Dalam modul pertama ini, kami akan memandu Anda untuk memahami sistem terpusat, terdesentralisasi & terdistribusi. Anda akan belajar tentang karakteristik, arsitektur, kelebihan, kekurangan, dan banyak lagi!
Sebelum mendalami apa itu blockchain dan aplikasinya, penting bagi kita untuk terlebih dahulu memahami berbagai jenis database yang dioperasikan oleh blockchain. Blockchain dapat berfungsi pada sistem terpusat, terdesentralisasi, dan terdistribusi.
Basis Data Terpusat
Kita mulai dengan sistem terpusat karena ini adalah yang paling mudah dipahami.
Sistem klien/server dengan satu atau lebih node klien yang terhubung langsung ke server pusat dikenal sebagai sistem terpusat. Node blockchain menyimpan salinan lengkap dari buku besar terdistribusi dan bertanggung jawab atas keandalan data yang disimpan. Node digunakan oleh pengembang untuk membuat aplikasi berbasis blockchain. Di banyak organisasi, ini adalah jenis sistem yang paling umum, di mana klien mengirimkan permintaan ke server perusahaan dan menerima respons.
Database terpusat adalah database yang disimpan, ditempatkan, dan dimaintain di satu lokasi. Database semacam ini hanya dapat diubah dan dikendalikan dari lokasi itu sendiri. Lokasi ini kebanyakan adalah database atau sistem komputer terpusat. Koneksi internet digunakan untuk mengakses lokasi pusat (LAN, WAN, dll.). Institusi dan organisasi adalah pengguna utama database terpusat.
Agar setiap transaksi terjadi dalam database terpusat, mereka harus datang melalui otoritas pusat (sering kali pihak ketiga). Bank adalah contoh yang paling umum dari sistem terpusat.
Karakteristik
Jam Global
Karena seluruh sistem terdiri dari node pusat (server/master) dan banyak node klien, semua node klien harus sinkron dengan jam global (jam simpul pusat).
Satu Unit Terpusat
Semua node lain dalam sistem dilayani / dikoordinasikan oleh satu unit pusat.
Kegagalan Komponen
Ketika node pusat gagal, seluruh sistem gagal. Ini karena tidak ada entitas lain yang mengirim/ menerima tanggapan/permintaan saat server offline.
Arsitektur Sistem Terpusat dan Keterbatasannya
Node pusat yang melayani node lain dalam sistem adalah node server. Semua node lainnya adalah node klien. Karena desainnya, lebih mudah untuk mengamankan dan memelihara node server dan klien dibandingkan dengan database lain. Namun, sistem terpusat memang memiliki keterbatasan:
Skalabilitas
Pada titik tertentu, sistem ini tidak dapat lagi scaling secara vertikal. Penskalaan vertikal berarti memperluas jaringan dengan menambahkan lebih banyak daya dan memori ke unit pemrosesan utama suatu sistem, sementara penskalaan horizontal berarti menambahkan lebih banyak node. (misalnya mesin) ke kerangka sistem yang ada.
Bahkan jika kemampuan perangkat keras dan perangkat lunak node server meningkat, kinerja sistem tidak akan meningkat secara signifikan. Di sisi lain, penskalaan vertikal dimungkinkan dalam jaringan terdesentralisasi. Setiap node dapat menambahkan sumber daya (perangkat keras, perangkat lunak) ke dirinya sendiri untuk meningkatkan kinerja yang mengarah pada peningkatan kinerja seluruh sistem.
Hambatan
Ketika lalu lintas melonjak, kemacetan dapat timbul karena server hanya dapat memiliki sejumlah port terbuka yang tersedia untuk node klien. Ini seperti mencoba mengisi toples dengan sesuatu. Hanya ada pembukaan terbatas untuk bahan jatuh ke dalam atau keluar dari toples sekaligus. Akibatnya, ketika ada banyak lalu lintas, seperti selama periode diskon, server dapat mengalami serangan Denial-of-Service atau serangan Distributed Denial-of-Service.
