Bagaimana Blockchain Dibangun Ulang untuk Era Kuantum

Jaringan blockchain awalnya dirancang berdasarkan gagasan yang tampak sederhana: mendistribusikan buku besar ke banyak komputer, menghubungkan catatannya secara kriptografis, dan membuat perubahan tidak sah menjadi sangat sulit. Dasar itu memungkinkan Bitcoin (BTC ) mungkin, tetapi tidak dirancang untuk mendukung setiap pembayaran, aplikasi keuangan, identitas digital, dan alur kerja perusahaan yang kini dibayangkan oleh pengembang.

Sebuah studi yang baru diterima di ICT Express¹ meneliti bagaimana arsitektur blockchain berkembang sebagai respons. Setelah menyaring 830 dokumen, peneliti mempertahankan 125 makalah yang mencakup primitif kriptografi, mekanisme konsensus, sistem penskalaan, teknologi privasi, dan risiko keamanan yang muncul.

Gambaran yang dihasilkan bukan sekadar blockchain yang lebih cepat. Industri secara bertahap menggantikan desain monolitik dengan komponen khusus yang dapat memproses transaksi, memverifikasi hasil, menjaga privasi, dan melindungi catatan dari ancaman yang berubah. Transisi ini dapat menentukan apakah blockchain tetap menjadi teknologi keuangan khusus atau menjadi infrastruktur tahan lama untuk ekonomi digital yang jauh lebih luas.

Mengapa Blockchain Generasi Pertama Menghadapi Batas Struktural

Blockchain tradisional umumnya meminta banyak node untuk mengulangi pekerjaan yang sama. Redundansi ini membuat jaringan sulit dimanipulasi, namun juga membatasi throughput dan meningkatkan kebutuhan komputasi. Seiring meningkatnya aktivitas, pengguna dapat menghadapi biaya yang lebih tinggi, waktu penyelesaian yang lebih lama, dan persaingan untuk ruang blok yang terbatas.

Hal ini menghasilkan trilema blockchain yang dikenal: meningkatkan skalabilitas tanpa secara signifikan melemahkan keamanan atau desentralisasi. Tidak ada arsitektur yang menghilangkan kompromi ini sepenuhnya. Sebaliknya, sistem baru membagi tanggung jawab sehingga setiap komponen dapat dioptimalkan untuk tugas tertentu.

Hal ini sudah terlihat dalam perluasan protokol Layer-2 untuk penskalaan Ethereum (ETH ). Alih-alih memaksa blockchain dasar mengeksekusi setiap aksi, sistem Layer-2 memproses aktivitas secara terpisah dan mengirimkan data terkompresi atau bukti kriptografis ke jaringan yang mendasarinya.

Makalah tersebut mengidentifikasi beberapa teknologi yang membentuk fase arsitektur berikutnya:

• Rollup Layer-2 dan saluran status
• Blockchain modular dan sharding
• Eksekusi transaksi paralel
• Bukti zero-knowledge
• Sistem kriptografi pasca-kuantum

Perkembangan ini sering dibahas secara terpisah. Signifikansi yang lebih besar menjadi jelas ketika mereka dilihat sebagai bagian dari transisi yang sama. Blockchain bergerak menjauh dari jaringan yang melakukan segala hal dan menuju sistem yang dirakit dari lapisan keamanan, eksekusi, penyelesaian, dan ketersediaan data yang dapat berinteroperasi.

Jaringan Layer-2 Memindahkan Beban dari Rantai Dasar

Jaringan Layer-2 meningkatkan kapasitas tanpa memaksa blockchain yang mendasarinya memproses setiap transaksi secara langsung. Rollup mengelompokkan beberapa transaksi, mengeksekusinya di luar lapisan dasar, dan mempublikasikan informasi atau bukti yang dihasilkan kembali ke sana. Saluran status memungkinkan peserta menukar pembaruan yang ditandatangani secara pribadi dan menggunakan blockchain utama terutama untuk membuka atau menutup saluran.

