Paradigma baru dalam skalabilitas lapisan eksekusi Ethereum: Evolusi Batas Gas 60M dari konservatisme defensif menuju pendekatan berbasis ilmu empiris

Upaya-upaya ini telah membuat mainnet Ethereum yang sebelumnya enggan menaikkan Gas Limit, kini dapat dengan aman meningkatkan batas tersebut hingga 60M Gas, bahkan lebih tinggi lagi.

Penulis: ZHIXIONG PAN

Dalam satu tahun terakhir, Gas Limit pada blok Ethereum telah meningkat pesat dari sekitar 30 juta menjadi 60 juta. Lompatan ini didorong oleh berbagai faktor, termasuk kontrol protokol terhadap ukuran blok dalam skenario terburuk, optimalisasi besar-besaran pada performa klien eksekusi, serta pengujian dan verifikasi sistematis untuk mendukung Gas Limit yang lebih tinggi.

Sederhananya, para pengembang telah mengurangi risiko peningkatan Gas Limit melalui perbaikan aturan protokol Ethereum, secara signifikan meningkatkan kecepatan pemrosesan blok besar oleh setiap klien, dan membuktikan bahwa jaringan tetap dapat memproduksi dan menyebarkan blok tepat waktu meskipun dalam beban yang lebih tinggi.

Upaya-upaya ini telah membuat mainnet Ethereum yang sebelumnya enggan menaikkan Gas Limit, kini dapat dengan aman meningkatkan batas tersebut hingga 60M Gas. Berikut kami akan menjelaskan secara detail konsep dan sejarah Gas Limit, kemudian membahas alasan utama peningkatan Gas Limit, serta melihat syarat-syarat yang diperlukan untuk ekspansi lebih lanjut di masa depan.

Gas Limit dan Blob: Definisi dan Perbedaannya

Gas Limit adalah parameter dalam Ethereum yang mengukur jumlah maksimum pekerjaan komputasi dalam setiap blok, yaitu batas total Gas yang dapat digunakan untuk eksekusi transaksi dalam satu blok. Semakin tinggi Gas Limit, semakin banyak transaksi yang dapat dimuat dalam satu blok, sehingga throughput on-chain juga meningkat. Namun, efek sampingnya adalah Gas Limit yang lebih tinggi akan meningkatkan beban peserta jaringan: validator blok harus mengemas dan menyiarkan blok yang lebih besar dalam waktu blok yang tetap, dan semua node di jaringan harus mengunduh dan mengeksekusi blok yang lebih besar, sehingga meningkatkan tekanan pada bandwidth jaringan dan perangkat keras node.

Blob adalah jenis konten blok yang berbeda, diperkenalkan sebagai elemen baru untuk memperluas ketersediaan data Ethereum. Blob berasal dari proposal EIP-4844, yang memungkinkan blok untuk sementara menampung sejumlah besar data biner yang digunakan oleh Layer 2, dengan biaya yang diukur secara terpisah dari konsumsi Gas transaksi biasa. Sederhananya, Blob menyediakan ruang ekstra khusus untuk data L2 Rollup, sedangkan Gas Limit mengukur batas skala komputasi EVM konvensional. Keduanya tidak dapat dibandingkan secara langsung: peningkatan jumlah Blob terutama memengaruhi kapasitas data L2 yang dapat ditambahkan ke blok, sedangkan peningkatan Gas Limit secara langsung meningkatkan kapasitas komputasi eksekusi transaksi di L1.

Artikel ini berfokus pada pembahasan Gas Limit, sedangkan perubahan kapasitas Blob tidak akan dibahas lebih lanjut.

Latar Belakang Sejarah: Mengapa Dahulu Takut Menaikkan Gas Limit?

Pada masa awal, Ethereum selalu berhati-hati dalam meningkatkan Gas Limit blok. Setelah EIP-1559 diimplementasikan pada tahun 2021, target Gas blok Ethereum ditetapkan sekitar 15 juta (maksimum per blok sekitar 30 juta), dan tidak ada peningkatan selama bertahun-tahun setelahnya. Alasannya adalah karena beberapa hambatan utama belum teratasi saat itu, sehingga peningkatan Gas Limit secara sembarangan dapat membahayakan keamanan dan desentralisasi jaringan:

