Arsitektur Jaringan Algorand

Jaringan Algorand dirancang sebagai sistem yang sepenuhnya terdesentralisasi, dengan node-node yang didistribusikan secara global yang membantu memelihara blockchain dan memastikan fungsionalitasnya. Node-node ini bertanggung jawab untuk menyimpan salinan status blockchain, memvalidasi transaksi, dan berpartisipasi.

Jenis Node dan Peran
Arsitektur Algorand terdiri dari dua jenis node utama: node partisipasi dan node relay:

Node Partisipasi
Node partisipasi adalah fundamental bagi mekanisme konsensus jaringan. Mereka bertanggung jawab untuk memvalidasi transaksi, berpartisipasi dalam proposal blok, pemungutan suara, dan proses sertifikasi. Setiap pengguna yang memegang token ALGO dapat mengoperasikan node partisipasi, yang memastikan bahwa jaringan tetap inklusif dan terdesentralisasi. Node-node ini berkomunikasi langsung dengan node relay untuk menyebarkan transaksi dan blok di seluruh jaringan.

Node Releay
Node relay berfungsi sebagai pusat-pusat hub berkapasitas tinggi dalam jaringan. Mereka tidak langsung berpartisipasi dalam proses konsensus tetapi bertindak sebagai perantara untuk memfasilitasi distribusi data yang efisien, seperti blok dan transaksi. Dengan bertindak sebagai titik komunikasi pusat, node relay meningkatkan kinerja dan skalabilitas jaringan sambil mempertahankan struktur terdesentralisasi.

Pemisahan peran antara partisipasi dan node relay membantu mengoptimalkan efisiensi dan skalabilitas jaringan tanpa mengorbankan keamanan atau inklusivitasnya.

Protokol Gosip

Protokol gosip adalah mekanisme komunikasi dasar dalam jaringan Algorand, dirancang untuk memfasilitasi penyebaran informasi yang cepat dan efisien di antara node-node secara terdesentralisasi. Protokol peer-to-peer ini beroperasi, terinspirasi oleh cara penyebaran informasi di dunia nyata — node-node membagikan data dengan rekan mereka, yang selanjutnya meneruskannya kepada orang lain. Proses ini yang bersifat iteratif dan terdistribusi memastikan bahwa setiap node dalam jaringan akhirnya menerima informasi yang sama tanpa bergantung pada otoritas pusat.

Karakteristik dari protokol gossip termasuk:

• Desentralisasi: Tidak ada satu node tunggal atau server terpusat yang mengontrol penyebaran informasi, memastikan bahwa platform tetap kuat terhadap kegagalan atau serangan.
• Efisiensi: Protokol ini meminimalkan latensi dengan mendistribusikan data dalam jumlah kecil ke beberapa node secara bersamaan.
• Skalabilitas: Jaringan dapat menampung sejumlah besar node sambil menjaga komunikasi yang cepat.

Desentralisasi dan Keamanan

Arsitektur terdesentralisasi Algorand memastikan bahwa tidak ada entitas atau organisasi tunggal yang memiliki kendali atas jaringan. Hal ini dicapai dengan mendistribusikan node secara global dan memungkinkan setiap pengguna untuk menjalankan node partisipasi. Dengan memungkinkan partisipasi yang luas, Algorand mengurangi kemungkinan kolusi atau manipulasi, memperkuat ketahanan jaringan terhadap serangan.

Ketergantungan jaringan pada teknik kriptografi, seperti Verifiable Random Functions (VRFs), memastikan bahwa pemilihan node untuk tugas konsensus tetap acak dan tahan terhadap manipulasi. Ketidakteraturan ini menghilangkan prediktabilitas, sehingga hampir tidak mungkin bagi pelaku jahat untuk menargetkan node spesifik atau mengompromikan jaringan.

Skalabilitas dan Kinerja

Arsitektur Algorand dirancang untuk mendukung throughput transaksi tinggi dan latensi rendah, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi. Node relay membantu menyederhanakan komunikasi, mengurangi waktu yang diperlukan untuk transaksi dan blok menyebar di seluruh jaringan. Selain itu, sifat ringan dari node partisipasi memastikan pengguna dapat berkontribusi pada operasi jaringan tanpa memerlukan perangkat keras khusus atau sumber daya komputasi yang ekstensif.

