Zero Knowledge Proof (ZKP) di Blockchain: Panduan Pemula

Dalam blockchain dan web3, Zero-Knowledge Proofs merupakan konsep revolusioner yang menyeimbangkan privasi dan transparansi. Bayangkan membuktikan bahwa Anda mengetahui sesuatu tanpa mengungkapkan rinciannya – seperti menunjukkan identitas untuk masuk ke klub tanpa memberikan alamat Anda. Itulah keajaiban ZKP, menawarkan keamanan blockchain yang kuat sambil melindungi informasi sensitif.

 

Berasal dari kriptografi, ZKP memungkinkan satu pihak membuktikan kepada pihak lain bahwa mereka mengetahui suatu nilai, seperti kata sandi, tanpa mengungkapkan informasi apa pun tentang nilai tersebut. Ini seperti membuktikan bahwa sebuah brankas terkunci berisi objek tertentu tanpa membukanya.

 

Sederhananya, zero-knowledge proofs (ZKP) adalah protokol kriptografi yang memungkinkan pihak pembukti (Anda) meyakinkan pihak pemeriksa (pihak lain) tentang kebenaran suatu pernyataan (Anda sudah cukup umur) tanpa mengungkapkan informasi tambahan (tanggal lahir Anda). Ini seperti membuka brankas rahasia dengan kata sandi yang tak dapat dipecahkan.

 

Bagaimana ZKP Bekerja? 

 

Keajaiban ZKP terletak pada kemampuannya untuk memvalidasi data tanpa membagikannya. ZKP menggunakan algoritma matematika di mana pihak pembukti dapat meyakinkan pihak pemeriksa tentang suatu fakta tanpa mengungkapkan fakta itu sendiri. Misalnya, dalam transaksi cryptocurrency, ZKP dapat memvalidasi legitimasi transaksi tanpa mengungkapkan jumlah atau pihak-pihak yang terlibat. Ini dicapai melalui teknik kriptografi kompleks seperti "witness" dan "challenge-response" protokol.

 

Marilah kita mencoba memahami konsep ZKP menggunakan contoh labirin imajiner. Pihak pembukti berjalan melalui labirin, meninggalkan jejak digital yang membuktikan bahwa mereka mencapai pintu keluar tanpa mengungkapkan jalur yang sebenarnya diambil. Pihak pemeriksa memeriksa jejak tersebut dan yakin bahwa pihak pembukti telah menyelesaikan labirin, tetapi jalur tetap tidak diketahui.

 

Manfaat ZKP

• Privasi yang Ditingkatkan: ZKP memungkinkan Anda membuktikan bahwa Anda memiliki informasi tertentu atau telah menyelesaikan tugas tertentu tanpa mengungkapkan detail mendasar apa pun. Ini melindungi data sensitif seperti jumlah transaksi, identitas pengirim/penerima, dan pilihan suara dalam DAO.

• Keamanan yang Meningkat: ZKP dapat digunakan untuk memverifikasi validitas perhitungan kompleks tanpa mempercayai sumbernya. Ini memperkuat keamanan blockchain dengan menghilangkan kebutuhan akan perantara dan mengurangi potensi vektor serangan.

• Efisiensi yang Ditingkatkan: ZKP dapat mempercepat proses tertentu dengan memverifikasi perhitungan kompleks lebih efisien dibandingkan metode tradisional. Ini dapat bermanfaat dalam area seperti manajemen rantai pasokan dan deteksi penipuan.

ZK Rollups mewakili lompatan revolusioner dalam skalabilitas blockchain dan privasi, serta menjadi salah satu kasus penggunaan paling menarik dari enkripsi zero-knowledge dalam teknologi blockchain. ZK Rollups adalah kekuatan pemrosesan transaksi off-chain. 

 

Alih-alih membebani blockchain utama dengan setiap transaksi tunggal, mereka mengelompokkan ratusan atau bahkan ribuan transaksi menjadi "rollup." Namun, inilah yang menarik: ZK Rollups tidak hanya mengirimkan ringkasan batch ini; mereka membuktikan, menggunakan kriptografi cerdas yang disebut Zero-Knowledge Proofs (ZKP), bahwa semua transaksi di dalamnya valid tanpa mengungkapkan detail sensitif apa pun. Bayangkan seperti menunjukkan ID Anda untuk masuk klub tanpa mengungkapkan alamat rumah Anda.

