Apa Itu Proof-of-stake (PoS)?

Sebagian besar cryptocurrency yang beredar di pasar mengandalkan jaringan blockchain sebagai fondasi teknologi untuk memfasilitasi transaksinya. Transaksi tersebut diverifikasi menggunakan sebuah sistem yang disebut mekanisme konsensus. Dua sistem mekanisme konsensus yang paling populer saat ini adalah proof-of-work (PoW) dan proof-of-stake (PoS). PoW yang digunakan blockchain Bitcoin dirancang untuk mengutamakan keamanan transfer aset. Seiring dengan berkembangnya cryptocurrency, sistem PoS pun diciptakan dan menjadi pilihan mekanisme konsensus yang lebih ramah lingkungan dan tidak memakan banyak energi layaknya PoW. Jadi, apa itu sistem Proof-of-stake? mengapa semakin banyak blockchain menggunakan sistem PoS? Artikel ini akan menjelaskan mekanisme PoS secara lengkap.

Ringkasan Artikel

• 🖥️ Proof-of-stake (PoS) adalah mekanisme konsensus untuk memastikan hanya transaksi yang sah yang ditambahkan ke dalam blok pada blockchain. Caranya dengan meminta validator untuk mengunci cryptocurrency mereka untuk mengamankan jaringan.
• 🍀 Sistem PoS membuat transaksi dengan blockchain menjadi lebih ramah lingkungan dan memungkinkan proses staking bagi pengguna untuk mendapatkan pendapatan pasif.
• 🌐 Aset crypto dengan sistem PoS dapat memproses transaksi dalam waktu yang cepat dan biaya murah. Sistem ini juga memecahkan masalah skalabilitas bagi aset crypto yang ingin membuat sebuah ekosistem aplikasi terdesentralisasi.

Definisi Proof-of-Stake (PoS)

Proof-of-stake (PoS) adalah sebuah algoritma untuk mencapai konsensus yang mengharuskan pengguna (dalam hal ini, validator) untuk mempertaruhkan sejumlah tokennya agar mendapatkan peluang untuk memverifikasi transaksi dan mendapatkan imbalan. Singkatnya, algoritma ini mengandalkan jumlah token yang dimiliki pengguna dalam sistem dan memilih validator transaksi dalam blockchain berdasarkan hal tersebut.

💡 Dalam dunia crypto, istilah Stake atau taruhan mengacu kepada mata uang crypto yang dimiliki dan disimpan pengguna di dalam sistem untuk ikut serta dalam verifikasi dan validasi transaksi.

Mekanisme kompleks ini dilakukan untuk mencapai distributed consensus yaitu sebuah kondisi di mana sistem berjalan dengan aman dan terdesentralisasi karena verifikasi transaksi dilakukan oleh pengguna yang lain. Dalam sistem PoS, tidak ada penambang yang berlomba-lomba menggunakan daya komputernya agar bisa memproses transaksi dan mendapatkan imbalan.

Baca juga: Apa itu blockchain dan bagaimana cara kerjanya?

Sistem pembuatan blok baru di dalam mekanisme PoS dilakukan secara acak namun terukur sehingga tidak mengonumsi energi listrik yang tinggi. Hal ini menjadikannya lebih ramah lingkungan dibandingkan PoW. Selain itu, dalam sistem PoS, siapapun bisa menjadi validator transaksi asalkan memiliki token dalam jumlah tertentu dan menjalankan beberapa sistem sebagai syaratnya.

Bagaimana cara kerja Proof-of-Stake (PoS)?

Sistem proof-of-stake tidak mengandalkan proses penambangan dalam penciptaan blok baru sehingga tidak disebut sebagai ‘ditambang’ melainkan ‘dicetak’ atau ‘ditempa’. Alih-alih menambang blok baru dengan melakukan pekerjaan komputasi, sistem proof-of-stake mengharuskan pengguna untuk menunjukkan kepemilikan sejumlah aset kripto.

💡 Sistem proof-of-stake pertama kali dikenalkan dalam sebuah jurnal ilmiah yang ditulis oleh Sunny King dan Scott Nadal pada 2012. Sistem ini diciptakan untuk menyelesaikan permasalahan konsumsi energi tinggi akibat penambangan Bitcoin.