Pertimbangan Lingkungan

Arsitektur jaringan ini sejalan dengan komitmen Algorand terhadap keberlanjutan. Berbeda dengan sistem yang menghabiskan energi seperti Proof-of-Work, arsitektur Algorand dan mekanisme konsensus Pure Proof-of-Stake membutuhkan konsumsi energi minimal. Desain ini memungkinkan jaringan untuk mempertahankan kinerja dan keamanan tinggi sambil secara signifikan mengurangi dampak lingkungan.

Proses Penawaran Blok dan Finalisasi

Proses proposal blok dan finalisasi Algorand beroperasi dalam langkah-langkah yang berbeda. Pada setiap putaran, sekelompok pengguna, yang dikenal sebagai komite proposal, dipilih melalui sortisi kriptografis untuk mengajukan blok baru. Setiap pengguna yang terpilih merakit blok dan menyebarkannya ke jaringan, termasuk bukti kriptografis untuk menunjukkan keanggotaan mereka dalam komite.

Node menunggu untuk periode tertentu untuk menerima proposal blok. Sebuah komite baru, komite suara lembut, dipilih untuk mengevaluasi proposal-proposal ini dan mencapai Persetujuan Byzantine pada yang paling tinggi prioritasnya. Anggota menganalisis proposal yang diterima dan memberikan suara pada yang paling cocok.

Setelah ambang batas suara tercapai dalam fase pemungutan suara lembut, komite lain, yaitu komite sertifikasi, dipilih untuk memvalidasi konten blok yang diusulkan, memastikan bahwa konten tersebut sesuai dengan status ledger (misalnya, tidak ada pengeluaran ganda atau transisi status yang tidak valid). Setelah mencapai konsensus, blok tersebut disebarkan ke seluruh jaringan dan ditambahkan ke ledger.

Proses terstruktur ini memastikan bahwa setiap blok diusulkan, dievaluasi, dan difinalisasi dengan efisien, menjaga integritas dan kelangsungan blockchain.

Pemrosesan dan Validasi Transaksi

Transaksi di Algorand menjalani proses komprehensif. Pertama, pengguna memulai transaksi, yang kemudian disebarkan melalui jaringan melalui protokol gossip. Node menerima transaksi dan menempatkannya di dalam kolam penantian, menunggu disertakan dalam blok.

Selama fase penawaran blok, para penawar terpilih menyertakan transaksi valid dari pool tertunda mereka ke dalam blok baru. Setelah sebuah blok diajukan, komite pemungutan suara lembut dan sertifikasi memvalidasi transaksi dalam blok tersebut, memastikan bahwa transaksi tersebut sah dan mematuhi aturan protokol. Setelah validasi berhasil, blok ditambahkan ke blockchain, dan transaksi dianggap final.

Desain Algorand meminimalkan kemungkinan fork. Protokol konsensus memastikan bahwa hanya satu blok yang disertifikasi di setiap putaran, memberikan finalitas transaksi yang langsung. Pendekatan ini berbeda dengan blockchain lain yang mungkin mengalami fork, memerlukan konfirmasi ganda untuk mencapai finalitas. Di Algorand, setelah sebuah blok ditambahkan, itu tidak dapat dibalik, meningkatkan keamanan dan keyakinan pengguna dalam keandalan jaringan.

Sorotan

• Arsitektur jaringan terdesentralisasi Algorand bergantung pada node-node yang didistribusikan secara global berkomunikasi melalui protokol gossip.
• Proses proposal blok dan finalisasi melibatkan sortition kriptografis dan beberapa komite untuk memastikan penambahan blok yang efisien dan aman.
• Transaksi diproses melalui penciptaan, penyebaran, validasi, dan finalisasi, mencapai pengolahan yang cepat dan aman.
• Desain protokol secara efektif mencegah fork, memberikan finalitas transaksi yang langsung dan meningkatkan keandalan jaringan.