Pemisahan Proposer-Builder

Apa Itu Proposer-Builder Separation?

Proposer-Builder Separation (PBS) adalah inovasi arsitektur fundamental dalam mekanisme konsensus Ethereum yang muncul selama pengembangan Ethereum 2.0. Konsep ini merespons meningkatnya kompleksitas dan risiko sentralisasi dalam produksi blok dengan memperkenalkan pembagian kerja yang jelas pada proses pembuatan blok.

Pada sistem Proof of Work Ethereum sebelumnya dan implementasi awal Proof of Stake, penambang atau validator bertanggung jawab baik untuk mengusulkan blok baru maupun menyusun isi blok tersebut, termasuk mengurutkan dan memvalidasi transaksi. Tanggung jawab ganda ini berpotensi menimbulkan inefisiensi dan tekanan sentralisasi, sebab entitas dengan sumber daya komputasi besar atau keahlian khusus dapat memperoleh keunggulan yang tidak proporsional.

Kerangka Proposer-Builder Separation secara fundamental mengubah model ini dengan memisahkan tanggung jawab ke dalam dua peran yang berbeda dan terspesialisasi. Block builder berfokus sepenuhnya pada konstruksi isi blok, termasuk pengurutan dan validasi transaksi secara kritis. Sementara itu, block proposer berfokus pada pengusulan blok baru yang akan ditambahkan ke blockchain, memastikan integritas dan kesinambungan rantai.

Pemisahan ini kini berada pada tahap riset lanjutan dan diperkirakan akan difinalisasi serta diimplementasikan dalam beberapa tahun mendatang, sebagai bagian dari evolusi Ethereum menuju skalabilitas dan desentralisasi yang lebih tinggi.

Tanggung Jawab Block Proposer dan Block Builder

Pembagian tanggung jawab dalam PBS menciptakan dua peran yang sangat terspesialisasi, dengan fungsi dan kebutuhan teknis yang berbeda.

Block Builder beroperasi pada level transaksi dan menjalankan berbagai fungsi kritis. Mereka terus memantau mempool untuk mengumpulkan transaksi tertunda, pipeline validasi secara teliti agar setiap transaksi memenuhi seluruh persyaratan jaringan—mulai dari batas gas, nilai nonce, hingga tanda tangan yang valid. Setelah valid, block builder menyusun transaksi ke dalam struktur blok yang terorganisasi, serta mengambil keputusan strategis dalam pengurutan transaksi untuk mengoptimalkan ruang blok dan efisiensi gas.

Proses pengurutan ini sangat krusial, karena block builder harus menyeimbangkan berbagai faktor: memaksimalkan nilai transaksi, menjamin perlakuan adil bagi pengguna, dan menjaga efisiensi jaringan. Setelah blok selesai dibangun, builder menyediakan struktur data ini kepada block proposer melalui antarmuka standar—sering kali bersaing dengan builder lain agar blok mereka terpilih.

Block Proposer beroperasi pada level konsensus yang lebih tinggi. Mereka menerima isi blok dari berbagai builder dan memilih satu untuk diikutsertakan dalam blok berikutnya. Proposer kemudian menyusun blok lengkap dengan menambahkan metadata penting melalui header blok, yang mencakup informasi seperti hash blok induk, timestamp, state root, dan data konsensus lainnya.

Proposer juga menjalankan validasi untuk memastikan kebenaran dan integritas isi blok yang disediakan builder, memeriksa format transaksi, batas ukuran blok, dan kepatuhan terhadap aturan konsensus. Terakhir, proposer menyiarkan blok lengkap ke jaringan untuk validasi dan pencatatan di blockchain.

Bagaimana Proposer-Builder Separation Mempengaruhi Maximal Extractable Value?

Maximal Extractable Value (MEV) adalah keuntungan yang dapat diperoleh penambang atau validator melalui pengurutan, pemilihan, atau pengecualian transaksi secara strategis dalam blok yang mereka produksi. Di ekosistem Ethereum, MEV mendapat perhatian besar karena validator mengekstrak nilai yang semakin besar, terutama pada aplikasi DeFi (Decentralized Finance) di mana urutan transaksi dapat memengaruhi hasil perdagangan dan peluang arbitrase secara langsung.