Hal ini dapat mengurangi kemacetan dan biaya sambil mempertahankan koneksi ke keamanan jaringan dasar. Ini juga menciptakan ketergantungan baru. Pengguna harus mempertimbangkan keandalan sequencer, keamanan bridge, sistem bukti, kontrol upgrade, dan apakah aktivitas pada lapisan kedua pada akhirnya menguntungkan jaringan yang mendasarinya.

Perubahan ini dapat dilihat pada OP Stack, yang memisahkan fungsi seperti eksekusi, penyelesaian, penjadwalan, dan ketersediaan data. Dalam wawancara terbaru dengan Securities.io, pendiri Optimism Jinglan Wang menjelaskan bagaimana infrastruktur blockchain modular memungkinkan komponen individu dikonfigurasi atau ditingkatkan tanpa membangun ulang seluruh jaringan.

Ini lebih dari sekadar perbaikan teknis. Infrastruktur yang terstandarisasi dapat memungkinkan bisnis menyebarkan rantai khusus aplikasi tanpa merakit setiap komponen dari vendor yang tidak terkait. Pengembangan blockchain akan mulai menyerupai komputasi awan, di mana organisasi memilih layanan berdasarkan kinerja, keamanan, dan persyaratan regulasi alih-alih membangun seluruh tumpukan sendiri.

Blockchain Modular Mengubah Arsitektur Menjadi Pasar

Blockchain monolitik menggabungkan eksekusi, konsensus, penyelesaian, dan ketersediaan data dalam satu sistem. Blockchain modular memisahkan sebagian atau seluruh fungsi tersebut. Satu lapisan dapat mengeksekusi kontrak pintar, lapisan lain dapat menyediakan data transaksi, dan lapisan ketiga dapat memberikan penyelesaian akhir.

Pembagian ini dapat meningkatkan efisiensi karena setiap lapisan dirancang untuk beban kerja yang lebih sempit. Sharding mengikuti prinsip serupa dengan membagi pemrosesan dan penyimpanan jaringan menjadi grup‑grup kecil yang beroperasi paralel. Mesin eksekusi paralel melangkah lebih jauh dengan mengidentifikasi transaksi independen yang dapat diproses secara bersamaan.

Makalah ini membandingkan pendekatan arsitektur utama sebagai berikut:

Modularitas memperkenalkan risiko tersendiri. Jika beberapa lapisan diperlukan untuk menyelesaikan sebuah transaksi, keseluruhan sistem hanya seandainya keandalan interaksi antar lapisan tersebut. Kegagalan dalam ketersediaan data, jembatan, urutan, atau verifikasi bukti dapat merusak aplikasi yang seharusnya aman. Oleh karena itu, investor sebaiknya tidak mengasumsikan bahwa tingkat transaksi teoretis yang lebih tinggi otomatis menghasilkan jaringan yang lebih kuat.

Zero-Knowledge Proofs Menghubungkan Privasi dengan Skalabilitas

Zero-knowledge proof memungkinkan satu pihak membuktikan bahwa sebuah pernyataan valid tanpa mengungkapkan informasi dasar. Seorang pengguna dapat membuktikan bahwa sebuah transaksi mematuhi aturan jaringan atau bahwa dana yang cukup tersedia tanpa mengungkapkan detail setiap akun.

Dalam sistem blockchain, kemampuan ini menyelesaikan dua masalah sekaligus. Ia dapat melindungi informasi sensitif sekaligus memungkinkan banyak transaksi off-chain direpresentasikan oleh satu bukti kompak. zk-SNARKs dan zk-STARKs termasuk implementasi paling dikenal, meskipun menghasilkan bukti dapat memerlukan sumber daya komputasi yang besar dan rekayasa kriptografi yang cermat.

