Apa itu Nexa dan bagaimana cara mencapainya skala?

Memahami Nexa: Blockchain Layer-1 yang Skalabel

Nexa (NEXA) hadir sebagai penantang utama dalam ruang blockchain Layer-1, diluncurkan pada tahun 2022 oleh Bitcoin Unlimited, sebuah tim yang dikenal memiliki akar mendalam dalam pengembangan Bitcoin dan fokus pada solusi penskalaan. Pada intinya, Nexa dirancang untuk menjadi sistem uang elektronik peer-to-peer yang kuat dan mampu memfasilitasi transaksi global pada skala yang belum pernah terjadi sebelumnya. Beroperasi dengan mekanisme konsensus Proof-of-Work (PoW) dan memanfaatkan model Unspent Transaction Output (UTXO), Nexa berupaya mengatasi keterbatasan skalabilitas inheren yang secara historis melanda banyak jaringan blockchain. Ambisi utamanya adalah memungkinkan masa depan di mana miliaran transaksi harian dapat diproses secara efisien, aman, dan terjangkau, tanpa mengorbankan desentralisasi. Tujuan ambisius ini dikejar melalui kombinasi teknologi inovatif dan optimalisasi arsitektur, yang akan kita jelajahi secara mendalam.

Tantangan Skalabilitas Blockchain yang Berkelanjutan

Sebelum mendalami solusi spesifik Nexa, sangat penting untuk memahami dilema skalabilitas mendasar yang dihadapi oleh sebagian besar blockchain publik. "Trilema blockchain" menyatakan bahwa jaringan terdesentralisasi hanya dapat mencapai dua dari tiga properti yang diinginkan: desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas. Blockchain awal, terutama Bitcoin, memprioritaskan desentralisasi dan keamanan, seringkali dengan mengorbankan throughput transaksi. Akibatnya, jaringan dapat menjadi macet, menyebabkan konfirmasi transaksi yang lambat dan biaya tinggi, menjadikannya tidak praktis untuk transaksi mikro sehari-hari dalam skala global.

Hambatan utama (bottlenecks) biasanya bermanifestasi dalam beberapa area:

• Pemrosesan Transaksi: Kecepatan di mana node individu dapat memvalidasi dan memproses transaksi.
• Ukuran Blok dan Throughput: Jumlah data yang dapat dimasukkan dalam satu blok dan seberapa sering blok ditambang.
• Propagasi Blok: Waktu yang dibutuhkan agar blok yang baru ditambang dikirimkan ke seluruh jaringan ke semua node. Propagasi yang lebih lambat dapat menyebabkan tingkat orphan rate yang lebih tinggi dan mengurangi keamanan jaringan.
• State Bloat: Meningkatnya ukuran buku besar blockchain dan status jaringan, yang dapat mempersulit node baru untuk menyinkronkan dan berpartisipasi, sehingga mengancam desentralisasi.

Mengatasi tantangan ini memerlukan pendekatan multi-cabang, yang menargetkan peningkatan di berbagai lapisan arsitektur blockchain. Strategi Nexa adalah tepat seperti ini: serangkaian peningkatan komprehensif yang dirancang untuk mengatasi hambatan ini secara langsung, yang bertujuan untuk lompatan kuantum dalam kapasitas transaksional.

Pendekatan Multi-Faset Nexa untuk Mencapai Skalabilitas Masif

Desain Nexa mengintegrasikan beberapa inovasi utama untuk memenuhi janjinya akan skalabilitas global. Solusi-solusi ini bekerja secara serempak untuk mengoptimalkan segalanya, mulai dari validasi transaksi hingga propagasi blok dan efisiensi jaringan secara keseluruhan.

Fondasi: Model UTXO dan Proof-of-Work

Nexa dibangun di atas model UTXO yang telah teruji waktu, yang dipopulerkan oleh Bitcoin, dan mengamankan jaringannya dengan mekanisme konsensus Proof-of-Work (PoW).