Serangan denial-of-service (DoS) adalah serangan yang bertujuan untuk mematikan komputer atau jaringan sehingga tidak lagi dapat diakses oleh pengguna yang dituju. Serangan DoS mencapai hal ini dengan membanjiri target dengan lalu lintas atau mengirimkan informasi yang menyebabkannya crash.
Serangan DDoS adalah jenis ancaman cyber yang bergantung pada pengiriman terlalu banyak permintaan ke sumber daya online, menyebabkan situs web atau sumber daya itu offline. Penyerang menggunakan jaringan komputer yang luas untuk menciptakan tekanan ini, sering kali mereka menggunakan mesin "zombie" yang telah mereka ambil alih melalui malware.
Keuntungan dari Sistem Terpusat
Penyebaran Cepat
Karena rantai komando didefinisikan dengan baik dalam jaringan terpusat, delegasi jaringan relatif mudah. Misalnya, ketika sebuah organisasi menggunakan sentralisasi, rantai komando sudah terbentuk. Ini berarti bahwa setiap orang dalam organisasi tahu peran mereka dan kepada siapa mereka harus melapor. Hal ini membuat delegasi lebih mudah.
Dengan menambahkan atau menghapus koneksi antara node klien dan server utama, mudah untuk menambah dan menghapus node klien dari jaringan. Ini, bagaimanapun, tidak berpengaruh pada daya komputasi jaringan.
Terjangkau
Untuk sistem kecil, jaringan terpusat biasanya merupakan solusi yang paling hemat biaya karena hanya membutuhkan lebih sedikit sumber daya untuk mulai beroperasi. Selain itu, hanya server pusat yang perlu diperbarui ketika administrator jaringan perlu menambal atau meningkatkan jaringan.
Kekurangan dari Sistem Terpusat
Karena hanya ada satu simpul pusat, sistem ini sangat bergantung pada konektivitas jaringan. Kegagalan satu node akan mempengaruhi seluruh jaringan.
Tidak akan ada degenerasi sistem secara bertahap; sebaliknya, seluruh sistem akan gagal tiba-tiba. Dan juga, jika node server gagal dan tidak ada cadangan data, data akan segera hilang. Kegagalan semacam ini akan menyebabkan gangguan besar di organisasi mana pun.
Database Terdesentralisasi
Dalam database terdesentralisasi tidak ada penyimpanan terpusat. Sebaliknya, data disimpan di seluruh database yang saling berhubungan dalam sistem. Secara keseluruhan, database terdesentralisasi lebih dapat diandalkan dan kecil kemungkinan sistem semacam ini gagal karena data selalu di-backup.
Singkatnya, jaringan terdesentralisasi adalah "lingkungan tanpa kepercayaan," di mana tidak ada satu titik kegagalan.
Lingkungan yang tanpa kepercayaan berarti bahwa Anda tidak harus menempatkan kepercayaan Anda semata-mata pada orang asing, lembaga, atau pihak ketiga lainnya untuk menggunakan jaringan atau system pembayaran.
Karena tidak ada kontrol entitas tunggal, tidak ada kemungkinan jaringan gagal. Agar jaringan macet, semua node harus berhenti secara bersamaan. Ini sangat tidak mungkin ketika ada begitu banyak sistem yang terhubung di seluruh dunia.
Salah satu contoh menarik dari sistem terdesentralisasi adalah situs web, BitTorrent. Protokol BitTorrent memungkinkan pengguna dalam ekosistem untuk berbagi data tanpa server pusat. Karena BitTorrent terdesentralisasi, itu membuat sangat sulit bagi badan pengatur untuk menegakkan undang-undang anti-pembajakan atau menutup jaringan.
Karakteristik Sistem Desentralisasi
Karena tidak ada jam global dalam sistem terdesentralisasi, setiap node independen dari yang lain. Oleh karena itu setiap node memiliki jamnya sendiri.