Dampaknya melampaui privasi cryptocurrency. Perusahaan tidak dapat menempatkan data pelanggan, medis, atau komersial yang rahasia pada buku besar yang dapat dibaca secara terbuka hanya karena buku besar tersebut tahan terhadap manipulasi. Verifikasi yang melindungi privasi dapat memungkinkan organisasi membuktikan kepatuhan, identitas, kepemilikan, atau keabsahan transaksi tanpa mengungkapkan data yang digunakan untuk mencapai kesimpulan tersebut.

Hal ini menjadikan teknologi zero-knowledge jembatan potensial antara verifikasi publik dan kerahasiaan institusional. Metrik penting tidak hanya berapa banyak transaksi yang diiklankan jaringan. Biaya pembuatan bukti, waktu verifikasi, interoperabilitas, dan keamanan implementasi akan menentukan sistem mana yang dapat mendukung adopsi praktis.

Komputasi Kuantum Menimbulkan Risiko Kedaluwarsa Kriptografi

Catatan blockchain bersifat permanen, namun algoritma kriptografi yang melindunginya tidak dijamin tetap aman selamanya. Banyak jaringan menggunakan tanda tangan digital kurva eliptik untuk menetapkan kepemilikan dan mengotorisasi transaksi. Komputer kuantum yang cukup kuat pada akhirnya dapat mengancam asumsi matematis yang menjadi dasar tanda tangan tersebut.

Ini bukan berarti komputer kuantum saat ini dapat merebut aset blockchain secara massal. Ini berarti jaringan memerlukan jalur migrasi yang kredibel sebelum kemampuan tersebut muncul. Tantangannya terutama sulit bagi blockchain karena alamat lama, kunci publik, kontrak pintar, dan transaksi yang tercatat secara permanen dapat tetap terbuka lama setelah algoritma baru diperkenalkan.

Transisi tersebut sudah melampaui teori dalam keamanan siber konvensional. National Institute of Standards and Technology AS telah menyelesaikan standar post-quantum awal dan memilih HQC sebagai algoritma enkripsi cadangan. Pengembang blockchain kini harus mempertimbangkan kelincahan kriptografi: kemampuan mengganti algoritma tanpa memecah jaringan, mengunci pengguna dari aset, atau membuat perangkat lunak yang ada menjadi tidak valid.

Makalah ini membahas pendekatan berbasis kisi, berbasis hash, berbasis kode, dan pendekatan post-quantum lainnya. Masing‑masing memperkenalkan pertukaran antara ukuran tanda tangan, komputasi, penyimpanan, dan kompatibilitas. Akibatnya, strategi kemenangan mungkin bukan migrasi universal yang segera. Jaringan dapat pertama‑tama mengidentifikasi akun yang terpapar, memperkenalkan alamat tahan kuantum opsional, dan menciptakan mekanisme untuk mentransfer aset secara aman sebelum tanda tangan lama menjadi rentan.

Kompetisi Sebenarnya Beralih Dari Rantai ke Tumpukan

Implikasi terpenting dari makalah ini adalah bahwa membandingkan blockchain semata-mata berdasarkan transaksi per detik semakin kurang berguna. Kinerja kini semakin bergantung pada seluruh tumpukan yang mungkin mencakup lapisan eksekusi, sequencer, generator bukti, layanan ketersediaan data, jembatan, jaringan penyelesaian, dan sistem kunci kriptografi.

Hal ini mengubah cara investor harus menilai sektor ini. Sebuah jaringan dapat menarik aktivitas tanpa menciptakan nilai tahan lama bagi tokennya. Lapisan yang lebih cepat mungkin secara ekonomi bergantung pada jaringan lain untuk penyelesaian. Sistem modular dapat memperoleh fleksibilitas sekaligus memperkenalkan risiko tata kelola dan interoperabilitas. Klaim aman kuantum juga dapat tidak lengkap bila dompet, jembatan, validator, atau alamat warisan terus menggunakan kriptografi yang rentan.