• Model Unspent Transaction Output (UTXO): Dalam model UTXO, transaksi mengonsumsi UTXO yang ada dan membuat yang baru. Berbeda dengan sistem berbasis akun (seperti Ethereum) di mana saldo disimpan, sistem berbasis UTXO melacak unit nilai individual. Desain ini menawarkan beberapa keuntungan untuk skalabilitas:
  • Pemrosesan Paralel: Beberapa UTXO independen dapat diproses secara paralel, secara signifikan meningkatkan efisiensi validasi transaksi, karena node tidak perlu merekonsiliasi satu status global tunggal.
  • Keamanan dan Privasi yang Ditingkatkan: Setiap UTXO adalah unit atomik, membuat pembelanjaan ganda (double-spending) lebih sulit dan menawarkan privasi yang lebih baik dengan mengaburkan riwayat transaksi lengkap dari suatu "akun."
  • Statelessness (Relatif): Meskipun set UTXO itu sendiri adalah status, transaksi individu lebih mandiri, mengurangi kebutuhan node untuk menyimpan dan memperbarui status akun yang kompleks.
  • Agregasi Transaksi: Model UTXO secara inheren memungkinkan penggabungan beberapa input dan output dalam satu transaksi, yang dapat dioptimalkan untuk pemrosesan batch. Meskipun menguntungkan, mengelola set UTXO yang terus berkembang juga dapat menghadirkan tantangan karena memerlukan lebih banyak memori untuk node. Solusi Nexa bertujuan untuk memitigasi potensi kekurangan ini.
• Proof-of-Work (PoW): PoW adalah pusat dari keamanan dan desentralisasi Nexa. Penambang bersaing untuk memecahkan teka-teki kriptografi, dan yang pertama menemukan solusi berhak menambahkan blok transaksi baru ke blockchain. Proses ini intensif energi tetapi menawarkan keamanan yang kuat terhadap serangan dan memastikan mekanisme yang adil dan terdesentralisasi untuk pembuatan blok. Nexa menggunakan algoritma khususnya sendiri yang dirancang agar ramah ASIC seiring waktu tetapi awalnya dapat diakses oleh GPU, mempromosikan partisipasi yang lebih luas. Keamanan yang disediakan oleh PoW membentuk landasan di mana solusi penskalaan Nexa dibangun, memastikan bahwa peningkatan throughput tidak mengorbankan integritas jaringan.

Optimalisasi Perangkat Keras: Memaksimalkan Efisiensi Node

Aspek kunci dari strategi skalabilitas Nexa terletak pada apa yang disebutnya "optimalisasi perangkat keras." Ini bukan tentang mewajibkan perangkat keras khusus untuk pengguna atau bahkan penambangan (meskipun penambangan yang efisien adalah bagian dari PoW). Sebaliknya, ini merujuk pada pengoptimalan perangkat lunak dan algoritma blockchain inti untuk memaksimalkan penggunaan perangkat keras komputer standar secara paling efisien, terutama untuk node jaringan.

Ini melibatkan:

