Blockchain Explained tentang Sejarah, Cara Kerja, Teknologi, dan Dampaknya terhadap Sistem Keuangan

Pendahuluan

Dalam sejarah ekonomi, perubahan besar sering kali dimulai ketika manusia menemukan cara yang lebih baik untuk menyimpan informasi, memindahkan nilai, dan membangun kepercayaan.

Sistem perbankan modern berkembang dengan mengandalkan institusi yang mencatat saldo, memverifikasi transaksi, dan memastikan bahwa perpindahan uang dilakukan secara sah. Pasar keuangan bergantung pada lembaga kustodian, sistem kliring, bank sentral, dan berbagai infrastruktur yang memungkinkan aset berpindah dari satu pihak ke pihak lain.

Namun, perkembangan teknologi digital memunculkan pertanyaan mendasar: apakah catatan transaksi dan perpindahan aset dapat dikelola bersama oleh jaringan komputer tanpa harus selalu bergantung pada satu pengelola pusat?

Pertanyaan inilah yang membantu menjelaskan mengapa blockchain menjadi salah satu inovasi teknologi yang paling banyak dibicarakan dalam dunia keuangan dan ekonomi digital.

Blockchain bukan sekadar teknologi di balik Bitcoin. Ia merupakan pendekatan untuk menyimpan catatan digital secara terdistribusi, menghubungkan data menggunakan teknik kriptografi, dan mengoordinasikan perubahan data melalui aturan yang disepakati oleh jaringan.

Menurut National Institute of Standards and Technology (NIST), blockchain merupakan distributed digital ledger yang dirancang agar perubahan terhadap catatan sebelumnya dapat terdeteksi dan, dalam kondisi tertentu, sangat sulit dilakukan tanpa terdeteksi. Karakteristik tersebut muncul dari kombinasi struktur data, kriptografi, distribusi salinan ledger, dan mekanisme validasi.

Namun, blockchain bukan teknologi yang secara otomatis membuat semua informasi benar, seluruh transaksi aman, atau setiap sistem menjadi terdesentralisasi. Tingkat keamanan, transparansi, efisiensi, dan desentralisasinya bergantung pada bagaimana sistem tersebut dirancang dan dijalankan.

Untuk memahami potensi blockchain secara menyeluruh, kita perlu melihat sejarah kemunculannya, cara kerjanya, komponen teknis yang membentuknya, serta konsekuensi ekonomi yang muncul ketika teknologi ini diterapkan pada sistem keuangan.

Sejarah Blockchain: Dari Pencatatan Digital hingga Bitcoin

Gagasan awal sebelum Bitcoin

Blockchain tidak muncul secara tiba-tiba pada

Sejumlah konsep yang menjadi fondasinya telah dikembangkan selama beberapa dekade sebelumnya.

Pada 1991, Stuart Haber dan W. Scott Stornetta memperkenalkan pendekatan untuk memberikan penanda waktu pada dokumen digital sehingga perubahan terhadap dokumen yang telah dicatat dapat dideteksi. Salah satu gagasan pentingnya adalah menghubungkan catatan secara kriptografis sehingga integritas catatan sebelumnya dapat diverifikasi.

Pada 1992, pendekatan tersebut dikembangkan lebih lanjut bersama Bayer dengan penggunaan struktur data yang memungkinkan sejumlah dokumen dihimpun secara efisien.

Gagasan ini belum merupakan blockchain modern seperti yang dikenal saat ini. Namun, konsep pengaitan catatan menggunakan kriptografi menjadi bagian penting dari fondasi teknologinya.

Pada periode berikutnya, berbagai peneliti dan pengembang juga berusaha memecahkan persoalan yang lebih luas: bagaimana sekelompok komputer dapat mencapai kesepakatan mengenai suatu catatan ketika tidak seluruh peserta harus saling mengenal atau mempercayai satu sama lain?

Persoalan tersebut dikenal sebagai distributed consensus.

Dalam sistem komputer terdistribusi, peserta jaringan dapat mengalami gangguan, menerima informasi pada waktu berbeda, atau bahkan bertindak secara tidak jujur. Karena itu, sistem membutuhkan aturan untuk menentukan catatan mana yang dianggap sah.

Blockchain modern menggabungkan sejumlah gagasan lama tersebut dengan sistem transaksi digital dan mekanisme konsensus untuk membentuk ledger yang dapat dikelola oleh jaringan.

2008: Bitcoin memperkenalkan pendekatan baru

Perkembangan penting terjadi pada Oktober 2008 ketika seseorang atau sekelompok orang menggunakan nama samaran Satoshi Nakamoto untuk menerbitkan dokumen berjudul Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.