 

Misalnya, ZK Rollups dapat secara signifikan meningkatkan throughput transaksi Ethereum dengan mengagregasikan banyak transaksi ke dalam satu batch yang diproses di luar blockchain utama, mengurangi beban pada jaringan utama. Setelah diproses, zero-knowledge proof dikirimkan ke mainnet Ethereum, memvalidasi semua transaksi tanpa mengungkapkan detailnya. Pemrosesan off-chain dan pengiriman bukti ini mengurangi beban jaringan, meningkatkan throughput transaksi, dan memperbaiki efisiensi, berpotensi memungkinkan Ethereum untuk menangani jutaan transaksi per detik.

 

ZK Rollups menggunakan ZKP untuk tidak hanya mencapai transaksi yang lebih cepat tetapi juga meningkatkan privasi bagi pengguna dan aplikasi individu. Hal ini membuka kemungkinan baru untuk DeFi, NFT, dan inovasi Web3 lainnya yang membutuhkan kecepatan dan kerahasiaan. 

 

Apa Saja Manfaat ZK Rollups?

Zero Knowledge (ZK) Rollups sedang merevolusi lanskap blockchain dengan menawarkan sejumlah perbaikan yang menangani beberapa tantangan paling mendesak dalam adopsi teknologi blockchain. Rollup ini bukan hanya konsep teoretis tetapi solusi praktis yang meningkatkan kecepatan transaksi, skalabilitas, privasi, dan keterjangkauan, sambil mempertahankan prinsip dasar desentralisasi. Berikut adalah pandangan lebih dekat tentang manfaat multifaset yang dibawa ZK Rollups ke dunia blockchain, menetapkan standar baru untuk efisiensi dan pengalaman pengguna.

 

• Transaksi Super Cepat: Dengan memindahkan transaksi off-chain, ZK Rollups memangkas biaya gas dan waktu tunggu, sehingga perdagangan kripto menjadi lebih lancar dan terjangkau.

• Peningkatan Skalabilitas: Bayangkan blockchain yang dapat menangani jutaan transaksi per detik. ZK Rollups membuka jalan untuk adopsi massal dan memaksimalkan potensi teknologi blockchain.

• Privasi yang Ditingkatkan: ZKPs menjaga detail transaksi tetap rahasia, melindungi anonimitas pengguna dan memperkuat kepercayaan dalam sistem keuangan.

• Desentralisasi yang Terjaga: ZK Rollups tetap mempertahankan sifat desentralisasi blockchain dengan hanya mengirimkan bukti ke chain utama, memastikan transparansi dan kepercayaan sambil meningkatkan efisiensi.

• Biaya Lebih Rendah: Dengan pemrosesan transaksi yang dilakukan off-chain, biaya secara alami menjadi lebih rendah, membuat perdagangan kripto dan interaksi blockchain lainnya lebih terjangkau bagi semua orang. 

Bayangkan pinjaman DeFi tanpa perlu mengungkapkan riwayat keuangan Anda atau memberikan suara dalam DAO tanpa mengorbankan anonimitas Anda. ZKPs memungkinkan masa depan di mana transaksi keuangan dan tata kelola menjadi benar-benar privat, melindungi informasi sensitif sambil memanfaatkan transparansi teknologi blockchain.

 

Kriptografi zero-knowledge dapat membuka kemungkinan di berbagai sektor. Berikut adalah gambaran tentang penggunaan ZKE:

 

Penggunaan Zero-Knowledge dalam Teknologi Blockchain 

Salah satu kasus penggunaan Zero-knowledge (ZK) yang paling populer dalam blockchain adalah untuk jaringan layer-2. ZK proofs memungkinkan solusi Layer-2 untuk menggabungkan transaksi menjadi satu bukti, meningkatkan skalabilitas dan privasi dengan memvalidasi transaksi tanpa mengungkapkan detailnya. Dua jenis utama adalah zk-SNARKs, yang dikenal efisien, dan zk-STARKs, yang tahan terhadap ancaman komputasi kuantum. Teknologi ini meningkatkan throughput transaksi dan privasi, berguna untuk aplikasi keuangan terdesentralisasi dan perusahaan.