Sehubungan dengan kegagalan komponen dependen, kegagalan node pusat mengakibatkan kegagalan bagian dari sistem, bukan seluruh sistem.
Arsitektur Sistem Desentralisasi dan Keterbatasannya
Arsitektur peer-to-peer adalah dasar dari jaringan terdesentralisasi. Ini berarti bahwa setiap node adalah rekan dari yang lain. Tidak ada node tunggal yang memiliki dominasi atas yang lain. Dengan memilih dan membantu dalam koordinasi bagian dari sistem, satu node dapat menjadi master, tetapi ini tidak berarti bahwa node memiliki supremasi atas node lain yang dikoordinasikan dengannya.
Jaringan terdesentralisasi juga memiliki keterbatasan. Misalnya, mungkin ada masalah koordinasi untuk entitas perusahaan yang menggunakan database terdesentralisasi. Ini karena sulit untuk mencapai tujuan kolektif ketika setiap node adalah pemilik perilakunya sendiri. Ini karena tidak ada simpul superior yang mengawasi perilaku node bawahan.
Jaringan terdesentralisasi juga tidak direkomendasikan untuk jaringan yang lebih kecil, ini karena sistem terpusat jauh lebih murah untuk dioperasikan.
Keuntungan
Pengambilan Keputusan
Desentralisasi memungkinkan lebih banyak orang untuk berpartisipasi dalam pengambilan keputusan. Ini berarti lebih banyak masukan solusi dan ide-ide unik. Ini adalah manfaat besar bagi bisnis karena memungkinkan mereka untuk mendiversifikasi operasi dalam berbagai cara.
Rekonsiliasi Data
Sistem terdesentralisasi membantu meningkatkan rekonsiliasi data berkat keabadiannya (immutability). Perusahaan sering berbagi informasi dengan mitra mereka. Data ini kemudian dimodifikasi dan disimpan dalam silo data masing-masing pihak, hanya untuk muncul kembali ketika saatnya untuk mentransfernya ke hilir. Setiap kali data dimodifikasi, kemungkinan kehilangan data atau data yang tidak akurat yang memasuki aliran kerja meningkat.
Lebih Sedikit Titik Kelemahan
Titik kelemahan berkurang dalam sistem desentralisasi. Desentralisasi dapat membantu mengurangi sumber kelemahan dalam sistem di mana mungkin ada terlalu banyak ketergantungan pada aktor tertentu. Kegagalan sistemik dapat disebabkan oleh kegagalan sistem, seperti ketidakmampuan untuk menyediakan layanan yang dijanjikan atau layanan yang tidak efisien karena habisnya sumber daya, pemadaman berulang, kemacetan, atau korupsi.
Kerugian
Saat ini, kurangnya pengawasan peraturan dalam keuangan terdesentralisasi (DeFi), tetapi regulator berusaha mengejar ketinggalan. Menyusul pertumbuhan pesat alternatif berbasis blockchain untuk sistem keuangan tradisional, otoritas global telah mengambil langkah-langkah untuk memperkenalkan peraturan ke dunia keuangan desentralisas. Namun, pada saat penulisan, peraturan ini sedikit dan masih dalam masa perkembangan.
Jika node gagal, sulit untuk mengetahui node mana yang gagal. Setiap node harus dicek dan diperiksa. Pemeriksaan ini kemudian harus ditinjau untuk menentukan mana yang gagal dengan membandingkan output yang diharapkan dengan apa yang dihasilkan node.
Menentukan node mana yang gagal adalah proses yang panjang dan setiap node harus diperiksa secara individual yang membutuhkan banyak waktu dan sumber daya.
Terpusat vs Terdesentralisasi – Ikhtisar
Sebelum melanjutkan, mari kita lihat sekilas beberapa perbedaan utama antara jaringan terpusat dan jaringan terdesentralisasi pada tabel di bawah ini.