Lanskap MEV saat ini telah menyebabkan beberapa konsekuensi negatif bagi partisipan jaringan. Frontrunning—di mana validator atau penambang mengamati transaksi tertunda dan mendahulukan transaksi mereka sendiri demi memanfaatkan pergerakan harga—semakin sering terjadi. Praktik ini sering kali menyebabkan biaya transaksi lebih tinggi bagi pengguna biasa dan memberikan keunggulan tidak adil bagi penambang atau validator bermodal besar dengan infrastruktur ekstraksi MEV canggih.

Proposer-Builder Separation secara fundamental mengubah dinamika ekstraksi MEV dengan mendistribusikan peluang dan tanggung jawab antara dua peran berbeda. Karena block builder menjadi satu-satunya yang berwenang dalam pengurutan dan keputusan memasukkan transaksi, mereka pun menjadi pihak utama dalam ekstraksi MEV. Pemisahan ini menciptakan pasar kompetitif bagi pembangunan blok, di mana banyak builder berlomba menghasilkan blok paling bernilai bagi proposer.

Kompetisi antarbuilder ini dapat menghasilkan strategi ekstraksi MEV yang lebih efisien dan distribusi nilai MEV yang lebih adil di seluruh jaringan. Builder dapat mengembangkan teknik khusus untuk mengidentifikasi dan menangkap peluang MEV, sementara proposer diuntungkan dengan dapat memilih isi blok paling bernilai yang diajukan builder.

Lebih jauh lagi, PBS dapat mengurangi praktik merugikan seperti frontrunning dengan membuat proses ekstraksi MEV lebih transparan dan kompetitif. Namun, walaupun PBS mengubah lanskap MEV secara signifikan, tidak semua isu MEV dapat dihilangkan sepenuhnya. Dinamika dan strategi baru mungkin muncul seiring adaptasi partisipan pada kerangka PBS, yang mengharuskan penelitian berkelanjutan dan potensi mekanisme tambahan untuk mengatasi masalah yang tersisa.

Skalabilitas dengan Proposer-Builder Separation dan Danksharding

Danksharding adalah inovasi penting dalam roadmap skalabilitas Ethereum, dinamai dari peneliti Ethereum Dankrad Feist. Pendekatan sharding dalam peningkatan Ethereum 2.0 ini memperkenalkan metode baru meningkatkan skalabilitas blockchain dengan membaginya menjadi beberapa rantai kecil, atau "shard", yang dapat memproses transaksi dan smart contract secara independen dan paralel.

Tidak seperti sharding tradisional, Danksharding menyederhanakan desain sharding dengan menitikberatkan pada ketersediaan data, bukan eksekusi sharding. Setiap shard beroperasi paralel, memungkinkan peningkatan throughput transaksi secara signifikan tanpa mengharuskan setiap validator memproses seluruh transaksi di semua shard.

Proposer-Builder Separation dan Danksharding sama-sama bertujuan meningkatkan skalabilitas, keamanan, dan efisiensi Ethereum, meskipun dengan pendekatan berbeda. PBS mengoptimalkan proses produksi blok melalui pemisahan peran dan spesialisasi, sementara Danksharding meningkatkan kapasitas jaringan secara keseluruhan dengan memperbolehkan pemrosesan transaksi paralel di banyak shard.

Kedua inovasi ini sangat saling melengkapi dan dapat bekerja secara sinergis dalam arsitektur Ethereum. Danksharding memperluas kapasitas horizontal jaringan melalui distribusi pemrosesan transaksi di berbagai shard, sementara PBS mengoptimalkan efisiensi vertikal produksi blok di setiap shard maupun rantai utama.

Dalam sistem yang mengimplementasikan PBS dan Danksharding, block builder dapat berspesialisasi dalam membangun isi blok optimal yang memanfaatkan ketersediaan data hasil sharding. Sementara itu, block proposer dapat fokus pada koordinasi antar shard dan memastikan konsistensi serta keamanan jaringan secara menyeluruh. Kombinasi ini menciptakan infrastruktur yang lebih tangguh dan skalabel untuk mengatasi keterbatasan throughput dan tantangan pemanfaatan sumber daya.