 

Berikut adalah kasus lain penggunaan enkripsi ZK dalam industri blockchain: 

 

• Blockchain yang Skalabel: ZK-Rollups mengatasi keterbatasan blockchain layer-1 (dengan menggunakan bundel transaksi yang dilengkapi dengan bukti menjaga privasi), memanfaatkan ZKE untuk transaksi yang lebih cepat dan murah, serta meningkatkan skalabilitas blockchain.

• Verifikasi Integritas Data: Membuktikan bahwa data tidak telah dimanipulasi tanpa perlu mengunduh seluruh file, memperlancar proses, dan menghemat sumber daya. Sebagai contoh, ZKP dapat membuktikan bahwa pengguna memiliki kredensial yang valid (seperti SIM atau paspor) tanpa mengungkapkan dokumen itu sendiri, meningkatkan privasi dalam proses verifikasi online.

• Oracle Terdesentralisasi: Bukti nol pengetahuan (ZKP) meningkatkan oracle terdesentralisasi seperti Chainlink di ekosistem blockchain dengan meningkatkan privasi, keamanan, kepercayaan, skalabilitas, dan kepatuhan regulasi. ZKP memungkinkan oracle untuk memverifikasi akurasi data tanpa mengungkapkan data, menjaga kerahasiaan dan privasi pengguna. Teknologi ini juga mempertahankan integritas data dan mencegah penipuan dengan memvalidasi keaslian data. 

• Komputasi Multi-Partai yang Aman (MPC): Bekerjasama dalam perhitungan tanpa mengungkapkan input individu, membuka peluang untuk aplikasi AI dan pembelajaran mesin yang menjaga privasi.

• Pengelolaan Hak Digital (DRM): Mengontrol akses ke konten berhak cipta tanpa membutuhkan langkah-langkah perlindungan salinan yang invasif.

• Pesan Aman: Kirim pesan rahasia dengan enkripsi ujung ke ujung yang tahan manipulasi sambil tetap menjaga integritas pesan.

• Keadilan dalam Gaming Online: ZKP dapat digunakan dalam gaming online untuk membuktikan bahwa hasil permainan itu adil tanpa mengungkapkan algoritme atau logika permainan yang mendasarinya.

• Verifikasi Kepemilikan NFT: ZKP dapat mengautentikasi kepemilikan dan keaslian NFT (Non-Fungible Tokens) tanpa mengungkapkan identitas pemiliknya.

Aplikasi Utama ZKP

Aplikasi dunia nyata lainnya untuk Zero-Knowledge Proofs termasuk: 

 

• Transaksi Keuangan: Bayangkan membeli bahan makanan tanpa mengungkapkan saldo bank Anda. ZKE memungkinkan pembayaran anonim dengan melindungi detail transaksi sambil tetap mematuhi hukum. Sebagai contoh, dalam mata uang kripto seperti Zcash, ZKP memvalidasi transaksi tanpa mengungkapkan pengirim, penerima, atau jumlah transaksi, meningkatkan privasi.

• Rekam Medis: Berbagi hanya informasi medis yang diperlukan untuk diagnosis dengan jaminan penuh bahwa tidak ada kebocoran informasi lebih lanjut - ZKE memungkinkan pasien mengontrol data sensitif mereka. Dalam bidang kesehatan, ZKP dapat memungkinkan berbagi data pasien untuk tujuan penelitian atau perawatan sambil melindungi privasi pasien dan mematuhi regulasi seperti HIPAA.

• Sistem Pemungutan Suara: ZKP dapat diterapkan dalam sistem pemungutan suara elektronik untuk memverifikasi bahwa suara telah diberikan dengan benar tanpa mengungkapkan pilihan pemilih, memastikan privasi dan integritas dalam proses pemungutan suara.