Dalam metode PoS, penambang disebut sebagai ‘validator’ yang akan mempertaruhkan token mereka untuk berpartisipasi dalam verifikasi transaksi. Token yang dipertaruhkan di dalam sistem akan disimpan sebagai jaminan selama pengguna masih menjadi validator. Ketika sebuah validator terpilih, perannya adalah memverifikasi validitas transaksi di dalam blok, menandatanganinya, dan mendaftarkan blok baru ke dalam jaringan untuk validasi.

Pemilihan Validator Proof-of-Stake

Validator algoritma PoS dipilih secara acak namun memprioritaskan mereka yang memiliki jumlah stake yang tinggi. Semakin tinggi aset crypto yang dipertaruhkan semakin tinggi juga kesempatan dipilih menjadi validator. Tetapi, algoritma tetap akan mengacak pemilihan validator agar mereka yang memiliki stake paling tinggi tidak selalu dipilih untuk menghindari serangan dari peretas.

💡 Dua metode pemilihan validator paling populer adalah Randomised block selection, di mana validator dipilih dengan mencari pengguna dengan kombinasi nilai hash terendah dan stake tertinggi. The Coin Age Selection memilih validator berdasarkan berapa lama token mereka telah dipertaruhkan.

Salah satu hal yang membuat PoS berbeda dari sistem PoW adalah imbalan yang diberikan kepada validator transaksi. Kebanyakan blockchain dengan PoS sudah menciptakan seluruh suplai aset kriptonya di awal. Maka dari itu, imbalan di dalam sistem PoS diberikan dalam bentuk biaya transaksi, bukan aset kripto baru seperti Bitcoin. Namun, terdapat beberapa pengecualian di mana aset kripto PoS masih memberikan koin baru sebagai imbalan staking.

Validator diberikan imbalan saat ia memvalidasi transaksi dan mendatarkan blok baru. Apabila validator gagal melakukan tugasnya, sejumlah token yang ia pertaruhkan akan dipotong dan ia tidak bisa menjadi validator untuk waktu tertentu.

Delegated Proof-of-Stake (DPoS)

Pengguna yang ingin berpartisipasi dalam proses verifikasi namun tidak bisa menjadi validator dapat memilih menjadi ‘delegator’. Delegator merupakan pengguna biasa yang melakukan staking dengan ‘menitipkan’ aset kripto mereka kepada validator untuk mendapatkan imbalan. Sistem delegasi atau penitipan ini digunakan di dalam delegated proof-of-stake yang merupakan perkembangan dari metode PoS.

💡 Kamu bisa melakukan staking dengan menyimpan aset milikmu untuk beberapa waktu dan mendapatkan penghasilan pasif yang cukup besar antara 3-25%.

Apa perbedaan proof-of-stake dengan proof-of-work?

Seperti yang sudah dijelaskan, secara teknis dan pengoperasian sistem proof-of-work dan proof-of-stake sangat berbeda. Namun, secara fundamental, keduanya memiliki tujuan yang sama yaitu menciptakan sistem terdesentralisasi yang aman tanpa memanfaatkan pihak ketiga. Selain itu, kapabilitas PoW dan PoS sangat berbeda terutama dalam konteks skalabilitas dan menangani kepadatan jaringan.

Baca juga: Apa itu Ethereum dan bagaimana cara kerja smart-contract?

Ethereum, salah satu platform smart contract pertama, pada awalnya menggunakan sistem PoW dan sering mengalami masalah dengan skalabilitas yang membuat biaya transaksinya begitu mahal. Hal ini terjadi karena metode verifikasi transaksi sistem PoW sangat kompleks dan membutuhkan daya komputasi yang cukup besar. Masalah ini tidak terjadi dalam blockchain dengan sistem PoS karena metode verifikasinya tidak menggunakan daya komputasi besar.

Namun, pada 15 September 2022 lalu, Ethereum berhasil melakukan perubahan besar pada jaringannya dengan merubah sistem PoW menjadi PoS. Perubahan ini dikenal sebagai The Merge Ethereum.

Pelajari lebih lanjut tentang Apa yang Terjadi pada Ethereum setelah The Merge?

