Apa Itu ZK Rollups?

Zero knowledge rollups adalah terobosan penting dalam teknologi penskalaan blockchain, khususnya pada jaringan Ethereum. Seiring ekosistem cryptocurrency yang terus berkembang, solusi layer-2 menjadi infrastruktur vital untuk mengatasi tantangan biaya gas tinggi serta kemacetan di main chain Ethereum. Di antara berbagai solusi, zero knowledge rollups menonjol sebagai teknologi terdepan yang menawarkan skalabilitas tanpa mengorbankan keamanan dan desentralisasi.

Apa Itu Crypto Rollup?

Rollup merupakan kumpulan transaksi cryptocurrency yang diproses di luar jaringan utama blockchain. Istilah ini diambil dari gambaran sejumlah transfer kripto yang “digulung” menjadi satu paket digital. Tidak seperti transaksi langsung di blockchain layer-1 seperti Ethereum, rollup menggunakan perangkat lunak off-chain khusus untuk memverifikasi dan mengatur data transfer kripto sebelum diserahkan ke main chain.

Mekanisme rollup berjalan dengan protokol layer-2 yang mengirim batch transaksi cryptocurrency ke blockchain layer-1 pada interval waktu tertentu untuk konfirmasi akhir. Untuk memastikan prinsip desentralisasi tetap terjaga, solusi L2 memanfaatkan smart contract sebagai penghubung ke blockchain L1 terkait.

Rollup memberikan dua manfaat utama bagi jaringan blockchain. Pertama, dengan mengeksekusi transaksi off-chain, rollup secara drastis mengurangi beban komputasi dan kemacetan di jaringan utama. Pemindahan proses ini menjaga stabilitas jaringan meski terjadi lonjakan traffic. Kedua, protokol rollup mengadopsi teknik kompresi canggih untuk mengemas data dalam paket ringkas sehingga pemanfaatan ruang blok di L1 menjadi maksimal. Gabungan fitur ini meningkatkan efisiensi jaringan cryptocurrency dengan konfirmasi yang lebih cepat, throughput transaksi lebih tinggi, serta biaya jauh lebih rendah bagi pengguna. Selain itu, dengan memindahkan aktivitas dari blockchain utama, rollup menekan risiko bottleneck parah pada jaringan layer-1.

Apa Itu ZK Rollup?

Zero knowledge rollups dinamai dari “zero-knowledge proofs”—metode verifikasi khas yang diterapkan sebelum mengirim kumpulan transaksi ke blockchain. Arsitektur zero knowledge rollup mewajibkan komputer di jaringan menyelesaikan perhitungan off-chain tingkat lanjut sebelum mengirimkan riwayat pembayaran cryptocurrency ke blockchain utama. Saat prosesor ZK mengirimkan rollup ke main chain, mereka menyertakan “validity proof”—sertifikat kriptografi yang membuktikan transaksi telah diorganisasi dan diverifikasi dengan benar.

Istilah “zero knowledge” menandakan posisi unik validator node di blockchain layer-1 seperti Ethereum. Validator tersebut tidak mengetahui isi batch transaksi yang masuk; validity proof menjadi bukti sahih bahwa prosesor ZK off-chain telah melakukan verifikasi transaksi secara komputasional intensif. Analogi sederhananya: segel kerajaan pada surat yang beredar di kerajaan. Penerima akan memeriksa keaslian segel sebelum menerima isi surat. Begitu pula, blockchain layer-1 memverifikasi validity proof sebelum menerima dan mencatat data pembayaran pada distributed ledger.

Bagaimana Cara Kerja ZK Rollup?

Cara kerja zero knowledge rollups mirip prinsip konsensus proof-of-work yang digunakan Bitcoin. Pada model PoW, miner menggunakan perangkat komputasi canggih untuk memecahkan teka-teki algoritma secara rutin, menciptakan hambatan komputasi yang mencegah manipulasi sistem atau riwayat transaksi Bitcoin. Zero knowledge rollups menerapkan prinsip serupa, mengharuskan prosesor di jaringan menjalankan perhitungan intensif demi menghasilkan validity proof untuk batch transaksi mereka.

Perbedaan utama antara zero knowledge rollup dan blockchain PoW seperti Bitcoin terletak pada lingkungan eksekusi. Zero knowledge rollup bekerja sepenuhnya di luar jaringan utama, memproses transaksi di layer komputasi terpisah. Seluruh data transaksi dikompresi off-chain sebelum dikirim ke main chain via smart contract. Meski berbeda arsitektur, filosofi verifikasi keduanya identik—memerlukan pekerjaan komputasi besar untuk membuktikan validitas transaksi.