Platform terkuat kemungkinan besar adalah yang menggabungkan kinerja teknis dengan tata kelola yang dapat diandalkan, migrasi yang aman, alat pengembang, dan kompatibilitas dengan persyaratan regulasi. Arsitektur kini menjadi produk, namun keandalan operasional akan menentukan apakah produk tersebut dapat beralih dari eksperimen menjadi infrastruktur kritis.

Berinvestasi pada Infrastruktur Blockchain Generasi Berikutnya

Kombinasi desain blockchain modular dan keamanan pasca-kuantum menciptakan transisi alami dari aset digital ke teknologi perusahaan. Investor yang mencari eksposur pasar publik dapat mempertimbangkan IBM, meskipun harus dipandang sebagai perusahaan teknologi terdiversifikasi bukan sebagai pemain murni blockchain.

Pekerjaan blockchain IBM dibangun di sekitar Hyperledger Fabric, kerangka kerja izin tingkat perusahaan dengan komponen modular, kontrol identitas, saluran privat, dan konsensus yang dapat dikonfigurasi. Karakteristik ini selaras dengan argumen makalah bahwa penerapan praktis harus menyeimbangkan skalabilitas, privasi, interoperabilitas, tata kelola, dan keamanan daripada memaksimalkan satu metrik saja.

Perusahaan juga mengembangkan sistem komputasi kuantum sambil membantu perusahaan mempersiapkan infrastruktur yang ada untuk kriptografi aman kuantum. Pekerjaan IBM pada keamanan pasca-kuantum dan kelincahan kriptografi memberikannya relevansi baik terhadap peluang maupun ancaman yang dibahas dalam studi tersebut.

Bagi investor, tesisnya bukan bahwa blockchain akan menjadi sumber pendapatan utama IBM dengan sendirinya. Argumen yang lebih defensif adalah bahwa perusahaan yang mengadopsi buku besar terdistribusi, aset digital, dan sistem aman kuantum akan membutuhkan integrasi, infrastruktur hybrid-cloud, keahlian keamanan siber, dan dukungan teknis jangka panjang. IBM berada pada posisi strategis di seluruh proses modernisasi yang lebih luas tersebut.

Generasi Berikutnya Blockchain Akan Diukur Berdasarkan Ketahanan

Terobosan awal blockchain adalah kemampuannya mempertahankan catatan bersama tanpa bergantung pada satu operator pusat. Tantangan berikutnya adalah menjadikan model itu cepat, privat, interoperabel, berkelanjutan secara ekonomi, dan aman terhadap ancaman yang mungkin belum praktis.

Jaringan lapisan-2, komponen modular, sharding, eksekusi paralel, dan bukti zero-knowledge menyediakan bagian-bagian jawaban yang berbeda. Kriptografi pasca-kuantum menambahkan persyaratan jangka panjang: jaringan harus mampu mengubah fondasi keamanannya tanpa mengorbankan kontinuitas atau kepemilikan pengguna.

Hasilnya tidak harus berupa satu blockchain yang mengalahkan semua pesaing. Kemungkinan yang lebih besar adalah ekosistem lapisan khusus yang terhubung melalui standar bersama dan bukti kriptografis. Dalam lingkungan itu, infrastruktur paling berharga mungkin adalah teknologi yang memungkinkan blockchain berevolusi dengan aman, bukan sekadar rantai yang memproses jumlah transaksi terbanyak saat ini.

Referensi:

¹ Khan, J., Khan, G. A., Alam, I., Khan, M. R., Sharma, S., Hussain, T., Khan, M. A., Prasuna, P. M., & Alghamdi, A. A. (2026). Arsitektur blockchain generasi berikutnya: Studi mendalam tentang inovasi yang digerakkan cryptocurrency. ICT Express. https://doi.org/10.1016/j.icte.2026.09.006