Sistem Terdistribusi
Sistem terdistribusi adalah paradigma komputasi di mana dua atau lebih node berkolaborasi secara terkoordinasi untuk mencapai tujuan bersama. Semua node mampu mengirim dan menerima pesan ke dan dari satu sama lain.
Contoh dari sistem terdistribusi sehari-hari adalah pencarian Google. Ratusan komputer bekerja pada setiap permintaan, casting jaring pukat di seluruh web dan mengeluarkan hasil yang relevan. Bagi pengguna, Google tampaknya merupakan satu sistem, tetapi sebenarnya ini adalah kumpulan komputer yang bekerja sama untuk menyelesaikan satu tugas.
Karakteristik Sistem Terdistribusi
Untuk menyetujui nilai dan transaksi yang sama, node menggunakan metode konsensus. Metode konsensus adalah bagaimana node yang berbeda menyetujui blok baru yang ditambahkan ke blockchain. Metode konsensus memungkinkan jaringan blockchain berfungsi secara terdistribusi.
Tidak ada jam global karena setiap node menyimpan waktunya sendiri.
Dalam sistem terdistribusi, node gagal secara independen, tanpa memiliki dampak signifikan pada keseluruhan sistem. Jika salah satu node gagal, sistem secara keseluruhan terus berfungsi.
Arsitektur Sistem Terdistribusi dan Keterbatasannya
Semua node dalam sistem terdistribusi adalah rekan satu sama lain dan berkolaborasi menuju tujuan bersama. Beberapa node menjadi node server dan mengambil peran koordinator, arbiter. Komponen yang berbeda dari aplikasi tersebar di node-node yang berbeda, yang bekerja sama untuk membentuk aplikasi untuk pengguna akhir.
Setiap node dalam sistem terdesentralisasi membuat keputusan sendiri. Agregat keputusan yang dibuat oleh setiap node menentukan perilaku akhir dari sistem. Perhatikan bahwa tidak ada entitas tunggal yang menerima dan menanggapi permintaan tersebut.
Sistem terdistribusi juga memiliki keterbatasannya sendiri. Misalnya, kurangnya jam umum membuat sulit bagi node untuk memperoleh perspektif global dari sistem dan, sebagai hasilnya, membuat penilaian informasi tergantung pada kondisi node lain.
Keuntungan
Toleransi Kesalahan
Dalam jaringan terdistribusi , satu node dapat gagal tanpa merusak sisa sistem karena beban kerja komputasi hanya diseimbangkan kembali di antara node yang masih hidup. Akibatnya, sistem data terdistribusi jauh lebih dapat diandalkan daripada arsitektur jaringan alternatif yang bergantung pada hierarki node top-down. Situasi serupa di dunia nyata bisa terjadi ketika seorang karyawan tidak dapat tiba di tempat kerja, sehingga manajemen memutuskan untuk mendelegasikan tugas mereka ke karyawan yang hadir pada hari itu.
Kecepatan dan Skalabilitas
Jaringan terpusat dan terdesentralisasi kurang terukur daripada jaringan terdistribusi. Namun, karena distribusi yang adil dari kekuatan pemrosesan jaringan dan data, mereka biasanya memiliki masalah latensi yang lebih rendah. Latensi jaringan blockchain adalah waktu antara pengiriman transaksi ke jaringan dan konfirmasi penerimaan pertama oleh jaringan. Setelah konfirmasi awal, transaksi menjadi lebih final karena lebih banyak blok ditambahkan setelah konfirmasi awal.
Transparansi yang Lebih Baik
Jauh lebih sulit untuk berhasil mengedit, menyensor, atau menghapus informasi pada jaringan terdistribusi karena data tersebar secara seragam di seluruh jaringan. Akibatnya, jaringan terdistribusi secara inheren lebih transparan daripada sistem konvensional, terutama ketika kriptografi sering digunakan untuk mengamankan data. Misalnya, perusahaan dapat mendigitalkan aset fisik dan membuat catatan terdesentralisasi dan tidak berubah dari semua transaksi yang memungkinkan aset dilacak mulai dari produksi hingga pengiriman atau digunakan oleh pengguna akhir.