ZK Rollups vs Optimistic Rollups

Optimistic rollups adalah pendekatan layer-2 lain yang juga memproses transaksi cryptocurrency off-chain sebelum mengirim ke blockchain layer-1. Perbedaan utama dengan zero knowledge rollups terletak pada filosofi verifikasi: zero knowledge rollups selalu menyertakan validity proof di setiap batch transaksi, sedangkan optimistic rollups menganggap semua transaksi valid secara default—itulah makna “optimistic”.

Lalu, bagaimana validator layer-1 memastikan integritas transaksi pada optimistic rollups? Meski prosedur tiap implementasi berbeda, semuanya mengandalkan mekanisme “fraud proof” bukan validity proof. Asumsi optimis tidak mengabaikan pengawasan; node aktif memantau masalah. Jika ada transaksi mencurigakan, node akan menandai dan meninjau internal. Riwayat transaksi dalam rollup baru diposting ke blockchain utama setelah lolos dari tuduhan fraud yang dapat diverifikasi.

Protokol optimistic rollup menerapkan insentif dan penalti ekonomi untuk mencegah perilaku buruk. Node diwajibkan mengunci cryptocurrency sebagai bond sebelum mengirim transaksi atau meminta fraud proof. Jika transaksi dinyatakan tidak valid, bond node tersebut disita dan diberikan ke pelapor fraud.

Kompromi pada optimistic rollups adalah waktu finalisasi transaksi. Sistem ini tidak secepat zero knowledge rollups karena batch transaksi harus melewati tahap fraud-proofing. Dalam beberapa kasus, pengguna bisa menunggu lebih dari seminggu hingga transaksi pada optimistic rollup benar-benar final di main chain, meski tanpa masalah. Namun, optimistic rollups lebih adaptif di ekosistem cryptocurrency karena beban komputasinya lebih rendah—tidak perlu membuat validity proof untuk setiap transaksi seperti ZK rollups.

Kelebihan dan Kekurangan ZK Rollups

Zero knowledge rollups adalah lompatan besar dalam teknologi blockchain, namun seperti solusi penskalaan lain, ada trade-off tertentu. Trader dan pengembang perlu menimbang pro dan kontra zero knowledge rollups terhadap opsi layer-2 lain sebelum mengimplementasikannya.

Kelebihan ZK Rollups

Zero knowledge rollups menawarkan tingkat keamanan tertinggi di antara solusi penskalaan lain. Berbeda dengan optimistic rollups yang bergantung pada mekanisme game-theoretic dan masa sanggah, zero knowledge rollups tidak memerlukan taktik semacam itu untuk validasi transaksi. Validity proof yang ketat memastikan semua data yang dikirim ke blockchain layer-1 telah diverifikasi, menutup peluang transaksi tidak valid masuk ke main chain.

Teknologi ini juga memberi biaya jaringan jauh lebih rendah. Zero knowledge rollups dapat mengompresi ribuan transaksi ke ruang minimal di blockchain layer-1. Efisiensi penyimpanan ini menurunkan biaya proses transaksi sehingga penggunaan blockchain lebih terjangkau.

Selain itu, zero knowledge rollups meningkatkan throughput transaksi blockchain seperti Ethereum, memungkinkan proses volume transaksi lebih besar dalam waktu singkat. Proses validasi komputasi berat dipindahkan dari main chain Ethereum, sehingga risiko kemacetan jaringan menurun dan performa sistem meningkat.

Kekurangan ZK Rollups

Meski unggul, zero knowledge rollups tidak sehemat solusi lain. Walaupun lebih murah dibandingkan transaksi langsung di layer-1, kebutuhan daya komputasi ZK rollups lebih besar dari teknologi seperti optimistic rollups. Akibatnya, biaya di jaringan zero knowledge rollup relatif lebih tinggi dibanding beberapa solusi layer-2 lain.

Tantangan integrasi juga menjadi hambatan bagi pengembang. Karena tingkat presisi teknis dan kompleksitas kriptografi yang sangat tinggi, zero knowledge rollups lebih sulit diadaptasi jika dibandingkan dengan optimistic rollups. Pengembang kerap menemui kendala saat memigrasi aplikasi terdesentralisasi Ethereum ke platform zero knowledge rollup, karena biasanya butuh modifikasi kode besar agar sesuai dengan kebutuhan sistem ZK rollup.