Apa Saja Manfaat Proposer-Builder Separation

Proposer-Builder Separation menawarkan sejumlah keuntungan besar yang mendukung tujuan skalabilitas dan desentralisasi jangka panjang Ethereum.

Peningkatan Efisiensi dan Skalabilitas: Dengan membagi tanggung jawab, PBS memungkinkan masing-masing peran untuk berspesialisasi dan mengoptimalkan tugasnya. Block builder dapat fokus mengembangkan algoritma pengurutan transaksi dan strategi ekstraksi MEV yang canggih, sedangkan proposer berkonsentrasi pada konsensus dan keamanan jaringan. Spesialisasi ini meningkatkan pemanfaatan sumber daya dan performa jaringan secara keseluruhan.

Peningkatan Desentralisasi: PBS menurunkan hambatan partisipasi jaringan dengan memungkinkan individu berspesialisasi di pembangunan atau pengusulan. Peserta yang tidak memiliki sumber daya atau keahlian untuk kedua fungsi tetap dapat berkontribusi secara signifikan dengan fokus pada salah satu peran. Hal ini mendorong desentralisasi yang lebih luas dan mengurangi risiko sentralisasi pada segelintir validator besar.

Distribusi MEV yang Lebih Efisien: PBS menciptakan pasar kompetitif untuk pembangunan blok, sehingga distribusi MEV dapat lebih efisien dan adil di seluruh jaringan. Alih-alih MEV hanya diserap validator dengan infrastruktur canggih, mekanisme pasar memungkinkan distribusi nilai MEV lebih merata sehingga dampak negatif bagi pengguna biasa dapat berkurang.

Peningkatan Kompetisi dan Inovasi: Pemisahan ini menciptakan lanskap persaingan yang berbeda antara builder dan proposer. Block builder berlomba menciptakan isi blok paling bernilai dan efisien, mendorong inovasi dalam teknik pengurutan serta optimalisasi transaksi. Kompetisi ini pada akhirnya menguntungkan jaringan melalui peningkatan performa dan penurunan biaya transaksi.

Alokasi Sumber Daya yang Lebih Optimal: PBS memungkinkan partisipan jaringan mengalokasikan sumber daya sesuai kekuatan dan kemampuannya. Mereka dengan sumber daya komputasi mumpuni fokus pada pembangunan, sementara mereka yang memiliki stake signifikan fokus pada pengusulan, sehingga pemanfaatan sumber daya jaringan menjadi optimal.

Apa Saja Keterbatasan Proposer-Builder Separation

Di balik manfaatnya, Proposer-Builder Separation juga menimbulkan tantangan dan keterbatasan yang harus dikelola secara cermat.

Peningkatan Kompleksitas Sistem: PBS menambah lapisan kompleksitas pada arsitektur jaringan blockchain. Koordinasi antara builder dan proposer membutuhkan protokol baru, saluran komunikasi, dan mekanisme validasi tambahan. Kompleksitas ini dapat membuat sistem lebih sulit dipahami, diimplementasikan, dan dipelihara—serta berisiko menimbulkan vektor serangan atau titik kegagalan baru yang harus dipantau secara ketat.

Penyelesaian MEV Belum Sepenuhnya Tuntas: PBS memang membagi MEV antara block builder dan proposer, tapi tidak sepenuhnya menghilangkan dampak negatif ekstraksi MEV. Dinamika dan strategi baru dalam ekstraksi MEV bisa muncul di bawah PBS, menimbulkan tantangan baru yang tak kalah rumit—misalnya, builder mengembangkan teknik canggih yang tetap merugikan pengguna biasa, atau kolusi builder dan proposer yang memunculkan kembali risiko sentralisasi.

Risiko Sentralisasi: Pembagian kerja dalam PBS justru dapat memunculkan sentralisasi dalam kondisi tertentu. Jika terdapat skala ekonomi besar pada pembangunan blok—seperti keuntungan dari infrastruktur besar atau akses teknik ekstraksi MEV eksklusif—sejumlah kecil block builder spesialis dapat mendominasi jaringan. Demikian juga, proposer dengan stake besar bisa memperoleh pengaruh tak proporsional. Sentralisasi ini berisiko menggerus manfaat desentralisasi yang diharapkan PBS.