• Verifikasi Barang dalam Manajemen Rantai Pasokan (SCM): Perusahaan dapat menggunakan ZKP untuk membuktikan keaslian dan asal produk dalam rantai pasokan tanpa mengungkapkan informasi komersial sensitif atau rahasia dagang.

• Penilaian Kredit dalam Aplikasi Keuangan: ZKP memungkinkan individu untuk membuktikan bahwa mereka memenuhi kriteria kredit tertentu tanpa mengungkapkan situasi keuangan mereka secara tepat.

• Akses Rahasia ke Catatan Publik: Pemerintah dapat menggunakan ZKP untuk memungkinkan akses yang aman dan privat ke catatan publik, memastikan bahwa informasi sensitif tidak terungkap secara tidak perlu.

• Otentikasi Tanpa Kata Sandi: Tinggalkan kata sandi yang rentan. ZKE memungkinkan Anda membuktikan bahwa Anda mengetahui kata sandi tanpa mengungkapkannya, meminimalkan risiko peretasan.

• Penyimpanan Cloud: Simpan data dengan aman di cloud tanpa memberikan akses penuh ke data mentah kepada penyedia layanan cloud. ZKE memastikan dekripsi hanya dengan otorisasi yang sesuai.

• Verifikasi Biometrik: Buktikan identitas Anda dengan sidik jari atau pengenalan wajah tanpa menyimpan data biometrik mentah, mengurangi kekhawatiran privasi. 

• Pembaruan Perangkat Lunak: Verifikasi bahwa pembaruan perangkat lunak adalah sah dan tahan manipulasi tanpa berbagi kode sumber pribadi, meningkatkan keamanan dan kepercayaan.

Ingatlah, ZKE masih berkembang, tetapi aplikasinya memiliki potensi luar biasa. Seiring kemajuan penelitian dan pengembangan, kita dapat mengharapkan ZKE merevolusi privasi data, keamanan, dan efisiensi di berbagai industri dan mengubah cara kita berinteraksi dengan teknologi di masa depan.

 

Beberapa proyek kripto menarik, khususnya dalam ekosistem Ethereum, sedang mempelopori penggunaan ZKP:

• Loopring: Loopring menggunakan zero-knowledge proofs untuk menggabungkan beberapa transfer menjadi satu transaksi. Ini secara signifikan mengurangi biaya gas dan meningkatkan throughput transaksi di jaringan Ethereum. Dengan fokus utama pada pertukaran terdesentralisasi (DEX), Loopring memungkinkan perdagangan kripto yang cepat dan hemat biaya. Memimpin dalam ZK Rollups, Loopring menawarkan perdagangan kripto yang cepat dan berbiaya rendah di Ethereum. 

• Zcash: Zcash adalah pelopor dalam privasi, menggunakan zk-SNARKs untuk sepenuhnya menyembunyikan jumlah transaksi dan identitas pengirim serta penerima, memastikan privasi yang tak tertandingi dalam transaksi. Sebagai mata uang kripto, Zcash menawarkan tingkat privasi tinggi bagi pengguna yang mengutamakan kerahasiaan dalam transaksi keuangan mereka.

• Filecoin: Jaringan penyimpanan terdesentralisasi ini menggunakan ZKPs untuk memverifikasi penyimpanan dan integritas data tanpa harus mengungkapkan data sebenarnya. Hal ini sangat penting untuk memastikan privasi dan keamanan dalam ekosistem penyimpanan file yang terdesentralisasi.

• StarkWare: StarkWare menyediakan platform bagi pengembang untuk membangun solusi penskalaan kustom menggunakan ZK-STARKs, yang memfasilitasi transaksi yang lebih cepat dan lebih murah. Dengan memungkinkan pengembang untuk menciptakan DApp yang lebih efisien, StarkWare memperluas cakupan dan skalabilitas ekosistem Ethereum.

• Immutable X: Berfokus pada NFT, Immutable X menggunakan ZK proofs untuk memungkinkan perdagangan NFT yang hampir instan dan bebas biaya gas di Ethereum. Immutable X sangat menarik bagi pengembang game dan penggemar gaming, berkat efisiensi dan hemat biaya dalam menangani transaksi NFT. 