• Codebase yang Sangat Efisien: Menulis kode yang sangat optimal yang meminimalkan siklus CPU dan penggunaan memori untuk operasi kritis seperti validasi transaksi, verifikasi tanda tangan, dan pemrosesan blok. Ini mungkin termasuk penggunaan struktur data dan algoritma tingkat lanjut.
• Paralelisasi di Tingkat Node: Memanfaatkan prosesor multi-core yang umum di komputer modern untuk melakukan beberapa tugas secara bersamaan. Misalnya, bagian yang berbeda dari sebuah blok atau kelompok transaksi yang berbeda dapat divalidasi secara paralel, secara drastis mengurangi total waktu pemrosesan per blok.
• Manajemen Database yang Dioptimalkan: Penyimpanan dan pengambilan status blockchain yang efisien (seperti set UTXO) sangatlah penting. Nexa kemungkinan menggunakan solusi database canggih dan teknik pengindeksan untuk memastikan akses cepat ke data yang diperlukan, mencegah I/O disk menjadi penghambat.
• Agregasi Tanda Tangan (Potensi Masa Depan): Meskipun tidak dinyatakan secara eksplisit sebagai yang sudah diimplementasikan, "optimalisasi perangkat keras" sering kali mengisyaratkan fitur masa depan seperti teknik agregasi tanda tangan (misalnya, tanda tangan Schnorr, yang sudah menjadi bagian dari keluarga Bitcoin Cash/SV di mana Bitcoin Unlimited memiliki akar) yang dapat mengompresi beberapa tanda tangan menjadi satu, mengurangi ukuran transaksi dan beban verifikasi. Dengan memastikan bahwa setiap node dapat memproses lebih banyak transaksi per detik dengan kemampuan perangkat keras yang ada, Nexa secara efektif menaikkan batas throughput keseluruhan jaringan tanpa menuntut pengaturan server yang sangat mahal, sehingga menjaga desentralisasi.

Kompresi Transaksi dengan Graphene

Nexa memanfaatkan Graphene, sebuah protokol propagasi blok tingkat lanjut, untuk secara drastis mengurangi jumlah data yang perlu dikirimkan node ke seluruh jaringan. Metode tradisional propagasi blok melibatkan pengiriman seluruh blok baru ke semua peer yang terhubung, yang dapat memakan bandwidth dan lambat, terutama untuk blok yang lebih besar. Graphene mengatasi hal ini dengan menerapkan teknik kompresi blok yang sangat efisien.

Berikut cara kerja Graphene secara umum:

1. Bloom Filters: Ketika penambang membuat blok baru, alih-alih mengirim blok penuh, mereka pertama-tama mengirim ringkasan ringkas dari transaksi blok tersebut menggunakan Bloom filter. Bloom filter adalah struktur data probabilistik yang dapat dengan cepat memberi tahu jika suatu elemen mungkin ada dalam satu set, dengan kemungkinan kecil hasil positif palsu (false positive).
2. Pencocokan Mempool: Node penerima membandingkan Bloom filter dengan transaksi yang sudah ada di "mempool" lokal mereka (area penyimpanan sementara untuk transaksi yang belum dikonfirmasi). Sebagian besar node akan memiliki tumpang tindih transaksi yang signifikan di mempool mereka karena propagasi transaksi yang efisien.
3. Permintaan Transaksi yang Hilang: Berdasarkan perbandingan tersebut, node penerima dapat mengidentifikasi transaksi mana yang kemungkinan hilang dari blok baru (yaitu, tidak ada di mempool-nya tetapi diindikasikan oleh Bloom filter). Node tersebut kemudian hanya meminta transaksi spesifik yang hilang ini dari pengirim.
4. Rekonstruksi: Setelah node penerima menerima transaksi yang hilang, ia dapat merekonstruksi blok penuh secara lokal.

Proses ini secara signifikan mengurangi jumlah data yang ditransfer, karena hanya Bloom filter kecil dan segelintir transaksi yang hilang yang dikirim, daripada ratusan atau ribuan transaksi dalam blok penuh. Efisiensi Graphene memungkinkan blok yang lebih besar untuk merambat lebih cepat dan dengan tekanan jaringan yang lebih sedikit, yang secara langsung mendukung tujuan Nexa untuk throughput transaksi yang tinggi.

Peningkatan Propagasi Blok dengan Xthinner

Melengkapi Graphene, Nexa juga menggabungkan Xthinner, protokol propagasi blok mutakhir lainnya. Xthinner membawa konsep kompresi blok lebih jauh lagi, bertujuan untuk propagasi blok dengan latensi mendekati nol. Ini sering disebut sebagai peningkatan dari teknologi "thin block" sebelumnya (seperti compact blocks atau Graphene) dengan mencapai tingkat kompresi yang unggul.

