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

Di era digital saat ini, keamanan data dan perlindungan privasi menjadi semakin penting. Enkripsi Homomorfik Penuh (FHE), Pembuktian Tanpa Pengetahuan (ZK), dan Perhitungan Aman Multi-Pihak (MPC) adalah tiga teknologi enkripsi canggih yang dapat mengatasi tantangan ini. Artikel ini akan membandingkan ketiga teknologi tersebut secara rinci, menjelajahi cara kerjanya, skenario aplikasi, dan potensinya di bidang blockchain.

1. Bukti Pengetahuan Nol (ZK): Metode pembuktian tanpa mengungkapkan informasi

Teknologi bukti nol-pengetahuan bertujuan untuk menyelesaikan masalah bagaimana memverifikasi kebenaran informasi tanpa mengungkapkan konten spesifik. Ini dibangun di atas dasar kriptografi, memungkinkan satu pihak (pembuktian) untuk membuktikan kepada pihak lain (verifikator) kebenaran suatu pernyataan, tanpa mengungkapkan informasi lain selain kebenaran pernyataan tersebut.

Misalnya, anggaplah Alice perlu membuktikan kepada karyawan perusahaan penyewaan mobil, Bob, bahwa kondisi kreditnya baik, tetapi tidak ingin memberikan rincian aliran bank. Dalam hal ini, "skor kredit" yang diberikan oleh bank atau perangkat lunak pembayaran dapat berfungsi sebagai bukti tanpa pengetahuan. Alice dapat membuktikan bahwa skor kreditnya memenuhi syarat, sementara Bob tidak perlu mengetahui kondisi keuangan spesifik Alice.

Dalam bidang blockchain, penerapan teknologi ZK dapat merujuk pada mata uang kripto anonim Zcash. Ketika pengguna melakukan transfer, mereka perlu membuktikan bahwa mereka memiliki cukup koin untuk melakukan transaksi sambil tetap menjaga anonim. Dengan menghasilkan bukti ZK, penambang dapat memverifikasi keabsahan transaksi tanpa mengetahui identitas kedua belah pihak dan menambahkannya ke dalam blockchain.

2. Komputasi Aman Multi-Pihak (MPC): Metode Komputasi Kolaboratif yang Aman

Teknologi komputasi aman multi-pihak terutama digunakan untuk menyelesaikan bagaimana melakukan komputasi kolaboratif tanpa mengungkapkan informasi sensitif masing-masing pihak. Ini memungkinkan beberapa peserta untuk bersama-sama menyelesaikan tugas komputasi tanpa harus mengungkapkan data input mereka.

Misalnya, anggaplah tiga orang ingin menghitung rata-rata gaji mereka, tetapi tidak ingin mengungkapkan jumlah gaji spesifik masing-masing. Dengan menggunakan teknologi MPC, setiap orang dapat membagi gaji mereka menjadi tiga bagian dan bertukar dua bagian dengan dua orang lainnya. Kemudian, masing-masing menjumlahkan angka yang diterima dan membagikan hasil penjumlahan ini. Akhirnya, ketiga orang tersebut menjumlahkan kembali ketiga hasil penjumlahan ini dan menghitung rata-rata, sehingga mendapatkan gaji rata-rata, tetapi tidak dapat mengetahui gaji spesifik orang lain.

Dalam bidang enkripsi mata uang kripto, teknologi MPC diterapkan dalam desain beberapa dompet. Dompet ini membagi kunci pribadi menjadi beberapa bagian, yang disimpan secara terpisah di perangkat pengguna, di cloud, dan di pihak platform, meningkatkan keamanan aset dan kemudahan pemulihan. Beberapa dompet MPC juga mendukung pengenalan lebih banyak pihak ketiga untuk melindungi potongan kunci pribadi, lebih lanjut meningkatkan keamanan.

3. Enkripsi Homomorfik Penuh (FHE): Outsourcing Perhitungan Data yang Dienkripsi

Teknologi enkripsi homomorfik penuh menyelesaikan masalah bagaimana membiarkan pihak ketiga melakukan perhitungan sambil melindungi privasi data. Ini memungkinkan berbagai operasi pada data terenkripsi tanpa perlu mendekripsi, dan hasil terenkripsi yang dihasilkan dapat didekripsi oleh pihak yang berwenang untuk mendapatkan hasil perhitungan yang benar.

Dalam aplikasi nyata, FHE memungkinkan pengguna untuk menyerahkan data sensitif yang telah dienkripsi kepada pihak ketiga yang tidak terpercaya 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 terenkripsi selama seluruh proses pemrosesan, melindungi keamanan data sekaligus mematuhi persyaratan regulasi privasi.

Dalam bidang blockchain, teknologi FHE dapat digunakan untuk menyelesaikan beberapa masalah yang ada di jaringan bukti kepemilikan (PoS). Misalnya, dalam beberapa jaringan PoS kecil, node verifikasi mungkin hanya mengikuti hasil node besar tanpa melakukan verifikasi independen, yang dapat menyebabkan sentralisasi jaringan. Dengan menggunakan teknologi FHE, node verifikasi dapat menyelesaikan pekerjaan verifikasi blok tanpa mengetahui jawaban dari node lain, sehingga mencegah tindakan penjiplakan antar node.

Demikian pula, dalam sistem pemungutan suara terdesentralisasi, FHE dapat mencegah fenomena "follow the vote", memastikan setiap pemilih membuat keputusan secara independen tanpa mengetahui kecenderungan suara orang lain, sehingga lebih baik mencerminkan pendapat publik yang sebenarnya.

Ringkasan

Meskipun ZK, MPC, dan FHE semuanya bertujuan untuk melindungi privasi dan keamanan data, mereka memiliki perbedaan dalam skenario aplikasi dan kompleksitas teknis:

• 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 banyak pihak perlu menghitung bersama tetapi harus melindungi privasi data masing-masing.
• FHE menekankan pada "bagaimana enkripsi", sehingga memungkinkan untuk melakukan perhitungan kompleks dalam keadaan data tetap terenkripsi.

Teknologi ini memiliki tantangan masing-masing dalam implementasinya: ZK membutuhkan keterampilan matematika dan pemrograman yang mendalam; MPC menghadapi masalah sinkronisasi dan efisiensi komunikasi; FHE memiliki tantangan besar dalam efisiensi komputasi.

Seiring dengan kemajuan proses digitalisasi, teknologi enkripsi ini akan memainkan peran yang semakin penting dalam melindungi privasi pribadi dan keamanan data, memberikan dukungan teknis yang kuat untuk membangun dunia digital yang lebih aman dan lebih terpercaya.