Dokumen tersebut menguraikan sistem uang elektronik yang memungkinkan transaksi dilakukan secara langsung antarpengguna tanpa harus selalu bergantung pada lembaga keuangan sebagai perantara utama.

Masalah yang ingin dipecahkan bukan hanya bagaimana mengirim uang melalui internet. Tantangan yang lebih mendasar adalah mencegah digital currency digunakan kembali oleh pemiliknya dalam transaksi lain setelah sebelumnya dibelanjakan.

Dalam sistem digital biasa, informasi dapat disalin berkali-kali. Jika suatu aset digital hanya berupa file, pengguna dapat menggandakan file tersebut tanpa menghilangkan salinan sebelumnya.

Uang digital membutuhkan mekanisme yang berbeda. Jaringan harus dapat menentukan transaksi mana yang valid dan mencegah satu unit nilai dibelanjakan berulang kali.

Bitcoin menggabungkan tanda tangan digital, jaringan peer-to-peer, hash kriptografis, dan mekanisme Proof of Work untuk menangani persoalan tersebut.

Pada Januari 2009, jaringan Bitcoin mulai beroperasi dengan terbentuknya genesis block, yaitu blok pertama dalam blockchain Bitcoin.

Peristiwa ini menjadi tonggak penting karena blockchain digunakan sebagai bagian dari sistem uang elektronik yang dapat beroperasi tanpa satu penerbit pusat yang mengendalikan seluruh ledger.

2015: Ethereum memperluas fungsi blockchain

Bitcoin menunjukkan bahwa blockchain dapat digunakan untuk mencatat perpindahan aset digital. Namun, pengembang kemudian mengeksplorasi kemungkinan penggunaan blockchain untuk menjalankan logika program yang lebih kompleks.

Ethereum, yang jaringan utamanya diluncurkan pada Juli 2015, memperkenalkan platform blockchain dengan kemampuan menjalankan smart contracts.

Smart contract merupakan program yang disimpan dan dijalankan sesuai aturan jaringan. Program tersebut dapat mengelola aset digital, memeriksa kondisi tertentu, dan menjalankan tindakan yang telah ditentukan ketika menerima transaksi yang sesuai.

Perkembangan ini memperluas fungsi blockchain dari pencatatan transaksi menjadi infrastruktur untuk aplikasi terdesentralisasi.

Di atas platform semacam ini, pengembang dapat membangun berbagai aplikasi, termasuk decentralized finance (DeFi), tokenisasi aset, sistem pertukaran digital, dan organisasi yang menggunakan aturan program untuk mengoordinasikan aktivitas anggotanya.

Perluasan fungsi tersebut menjadi salah satu alasan blockchain berkembang menjadi ekosistem teknologi yang jauh lebih luas daripada cryptocurrency.

Apa Itu Blockchain?

Secara sederhana, blockchain adalah jenis distributed ledger yang menyimpan catatan dalam kelompok data yang disebut blok. Setiap blok memiliki hubungan kriptografis dengan blok sebelumnya sehingga catatan membentuk rangkaian yang berurutan.

Istilah blockchain berasal dari dua kata: block dan chain.

Block mengacu pada kumpulan data yang dicatat bersama. Chain menggambarkan hubungan ant blok melalui referensi kriptografis, yang pada banyak blockchain diwujudkan melalui hash dari blok sebelumnya.

Berbeda dari database tradisional yang umumnya dikelola oleh satu organisasi, blockchain dapat menyimpan salinan ledger pada banyak komputer dalam jaringan. Komputer tersebut dikenal sebagai nodes.

Ketika transaksi baru diajukan, jaringan memproses dan memvalidasinya berdasarkan aturan protokol. Transaksi yang memenuhi persyaratan kemudian dapat dimasukkan ke dalam blok dan ditambahkan ke riwayat blockchain melalui mekanisme konsensus yang berlaku.

Hasilnya adalah catatan bersama yang dapat diverifikasi oleh peserta jaringan sesuai hak akses dan kemampuan sistem tersebut.

Namun, tidak semua blockchain bersifat terbuka. Public blockchain memungkinkan partisipasi yang relatif terbuka sesuai aturan protokol, sedangkan private dan permissioned blockchain membatasi akses atau kewenangan peserta tertentu.

Dengan demikian, blockchain sebaiknya dipahami sebagai kategori teknologi, bukan satu produk, satu cryptocurrency, atau satu model tata kelola.