Prinsip inti di balik Xthinner adalah memanfaatkan fakta bahwa sebagian besar transaksi dalam blok baru telah disiarkan dan berada di mempool node yang terhubung. Alih-alih mentransmisikan seluruh data transaksi, Xthinner berfokus pada berbagi hanya pengidentifikasi unik dari transaksi-transaksi ini.

Berikut adalah perincian yang disederhanakan:

1. Fokus Transaction ID (TxID): Ketika penambang menemukan blok baru, mereka menghasilkan daftar semua Transaction ID (TxID) yang disertakan dalam blok tersebut.
2. Short ID: TxID ini kemudian diubah menjadi "ID pendek" berukuran tetap yang sangat ringkas menggunakan fungsi pemetaan probabilistik yang cerdas. Ini adalah langkah kritis untuk kompresi ekstrem.
3. Transmisi Data Minimal: Penambang menyiarkan header blok, daftar ringkas dari ID pendek ini, dan data lengkap untuk transaksi apa pun yang tidak diharapkan ada di mempool penerima (misalnya, transaksi coinbase yang dihasilkan penambang, atau transaksi yang baru saja disiarkan).
4. Rekonstruksi Lokal: Setelah menerima data yang sangat terkompresi ini, sebuah node menggunakan ID pendek untuk mencari data transaksi lengkap di mempool-nya sendiri. Jika ID pendek memetakan ke transaksi unik di mempool-nya, ia menggunakannya. Jika ada tabrakan (beberapa transaksi memetakan ke ID pendek yang sama – peristiwa langka yang dikelola oleh protokol), atau jika transaksi benar-benar hilang, node meminta data transaksi lengkap untuk kasus spesifik tersebut.

Hasilnya adalah mekanisme propagasi yang sangat efisien di mana blok, bahkan yang sangat besar, dapat ditransmisikan melintasi jaringan dalam hitungan milidetik. Propagasi cepat ini mengurangi kemungkinan "orphan blocks" (blok yang ditambang secara bersamaan yang berkonflik), yang mengarah pada blockchain yang lebih stabil dan aman dengan throughput efektif yang lebih tinggi.

Tuas Skalabilitas Lainnya: Peningkatan Ukuran Blok dan Pemrosesan Paralel

Di luar protokol spesifik tersebut, strategi skalabilitas Nexa juga mencakup:

• Ukuran Blok Adaptif: Meskipun batas spesifik dapat dikonfigurasi, arsitektur Nexa dirancang untuk menangani ukuran blok yang jauh lebih besar dibandingkan dengan blockchain tradisional, berpotensi merambah ke kisaran gigabyte. Efikasi Graphene dan Xthinner membuat blok besar tersebut layak dengan memitigasi hambatan propagasi.
• Peningkatan Throughput Transaksi: Kombinasi optimalisasi perangkat keras, pemrosesan paralel berbasis UTXO, dan propagasi blok yang efisien memungkinkan Nexa untuk memproses jumlah transaksi per detik yang jauh lebih besar. Ini sangat penting untuk mendukung jaringan pembayaran global berfrekuensi tinggi.

Melampaui Skalabilitas: Fitur Utama Jaringan Nexa

Meskipun skalabilitas adalah fitur unggulan Nexa, jaringan ini juga menawarkan serangkaian fungsionalitas yang dirancang untuk membina ekosistem yang dinamis bagi pengembang dan pengguna.

Penerbitan Token Nativ (Native Token Issuance)

Nexa menyediakan dukungan bawaan untuk penerbitan token nativ secara langsung di blockchain Layer-1 miliknya. Ini berarti pengguna dan bisnis dapat membuat token khusus mereka sendiri tanpa perlu bergantung pada platform smart contract atau lapisan sekunder yang kompleks.

