“The Swirlds Hashgraph Consensus Algorithm: Fair, Fast, Byzantine Fault Tolerant” (2016) oleh Leemon Baird memperkenalkan algoritma konsensus Hashgraph — sebuah protokol berbasis DAG yang mencapai Asynchronous Byzantine Fault Tolerance (aBFT), jaminan keamanan terkuat yang mungkin untuk sistem terdistribusi. Kontribusi intinya adalah pembuktian bahwa konsensus dapat dicapai tanpa mengirim pesan voting, hanya dengan menyebarkan grafik gossip lengkap — disebut virtual voting.

Hedera Hashgraph adalah jaringan publik yang menggunakan algoritma Hashgraph dengan dewan pengatur 39 perusahaan (Google, IBM, Boeing, LG, dll.) di bawah lisensi eksklusif dari Swirlds Inc.

Konteks: Problem Konsensus

Setiap mekanisme konsensus blockchain harus mengorbankan sesuatu:

• Bitcoin (Nakamoto PoW): Konfirmasi probabilistik (bukan deterministik), energi tinggi, throughput rendah
• PBFT: Finalitas deterministik tetapi pesan O(n²) — tidak skalabel ke jaringan besar
• Banyak varian BFT: Overhead pesan tinggi atau asumsi sinkronisasi jaringan

Baird berpendapat bahwa fondasi matematika lebih baik dimungkinkan: konsensus yang asinkron (bekerja di bawah penundaan pesan arbitrer), Byzantine fault tolerant (aman dengan hingga 1/3 node berbahaya), dan efisien (pesan O(n log n) bukan O(n²)).

Struktur Data Hashgraph

Hashgraph adalah Directed Acyclic Graph (DAG) dari “event.” Setiap event dibuat ketika node:

1. Menerima dan memproses gossip dari node lain, atau
2. Memulai gossip secara spontan

Konten event:

• Serangkaian transaksi baru
• Hash kriptografis dari event sebelumnya dari creator yang sama (self-parent)
• Hash kriptografis dari event lain yang diterima dalam gossip (other-parent)
• Timestamp dan tanda tangan

Karena setiap event mencatat hash kedua orang tua, setiap node membangun gambaran lengkap tentang siapa memberitahu siapa apa dan kapan — “gossip about gossip.”

Gossip About Gossip

Dalam protokol gossip tradisional, node berbagi informasi yang mereka ketahui. Dalam Hashgraph, node berbagi seluruh hashgraph yang mereka ketahui — termasuk semua event gossip dan parenthood-nya. Ini berarti setiap node segera mengetahui tidak hanya transaksi apa yang ada, tetapi sejarah lengkap bagaimana informasi menyebar melalui jaringan.

Akibatnya, setiap node dapat secara independen merekonstruksi bagaimana node lain akan memvoting pertanyaan apa pun, berdasarkan struktur hashgraph. Tidak ada pesan voting yang diperlukan.

Virtual Voting

Konsensus Hashgraph ditentukan melalui tiga konsep yang diterapkan ke DAG:

1. Witnesses: Event pertama yang dibuat oleh node di setiap “round” disebut witness.
2. Famous Witnesses: Witness adalah “famous” jika sebagian besar witness node lain di round berikutnya dapat “melihatnya” (ada jalur direkted dari mereka ke witness melalui gossip graph). Famous witnesses berfungsi sebagai jangkar untuk ordering.
3. Consensus Order: Urutan konsensus event ditentukan oleh nomor round di mana famous witnesses pertama kali ada. Timestamp adalah median timestamp di seluruh famous witnesses.

Setiap node menghitung witness, famous witness, dan urutan konsensus yang sama — tanpa mengirim pesan voting. Inilah mengapa disebut “virtual voting.”

Klaim Kinerja

• Throughput: 10.000+ TPS dalam setup permissioned Hedera; 1.000–2.000 TPS tipikal
• Latensi: Finalitas dalam hitungan detik (3–5 detik praktis)
• Keadilan: Timestamp konsensus adalah median timestamp nyata — sulit dimanipulasi

Hedera vs. Desentralisasi

Hedera beroperasi sebagai jaringan permissioned di bawah Governing Council dari 39 perusahaan besar. Kekhawatiran utama:

• Algoritma Hashgraph dipatenkan oleh Swirlds — tidak ada implementasi publik yang sepenuhnya gratis
• Validator set dikontrol oleh Hedera Inc. — berbeda dari blockchain public permissionless
• Teori aBFT Baird solid, tetapi klaim “fairness” bergantung pada distribusi voting weight yang tidak terkonsentrasi

Hedera mengakui trade-off ini, memposisikan dirinya sebagai “enterprise blockchain” yang mengoptimalkan untuk keandalan dan kepatuhan regulasi daripada desentralisasi maksimum.

Warisan

Analisis matematika Hashgraph tentang gossip-about-gossip dan virtual voting adalah kontribusi akademis yang nyata. Beberapa proyek DAG selanjutnya (Aptos, Sui, Dag-Knight) mengambil inspirasi dari konsep gossip-based consensus. Klaim aBFT-nya memengaruhi diskusi formal tentang kemungkinan konsensus asinkron dalam sistem blockchain.

Istilah Terkait

• Directed Acyclic Graph (DAG)
• PBFT Whitepaper
• HotStuff Whitepaper

Referensi

• Baird, L. (2016). The Swirlds Hashgraph Consensus Algorithm. Swirlds Inc. hh_whitepaper_v2.1-20200815.pdf