Apa Itu ZK Rollups?

Sejak debutnya pada 2015, Ethereum (ETH) menjadi blockchain unggulan bagi pengembang yang menekuni smart contract dan aplikasi terdesentralisasi (dApps). Namun, semakin banyak pengguna yang mengalihkan perhatian dari mainnet Ethereum ke protokol layer-2 (L2) yang dibangun di atas Ethereum. L2 memanfaatkan teknologi blockchain inovatif untuk terhubung ke protokol dasar Ethereum tanpa membebankan biaya gas tinggi. ZK rollups merupakan salah satu teknologi utama yang mendorong pesatnya adopsi jaringan L2.

Walaupun ZK rollups bukan satu-satunya solusi skalabilitas untuk blockchain Ethereum, teknologi ini semakin mendapat tempat di kalangan pengembang kripto terkemuka. Bahkan, salah satu pendiri Ethereum, Vitalik Buterin, menyebut ZK rollups sebagai solusi L2 terdepan untuk Web3. Artikel ini mengulas definisi ZK rollup, mekanisme kerjanya, serta dampaknya terhadap ekosistem mata uang kripto.

Apa Itu Crypto Rollup?

Rollup pada dasarnya adalah kumpulan transaksi kripto yang digabungkan untuk diproses bersama. Istilah ini menggambarkan sejumlah transfer kripto yang “digulung” dalam satu amplop digital. Transaksi-transaksi tersebut tidak langsung dicatat pada blockchain layer-1 (L1) seperti Ethereum. Sebaliknya, rollup memanfaatkan perangkat lunak off-chain untuk memverifikasi dan menyusun data transfer kripto secara independen dari blockchain utama.

Jaringan L2 berbasis teknologi rollup mengirimkan batch transaksi kripto ini ke blockchain L1 secara periodik untuk konfirmasi final. Untuk menjaga transfer data rollup tetap terdesentralisasi dan tepercaya, L2 menggunakan smart contract untuk berkomunikasi dengan blockchain L1 terkait. Hal ini membentuk jembatan yang aman antara lingkungan pemrosesan off-chain dan blockchain utama.

Manfaat rollup sangat besar dan beragam. Pertama, karena rollup berlangsung off-chain, beban komputasi dan kemacetan pada blockchain utama berkurang. Kedua, protokol rollup mengompresi data dalam jumlah besar menjadi segmen “seukuran byte”, sehingga memaksimalkan ruang blok di jaringan L1. Kedua fitur ini meningkatkan efisiensi jaringan kripto, memberikan konfirmasi lebih cepat, throughput transaksi lebih tinggi, dan biaya lebih rendah. Dengan menyalurkan aktivitas pengguna dari blockchain utama, risiko kemacetan ekstrem pada L1 pun menurun dan solusi skalabilitas menjadi lebih berkelanjutan.

Apa Itu ZK Rollup?

ZK rollup mengambil nama dari “zero-knowledge proofs”, yakni proses verifikasi khas yang digunakan sebelum mengirim kumpulan transaksi kripto ke blockchain utama. Komputer dalam jaringan ZK rollup harus melakukan komputasi off-chain tingkat tinggi sebelum mengirim riwayat pembayaran kripto ke blockchain utama. Setiap kali prosesor ZK mengirim rollup ke mainnet, mereka melampirkan “validity proof”, yang menjadi sertifikat bahwa prosesor telah mengatur dan memverifikasi riwayat transaksi dengan benar.

Pada sistem ini, node validator blockchain L1 (misalnya Ethereum) tidak mengetahui detail spesifik batch transaksi yang masuk (“zero knowledge”). Namun, validity proof membuktikan bahwa prosesor ZK off-chain telah menggunakan daya komputasi besar untuk menjamin transaksi tersebut valid dan akurat. Secara analogi, proof tersebut berfungsi seperti segel kerajaan pada surat yang beredar di wilayah kekuasaan raja. Para bangsawan memeriksa segel tersebut sebelum menerima isi surat. Demikian pula, blockchain L1 akan memastikan validity proof autentik sebelum menerima data pembayaran ke buku besar terdistribusi.

Bagaimana Cara Kerja ZK Rollup?

ZK rollup beroperasi mirip dengan mekanisme konsensus proof-of-work (PoW) yang menggerakkan blockchain Bitcoin (BTC). Pada model PoW, miner menggunakan komputer bertenaga tinggi untuk memecahkan teka-teki algoritma yang kompleks setiap beberapa menit, sehingga mencegah penyalahgunaan sistem dan memastikan riwayat transaksi BTC tetap sah. Demikian pula, prosesor dalam jaringan ZK rollup wajib melakukan komputasi canggih untuk menerbitkan validity proof atas batch transaksi mereka.

Perbedaan utama antara ZK rollup dan blockchain PoW seperti Bitcoin adalah ZK rollup beroperasi di luar jaringan utama. Selain itu, ZK rollup mengompresi seluruh data transaksi secara off-chain sebelum mengirimnya ke mainnet melalui smart contract. Meski berbeda, proses verifikasi di ZK rollup dan jaringan PoW sama-sama mengharuskan adanya kerja komputasi intensif untuk membuktikan validitas transaksi, menjaga keamanan, dan mencegah kecurangan.

