FHE, ZK, dan MPC: Perbandingan Kedalaman Tiga Teknologi Enkripsi

Di bidang enkripsi, enkripsi homomorfik penuh (FHE), bukti nol-pengetahuan (ZK), dan komputasi aman multi-pihak (MPC) adalah tiga teknologi canggih yang sangat diperhatikan. Masing-masing ditujukan untuk berbagai skenario aplikasi, memberikan solusi unik untuk privasi dan keamanan data. Artikel ini akan membandingkan secara rinci karakteristik, prinsip kerja, dan penerapan ketiga teknologi ini di bidang blockchain.

Bukti Tanpa Pengetahuan (ZK): membuktikan tanpa mengungkapkan

Masalah inti yang diselesaikan oleh teknologi bukti nol pengetahuan adalah: bagaimana memverifikasi kebenaran suatu informasi tanpa mengungkapkan informasi konkret apapun. ZK dibangun di atas dasar kriptografi yang ketat, memungkinkan satu pihak (pembuktian) untuk membuktikan kebenaran suatu pernyataan kepada pihak lain (verifikator) tanpa mengungkapkan informasi lain selain kebenaran pernyataan tersebut.

Sebagai contoh, misalkan seseorang perlu membuktikan kepada perusahaan penyewaan mobil bahwa kondisi kreditnya baik, tetapi tidak ingin memberikan rincian aliran bank. Dalam hal ini, "skor kredit" yang diberikan oleh bank atau platform pembayaran dapat dianggap sebagai sejenis bukti tanpa pengetahuan. Pelanggan dapat membuktikan bahwa skor kreditnya memenuhi syarat, tanpa harus menunjukkan informasi keuangan yang spesifik.

Dalam aplikasi blockchain, salah satu contoh tipikal dari teknologi ZK adalah enkripsi anonim. Misalnya, ketika pengguna melakukan transfer, mereka perlu membuktikan bahwa mereka memiliki saldo yang cukup untuk menyelesaikan transaksi sambil tetap anonim. Dengan menghasilkan bukti ZK, pengguna dapat membuktikan kepada jaringan keabsahan transaksi, sementara penambang atau validator tidak perlu mengetahui identitas atau jumlah spesifik dari kedua belah pihak dalam transaksi untuk mengonfirmasi keabsahan transaksi tersebut.

Perhitungan Aman Multi-Pihak (MPC): Menghitung Bersama Tanpa Mengungkapkan

Teknologi komputasi aman multi-pihak (MPC) terutama digunakan untuk menyelesaikan bagaimana beberapa peserta dapat melakukan perhitungan bersama dengan aman, sambil melindungi informasi sensitif masing-masing pihak. MPC memungkinkan beberapa pihak untuk berkolaborasi menyelesaikan tugas komputasi, tetapi setiap peserta tidak dapat mengetahui data input peserta lain.

Salah satu skenario aplikasi MPC yang klasik adalah menghitung rata-rata gaji beberapa orang tanpa mengungkapkan gaji spesifik setiap individu. Para peserta dapat membagi data gaji mereka menjadi beberapa bagian dan bertukar sebagian data dengan orang lain. Dengan menjumlahkan data yang diterima dan berbagi hasilnya, rata-rata akhirnya dapat dihitung, tetapi tidak ada orang yang dapat mengetahui gaji pasti orang lain.

Di bidang cryptocurrency, teknologi MPC banyak digunakan untuk keamanan dompet. Misalnya, beberapa platform perdagangan meluncurkan dompet MPC yang membagi kunci privat menjadi beberapa bagian, yang disimpan secara terpisah oleh perangkat pengguna, penyimpanan awan, dan platform. Cara ini tidak hanya meningkatkan keamanan, tetapi juga memberikan solusi pemulihan aset yang lebih nyaman bagi pengguna.

Enkripsi Homomorfik Penuh (FHE): Perhitungan Outsourcing Enkripsi

Teknologi enkripsi homomorfik penuh (FHE) menyelesaikan masalah: bagaimana mengenkripsi data sensitif sehingga pihak ketiga dapat melakukan pemrosesan perhitungan pada data tanpa harus mendekripsi, dan hasilnya tetap dapat didekripsi dengan benar oleh pemilik data asli. FHE memungkinkan eksekusi operasi perhitungan apa pun pada data terenkripsi tanpa mempengaruhi kebenaran hasil setelah dekripsi.

Dalam aplikasi nyata, FHE memungkinkan pemilik data untuk menyerahkan data yang telah dienkripsi kepada pihak ketiga yang tidak tepercaya untuk diproses, tanpa khawatir tentang kebocoran data. Misalnya, saat memproses catatan medis atau informasi keuangan pribadi di lingkungan komputasi awan, FHE dapat memastikan bahwa data tetap dalam keadaan terenskripsi sepanjang proses pemrosesan, melindungi keamanan data dan mematuhi persyaratan regulasi privasi.

Dalam bidang blockchain, teknologi FHE diharapkan dapat menyelesaikan beberapa masalah yang ada di jaringan PoS (bukti kepemilikan). Misalnya, di beberapa jaringan PoS kecil, node validator mungkin cenderung langsung mengadopsi hasil validasi dari node besar, alih-alih melakukan validasi transaksi secara independen, yang dapat menyebabkan sentralisasi jaringan. Dengan menggunakan teknologi FHE, node dapat menyelesaikan validasi blok tanpa mengetahui hasil validasi dari node lain, sehingga mempertahankan karakteristik desentralisasi jaringan.

Selain itu, FHE juga dapat diterapkan pada sistem pemungutan suara terdesentralisasi, mencegah pemilih saling mempengaruhi atau mengikuti suara, dan memastikan hasil pemungutan suara lebih mencerminkan pendapat publik yang sebenarnya.

Perbandingan Teknologi

Meskipun ZK, MPC, dan FHE semuanya bertujuan untuk melindungi privasi dan keamanan data, terdapat perbedaan signifikan dalam skenario aplikasi dan kompleksitas teknisnya:

1. Fokus Aplikasi:

   • ZK berfokus pada "bagaimana membuktikan", cocok untuk skenario yang memerlukan verifikasi izin atau identitas.
   • MPC berfokus pada "bagaimana cara menghitung", cocok untuk situasi di mana beberapa pihak perlu menghitung bersama tetapi harus melindungi privasi data masing-masing.
   • FHE menekankan pada "bagaimana enkripsi", cocok untuk skenario yang memerlukan perhitungan kompleks sambil menjaga status data yang terenkripsi.

2. Kompleksitas teknis:

   • Implementasi ZK memerlukan kedalaman matematika dan keterampilan pemrograman yang mendalam, merancang protokol yang efektif dan mudah diimplementasikan adalah tantangan.
   • MPC perlu menyelesaikan masalah efisiensi sinkronisasi dan komunikasi saat diimplementasikan, terutama dalam kasus di mana terdapat banyak peserta.
   • FHE menghadapi tantangan efisiensi komputasi yang besar, meskipun secara teori sangat menarik, tetapi aplikasi praktis masih dibatasi oleh kompleksitas komputasi yang tinggi dan biaya waktu.

Ketiga teknologi ini terus berkembang, menyediakan alat yang kuat untuk keamanan data dan perlindungan privasi pribadi. Dengan kemajuan teknologi dan perluasan skenario aplikasi, mereka akan memainkan peran yang semakin penting di dunia digital di masa depan.