Manfaat utama token nativ di Nexa meliputi:

• Biaya Rendah: Transaksi yang melibatkan token nativ mewarisi biaya rendah dan throughput tinggi dari jaringan Nexa itu sendiri.
• Keamanan: Token mendapatkan manfaat dari model keamanan kuat yang sama dengan koin NEXA nativ, yang diamankan oleh Proof-of-Work jaringan.
• Kemudahan Penggunaan: Menerbitkan token biasanya lebih sederhana dan lebih efisien daripada mengembangkan smart contract yang kompleks.
• Berbagai Aplikasi: Token nativ dapat mewakili apa pun mulai dari stablecoin dan token utilitas hingga poin loyalitas, koleksi digital, atau aset dunia nyata. Fungsionalitas ini membuka kemungkinan untuk berbagai aplikasi keuangan terdesentralisasi (DeFi) dan ekonomi token langsung di atas Nexa.

Kemampuan Smart Contract

Nexa memperluas utilitasnya melampaui sekadar transfer nilai sederhana dan penerbitan token dengan mendukung smart contract. Perjanjian yang mengeksekusi diri sendiri ini, dengan ketentuan yang ditulis langsung ke dalam kode, memungkinkan pembuatan aplikasi terdesentralisasi (dApps) dan instrumen keuangan yang kompleks.

Pendekatan Nexa terhadap smart contract bertujuan untuk menjadi:

• Skalabel: Dirancang untuk memanfaatkan arsitektur throughput tinggi yang mendasarinya, memastikan bahwa eksekusi smart contract tidak menjadi hambatan saat jaringan berkembang.
• Aman: Dibangun di atas fondasi PoW yang kuat, menyediakan lingkungan yang aman untuk eksekusi kontrak.
• Fleksibel: Menawarkan alat bagi pengembang untuk membuat berbagai layanan terdesentralisasi, dari protokol peminjaman dan bursa terdesentralisasi (DEX) hingga solusi game dan identitas. Kombinasi token nativ dan smart contract memposisikan Nexa sebagai platform serbaguna yang mampu mendukung spektrum kasus penggunaan yang luas, bergerak melampaui sekadar uang tunai peer-to-peer.

Transaksi Instan (Zero-Confirmation)

Nexa bertujuan untuk memungkinkan "transaksi instan" melalui konsep yang sering disebut sebagai keamanan zero-confirmation (nol konfirmasi). Meskipun sebuah transaksi secara teknis baru bersifat tidak dapat diubah (immutable) setelah dimasukkan ke dalam blok dan dikonfirmasi oleh blok berikutnya, desain Nexa meminimalkan risiko double-spending untuk transaksi yang belum dikonfirmasi.

Ini dicapai melalui:

• Propagasi Blok yang Cepat: Teknologi seperti Graphene dan Xthinner memastikan bahwa transaksi dengan cepat disebarkan ke seluruh jaringan dan dimasukkan ke dalam blok dengan penundaan minimal.
• Pengurutan Transaksi Deterministik: Nexa mungkin menyertakan fitur atau aturan yang mempersulit transaksi yang berkonflik untuk diterima ke dalam jaringan, memberikan tingkat kepercayaan yang tinggi bahwa transaksi pertama yang terlihat adalah transaksi yang akan dikonfirmasi.
• Validasi Transaksi Paralel: Kemampuan model UTXO untuk memproses transaksi secara paralel membuatnya lebih sulit untuk mengatur serangan double-spend, karena jaringan dirancang untuk memvalidasi dan menerima transaksi sah dengan cepat.

Untuk pembelian sehari-hari dan transaksi bernilai rendah, pengalaman "instan" ini—di mana penerima memiliki tingkat kepercayaan yang sangat tinggi bahwa pembayaran telah dilakukan segera, bahkan sebelum konfirmasi blok—sangat krusial untuk adopsi massal.

Desentralisasi dan Keamanan

Komitmen Nexa terhadap Proof-of-Work mendasari model desentralisasi dan keamanannya.