Bagaimana Blockchain Bekerja?

Untuk memahami mekanisme blockchain, kita dapat menggunakan contoh sederhana berupa transfer aset digital dari Alice kepada Bob.

Tahap pertama: Transaksi dibuat

Alice menggunakan wallet untuk mengirim aset digital kepada Bob.

Wallet tidak selalu menyimpan aset itu sendiri dalam pengertian konvensional. Pada banyak sistem, wallet mengelola kunci kriptografi yang digunakan untuk mengotorisasi transaksi dan berinteraksi dengan ledger.

Transaksi biasanya berisi informasi yang dibutuhkan protokol, seperti alamat pengirim dan penerima, jumlah aset, serta data tambahan sesuai jenis blockchain.

Tahap kedua: Transaksi ditandatangani secara digital

Alice menggunakan private key untuk menghasilkan tanda tangan digital yang membuktikan bahwa transaksi tersebut diotorisasi oleh pihak yang menguasai kunci terkait.

Jaringan kemudian dapat memverifikasi tanda tangan tersebut menggunakan informasi kriptografis yang sesuai.

Private key sangat penting karena penguasaan kunci dapat memberikan kemampuan untuk mengotorisasi perpindahan aset. Kehilangan atau pencurian kunci dapat menimbulkan konsekuensi serius.

Tanda tangan digital tidak membuktikan bahwa transaksi tersebut merupakan keputusan yang bijaksana atau bahwa Alice adalah orang tertentu di dunia nyata. Tanda tangan membuktikan otorisasi kriptografis sesuai mekanisme sistem.

Tahap ketiga: Transaksi disiarkan ke jaringan

Setelah dibuat, transaksi dikirim ke jaringan blockchain.

Nodes menerima transaksi dan memeriksa apakah transaksi tersebut memenuhi aturan protokol. Pemeriksaan dapat mencakup validitas tanda tangan, ketersediaan saldo atau input yang diperlukan, serta kepatuhan terhadap aturan lain yang berlaku.

Transaksi yang valid dapat menunggu untuk dimasukkan ke dalam blok. Pada banyak jaringan, transaksi yang belum dimasukkan ke dalam blok disimpan sementara dalam struktur yang sering disebut mempool.

Keberadaan transaksi di mempool belum berarti transaksi tersebut telah dikonfirmasi secara final.

Tahap keempat: Transaksi dikelompokkan ke dalam blok

Produsen blok mengumpulkan transaksi yang memenuhi ketentuan jaringan dan membentuk blok baru.

Informasi di dalam blok berbeda menurut desain blockchain. Selain transaksi, blok dapat memuat referensi ke blok sebelumnya, penanda waktu, informasi konsensus, dan data lain yang diperlukan protokol.

Dengan mengelompokkan transaksi, blockchain membentuk urutan catatan yang dapat diverifikasi oleh jaringan.

Tahap kelima: Jaringan mencapai konsensus

Blok baru harus diterima melalui mekanisme konsensus yang digunakan blockchain tersebut.

Pada Bitcoin, Proof of Work menjadi bagian dari mekanisme untuk menentukan blok yang diterima dan mengoordinasikan urutan transaksi. Pada Ethereum saat ini, Proof of Stake digunakan untuk memilih pengusul blok dan mengoordinasikan validasi oleh validator.

Mekanisme tersebut memiliki desain, asumsi keamanan, dan struktur insentif yang berbeda.

Konsensus tidak berarti semua komputer harus melakukan hal yang sama dengan cara yang identik. Artinya, jaringan mengikuti aturan yang memungkinkan peserta menentukan riwayat dan keadaan ledger yang diterima.

Tahap keenam: Blok ditambahkan dan disebarkan

Setelah blok diterima sesuai aturan konsensus, blok tersebut disebarkan ke jaringan dan dapat menjadi bagian dari salinan ledger yang dipelihara oleh nodes.

Blok berikutnya kemudian mengacu pada blok sebelumnya, sehingga terbentuk hubungan berantai.

Ketika blok baru terus ditambahkan, mengubah catatan lama menjadi semakin sulit karena perubahan tersebut dapat memengaruhi validitas blok berikutnya dan harus bersaing dengan mekanisme konsensus jaringan.

Namun, tingkat finalitas berbeda antarblockchain. Pada sebagian jaringan, transaksi memperoleh tingkat kepastian yang meningkat seiring bertambahnya konfirmasi. Pada jaringan lain, protokol menyediakan mekanisme finalitas yang lebih eksplisit.

