Shardisasi

Sharding merupakan penskalaan horizontal yang telah lama digunakan dalam basis data dan sistem terdistribusi, yang kini diadopsi oleh jaringan blockchain guna mengatasi keterbatasan skalabilitas. Pendekatan ini membagi beban pemrosesan jaringan blockchain menjadi bagian-bagian kecil yang dapat berjalan paralel (disebut shard), di mana setiap shard bertanggung jawab atas pemrosesan subset transaksi atau data status di seluruh jaringan. Dengan mendistribusikan beban kerja ke kelompok node yang berbeda, sharding secara signifikan meningkatkan kapasitas transaksi sambil tetap menjaga desentralisasi dan keamanan. Proyek blockchain utama seperti Ethereum 2.0 dan Near Protocol telah menerapkan sharding sebagai strategi penskalaan utama untuk menjawab kebutuhan jaringan yang semakin meningkat.

Teknik sharding berasal dari sistem manajemen basis data konvensional, di mana kumpulan data yang sangat besar dibagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil agar kinerja meningkat. Konsep ini dalam blockchain pertama kali diusulkan secara resmi sekitar tahun 2014 sebagai solusi untuk trilema blockchain: tantangan untuk menciptakan skalabilitas, desentralisasi, dan keamanan secara bersamaan. Sistem blockchain generasi awal seperti Bitcoin dan Ethereum 1.0 menggunakan arsitektur rantai tunggal yang mewajibkan setiap node memproses dan memvalidasi semua transaksi, sehingga kapasitas transaksi sangat terbatas. Ketika masalah kemacetan jaringan semakin parah, teknologi sharding berkembang dari riset teoretis menjadi aplikasi nyata, dan kini menjadi solusi standar untuk penskalaan di proyek blockchain generasi kedua dan ketiga.

Mekanisme sharding biasanya terdiri dari empat komponen utama: penugasan shard, komunikasi antar-shard, konsensus, dan jaminan ketersediaan data. Pada proses penugasan shard, jaringan menempatkan peserta ke shard tertentu dengan aturan yang telah ditentukan, misalnya menggunakan hash identitas node. Setiap shard bertanggung jawab memvalidasi dan memproses subset transaksi serta mengelola data statusnya sendiri. Protokol komunikasi antar-shard memungkinkan shard-shard yang berbeda bertukar informasi secara aman sehingga konsistensi jaringan tetap terjaga. Untuk konsensus, tiap shard menjalankan algoritma konsensus independen (misalnya varian PoS atau BFT) dan biasanya membutuhkan koordinasi rantai utama (beacon chain) untuk mengelola seluruh shard. Lapisan ketersediaan data memastikan bahwa data shard tetap dapat diakses dan diverifikasi oleh jaringan walaupun beberapa node tidak aktif, biasanya dengan teknologi redundansi data dan verifikasi secara sampling.

Walaupun sharding memberikan peningkatan kapasitas yang signifikan, metode ini juga memperkenalkan berbagai tantangan dan risiko. Isu keamanan utama adalah serangan satu shard, yaitu upaya penyerang menguasai mayoritas node dalam satu shard agar dapat mengendalikan validasi transaksi dan pembaruan status shard tersebut. Untuk mengantisipasi risiko tersebut, desain sharding terkini menggunakan metode penempatan node acak dan pengacakan ulang secara berkala. Selain itu, transaksi lintas shard menambah kompleksitas karena membutuhkan koordinasi tambahan serta mekanisme penguncian transaksi yang dapat menyebabkan keterlambatan proses. Arsitektur sharding juga meningkatkan kompleksitas sistem secara keseluruhan sekaligus berpotensi menghadirkan titik-titik kerentanan dan tantangan sinkronisasi tambahan. Dari sisi regulasi, kepatuhan semakin rumit karena riwayat transaksi tersebar di banyak shard sehingga audit dan pelacakan menjadi lebih sulit. Pada akhirnya, desain sharding harus mampu menyeimbangkan penambahan jumlah shard untuk meningkatkan throughput. Pada saat yang sama, keamanan setiap shard tetap harus dijaga melalui jumlah node validator yang mencukupi.