Kelebihan PoS dibanding PoW

• 🍀 Ramah lingkungan: Sistem PoS mengonsumsi tenaga listrik yang jauh lebih rendah dan lebih ramah lingkungan dibanding sistem PoW.
• 🏎️ Kecepatan dan biaya transaksi: Metode verifikasi PoS yang sederhana dan mudah dapat memfasilitasi jaringan blockchain yang cepat tanpa biaya transaksi yang mahal.
• 💸 Pengguna bisa melakukan staking: Blockchain dengan sistem PoS dapat melibatkan penggunanya untuk melakukan staking agar mendapatkan penghasilan pasif.
• 👨‍💻 Skalabilitas bagi pengembang aplikasi: Pengembang aplikasi kripto akan memilih membuat aplikasinya pada blockchain dengan sistem PoS agar pengguna mereka tidak harus membayar biaya transaksi yang mahal.

Beberapa koin yang menggunakan sistem PoS

Solana (SOL)

Solana merupakan sebuah cryptocurrency yang menggunakan sistem verifikasi PoS dan mengombinasikannya dengan algoritma proof-of-history buatan Solana. Proof-of-history menambahkan stempel waktu terhadap semua proses validasi transaksi. Kedua sistem verifikasi ini bekerja saling melengkapi untuk menciptakan sebuah blockchain yang dapat memroses transaksi secara cepat dengan biaya transaksi murah.

Selain itu, Solana juga membuat inovasi lain di atas kedua sistem verifikasi tersebut seperti menambahkan protokol gulf stream pada level PoS agar durasi validasi transaksi berkurang. Saat ini, Solana merupakan salah satu blockchain tercepat dengan ekosistem aplikasi yang dapat menyaingi Ethereum.

Cardano (ADA)

Cardano adalah cryptocurrency yang menggunakan metode proof-of-stake yang dimodifikasi dan disebut sistem Ouroboros. Sistem Ouroboros merupakan modifikasi PoS yang memanfaatkan pembagian waktu untuk memisahkan proses pemilihan validator. Pembagian waktu ini disebut sebagai epoch yang dibagi menjadi beberapa slot. Setiap slot memiliki slot leader yang berperan sebagai validator.

Modifikasi sistem proof-of-stake Cardano dilakukan agar setiap validator berperan memvalidasi transaksi untuk waktu yang sudah ditentukan (1 epoch biasanya berlangsung selama beberapa hari). Pemilihan ini dilakukan secara acak dan bergantian sehingga validator setiap epoch akan terus berganti.

Fantom (FTM)

Fantom merupakan sebuah aset kripto yang memanfaatkan metode proof-of-stake yang dimodifikasi oleh Fantom. Modifikasi ini menciptakan sebuah leaderless proof-of-stake yang disebut sebagai Lachesis. Lachesis menggunakan teknologi directed acyclic graph (DAG) yang mengatur struktur urutan transaksi bagi setiap validator. Lachesis memungkinkan setiap validator untuk melakukan validasi transaksi tanpa harus menunggu konfirmasi dari validator-validator lain. Berkat sistem ini, jaringan Fantom hanya membutuhkan waktu 1-2 detik untuk melakukan verifikasi dan validasi transaksi.

Referensi:

• Jeff Benson dan Matt Hussey, What is Proof of Stake? | How it Differs From Proof of Work – Decrypt, diakses pada 12 Januari 2022.
• Kraken Team, Proof of Work vs Proof of Stake, Kraken, diakses pada 12 Januari 2022.
• Shaan Ray, What is Proof of Stake? | Hacker Noon, diakses pada 13 Januari 2022.
• Max Thake, What is Proof of Stake? (PoS). Proof-of-Work (PoW) was the first… , Medium, diakses pada 13 Januari 2022.
• Fantom Team, Consensus algorithm ‘Lachesis’ | aBFT consensus-as-a-service | Fantom, diakses pada 13 Januari 2022.
• Cong T. Nguyen, Dinh Thai Hoan, et. al., Proof-of-Stake Consensus Mechanisms for Future Blockchain Networks: Fundamentals, Applications and Opportunities, Institute of Electrical and Electronics Engineers, New Jersey, 26 Juni 2019. diakses pada 13 Januari 2022.