Karena itu, istilah immutable tidak seharusnya dimaknai sebagai jaminan bahwa catatan tidak mungkin berubah dalam kondisi apa pun.

Lima Komponen Penting Blockchain

Distributed Ledger

Distributed ledger adalah catatan digital yang dibagikan kepada sejumlah peserta jaringan.

Dalam database tradisional, organisasi biasanya menentukan siapa yang dapat menulis, mengubah, atau membaca data. Dalam blockchain, aturan protokol menentukan bagaimana transaksi diterima, dicatat, dan direplikasi.

Keuntungan pendekatan ini adalah peserta dapat memverifikasi catatan bersama tanpa harus bergantung sepenuhnya pada satu basis data pusat.

Namun, distributed ledger bukan berarti semua peserta memiliki hak yang sama. Blockchain permissioned dapat memberikan kewenangan berbeda kepada operator, validator, administrator, dan pengguna.

Cryptographic Hash

Hash adalah keluaran dari fungsi matematika yang mengubah data menjadi representasi berukuran tetap sesuai algoritma yang digunakan.

Hash membantu mengidentifikasi perubahan data. Jika isi blok berubah, hash yang dihasilkan biasanya juga berubah.

Dalam blockchain, hash digunakan untuk menghubungkan blok, memverifikasi integritas data, dan menjalankan berbagai fungsi teknis lainnya.

Hash bukan enkripsi dalam pengertian umum. Hash dirancang untuk menghasilkan representasi data yang dapat diperiksa, bukan untuk menyembunyikan isi data agar hanya pemegang kunci yang dapat membacanya.

Public Key dan Private Key

Kriptografi kunci publik memungkinkan sistem menggunakan pasangan kunci yang memiliki hubungan matematis.

Private key digunakan untuk menghasilkan tanda tangan digital atau melakukan operasi kriptografis tertentu. Public key memungkinkan pihak lain memverifikasi tanda tangan yang relevan.

Alamat blockchain dapat diturunkan dari informasi kriptografis sesuai aturan masing-masing jaringan.

Meskipun alamat tidak selalu menampilkan identitas asli pengguna, transaksi pada public blockchain dapat dianalisis dan dihubungkan dengan informasi lain. Karena itu, pseudonimitas tidak sama dengan anonimitas penuh.

Nodes

Nodes adalah komputer atau perangkat lunak yang berpartisipasi dalam jaringan blockchain.

Perannya bergantung pada protokol. Sebagian nodes memverifikasi transaksi dan blok, sebagian menyimpan data historis, sedangkan peran lain dapat mencakup pengusulan atau validasi blok.

Keberadaan banyak nodes dapat membantu mengurangi ketergantungan terhadap satu operator. Namun, jumlah nodes saja tidak cukup untuk mengukur desentralisasi. Distribusi kepemilikan, konsentrasi validator, ketergantungan pada infrastruktur tertentu, dan kemampuan peserta untuk memverifikasi aturan juga perlu diperhatikan.

Consensus Mechanism

Consensus mechanism adalah seperangkat aturan dan prosedur yang memungkinkan jaringan menentukan blok atau keadaan ledger yang diterima.

Mekanisme konsensus menjadi penting ketika peserta tidak memiliki satu administrator pusat yang dapat memutuskan seluruh transaksi.

Proof of Work dan Proof of Stake merupakan dua pendekatan yang paling dikenal dalam blockchain publik, tetapi bukan satu-satunya mekanisme yang tersedia.

Pilihan mekanisme konsensus memengaruhi keamanan, konsumsi sumber daya, biaya, performa, insentif peserta, dan tingkat desentralisasi jaringan.

Proof of Work: Keamanan melalui Komputasi

Proof of Work (PoW) digunakan oleh Bitcoin.

Dalam sistem ini, penambang atau miners bersaing mencari hasil komputasi yang memenuhi persyaratan protokol untuk mengusulkan blok. Proses tersebut membutuhkan sumber daya komputasi dan energi.

Nodes dapat memeriksa hasilnya dengan relatif mudah dibandingkan dengan proses pencariannya.

Biaya komputasi membuat upaya menyerang jaringan menjadi mahal dalam kondisi tertentu. Namun, keamanan PoW tidak hanya ditentukan oleh algoritmanya. Ia juga bergantung pada distribusi daya komputasi, insentif ekonomi, perangkat lunak, dan kondisi jaringan.

Penambang yang berhasil menghasilkan blok dapat memperoleh imbalan sesuai aturan protokol, termasuk subsidi blok dan biaya transaksi pada Bitcoin.

