Nakamoto Consensus

Anna mengirim pembayaran kepada Peter. Ia juga dapat menandatangani transaksi lain yang membelanjakan dana yang sama kepada Eva. Menandatangani di sini berarti memakai kunci privat, sebuah nilai angka rahasia, untuk membuat bukti otorisasi pembayaran yang bisa diverifikasi. Orang lain dapat memeriksa tanda tangan tanpa mengetahui rahasia itu. Kedua tanda tangan bisa asli, tetapi kedua pembayaran tidak dapat masuk ke satu riwayat valid. Peter dan Eva pun bisa menerima pesan dalam urutan berlawanan. Karena itu, Bitcoin memerlukan lebih dari pemeriksaan tanda tangan: cara menyepakati urutan dan mencegah pembelanjaan ganda. Nakamoto Consensus memadukan aturan, Proof of Work, pemilihan cabang, dan imbalan penambang. Whitepaper Satoshi, dokumen teknis pertama yang menjelaskan Bitcoin, tidak memakai nama yang muncul belakangan ini. [1] [4]

Full Node milik Peter bukan surat suara. Blok mengelompokkan transaksi dalam satu kumpulan yang ditambahkan ke riwayat bersama. Keluaran transaksi mencatat jumlah dana dan syarat untuk membelanjakannya kemudian. Perangkat lunak Full Node memeriksa transaksi dan blok secara mandiri: apakah keluaran transaksi yang akan dibelanjakan masih belum terpakai, apakah syarat pembelanjaannya terpenuhi, dan apakah bitcoin baru tidak melebihi jumlah yang diizinkan. Penambang dapat mengusulkan blok, tetapi tidak bisa melewati pemeriksaan sesuka hati. Blok tidak valid tetap tidak valid meskipun didukung kerja sangat besar. Pemilihan cabang hanya membandingkan pilihan valid; riwayat bersama membutuhkan aturan peserta yang kompatibel. [2] [3]

Jika setiap komputer yang terhubung punya satu suara, penyerang dapat menciptakan banyak peserta yang seolah independen. Itu disebut Sybil Attack. Alih-alih menghitung nama, Proof of Work mengaitkan bobot cabang dengan kerja komputasi yang bisa diverifikasi. Penambang berulang kali menghitung hash, sidik jari digital data, untuk mencari hasil yang memenuhi syarat tertentu. Percobaan memerlukan energi dan perangkat, sedangkan hasil yang ditemukan mudah diperiksa. Banyak identitas jaringan saja tidak menambah kerja. Ini bukan pemeriksaan kartu identitas maupun pemungutan suara seluruh simpul. [1] [4]

Penambang merakit calon blok dan mengubah header, ringkasan padat blok itu, sampai hash header yang dibaca sebagai angka lebih kecil atau sama dengan target valid. Ia tidak memecahkan persamaan berguna atau membobol enkripsi, melainkan mencari hasil langka. Dua penambang bisa berhasil hampir bersamaan. Sebagian jaringan melihat satu blok lebih dahulu, bagian lain melihat pesaingnya, sehingga dua cabang valid muncul sebentar. Itu sendiri bukan kerusakan. Dengan penyebaran blok yang normal, kerja berikutnya memungkinkan simpul berkumpul pada cabang bersama yang lebih kuat. [1] [8]

Kekuatan cabang diukur dengan chainwork, jumlah kerja yang diberikan kepada tiap blok berdasarkan targetnya. Ini bukan meteran listrik atau catatan percobaan sebenarnya. Satu penambang bisa langsung beruntung dan yang lain menunggu lama; pada target sama, blok valid mereka memiliki bobot sama. Full Node memilih cabang valid yang tersedia dengan jumlah terbesar. Jadi, sebutan “rantai terpanjang” berarti kerja terbanyak, belum tentu blok terbanyak. Pergantian cabang disebut reorganisasi; pembayaran dari blok yang ditinggalkan dapat dimasukkan kembali jika tetap valid. [1] [2] [3] [7]