• Performa eksekusi: Apakah perangkat lunak klien cukup cepat untuk mengeksekusi lebih banyak transaksi? Jika blok terlalu besar sehingga node tidak dapat menyelesaikan eksekusi dan verifikasi dalam interval blok, mereka mungkin melewatkan waktu produksi blok atau terjadi fork pada chain.
• Penyebaran jaringan: Blok yang lebih besar harus disiarkan ke seluruh jaringan dalam siklus blok 12 detik, terutama dalam 4 detik pertama harus diterima oleh mayoritas validator agar dapat mengajukan bukti kepemilikan tepat waktu. Blok yang terlalu besar dapat menyebabkan penundaan penyebaran dan menimbulkan masalah konsensus.
• Pertumbuhan status: Throughput yang lebih tinggi akan mempercepat pertumbuhan status global Ethereum (data ledger), sehingga beban sinkronisasi dan penyimpanan node meningkat, yang dalam jangka panjang dapat melemahkan desentralisasi jaringan.
• Kebutuhan perangkat keras: Faktor-faktor di atas berarti konfigurasi perangkat keras yang diperlukan untuk menjalankan node meningkat. Jika pengguna biasa dengan komputer rumahan tidak dapat mengikuti, Gas Limit yang lebih tinggi dapat menyebabkan jaringan terkonsentrasi pada sedikit node berperforma tinggi, yang tidak baik untuk desentralisasi.

Karena kekhawatiran di atas, untuk waktu yang lama Gas Limit mainnet Ethereum tetap stabil dan tidak mudah menembus level 30 juta. Terutama setelah munculnya Rollup, banyak transaksi yang mengompresi data dan mempublikasikannya ke L1 melalui calldata berbiaya rendah, menyebabkan rata-rata ukuran blok Ethereum mendekati batas maksimum, bahkan dalam kasus ekstrem satu blok dapat mencapai beberapa megabyte.

Tanpa perbaikan lain, peningkatan Gas Limit hanya akan memperbesar ukuran blok dan masalah performa. Oleh karena itu, komunitas Ethereum saat itu memilih untuk lebih mengandalkan ekspansi Layer 2, dan tidak sembarangan meningkatkan Gas Limit di L1.

Alasan Utama Peningkatan Gas Limit yang Cepat Saat Ini

Lalu, mengapa setelah memasuki tahun 2025, Ethereum dapat dengan cepat meningkatkan Gas Limit lebih dari dua kali lipat sambil tetap menjaga keamanan? Penyebab utamanya adalah beberapa perbaikan teknis berikut yang telah diterapkan secara bersamaan, sehingga menghilangkan hambatan ekspansi.

Peningkatan Protokol Membatasi Ukuran Blok Terburuk

Ethereum telah memperkenalkan aturan protokol baru untuk memperkecil batas ukuran blok dalam skenario terburuk. Salah satu yang paling penting adalah proposal EIP-7623, yang meningkatkan biaya Gas untuk data calldata dalam transaksi, sehingga secara signifikan mengurangi jumlah data murah yang dapat dimasukkan ke dalam satu blok dalam kondisi ekstrem.

Sebelum EIP-7623 diterapkan, penyerang dapat memanfaatkan harga Gas calldata yang sangat rendah untuk memenuhi satu blok dengan data hingga beberapa MB; setelah kenaikan harga, data dengan ukuran yang sama akan menghabiskan lebih banyak Gas, sehingga secara efektif menurunkan batas ukuran blok dan mengurangi masalah perbedaan ekstrem antara rata-rata dan maksimum ukuran blok.

Perubahan ini memastikan bahwa meskipun Gas Limit secara keseluruhan dinaikkan, ukuran byte blok tidak akan membengkak secara tak terkendali, sehingga memberikan ruang aman untuk meningkatkan Gas Limit. Dengan kata lain, protokol secara aktif memperketat pengeluaran pada lapisan data, memastikan bahwa "jumlah komputasi berlipat ganda, ukuran blok tidak berlipat ganda", yang menjadi dasar peningkatan Gas Limit dari 30 juta menjadi 60 juta.

Pada saat yang sama, mainnet mulai memperkenalkan transaksi data khusus Blob untuk Rollup melalui EIP-4844, yang semakin mengurangi ketergantungan Rollup pada calldata murah. Setelah data Rollup secara bertahap berpindah dari ruang Gas biasa ke ruang Blob, Gas blok konvensional lebih difokuskan pada komputasi kontrak yang sebenarnya, sehingga rata-rata blok menjadi lebih "ringan", yang secara tidak langsung menciptakan kondisi yang lebih menguntungkan untuk peningkatan Gas Limit.

Optimalisasi Performa Klien Secara Signifikan

Setiap tim klien eksekusi Ethereum telah melakukan pengujian benchmark performa dan optimalisasi perangkat lunak secara mendalam, sehingga secara signifikan meningkatkan kecepatan pemrosesan blok besar. Framework benchmark Gas yang dipimpin oleh tim seperti Nethermind mengisi seluruh blok dengan satu jenis instruksi atau kontrak precompiled untuk menguji batas kemampuan pemrosesan klien (mengukur performa dalam "juta Gas per detik").