PoW memiliki kelebihan berupa mekanisme keamanan yang telah beroperasi lama pada Bitcoin. Kekurangannya mencakup kebutuhan energi dan potensi konsentrasi industri penambangan.

Perlu dipahami bahwa penggunaan energi bukan satu-satunya ukuran kualitas sebuah sistem. Analisis yang memadai juga perlu mempertimbangkan tingkat keamanan yang diperoleh, penggunaan energi, biaya operasional, dan karakteristik jaringan.

Proof of Stake: Keamanan melalui Staking

Proof of Stake (PoS) menggunakan mekanisme berbeda.

Alih-alih mengandalkan kompetisi komputasi untuk menghasilkan blok, sistem PoS menggunakan aset yang dipertaruhkan sebagai bagian dari mekanisme ekonomi untuk memilih pengusul blok dan memberikan insentif kepada validator.

Pada Ethereum, validator melakukan staking ETH dan menjalankan perangkat lunak validator untuk berpartisipasi dalam konsensus.

Validator yang menjalankan tugas sesuai aturan dapat memperoleh imbalan. Sebaliknya, pelanggaran tertentu dapat menimbulkan penalti, termasuk slashing dalam kondisi yang ditentukan protokol.

PoS dapat mengurangi kebutuhan energi konsensus dibandingkan pendekatan PoW, tetapi tetap mempunyai risiko tersendiri, seperti konsentrasi kepemilikan staking, ketergantungan pada penyedia layanan, kesalahan perangkat lunak, dan risiko tata kelola.

Karena itu, PoW dan PoS tidak sebaiknya dibandingkan hanya berdasarkan satu indikator. Keduanya merupakan desain berbeda yang membuat trade-off antara sumber daya, keamanan, insentif, dan operasional jaringan.

Mengapa Blockchain Sulit Diubah?

Salah satu karakteristik blockchain yang paling dikenal adalah sifatnya yang tamper-evident dan tamper-resistant.

Tamper-evident berarti perubahan data dapat dideteksi. Tamper-resistant berarti sistem dirancang untuk membuat perubahan tidak sah menjadi sulit dilakukan.

Keduanya bukan berarti sistem kebal terhadap serangan.

Misalnya, jika seseorang mengubah transaksi dalam blok lama, hash blok tersebut akan berubah. Karena blok berikutnya mengacu pada blok sebelumnya, perubahan itu dapat merusak hubungan kriptografis dalam rangkaian tersebut.

Penyerang kemudian harus berhadapan dengan aturan konsensus, peserta jaringan, dan mekanisme yang menentukan riwayat mana yang diterima.

Pada blockchain berbasis PoW, upaya menulis ulang riwayat dapat membutuhkan daya komputasi yang sangat besar. Pada blockchain berbasis PoS, keamanan bergantung pada aturan konsensus, partisipasi validator, dan mekanisme penalti yang berlaku.

Risiko tetap ada. Kerentanan perangkat lunak, kompromi kunci, kesalahan implementasi, konsentrasi kekuatan, atau kelemahan tata kelola dapat memengaruhi keamanan sistem.

Karena itu, sifat sulit diubah harus dipahami sebagai hasil desain dan asumsi keamanan, bukan jaminan absolut.

Public, Private, dan Permissioned Blockchain

Blockchain tidak selalu memiliki struktur akses yang sama.

Public blockchain memungkinkan pengguna membaca data publik dan berinteraksi dengan jaringan sesuai aturan protokol. Contohnya adalah Bitcoin dan Ethereum. Tingkat keterbukaan terhadap validasi dan partisipasi berbeda menurut desain masing-masing jaringan.

Private blockchain membatasi akses kepada pihak yang ditentukan oleh pengelola. Model ini dapat digunakan ketika organisasi membutuhkan kontrol lebih besar terhadap siapa yang dapat melihat atau menulis data.

Permissioned blockchain memberikan kewenangan tertentu hanya kepada peserta yang telah memperoleh izin. Beberapa sistem dapat dijalankan oleh konsorsium organisasi yang berbagi tanggung jawab terhadap infrastruktur.

Dalam praktiknya, istilah private dan permissioned dapat saling tumpang tindih. Sebuah blockchain dapat membatasi akses pengguna, validator, atau keduanya.

Public blockchain menawarkan keterbukaan dan kemampuan verifikasi yang lebih luas, tetapi dapat menghadapi tantangan privasi, kapasitas, dan biaya transaksi. Permissioned blockchain dapat memberikan kontrol operasional.