Selain itu, menjadi prosesor ZK membutuhkan infrastruktur perangkat keras yang besar. Kebutuhan hardware yang tinggi ini membatasi partisipasi, sehingga jumlah prosesor ZK lebih sedikit dibandingkan optimistic rollups. Konsentrasi prosesor ZK yang rendah dapat memicu kekhawatiran sentralisasi, yang berpotensi mengancam prinsip desentralisasi blockchain.

Contoh Proyek ZK Rollup

Meski teknologi zero knowledge rollup terus berkembang, sejumlah proyek telah menonjol sebagai pemimpin di bidang ini. Dalam mengeksplorasi pemanfaatan zero knowledge rollups, trader dan pengembang biasanya meneliti token yang terkait dengan solusi layer-2 berikut:

Polygon, yang sebelumnya bernama Matic Network, adalah solusi penskalaan layer-2 komprehensif untuk Ethereum dengan paket tools pengembangan luas. Awalnya dikenal lewat sidechain proof-of-stake, kini Polygon menawarkan solusi zkEVM untuk menjamin keamanan dan kecepatan transaksi zero knowledge rollups di seluruh ekosistem Ethereum.

StarkWare Industries mengembangkan dua solusi zero knowledge rollup untuk pengembang Ethereum: StarkEx dan StarkNet. StarkEx beroperasi sebagai platform permissioned software-as-a-service untuk penerapan teknologi ZK di aplikasi terdesentralisasi. Sementara itu, StarkNet adalah lapisan perangkat lunak permissionless yang memungkinkan pengembang dApp mengintegrasikan kemampuan ZK rollup ke aplikasinya, sehingga lebih fleksibel dan mudah diakses.

Immutable X adalah solusi penskalaan Ethereum layer-2 yang memfokuskan pada teknologi zero knowledge rollup untuk game blockchain dan perdagangan NFT. Game populer seperti “Gods Unchained” dan “Illuvium” menggunakan infrastruktur Immutable X untuk menghadirkan keamanan Ethereum sekaligus kecepatan transaksi tinggi dan biaya jaringan rendah bagi komunitasnya.

Kesimpulan

Zero knowledge rollups merupakan inovasi transformasional dalam penskalaan blockchain, menawarkan solusi efektif atas tantangan utama jaringan layer-1 seperti Ethereum. Dengan menggabungkan validasi kriptografi ketat melalui validity proof dan pemrosesan off-chain yang efisien, zero knowledge rollups menghadirkan keamanan lebih tinggi, biaya lebih rendah, dan throughput transaksi lebih besar. Meski menghadapi tantangan seperti kebutuhan komputasi dan kompleksitas integrasi lebih tinggi dibandingkan solusi seperti optimistic rollups, arsitektur ZK rollup menempatkannya sebagai kandidat utama solusi penskalaan blockchain masa depan. Ekosistem proyek ZK rollup seperti Polygon, StarkWare, dan Immutable X terus berkembang dan memperluas pengaruhnya di dunia cryptocurrency. Dukungan tokoh seperti co-founder Ethereum, Vitalik Buterin, mempertegas potensi zero knowledge rollups sebagai solusi penskalaan layer-2 utama bagi aplikasi Web3. Seiring kemajuan teknologi dan semakin mudahnya akses tools pengembangan, zero knowledge rollups siap berperan sentral dalam membantu blockchain mencapai skalabilitas massal tanpa mengorbankan keamanan dan prinsip desentralisasi inti ekosistem crypto.

FAQ

Apa Itu Zero-Knowledge Rollup?

Solusi penskalaan layer-2 yang memproses transaksi off-chain menggunakan bukti kriptografi demi keamanan dan efisiensi biaya. Solusi ini mewarisi keamanan blockchain utama dan menawarkan finalitas instan.

Apa Contoh ZK Rollup?

Contoh ZK rollup yang menonjol adalah zkSync yang menggunakan IPFS untuk ketersediaan data. Contoh lain adalah StarkWare dan ZkPorter.

Apa Perbedaan Rollup dan ZK?

Rollup adalah solusi penskalaan Layer 2. ZK-rollups memakai zero-knowledge proof untuk validasi transaksi, sedangkan optimistic rollups mengasumsikan validitas. ZK-rollups lebih cepat dan efisien dalam penarikan dana.

Apa Perbedaan Zero-Knowledge Rollups dan Optimistic Rollups?

Zero-knowledge rollups menggunakan bukti kriptografi untuk memverifikasi transaksi sebelum dikirim sehingga finalitas instan. Optimistic rollups menganggap transaksi valid kecuali ada sanggahan, mengandalkan fraud proof demi keamanan.