Mata uang kripto atau cryptocurrency menjadi semakin populer dan mungkin sudah dianggap mainstream. Popularitas ini diperoleh berkat peran utama yang mengedepankan konsep desentralisasi. Ini masuk ke sektor keuangan (seperti decentralized finance/DeFi), platform (seperti decentralized apps/DApps), dan banyak lagi. Ini kemudian juga didasarkan oleh apa yang dikenal sebagai blockchain. Setelah keberhasilan Bitcoin (BTC) dengan basis algoritme yang dibawanya, yakni proof of work (PoW), kemudian muncul proof of stake (PoS) sebagai solusi lebih baik, kini ada pula konsensus yang bersifat hybrid, yakni Proof of Activity (PoA). Di sini, kita akan mendiskusikan lebih jauh apa itu Proof of Activity.
Dimulai dari Proof of Work (PoW)
Sebelum masuk untuk mengenal apa itu proof of activity (PoA), awal mula semua ini adalah proof of work (PoW). Algoritme konsensus yang paling umum, paling awal, dan juga paling banyak didiskusikan adalah Proof of Work (PoW). Algoritma PoW digunakan oleh Bitcoin pada awalnya, kemudian sejumlah besar proyek crypto altcoin mengikutinya, sebutlah Ethereum, Litecoin, dan lainnya.
Pada dasarnya, PoW melakukan dua hal utama untuk jaringan Bitcoin, yaitu sebagai berikut:
- memastikan setiap blok berturut-turut menjadi satu blok yang benar dan akurat, dan
- mempertahankan blockchain dalam keadaan konsensus, menghindari garpu (fork) potensial dari kelompok kuat yang mengancam kepentingan terbaik dari koin kripto.
Dalam konsensus PoW, para penambang (miners) di jaringan saling bersaing satu sama lain untuk menjadi yang pertama dalam hal menyelesaikan teka-teki kriptografi yang rumit dan kompleks. Ketika berhasil, mereka dapat menambahkan blok berikutnya dan melanjutkan transaksi ke blockchain. Sebagai imbalan (reward) atas upaya mereka, sejumlah Bitcoin (BTC) diberikan sebagai hadiah dan termasuk biaya transaksi yang terkait dengan blok tersebut.
Singkat cerita, proof of work dari blockchain Bitcoin punya kekurangan, yakni boros atau konsumsi listrik yang besar, masalah skalabilitas dan kecepatan transaksi yang mana hanya mampu memproses 7 TPS (transaction per second/TPS). Selain itu, masalah sentralisasi juga mencuat karena kebanyakan kekuatan hashing dikendalikan oleh sejumlah kecil miners.
Perlu diketahui, Bitcoin adalah blockchain pertama yang hadir dengan basis PoW, dan ini sangat melekat pada decentralized public ledger. Artinya, ini memang dibangun untuk tidak sempurna, atau secara sadar bahwa akan ada alternatif yang lebih baik untuk algoritma konsensus berikutnya. Atas dasar inilah – khususnya kekurangan dari PoW – lalu muncul sebuah konsensus berikutnya yang mengatasi masalah yang ada, yakni proof of stake (PoS).
Kemunculan Proof of Stake (PoS)
Proof of stake (PoS) adalah algoritma konsensus setelah proof of work, yang dianggap sebagai solusi untuk sejumlah masalah dari PoW. Koin pertama yang mengadopsi PoS adalah Peercoin, lalu diikuti oleh Blackcoin, dan seterusnya. Saat ini, Ethereum bersandar pada PoW, namun sedang proses transisi ke PoS melalui peluncuran ETH 2.0.
Pada intinya, PoS memecahkan masalah penggunaan sumber daya, alias lebih hemat dan ramah lingkungan, hal ini berkat sistem yang memungkinkan miners untuk tidak memecahkan teka-teki kompleks.
Alih-alih harus menggunakan validator, atau entitas yang memegang koin (istilah saham dalam sistem) dan sanggup membuktikan transaksi dan blok berdasarkan “saham” mereka di sistem. Dalam PoS, validator hanya perlu membayar biaya transaksi jaringan, dan tidak ada pembayaran untuk mining.
Peluang terpilih dalam rangka membuat blok berikutnya pada rantai (chain) tergantung pada jumlah koin yang dipegang oleh setiap validator. Semakin banyak koin dimiliki, semakin besar pula potensi untuk dipilih. Jadi, seseorang dengan memegang 1.000 koin punya 10 kali kemungkinan lebih besar dipilih untuk membuat blok berikutnya daripada seseorang dengan 100 koin.