ZK Rollup vs Optimistic Rollup

Optimistic rollup merupakan protokol L2 populer yang juga memproses transaksi kripto secara off-chain lalu mengirimkannya ke blockchain L1. Namun, perbedaan utama antara ZK rollup dan optimistic rollup terletak pada metode verifikasinya. Tidak seperti ZK rollup, optimistic rollup tidak menyertakan validity proof bersama data transfer kripto. Sistem ini mengasumsikan seluruh transaksi yang dikirim ke mainnet sudah valid (“optimistic”) secara default.

Lalu, bagaimana validator L1 dapat memastikan keabsahan data jika optimistic rollup tidak memeriksa transaksi sebelumnya? Meski setiap optimistic rollup punya prosedur berbeda, semuanya mengandalkan “fraud proof” daripada “validity proof”. Meskipun setiap pengirim dianggap tidak bersalah, sistem tetap menjaga keamanan lewat pemantauan ketat. Jika ada node yang mencurigai transaksi dalam rollup, transaksi tersebut ditandai untuk ditinjau secara internal. Riwayat transaksi dalam rollup hanya akan tercatat di blockchain utama setelah terbukti bebas dari fraud.

Protokol optimistic rollup juga menggunakan insentif dan hukuman untuk mencegah perilaku buruk. Misalnya, node biasanya harus melakukan staking kripto sebagai “bond” untuk mengirim transaksi baru atau meminta fraud proof. Jika sistem L2 menyimpulkan transaksi tidak valid, bond kripto dari pelaku akan diberikan kepada pelapor masalah, sehingga menekan risiko penipuan secara ekonomi.

Optimistic rollup tidak secepat ZK rollup karena setiap batch transaksi perlu melewati tahap “fraud-proofing” terlebih dahulu. Dalam beberapa kasus, pengguna kripto harus menunggu lama agar optimistic rollup mereka selesai di blockchain utama, meskipun transaksi mereka tidak bermasalah. Namun, optimistic rollup lebih mudah diadopsi di ekosistem kripto dibanding ZK rollup karena kebutuhan komputasi yang lebih rendah. Dengan mengasumsikan transaksi valid, sistem ini tidak perlu menghabiskan waktu dan energi sebesar ZK rollup untuk membuat validity proof pada setiap transaksi, sehingga lebih ramah pengembang.

Kelebihan dan Kekurangan ZK Rollup

ZK rollup adalah terobosan dalam teknologi blockchain, namun tetap memiliki berbagai kelebihan dan kekurangan. Trader dan builder perlu mempertimbangkan aspek ini saat memilih solusi L2 secara strategis.

Kelebihan ZK Rollup:

Keamanan maksimal: ZK rollup tidak memerlukan pendekatan “game theory” seperti optimistic rollup untuk membuktikan setiap transaksi. Ketatnya validity proof memastikan data yang dikirim ke blockchain L1 sudah diverifikasi. Verifikasi kriptografi ini menawarkan tingkat keamanan lebih tinggi dibanding sistem fraud-proof, menjadikan ZK rollup salah satu solusi skalabilitas paling aman.

Biaya jaringan lebih rendah: ZK rollup mampu menampung ribuan transaksi kripto dalam ruang kecil di blockchain L1. Efisiensi penggunaan kapasitas penyimpanan pada blockchain seperti Ethereum membuat ZK rollup jauh lebih murah daripada transaksi mainnet. Teknologi kompresi ini merupakan kemajuan signifikan dalam efisiensi blockchain dan sangat menarik bagi pengguna yang memperhatikan biaya.

Throughput transaksi lebih cepat: ZK rollup memungkinkan blockchain seperti Ethereum memproses volume transaksi tinggi dalam waktu lebih singkat. Proses validasi yang berat juga dipindahkan dari mainnet Ethereum sehingga mengurangi kemacetan dan meningkatkan performa jaringan secara keseluruhan. Peningkatan throughput ini menjadi keunggulan utama implementasi ZK rollup.

Kekurangan ZK Rollup:

Kurang efisien secara biaya dibanding solusi lain: Walau ZK rollup lebih murah dibanding transaksi langsung di L1, teknologi ini tetap memerlukan daya komputasi lebih besar dari alternatif seperti optimistic rollup. Akibatnya, biaya pada jaringan ZK rollup sedikit lebih mahal dibanding beberapa solusi L2 lain, sehingga dapat mengurangi daya tarik untuk aplikasi yang sensitif terhadap biaya.

Sulit diintegrasikan dengan aplikasi kompleks: Karena tingkat presisi dan kompleksitas teknis yang tinggi, ZK rollup lebih kaku dibanding platform seperti optimistic rollup. Pengembang lebih mudah memindahkan dApp Ethereum mereka ke platform optimistic rollup daripada harus menyesuaikan kode ke sistem ZK rollup. Hambatan teknis ini membuat adopsi oleh developer lebih lambat.