Melalui benchmark terpadu ini, para pengembang menemukan dan memperbaiki beberapa hambatan eksekusi yang sebelumnya tersembunyi. Misalnya, dalam pengujian ditemukan bahwa beberapa kasus ekstrem pada precompiled "Modular Exponentiation" (ModExp) memakan waktu jauh lebih lama dari harga Gas-nya, sehingga menjadi hambatan bersama bagi semua klien utama.

Menanggapi temuan ini, komunitas dengan cepat mengusulkan EIP-7883 untuk menyesuaikan harga Gas pada precompiled ModExp dan mengkoordinasikan optimalisasi algoritma klien. Sementara itu, operasi kriptografi lain yang memakan waktu (seperti perhitungan kurva eliptik BLS12-381, BN256, hash, dll.) juga dioptimalkan atau disesuaikan harganya oleh tim klien masing-masing.

Menurut statistik, setelah "Berlin Interop" sprint performa lintas klien pada pertengahan 2025, kecepatan pemrosesan blok dalam skenario terburuk pada setiap klien eksekusi meningkat secara signifikan, dengan sebagian besar operasi telah mencapai sekitar 20 juta Gas per detik.

Jika dikonversi, jika klien dapat mengeksekusi 20 juta Gas per detik, maka dalam interval blok PoS selama 4 detik secara teori dapat memproses blok hingga 80M Gas. Ini berarti peningkatan batas blok hingga 60M Gas masih berada dalam margin keamanan.

Peningkatan performa ini menghilangkan kekhawatiran sebelumnya bahwa "kecepatan eksekusi tidak dapat mengikuti Gas Limit", memastikan bahwa meskipun blok berisi dua kali lipat volume transaksi, klien tetap dapat memverifikasi dalam waktu yang ditentukan, dan tidak akan melewatkan batas waktu konsensus karena eksekusi yang terlalu lambat.

Pengujian Menyeluruh untuk Memverifikasi Batas Penyebaran Jaringan

Sebelum menerapkan peningkatan Gas Limit pada mainnet, para pengembang telah melakukan pengujian yang cukup di beberapa jaringan khusus, memastikan bahwa blok yang lebih besar masih dapat disebarkan tepat waktu dan diterima oleh sebagian besar node.

Misalnya, pada tahun 2025, pengembang Ethereum meningkatkan Gas Limit blok menjadi 60M di testnet Sepolia dan devnet baru Hoodi, serta terus memantau metrik performa jaringan. Hasilnya menunjukkan bahwa meskipun menggunakan blok hingga 60M Gas, proposal blok di jaringan ini tetap dapat dikemas tepat waktu dan disebarkan dengan cepat melalui jaringan P2P: 90% node menerima blok dalam waktu sekitar 0,7~1,0 detik setelah blok diproduksi, dan hampir semua node menyelesaikan verifikasi dan menerima blok sebagai chain head baru dalam waktu 4 detik.

Dengan kata lain, meskipun penggunaan Gas blok berlipat ganda, blok tetap dapat tersebar ke seluruh jaringan sebelum batas waktu pengajuan validator 4 detik yang ditetapkan Ethereum. Dalam pengujian tekanan ini, para pengembang memantau apakah node proposal memproduksi blok tepat waktu, distribusi waktu yang dibutuhkan seluruh jaringan untuk menerima blok baru, dan data penting lainnya, serta tidak menemukan anomali yang signifikan.

Karena ukuran status dan topologi node di testnet berbeda dengan mainnet, para pengembang tetap berhati-hati namun optimis, namun hasil pengujian membuktikan bahwa blok 60M Gas dapat dilakukan secara teori dan rekayasa. Sementara itu, untuk memastikan keamanan lapisan konsensus, para pengembang juga mempertimbangkan batasan pada lapisan Beacon Chain (misalnya, lapisan jaringan Beacon Chain saat ini memiliki batas penyebaran Gossip blok tunggal sekitar ~10MB). Melalui metode seperti EIP-7623 untuk mengurangi jumlah byte per blok, serta menghindari terlalu banyak transaksi penalti secara bersamaan, beban eksekusi 60M Gas tidak mencapai batas tersebut.

Secara keseluruhan, berbagai pengujian dan penyesuaian membuat tim inti memiliki pemahaman yang cukup tentang risiko peningkatan Gas Limit mainnet dari 30 juta menjadi 60 juta, sehingga menambah kepercayaan diri. Setelah sebagian besar validator menyatakan dukungan (sekitar 150 ribu+ node validator memberikan suara setuju untuk peningkatan), Ethereum akhirnya mulai meningkatkan Gas Limit mainnet pada tahun 2025, dan berencana untuk secara resmi menyesuaikan nilai default menjadi 60M pada upgrade berikutnya.

Pandangan ke Depan: Apa yang Diperlukan untuk Peningkatan Selanjutnya?

