| Penulis | Dilley, Johnny; Poelstra, Andrew; Wilkins, Jonathan; Piekarska, Marta; Gorlick, Ben; Friedenbach, Mark |
|---|---|
| Tahun | 2016 |
| Proyek | Liquid Network (Blockstream) |
| Lisensi | MIT |
| Sumber Resmi | blockstream.com/strong-federations.pdf |
Makalah Strong Federations (2016) oleh Johnny Dilley, Andrew Poelstra, Jonathan Wilkins, dan rekan di Blockstream memperkenalkan desain teknis Liquid Network — sidechain Bitcoin yang difederasi untuk penyelesaian aset cepat dan konfidensial antara bursa, market maker, dan trader institusional. Mainnet Liquid diluncurkan pada September 2018.
Kontribusi sentral adalah Strong Federations: skema penandatanganan multi-pihak menggunakan Hardware Security Modules (HSM) dan protokol proposal blok round-robin yang toleran terhadap Byzantine fault — memungkinkan peg Bitcoin tanpa kustodian tunggal sambil memberikan jaminan keamanan yang lebih kuat dari multisig biasa.
Konteks: Keterbatasan Bitcoin untuk Penggunaan Bursa
Pada 2016, keterbatasan Bitcoin untuk kasus penggunaan bursa jelas:
- Blok 10 menit dengan finalitas 6 konfirmasi berarti jam penantian sebelum dana bisa diperdagangkan
- Transaksi publik tidak diinginkan untuk perdagangan institusional besar (risiko front-running)
- Penyelesaian antar-bursa membutuhkan transfer BTC on-chain yang lambat
Liquid menarget bursa (Bitfinex, Kraken, BTSE, dll.) sebagai pengguna utama. Bursa anggota dapat menerima BTC dari pelanggan, meng-peg ke Liquid sebagai L-BTC, memperdagangkan secara instan di Liquid, dan mengembalikan L-BTC ke bursa lain — semua dalam hitungan menit bukan jam.
Strong Federation: Desain Teknis
Set Fungsioner
Federasi Liquid terdiri dari fungsioner — entitas (biasanya bursa anggota) yang menjalankan perangkat lunak peg di HSM dan berpartisipasi dalam:
- Watchman: Memantau Bitcoin untuk transaksi peg-in; menandatangani rilis untuk peg-out
- Blocksigner: Memproduksi dan menandatangani blok Liquid
Federasi menggunakan skema threshold M-of-N (misalnya 11-dari-15 fungsioner harus menandatangani setiap blok dan setiap transaksi peg-out). Tidak ada fungsioner tunggal yang dapat mencuri dana atau menghentikan jaringan secara sepihak.
Hardware Security Modules (HSM)
Kunci penandatanganan fungsioner disimpan di dalam HSM, bukan perangkat lunak. HSM diprogram hanya untuk menandatangani transaksi yang valid — tidak dapat diprogram ulang untuk menandatangani pencurian. Dikombinasikan dengan distribusi geografis dan korporat, ini menciptakan pertahanan berlapis terhadap anggota federasi yang dikompromikan.
Proposal Blok Round-Robin
- Proposer blok (bergiliran) membuat proposal blok
- Tanda tangan pra-commit dikumpulkan dari K-dari-N fungsioner
- Blok final ditandatangani dan dipublikasikan
- Waktu blok: ~1 menit (vs. ~10 menit Bitcoin)
- Finalitas: 2 konfirmasi Liquid (~2 menit)
Peg-In dan Peg-Out
Peg-in (Bitcoin → Liquid):
- Pengguna mengirim BTC ke alamat multisig yang dikontrol federasi di Bitcoin
- Setelah 102 konfirmasi blok Bitcoin (~17 jam), pengguna menerima L-BTC di Liquid
- Penundaan 102 blok melindungi terhadap reorganisasi Bitcoin
Peg-out (Liquid → Bitcoin):
- Pengguna mengirimkan permintaan peg-out di Liquid (membakar L-BTC)
- Fungsioner federasi menandatangani transaksi rilis Bitcoin
- BTC tiba di Bitcoin dalam ~24 jam
Peg-out adalah asumsi kepercayaan kritis: memerlukan federasi untuk bekerja sama. Jika federasi dikompromikan atau mayoritas bermusuhan, L-BTC dapat dibekukan secara permanen (tidak dicuri — HSM mencegah pencurian, tetapi BTC dapat terkunci).
Confidential Transactions dan Confidential Assets
Liquid mengimplementasikan dua fitur privasi transaksi utama:
Confidential Transactions (CT): Jumlah transaksi disembunyikan menggunakan Pedersen commitments — komitmen kriptografis yang memungkinkan node jaringan memverifikasi jumlah tidak negatif (tidak ada inflasi) tanpa melihat jumlah aktual. Faktor blinding dibagikan antara pengirim dan penerima menggunakan pertukaran kunci ECDH.
Confidential Assets: Jenis aset juga disembunyikan. Liquid mendukung multiple aset (L-BTC, token keamanan, stablecoin) dan CT menyembunyikan tidak hanya jumlah tetapi juga aset mana yang ditransfer dalam suatu transaksi.
Kedua fitur menggunakan range proofs (Bulletproofs di versi selanjutnya) untuk membuktikan jumlah valid tanpa mengungkapkannya.
Properti Teknis Utama
| Properti | Nilai |
|---|---|
| Waktu blok | ~1 menit |
| Finalitas | ~2 menit (2 blok) |
| Penantian peg-in | 102 blok Bitcoin (~17 jam) |
| Penantian peg-out | ~24 jam |
| Threshold federasi | 11-dari-15 (default saat ini) |
| Privasi transaksi | Confidential Transactions (CT) |
| Peluncuran mainnet | September 2018 |
Catatan Realistis
- Liquid adalah jaringan produksi yang bekerja dengan anggota bursa nyata. Perbaikan privasi (CT) dan kecepatan (blok 1 menit) adalah keunggulan nyata.
- Kepercayaan federasi: Liquid bukan “trustless.” Federasi mengontrol peg-out. Ini secara eksplisit diakui — Strong Federations lebih kuat dari kustodian tunggal, bukan trustless seperti Bitcoin.
- Adopsi terbatas: Meski memiliki anggota bursa, volume harian Liquid dan pasokan L-BTC tetap rendah. Sebagian besar transfer BTC antar-bursa terus berlanjut on-chain atau via Lightning.
- Penundaan peg-in yang panjang: 102 konfirmasi blok (~17 jam) untuk peg-in tidak praktis untuk banyak kasus penggunaan.
Warisan
Strong Federations berkontribusi substansial pada kriptografi privasi di blockchain: CT (Pedersen commitments + range proofs) dan Confidential Assets inovatif pada 2016 dan mempengaruhi sistem privasi selanjutnya. Bulletproofs (Bünz et al., 2017) meningkatkan efisiensi CT secara signifikan. Liquid juga memperkenalkan issued assets — implementasi produksi paling awal dari aset non-BTC di sidechain berbasis Bitcoin.
Istilah Terkait
Referensi
- Dilley, J., et al. (2016). Strong Federations: An Interoperable Blockchain Solution to Centralized Third Party Risks. blockstream.com/strong-federations.pdf