Tantangan Koordinasi: PBS mengandalkan koordinasi efektif antara block builder dan proposer, yang bisa menimbulkan latensi atau hambatan performa. Beban komunikasi dari builder yang mengajukan isi blok ke proposer, dan proposer yang memvalidasi serta memilih di antara berbagai pengajuan, menambah waktu dalam proses produksi blok. Dalam jaringan ber-throughput tinggi, keterlambatan ini dapat memengaruhi performa secara keseluruhan.

Kompleksitas Struktur Insentif: Merancang struktur insentif yang ideal untuk block builder dan proposer sangat menantang. Sistem harus memastikan kedua pihak diberi kompensasi adil, sembari mencegah manipulasi mekanisme insentif. Menemukan keseimbangan tepat sangat sulit mengingat dinamika ekstraksi MEV dan potensi perubahan pasar. Jika insentif tidak selaras, dapat muncul perilaku suboptimal seperti builder menahan transaksi bernilai tinggi atau proposer berat sebelah pada builder tertentu.

Risiko Implementasi dan Transisi: Migrasi dari sistem lama ke arsitektur PBS membutuhkan perencanaan serta eksekusi terstruktur. Masa transisi dapat menyebabkan kerentanan atau inefisiensi sementara selama jaringan beradaptasi ke model baru. Selain itu, memastikan kompatibilitas mundur dan migrasi lancar bagi validator serta infrastruktur eksisting merupakan tantangan teknis yang perlu diantisipasi secara matang.

FAQ

Apa itu Proposer-Builder Separation (PBS)? Mengapa penting?

PBS memisahkan peran pengusulan blok dan pembangunan transaksi pada lapisan konsensus Ethereum. Ini mengurangi ekstraksi MEV yang merugikan dan memperkuat keamanan jaringan melalui pengurutan transaksi yang adil serta ketahanan terhadap sensor.

Bagaimana Proposer-Builder Separation menyelesaikan masalah MEV (Maximum Extractable Value)?

Proposer-Builder Separation mengurangi MEV dengan memisahkan peran pengusulan blok dari konstruksi, sehingga meminimalisir insentif penambang untuk memprioritaskan transaksi menguntungkan. Pemisahan ini memastikan pengurutan blok yang adil dan membatasi peluang eksploitasi MEV.

Dalam model PBS, apa saja peran dan tanggung jawab proposer dan builder?

Proposer mengusulkan blok baru dan memvalidasi rantai, sementara builder membangun blok dengan memilih dan mengurutkan transaksi. Pemisahan ini memperkuat keamanan jaringan, ketahanan terhadap sensor, dan perlindungan MEV melalui spesialisasi peran.

Apa hubungan antara Proposer-Builder Separation dan mekanisme konsensus PoS Ethereum?

Proposer-Builder Separation membagi peran produksi blok dalam PoS Ethereum. Builder menyusun dan mengurutkan transaksi, sementara proposer memvalidasi blok dan ikut serta dalam voting konsensus. Pemisahan ini meningkatkan efisiensi dan keamanan jaringan.

Apa dampak implementasi PBS terhadap desentralisasi dan keamanan blockchain?

PBS meningkatkan desentralisasi dan keamanan dengan mengurangi kontrol node individual atas urutan transaksi. Ini mencegah proposer memanipulasi urutan transaksi, sehingga memperkuat ketahanan jaringan serta ketahanan terhadap sensor.

Protokol atau proyek mana yang telah mengimplementasikan atau berencana menerapkan Proposer-Builder Separation?

Ethereum telah mengimplementasikan PBS pada peningkatan Danksharding. Beragam protokol kini mengadopsi PBS untuk meningkatkan desentralisasi dan efisiensi jaringan. Pada 2026, PBS telah aktif diterapkan di shard chain Ethereum dan diadopsi oleh berbagai solusi layer-2.