Saat pembayaran Anna masuk ke blok yang diterima, ia memiliki satu konfirmasi. Setiap blok berikutnya menambah satu lagi. Untuk mengganti riwayat itu, cabang pesaing harus mengejar kerjanya. Dengan asumsi mayoritas daya komputasi jujur dan penyebaran blok cukup cepat, risiko penulisan ulang yang berhasil biasanya berkurang seiring kedalaman. Inilah finalitas probabilistik: keyakinan meningkat, bukan perubahan yang mustahil secara matematis. Banyaknya konfirmasi yang ditunggu Peter juga bergantung pada nilai dan risiko pembayaran. Tidak ada angka universal yang menjamin keamanan dalam segala keadaan. [1] [4]

Jika syarat tidak berubah ketika mesin lebih cepat bergabung, blok akan muncul lebih cepat. Karena itu, Difficulty Adjustment menghitung ulang target jaringan utama setiap 2016 blok memakai cap waktu sebelumnya. Tujuannya rata-rata sepuluh menit per blok, kira-kira dua minggu untuk rentang tersebut. Namun, satu blok dapat datang jauh lebih cepat atau lambat. Pemicu penyesuaian adalah jumlah blok, bukan tanggal kalender: jika banyak daya mendadak hilang, mencapai penyesuaian berikutnya bisa lebih lama. Ini bukan pengatur seketika maupun jam yang tepat. [2] [8]

Bitcoin baru yang diterbitkan, yaitu subsidi blok, dan biaya transaksi memberi imbalan kepada penambang untuk blok yang bertahan dalam riwayat yang diterima. Ini mendorong mereka memperpanjangnya, tetapi tidak menggantikan asumsi keamanan. Mayoritas daya dapat mereorganisasi cabang valid, mengabaikan pembayaran, dan mencoba membatalkan pengeluarannya sendiri. Namun, ia tidak bisa memaksa Full Node menerima tanda tangan tidak valid, penerbitan berlebih, atau pengeluaran dana orang lain tanpa izin. Ambang 50% juga bukan sakelar keamanan: beberapa serangan memiliki peluang di bawahnya. Imbalan saja tidak menciptakan kejujuran. [1] [2] [3]

Kembali ke Peter. Jika penyerang menguasai semua sambungan simpulnya, ia dapat menunjukkan gambaran kejadian yang tidak lengkap. Eclipse Attack berarti isolasi jaringan seperti ini; jumlah konfirmasi kemudian belum tentu bermakna sama dengan saat simpul terhubung baik ke seluruh jaringan. Pemisahan jaringan menjadi bagian yang tidak saling terhubung juga menyulitkan kesepakatan. Keamanan bergantung pada porsi daya penyerang, penyebaran pesan, dan pemeriksaan jujur. Riset Bitcoin Backbone secara tegas memodelkan syarat-syarat itu. Persentase daya tanpa asumsi jaringan bukan penjelasan keamanan yang lengkap. [4]

Metode BFT (Byzantine Fault Tolerance) klasik mencari kesepakatan meskipun ada peserta rusak atau jahat, sering kali dengan kelompok yang anggotanya sudah diketahui. Contoh seperti OM (Oral Messages) dan PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance) mempunyai syarat serta aturan pertukaran pesan sendiri. Bitcoin menangani partisipasi terbuka melalui kerja dan pemantapan riwayat secara probabilistik; bukan sekadar nama baru untuk metode tersebut. Memilih cabang valid yang lebih kuat juga tidak mengubah aturan validitas. Perubahan aturan membutuhkan peserta mengadopsi perangkat lunak yang sesuai dan syarat yang kompatibel. Penambang membantu menentukan riwayat valid mana yang berlanjut, bukan apa yang wajib dianggap valid oleh semua orang. [5] [6] [9]