Komunitas Ethereum tidak berniat berhenti di 60M Gas. Dalam rencana upgrade berikutnya seperti Fusaka, para pengembang telah menggambarkan jalur untuk terus meningkatkan Gas Limit blok hingga 100M atau lebih tinggi. Untuk mencapai tujuan ini, masih ada beberapa tantangan teknis yang perlu diatasi atau terus dipantau:

• Optimalisasi lebih lanjut pada operasi komputasi berat: Seperti algoritma ModExp yang disebutkan sebelumnya, saat ini melalui EIP-7883 dan optimalisasi klien, hambatan telah hampir dihilangkan. Namun, untuk mendukung blok dengan level 100M, mungkin masih diperlukan optimalisasi atau akselerasi khusus untuk operasi kriptografi dengan konsumsi Gas tinggi lainnya (seperti verifikasi tanda tangan kurva eliptik, verifikasi zero-knowledge proof, dll). Untungnya, tim klien telah mulai bekerja sama di bidang ini, dan pada pengujian tahun 2025 telah menyesuaikan implementasi precompiled terkait kurva eliptik BN256 agar performanya tidak lagi menjadi hambatan. Dapat diperkirakan, seiring Ethereum mengadopsi lebih banyak primitif kriptografi berperforma tinggi (bahkan mempertimbangkan dukungan native untuk STARK, dll.), hambatan eksekusi akan terus diatasi, sehingga membuka jalan bagi peningkatan Gas Limit.
• Mengendalikan ukuran status dan biaya node: Gas Limit yang lebih tinggi berarti status on-chain dapat tumbuh lebih cepat. Jika tidak diatasi, dalam beberapa tahun ke depan, kesulitan penyimpanan node penuh dan sinkronisasi node baru akan meningkat secara signifikan. Pengembang Ethereum telah meneliti masalah pertumbuhan status, seperti mengusulkan sewa status atau pemangkasan status historis secara berkala, untuk menghindari pertumbuhan tanpa batas. Namun, mekanisme jangka panjang ini masih dalam tahap diskusi. Dalam jangka pendek, seiring peningkatan Gas Limit, operator node mungkin perlu lebih sering meningkatkan perangkat keras (seperti SSD yang lebih cepat dan RAM yang lebih besar) untuk mengikuti pertumbuhan status dan data. Komunitas menekankan bahwa peningkatan Gas Limit tidak akan mengorbankan desentralisasi, sehingga sebelum skema manajemen status matang, setiap langkah ekspansi akan dievaluasi secara hati-hati terhadap dampaknya pada node biasa.
• Peningkatan lapisan konsensus dan optimasi protokol jaringan: Jika di masa depan ingin mendukung blok 100M Gas atau lebih besar, beberapa parameter konsensus dan jaringan mungkin perlu disesuaikan. Misalnya, saat ini blok Beacon Chain yang mencakup beban eksekusi, data Blob, dan data bukti memiliki batas ukuran keseluruhan. Pengembang mungkin perlu meningkatkan batas ukuran pesan pada lapisan P2P, atau menggunakan teknologi seperti kompresi dan penyebaran sharding untuk mengurangi latensi blok besar. Selain itu, Ethereum sedang memperkenalkan PeerDAS (jaringan sampling data peer-to-peer) untuk menangani penyebaran data Blob secara efisien, yang akan mengurangi tekanan pada penyebaran blok eksekusi. Setelah memastikan eksekusi lapisan 60M+ Gas berjalan aman, perbaikan pada lapisan data dan jaringan akan menjadi fokus ekspansi tahap berikutnya.

Ke depan, selama perbaikan pada aspek-aspek di atas berjalan bersamaan, peningkatan Gas Limit mainnet Ethereum lebih lanjut bukanlah tujuan yang mustahil. Para pengembang telah memverifikasi kelayakan peningkatan dari 36M ke 45M, 60M di testnet, dan langkah selanjutnya menuju 100M juga sedang direncanakan. Perlu ditekankan bahwa komunitas Ethereum selalu berhati-hati dalam ekspansi: setiap peningkatan akan "diuji terlebih dahulu, baru ke mainnet", dan hanya akan diterapkan jika dipastikan tidak membahayakan keamanan jaringan dan desentralisasi.

Secara keseluruhan, peningkatan besar Gas Limit dalam satu tahun terakhir adalah hasil inovasi kolaboratif di berbagai bidang: pengurangan risiko di lapisan protokol, peningkatan performa klien, dan data pengujian yang memberikan kepercayaan diri. Dengan dukungan upaya-upaya ini, Ethereum telah berhasil mengambil langkah penting dalam ekspansi L1, serta meletakkan dasar untuk peningkatan kapasitas dan mendukung lebih banyak aplikasi di masa depan.

Referensi