Crypto Gloss

Zilliqa: Blockchain Sharding Production Pertama dengan EC-Schnorr PBFT dan Scilla

Penulis Luu, Loi; Saxena, Prateek; et al. (Zilliqa Research)
Tahun 2017
Proyek Zilliqa
Lisensi Creative Commons
Sumber Resmi zilliqa.com/wp/whitepaper.pdf
Disclaimer: Halaman ini merupakan ringkasan dan analisis edukatif dari whitepaper atau makalah teknis resmi. Konten ini disajikan untuk tujuan pendidikan semata dan bukan merupakan saran investasi atau keuangan. Selalu baca dokumen asli dan lakukan riset mandiri sebelum mengambil keputusan keuangan apa pun.

“The Zilliqa Technical Whitepaper” adalah paper 2017 oleh Zilliqa Research (co-founder Loi Luu, Prateek Saxena, dan lainnya dari National University of Singapore) yang mendeskripsikan blockchain publik pertama yang mengimplementasikan transaction and network sharding di mainnet production. Tidak seperti roadmap sharding Ethereum yang masih teoritis saat itu, Zilliqa mendemonstrasikan sharding dengan hasil throughput nyata di testnet langsung — 1.389 TPS dengan 1.800 node — sebelum chain utama lainnya.

Klaim inti: dengan membagi jaringan menjadi komite yang lebih kecil yang memproses transaksi secara paralel, throughput Zilliqa skala secara linear dengan jumlah node — menggandakan ukuran jaringan menggandakan TPS.

Konteks: Sharding Sebelum Ethereum

Whitepaper diterbitkan 2017 selama perdebatan scaling Ethereum yang intens. Saat itu, Ethereum dapat mengelola ~15 TPS; testnet Zilliqa mendemonstrasikan 1.389 TPS dengan 1.800 node — demonstrasi konkret bahwa sharding berhasil dalam praktiknya. Mainnet Zilliqa diluncurkan Januari 2019, menjadikannya blockchain production pertama (dan untuk beberapa waktu, satu-satunya) menggunakan sharding jaringan + transaksi dengan konsensus BFT.

Arsitektur Sharding

Sharding Zilliqa membagi jaringan dan set transaksi:

Network Sharding

  • Set penuh miner dibagi menjadi shard (komite) masing-masing ~600 node
  • Sebuah Directory Service (DS) Committee dari ~800 node mengelola pembentukan shard dan koordinasi global
  • Setiap DS Committee baru dipilih oleh PoW (membuktikan keanggotaan), kemudian beroperasi via PBFT untuk semua langkah selanjutnya — PoW digunakan hanya untuk resistansi Sybil dan keanggotaan komite, bukan untuk produksi blok

Transaction Sharding

  • Transaksi ditugaskan ke shard berdasarkan ruang alamat yang di-shard: transaksi yang menyentuh akun dalam rentang alamat tertentu pergi ke shard yang sesuai
  • Setiap shard memproses subset transaksinya secara paralel dan menghasilkan microblock
  • Microblock dari semua shard digabungkan oleh DS Committee menjadi final block

Konsensus: EC-Schnorr PBFT

Setiap shard (komite) dan DS Committee menjalankan PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerant) dengan EC-Schnorr multisignature untuk efisiensi:

  • PBFT standar menghasilkan kompleksitas pesan O(n²). Zilliqa menggunakan agregasi multisignatur: validator menandatangani dengan Schnorr signature atas kunci kurva eliptik, dan pemimpin yang ditunjuk mengagregasi 2/3+ tanda tangan menjadi multisignatur kompak — mengurangi biaya broadcast ke O(n).
  • Finalitas: PBFT memberikan finalitas segera — tidak ada konfirmasi probabilistik, tidak ada reorganisasi chain setelah blok dikonfirmasi.

Scilla: Bahasa Smart Contract yang Terverifikasi Formal

Zilliqa memperkenalkan Scilla (Safe-by-Design Intermediate-Level LAnguage), bahasa smart contract yang terverifikasi formal:

  • Pemisahan ketat antara komputasi dan komunikasi: kontrak bergantian antara fase komputasi dan fase message-passing dengan cara terstruktur
  • Menghilangkan seluruh kelas serangan reentrancy by design (kontrak Scilla tidak dapat memanggil kontrak eksternal selama fase komputasi)
  • Mendukung verifikasi formal via model checking

Scilla dirancang untuk mencegah jenis bug yang menyebabkan hack DAO dan kerentanan Parity multisig. Namun, pembatasannya membuat penulisan kontrak DeFi yang kompleks lebih sulit, dan banyak aplikasi Zilliqa kesulitan mereplikasi pola komposabilitas Solidity.

Catatan Realistis

  • Zilliqa mendemonstrasikan sharding production bertahun-tahun sebelum kompetitor — pencapaian yang nyata.
  • Throughput di production: Mainnet tidak pernah mencapai benchmark testnet 1.389 TPS. Throughput nyata stabil di 100–400 TPS karena bottleneck DS Committee dan overhead koordinasi lintas-shard.
  • Fragmentasi smart contract: Sifat keamanan Scilla datang dengan biaya komposabilitas. Banyak developer DeFi menghindari Zilliqa karena kompleksitas Scilla.
  • Kompatibilitas EVM ditambahkan (2022): Zilliqa menambahkan lapisan EVM-kompatibel di samping Scilla, tetapi keputusan arsitektur ini (dua VM, satu chain) menciptakan kebingungan developer.

Warisan

Hasil testnet 2017 Zilliqa adalah bukti paling awal bahwa sharding blockchain bukan hanya secara teoritis mungkin tetapi praktis dapat dicapai pada skala. Pendekatan EC-Schnorr multisignature untuk PBFT yang efisien kemudian direferensikan dalam berbagai paper akademis tentang sharding. Scilla tetap menjadi contoh penting awal desain bahasa smart contract yang terverifikasi formal.

Istilah Terkait

Referensi