Kerugian
Pemeliharaan yang mahal
Jaringan terdistribusi, seperti jaringan terdesentralisasi, membutuhkan lebih banyak sumber daya untuk memelihara atau mengkonfigurasi ulang. Ini karena setiap perubahan besar memerlukan pembaruan setiap node. Manajer jaringan tidak dapat dengan mudah memberikan perintah karena node yang tersebar memiliki latensi yang berbeda dan tidak berbagi jam/waktu yang sama. Akibatnya, membuat algoritma untuk jaringan terdistribusi sangatlah menantang.
Masalah Koordinasi
Tidak ada node superior yang mengawasi perilaku node bawahan. Oleh karena itu, tidak ada metode untuk mengatur node individu pada sistem. Akibatnya, membuat keputusan tepat waktu atau menyelesaikan tugas skala besar bisa menjadi tantangan. Bagi beberapa organisasi, rantai komando terdesentralisasi dapat menjadi masalah yang tidak dapat diatasi. Selain itu, karena mendapatkan gambaran global tentang jaringan lengkap tidak mungkin untuk setiap node tunggal, sulit bagi node individu untuk membuat keputusan yang terinformasi dengan baik berdasarkan kondisi node lain dalam sistem.
Apa Perbedaan antara Jaringan Terdesentralisasi dan Terdistribusi
Perbedaan utama antara keduanya adalah bagaimana "keputusan" dicapai dan bagaimana informasi kemudian dikomunikasikan di seluruh node kontrol sistem.
Tidak ada satu titik pengambilan keputusan dalam sistem desentralisasi. Setiap node membuat keputusan tentang perilakunya sendiri, dan respons keseluruhan sistem adalah respons agregat. Dalam jaringan terpusat, di sisi lain, otoritas pengambilan keputusan didelegasikan kepada beberapa pemimpin terpilih di bagian atas struktur organisasi.
Sementara sistem terdesentralisasi dan terdistribusi memiliki perbedaan yang signifikan, di dunia blockchain, mereka terkait erat. Sistem ini masing-masing memiliki seperangkat manfaat mereka sendiri, dan ketika kita menggabungkannya, kita memiliki jaringan yang jauh lebih stabil dan dapat diandalkan.
Apakah Blockchain Terdistribusi atau Terdesentralisasi?
Jika Anda melihat buku besar terdistribusi, Anda akan melihat bahwa semua mining node memiliki salinan transaksi jaringan. Mereka tidak dapat dibaca karena dienkripsi dengan kunci pribadi. Data transaksional direplikasi di antara node, seperti dalam sistem terdistribusi. Akibatnya, blockchain dirancang untuk didistribusikan.
Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang teknologi blockchain di modul berikutnya di sini.
Tapi apakah blockchain juga terdesentralisasi?
Tergantung pada desain jaringan, blockchain dapat didistribusikan secara terpusat atau terdesentralisasi. Jika kontrol tidak berada di tangan organisasi keuangan mana pun, jaringan blockchain tersebut didistribusikan secara terdesentralisasi.
Kesimpulan
Ketika membandingkan manfaat relatif dari berbagai desain jaringan, perlu diingat bahwa tidak ada konfigurasi yang lebih unggul dari yang lain dalam semua situasi.
Namun, karena internet saat ini diciptakan sebagian besar di atas dasar jaringan terpusat, sebagian besar sistem warisan memiliki beberapa jenis pengaturan terpusat. Adopsi luas struktur jaringan terdesentralisasi dan terdistribusi bertujuan untuk memecahkan batas-batas arsitektur sistem yang lama.
Pada modul berikutnya, kita akan membahas lebih banyak tentang teknologi blockchain.