Butuh perangkat keras tinggi bagi prosesor ZK: Karena persyaratan hardware untuk menjadi prosesor ZK sangat tinggi, peserta jaringan ZK rollup lebih sedikit dibanding optimistic rollup. Konsentrasi prosesor ZK yang rendah dapat memunculkan isu sentralisasi karena jaringan jadi bergantung pada sedikit pihak yang memiliki sumber daya besar.

Contoh Proyek ZK Rollup

Teknologi ZK rollup terus berevolusi dan sejumlah proyek telah menjadi pelopor di bidang ini. Trader dan developer biasanya meneliti token dan platform terkait solusi L2 seperti berikut saat mengeksplorasi pemanfaatan ZK rollup:

Polygon: Sebelumnya dikenal sebagai Matic Network, Polygon adalah solusi skalabilitas L2 untuk Ethereum yang menyediakan serangkaian alat bagi developer. Selain dikenal melalui sidechain proof-of-stake, Polygon juga menawarkan zkEVM yang menghadirkan keamanan dan kecepatan teknologi ZK rollup ke seluruh ekosistem Ethereum, sehingga mudah diakses oleh developer yang sudah mengenal Ethereum Virtual Machine.

StarkWare: StarkWare Industries adalah perusahaan perangkat lunak di balik dua solusi ZK rollup untuk developer Ethereum, yaitu StarkEx dan StarkNet. StarkEx merupakan perangkat lunak SaaS permissioned yang membantu kreator dApp memanfaatkan teknologi ZK rollup untuk aplikasi tertentu, sedangkan StarkNet adalah perangkat lunak permissionless yang dapat digunakan siapa pun untuk mengintegrasikan ZK rollup ke dalam desain mereka, sehingga mendukung berbagai kebutuhan pengembangan.

Immutable X: Immutable X adalah solusi skalabilitas L2 Ethereum yang memanfaatkan ZK rollup secara khusus untuk gim blockchain dan perdagangan non-fungible token (NFT). Gim seperti “Gods Unchained” dan “Illuvium” menggunakan Immutable X untuk memadukan keamanan jaringan terdesentralisasi Ethereum dengan kecepatan tinggi dan biaya rendah, membuktikan aplikasi praktis teknologi ZK rollup di produk konsumen.

Kesimpulan

ZK rollup merupakan lompatan besar dalam teknologi skalabilitas blockchain, menawarkan solusi efektif atas tantangan skalabilitas Ethereum. Dengan menggabungkan pemrosesan transaksi off-chain dan cryptographic validity proof, ZK rollup menghadirkan keamanan maksimal, biaya rendah, serta throughput transaksi yang lebih tinggi dibanding pemrosesan langsung di mainnet. Meski memiliki tantangan seperti kebutuhan komputasi tinggi dan kompleksitas integrasi dibanding optimistic rollup, jaminan keamanan dan efisiensi yang lebih baik membuatnya semakin diminati developer dan pengguna.

Proyek seperti Polygon, StarkWare, dan Immutable X menunjukkan bahwa teknologi ZK rollup telah berkembang dari konsep teoretis menjadi implementasi nyata di berbagai bidang, mulai dari DeFi, gim, hingga perdagangan NFT. Dengan perkembangan berkelanjutan dan dukungan dari tokoh industri seperti Vitalik Buterin, ZK rollup siap menjadi teknologi kunci skalabilitas blockchain dan Web3. Seiring semakin matangnya teknologi ini dan kemudahan aksesnya, adopsi dan inovasi akan terus tumbuh, menciptakan ekosistem blockchain yang lebih efisien dan ramah pengguna. Perkembangan ZK rollup yang terus berlanjut menegaskan potensinya sebagai fondasi aplikasi blockchain generasi berikutnya.

FAQ

Apa itu zk rollup?

Zk rollup adalah solusi skalabilitas layer-2 yang memindahkan transaksi ke off-chain dengan menggunakan zero-knowledge proof untuk menjamin keamanan dan menekan biaya. Solusi ini mewarisi keamanan dari blockchain utama serta menghadirkan transaksi yang lebih cepat dan murah.

Apa itu zk rollup L2?

Zk rollup L2 adalah solusi skalabilitas yang mengelompokkan transaksi secara off-chain dan memverifikasinya dengan zero-knowledge proof, lalu hanya mengirimkan bukti kriptografi ke mainnet. Cara ini meningkatkan skalabilitas, mengurangi kepadatan jaringan, dan tetap menjaga keamanan.

Apa saja manfaat ZK rollup?

ZK rollup mendukung skalabilitas tinggi dengan memproses ribuan transaksi per detik secara off-chain sembari menjaga keamanan on-chain. Teknologi ini menurunkan biaya transaksi melalui batch processing yang efisien dan menawarkan perlindungan privasi lewat zero-knowledge proof.

Apa arti zk?

ZK adalah singkatan dari Zero-Knowledge, teknologi kriptografi yang memungkinkan satu pihak membuktikan kepada pihak lain bahwa ia memiliki informasi tertentu tanpa mengungkapkan informasinya. Dalam zk rollup, teknologi ini memungkinkan transaksi diverifikasi dan diselesaikan on-chain dengan bukti matematis, tetap menjaga privasi dan efisiensi.