Analisis Komparatif Kinerja Klien Eksekusi Ethereum dalam Jaringan Privat pada Lingkungan Terkontrol untuk Skenario Self-Sovereign Identity

MOCHAMMAD NOVALDY PRATAMA HAKIM, Ir. Noor Akhmad Setiawan, S.T., M.T., Ph.D., IPM.; Ir. Agus Bejo, S.T., M.Eng., D.Eng., IPM.

2026 | Skripsi | TEKNOLOGI INFORMASI

Kesetaraan spesifikasi protokol antarklien eksekusi Ethereum belum disertai profil kinerja komparatif yang terkendali pada transaksi Self-Sovereign Identity (SSI), dan di antara studi pembandingan yang ditinjau belum ada yang menyertakan Nethermind untuk skenario SSI pada jaringan privat. Penelitian ini membandingkan Go-Ethereum (Geth), Hyperledger Besu, dan Nethermind pada jaringan Proof of Authority Clique terkontrol dengan Hyperledger Caliper sebagai pembangkit beban kerja yang menawarkan beban transaksi 20, 50, 100, dan 250 TPS melalui rancangan acak kelompok lengkap (RAKL) berdesain faktorial 3 × 4 dan sepuluh replikasi. Data dianalisis dengan ART ANOVA, uji lanjut ART-C, dan ukuran efek Cliff's delta. Tingkat beban menjadi faktor dominan (partial eta² = 0,812 pada throughput dan 0,866 pada rerata tertimbang latensi), sedangkan jenis klien eksekusi berpengaruh signifikan dengan kontribusi lebih kecil (0,376 dan 0,175) tanpa bukti interaksi (p = 0,710 dan 0,550). Rerata throughput Besu lintas tingkat beban berturut-turut 1,7?n 5,6% lebih tinggi daripada Geth dan Nethermind (Cliff's delta = +0,35 dan +0,85), dan Geth 3,8% lebih tinggi daripada Nethermind (Cliff's delta = +0,75); ketiga selisih signifikan setelah koreksi Holm. Pada rerata tertimbang latensi, Nethermind berturut-turut 21,7?n 12,8% lebih lambat daripada Besu dan Geth (|Cliff's delta| >= 0,55), adapun selisih Geth terhadap Besu (7,9%) tidak signifikan (p Holm = 0,080). Pada 20 TPS, median latensi Nethermind 7,77 detik, Besu 3,24 detik, dan Geth 3,90 detik; selisih Nethermind terhadap keduanya berada pada kisaran satu periode blok Clique (5 detik). Pada target 100 dan 250 TPS, satu worker Caliper menahan laju kirim aktual di sekitar 77 TPS, dan throughput ketiga klien eksekusi mendatar pada 38,47–41,32 TPS, sekitar 4–10% di bawah batas model protokol 42,9 TPS, dengan tingkat keberhasilan transaksi 100%. Utilisasi CPU node RPC pada kedua target sebesar 0,34% ± 0,12% (dinormalisasi terhadap 16 inti logis) sehingga node RPC bukan hambatan komputasi. Pada telemetri diagnostik tanpa kuota sumber daya, jejak memori kontainer node RPC Geth (138,12 MB) berturut-turut 85,0?n 81,7% lebih kecil daripada Besu (922,62 MB) dan Nethermind (754,55 MB), tetapi tidak teridentifikasi sebagai penentu throughput maupun latensi. Dengan demikian, pada konfigurasi yang diuji, kejenuhan throughput lebih selaras dengan batas protokol daripada dengan perbedaan runtime klien eksekusi, dan batas tersebut dapat ditaksir dari biaya gas per operasi, pagu gas blok, serta periode blok. Pemilihan klien eksekusi tidak menaikkan batas itu, tetapi memengaruhi latensi konfirmasi. Lantai latensi Nethermind yang lebih tinggi membuatnya kurang sesuai bagi sistem SSI pada PoA-Clique yang menuntut konfirmasi cepat.

Protocol-level equivalence among Ethereum execution clients has not been matched by a controlled comparative performance profile for Self-Sovereign Identity (SSI) transactions, and none of the benchmarking studies reviewed include Nethermind for SSI on a private network. This study compares Go-Ethereum (Geth), Hyperledger Besu, and Nethermind on a controlled Proof of Authority (Clique) network with Hyperledger Caliper as a workload generator that offers transaction loads of 20, 50, 100, and 250 TPS through a 3 × 4 factorial design using randomized complete block design (RCBD) with ten replications, analyzed with ART ANOVA, ART-C contrasts, and Cliff's delta. Offered load was the dominant factor (partial eta² = 0.812 for throughput and 0.866 for weighted average latency), whereas client type had a significant but smaller effect (0.376 and 0.175) with no evidence of interaction (p = 0.710 and 0.550). Averaged across loads, Besu's throughput exceeded Geth's and Nethermind's by 1.7% and 5.6%, respectively (Cliff's delta = +0.35 and +0.85), and Geth's exceeded Nethermind's by 3.8% (Cliff's delta = +0.75); all were significant after Holm correction. In weighted average latency, Nethermind was 21.7% and 12.8% slower than Besu and Geth, respectively (|Cliff's delta| >= 0.55), whereas Geth's 7.9% gap to Besu was not significant (p Holm = 0.080). At 20 TPS, median latency was 7.77 s for Nethermind, 3.24 s for Besu, and 3.90 s for Geth, a gap on the order of one Clique block period (5 s). At the 100 and 250 TPS targets, a single Caliper worker held the actual send rate near 77 TPS, and throughput plateaued at 38.47–41.32 TPS, about 4–10?low the 42.9 TPS protocol model limit, with a 100% transaction success rate. RPC-node CPU utilization at both targets was 0.34% ± 0.12% (normalized to 16 logical cores), so the RPC node was not a computational bottleneck. In diagnostic telemetry without resource quotas, Geth's RPC-node container memory footprint (138.12 MB) was 85.0% and 81.7% smaller than that of Besu (922.62 MB) and Nethermind (754.55 MB), respectively, but was not identified as a determinant of throughput or latency. In the tested configuration, throughput saturation therefore aligns more closely with the protocol limit than with client runtime differences, and that limit can be estimated from per-operation gas cost, block gas limit, and block period. Client selection does not raise the limit but affects confirmation latency; Nethermind's higher latency floor makes it less suitable for SSI systems on PoA-Clique that require fast confirmation.

Kata Kunci : Ethereum, blockchain privat, evaluasi kinerja, self-sovereign Identity, smart contract