan ZK rollup cenderung sedikit lebih tinggi dibandingkan beberapa solusi layer-2 lainnya.

Kesulitan integrasi dengan aplikasi canggih juga menjadi tantangan tersendiri. Karena presisi teknis dan kompleksitasnya, ZK rollup kurang fleksibel dibandingkan optimistic rollup. Pengembang kerap lebih mudah memport aplikasi decentralized Ethereum ke platform optimistic rollup daripada harus menulis ulang proyek agar sesuai dengan persyaratan ZK rollup.

Kebutuhan hardware tinggi bagi pemroses ZK rollup juga menimbulkan potensi sentralisasi. Persyaratan komputasi dan perangkat keras yang besar membuat jumlah peserta di jaringan ZK rollup lebih sedikit dibandingkan optimistic rollup, sehingga konsentrasi pemroses ZK rollup berisiko menimbulkan sentralisasi.

Contoh Proyek ZK Rollup

Teknologi ZK rollup terus berkembang dan sejumlah proyek telah menjadi pelopor di bidang ini. Dalam mempertimbangkan implementasi ZK rollup, trader dan developer umumnya meneliti token serta platform yang terkait solusi layer-2 terkemuka berbasis ZK rollup.

Polygon, sebelumnya dikenal sebagai Matic Network, adalah solusi skalabilitas layer-2 yang komprehensif di Ethereum dengan toolkit developer yang luas. Awalnya Polygon dikenal melalui sidechain proof-of-stake, kini platform ini menawarkan zkEVM yang menghadirkan keunggulan keamanan dan kecepatan ZK rollup ke ekosistem Ethereum.

StarkWare Industries mengembangkan dua solusi ZK rollup untuk developer Ethereum: StarkEx dan StarkNet. StarkEx adalah platform software-as-a-service berizin yang membantu pengembang aplikasi terdesentralisasi mengintegrasikan teknologi ZK rollup ke proyek mereka. Sementara StarkNet merupakan solusi perangkat lunak tanpa izin yang terbuka untuk semua developer dApp dalam mengimplementasikan ZK rollup ke desain mereka.

Immutable X adalah solusi skalabilitas layer-2 Ethereum yang dirancang khusus untuk gaming blockchain dan perdagangan NFT dengan teknologi ZK rollup. Gim populer seperti "Gods Unchained" dan "Illuvium" memanfaatkan ZK rollup Immutable X untuk menghadirkan keamanan jaringan Ethereum sekaligus menawarkan transaksi yang lebih cepat dan biaya lebih rendah.

Kesimpulan

ZK rollup merupakan terobosan penting dalam teknologi skalabilitas blockchain, memberikan solusi atas tantangan skalabilitas Ethereum dengan tetap menjaga prinsip keamanan dan desentralisasi jaringan. Dengan menggabungkan komputasi off-chain dan validity proof kriptografi, ZK rollup memungkinkan pemrosesan transaksi lebih cepat, throughput tinggi, dan biaya rendah dibandingkan operasi layer-1. Walaupun implementasi ZK rollup memiliki sejumlah trade-off—termasuk kebutuhan komputasi dan integrasi yang lebih kompleks dibandingkan optimistic rollup—model keamanannya yang unggul dan efisiensi yang ditawarkan menjadikan ZK rollup fondasi potensial bagi masa depan Web3. Seiring teknologi ZK rollup terus matang dan proyek-proyek terdepan seperti Polygon, StarkWare, dan Immutable X semakin menyempurnakan implementasinya, solusi layer-2 inovatif ini siap memainkan peran sentral dalam ekosistem blockchain dan berpotensi menjadi solusi skalabilitas utama untuk Ethereum dan seterusnya.

FAQ

Apa itu zk rollup?

zk rollup adalah solusi skalabilitas layer-2 yang menggunakan zero-knowledge proof untuk memproses transaksi secara off-chain, mewarisi keamanan blockchain utama sekaligus menekan biaya dan memberikan finalitas instan.

Apa kepanjangan zk?

zk adalah singkatan dari Zero-Knowledge. Istilah ini merujuk pada zk-SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge), teknologi proof kriptografi.

Apa saja manfaat ZK rollup?

ZK rollup menawarkan pemrosesan cepat, biaya gas rendah, skalabilitas tinggi, keamanan yang lebih kuat, dan interoperabilitas yang lebih baik untuk jaringan blockchain.

Apa perbedaan antara optimistic rollup dan ZK rollup?

Optimistic rollup mengasumsikan transaksi valid kecuali dibuktikan sebaliknya, sedangkan ZK rollup menggunakan Zero-Knowledge Proof untuk memverifikasi validitas transaksi, sehingga privasi dan keamanan lebih terjaga.