• Desentralisasi: PoW memastikan bahwa tidak ada satu entitas atau kelompok kecil yang dapat mengendalikan jaringan. Penambangan terbuka bagi siapa saja yang bersedia mengeluarkan daya komputasi, mendistribusikan kontrol. Fokus pada optimalisasi perangkat keras untuk node juga memastikan bahwa menjalankan full node tidak menjadi sangat mahal, memungkinkan lebih banyak peserta untuk memverifikasi chain secara independen, yang sangat penting bagi desentralisasi.
• Keamanan: Upaya komputasi yang sangat besar yang diperlukan untuk membuat blok (dan dengan demikian membalikkan transaksi) membuat jaringan PoW sangat tahan terhadap serangan seperti double-spending. Semakin panjang chain, semakin aman transaksi tersebut. Model keamanan yang kuat ini adalah fondasi yang tidak dapat ditawar bagi sistem keuangan global mana pun.

Visi untuk Penggunaan Peer-to-Peer Global

Kumpulan pilihan arsitektur dan inovasi teknologi Nexa merujuk pada visi menyeluruh yang jelas: untuk menciptakan sistem uang elektronik peer-to-peer global, tanpa izin (permissionless), dan terbuka. Ini berarti memungkinkan siapa saja, di mana saja, untuk mengirim dan menerima nilai tanpa perantara, biaya tinggi, atau penundaan.

Nexa membayangkan masa depan di mana:

• Transaksi mikro menjadi layak: Membayar secangkir kopi atau mentransfer sejumlah kecil uang lintas batas menjadi semudah dan semurah mengirim email.
• Inklusi keuangan diperluas: Individu di wilayah yang kurang terlayani mendapatkan akses ke layanan keuangan yang kuat langsung melalui perangkat seluler mereka.
• Aplikasi terdesentralisasi berkembang pesat: Pengembang dapat membangun dApps inovatif yang memanfaatkan base layer yang sangat skalabel dan aman, membuka paradigma baru untuk perdagangan dan interaksi digital.
• Ekonomi token berkembang: Bisnis dapat dengan mudah menerbitkan dan mengelola aset digital mereka sendiri, mengintegrasikannya ke dalam operasi dan pengalaman pelanggan mereka.

Dengan menangani secara cermat keterbatasan teknologi blockchain yang diketahui, terutama mengenai throughput dan latensi, Nexa bertujuan untuk membuka potensi penuh dari ekonomi digital yang benar-benar global.

Kesimpulan dan Pandangan Masa Depan

Nexa mewakili upaya signifikan untuk mendorong batas-batas skalabilitas blockchain tanpa mengorbankan prinsip inti desentralisasi dan keamanan. Dengan menggabungkan ketangguhan model UTXO yang terbukti dan Proof-of-Work dengan protokol propagasi tingkat lanjut seperti Graphene dan Xthinner, di samping optimalisasi perangkat keras yang mendalam, Nexa membangun kerangka kerja yang dirancang untuk volume transaksi yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Penyertaan penerbitan token nativ dan kemampuan smart contract semakin memposisikan Nexa sebagai platform Layer-1 yang serbaguna, yang mampu mendukung beragam aplikasi terdesentralisasi dan mendorong inovasi di berbagai sektor. Meskipun tantangan untuk mencapai adopsi blockchain skala global sangat besar, pendekatan teknis Nexa menawarkan visi yang menarik tentang bagaimana sistem uang elektronik peer-to-peer yang benar-benar memiliki throughput tinggi, biaya rendah, dan aman dapat berfungsi dalam beberapa dekade mendatang. Seiring dengan matangnya jaringan dan kemampuannya yang diuji lebih lanjut di bawah permintaan dunia nyata, Nexa bertujuan untuk menunjukkan potensinya menjadi lapisan fondasi bagi era baru keuangan digital.