Nantinya setelah blok berhasil dibuat, itu kemudian diarahkan ke blockchain, dan biasanya punya beberapa sistem yang dilibatkan untuk menandatangani blok yang baru dibuat.
Proof of Activity (PoA), Konsensus dengan Pendekatan Hybrid
Pendakatan hybrid yang dikenal sebagai proof of activity (PoA) adalah usulan protokol baru untuk crypto yang mana ini mengombinasikan konsensus PoW dan sistem PoS. PoA awalnya ditulis oleh empat orang penulis, termasuk salah satunya Charlie Lee yang juga pencipta Litecoin. PoA diterbitkan sekitar bulan Desember 2014, dengan sebuah pernyataan melalui buletin ACM SIGMETRICS, yang berbunyi:
“Kami mengajukan protokol baru untuk mata uang kripto. Pada dasarnya ini dibangun di atas protokol Bitcoin dengan kombinasi antara komponen PoW dan PoS. Sementara itu, protokol proof of activity (PoA) menawarkan keamanan yang baik untuk menghindari segala kemungkinan serangan praktis terhadap Bitcoin, dan juga menetapkan penalti yang relatif rendah dalam komunikasi jaringan dan ruang penyimpanan.”
Yang perlu dipahami, PoW dibuat untuk menghindari masalah potensial yang dikenal “tragedi milik bersama” dalam Bitcoin, di mana para miners mulai beraksi hanya untuk kepentingan sendiri, atau merusak sistem yang sebenarnya aman. Secara teoretis ini mungkin terjadi untuk Bitcoin khususnya setelah hadiah mining hilang (setelah pasokan maksimal 21 juta koin telah ditambang), atau berpotensi lebih cepat karena hadiah mining semakin kecil dan miners pada dasarnya hanya menerima biaya transaksi.
Sementara itu dalam proof of activity (PoA) yang diusulkan di tahun 2014, aktivitas mining pertama dimulai secara tradisional, yang mana para miners saling berkompetisi untuk menjadi yang pertama dalam memecahkan teka-teki dan mengklaim reward mereka. Yang menjadi perbedaan adalah blok yang ditambang tidak mengandung transaksi. Mereka hanya template dengan informasi tajuk dan alamat hadiah penambangan.
Setelah blok yang hampir kosong ini berhasil ditambang, sistem akan beralih ke protokol PoS. Informasi header dipakai untuk memilih sekelompok validator secara acak untuk menandatangani blok. Ini merupakan pemegang koin (stakeholders) dan semakin besar taruhan (stake) yang dimiliki validator, peluang dipilih untuk menandatangani blok baru juga semakin besar. Setelah semua validator terpilih menandatangani blok, itu kemudian menjadi bagian sebenarnya dari blockchain.
Akan tetapi, blok tersebut akan dibuang jika tidak ditandatangani oleh sejumlah validator selama periode waktu tertentu, karena ini dianggap tidak lengkap sehingga blok pemenang berikutnya akan digunakan. Perlu dicatat bahwa validator dipilih dan kemudian berlanjut hingga blok pemenang ditandatangani oleh semua validator terpilih. Biaya jaringan akan dibagi antara miners yang menang dan juga validator yang telah menandatangani blok.
Proof of Activity (PoA) Lebih Baik daripada PoW dan PoS?
Bagaimanapun juga, proof of activity (PoA) telah dikritik karena masih membutuhkan sumber daya (resources) yang relatif cukup besar untuk tahap penambangan (mining). Ini juga telah disarankan bahwa tetap tidak ada yang dapat mencegah validator dari penandatanganan ganda.
Hanya saja, salah satu faktor yang membuat sistem berbasis PoA ini lebih aman adalah kemungkinan serangan 51% turun hampir mencapai 0%. Hal ini karena serangan yang berhasil membutuhkan individu atau grup yang sama untuk dapat mengontrol 51% hashrate penambangan untuk PoW dan juga sebagian besar koin dalam sistem untuk PoS.
Banyak orang berasumsi bahwa kombinasi antara PoW dan PoS ini hanyalah periode sementara ketika koin dialihkan dari satu protokol ke protokol lainnya. Akan tetapi, ini kemudian tampak salah karena PoA adalah algoritma konsensus yang sebenarnya, dibuat secara khusus, dalam rangka untuk meningkatkan keamanan Bitcoin atau proyek crypto serupa.