• Secret Network: Secret Network berfokus pada penyediaan privasi untuk kontrak pintar. Jaringan ini memastikan bahwa data dan perhitungan dalam kontrak tetap rahasia. Hal ini sangat relevan untuk aplikasi keuangan terdesentralisasi (DeFi) yang bersifat privat dan aplikasi blockchain lainnya yang berorientasi pada privasi.

• Mina Protocol (Sebelumnya Coda): Mina Protocol mempertahankan ukuran blockchain yang sangat kecil menggunakan zk-SNARKs, yang memastikan bahwa bahkan smartphone dapat berpartisipasi sepenuhnya dalam jaringan. Hal ini membuat blockchain sangat mudah diakses dan ramah pengguna, mendorong adopsi yang lebih luas.

• Aztec Protocol: Aztec Protocol berfokus pada memungkinkan transaksi privat dalam ruang DeFi, termasuk pinjaman dan peminjaman yang bersifat rahasia. Protokol ini membuka jalan menuju masa depan di mana transaksi keuangan di blockchain dapat menjadi aman dan privat.

• ZKsync: ZKsync menawarkan transaksi yang cepat dan aman di Ethereum, memanfaatkan efisiensi ZK Rollups. Kompatibilitas ZKsync dengan ekosistem Ethereum yang ada merupakan keuntungan signifikan, memudahkan pengembang dan pengguna untuk mengadopsi teknologi ini.

Pelajari lebih lanjut tentang ZKsync dan cara kerjanya.

• Hermez Network: Dengan menerapkan ZK Rollups, Hermez Network secara signifikan meningkatkan kecepatan transaksi dan mengurangi biaya di jaringan Ethereum. Hal ini sangat bermanfaat untuk transaksi dengan volume tinggi dan nilai rendah. 

• Tornado Cash: Tornado Cash menggunakan zk-SNARKs untuk menganonimkan transaksi Ethereum. Layanan ini memutuskan hubungan on-chain antara alamat sumber dan tujuan. Tornado Cash sangat penting bagi pengguna yang mencari privasi dalam transaksi mereka, memungkinkan mereka untuk bertransaksi di Ethereum sambil tetap menjaga anonimitas.

Sementara kriptografi ZK memiliki potensi besar untuk teknologi blockchain, penting untuk mengakui risiko dan tantangan yang mungkin terkait dengan penerapannya. Hal-hal tersebut meliputi:

 

1. Kompleksitas Komputasional: Proses menghasilkan dan memverifikasi ZK proof dapat menjadi sangat intensif secara komputasi, yang berpotensi membatasi adopsi yang lebih luas, terutama pada perangkat dengan sumber daya terbatas.

2. Ketidakmatangan Teknologi: Kriptografi ZK masih dalam tahap perkembangan, dan integrasi yang mulus dengan platform blockchain yang ada menghadirkan tantangan kompatibilitas, efisiensi, dan keamanan.

3. Kepercayaan Terbatas pada Setup: ZK-SNARKs, jenis ZK proof yang umum, bergantung pada "trusted setup" satu kali untuk menghasilkan parameter kriptografi. Kerentanan keamanan dalam fase ini dapat mengancam seluruh sistem.

4. Ancaman Komputasi Kuantum: Kemajuan komputasi kuantum dapat berpotensi mematahkan skema ZK-SNARK yang ada. Penelitian berkelanjutan sangat penting untuk mengembangkan kriptografi ZK yang tahan terhadap kuantum.

5. Kekhawatiran Sentralisasi: Meskipun ZK Rollup meningkatkan skalabilitas, mereka secara inheren memusatkan kekuatan verifikasi transaksi di tangan sequencer, yang dapat menimbulkan kekhawatiran terkait sentralisasi.

6. Potensi Penyalahgunaan: Aspek privasi dari kriptografi ZK dapat disalahgunakan untuk memfasilitasi aktivitas ilegal seperti pencucian uang atau penghindaran pajak. Kerangka regulasi dan pertimbangan etis diperlukan untuk mengurangi risiko ini.

7. Serangan Rekayasa Sosial: Pengguna yang berinteraksi dengan aplikasi berbasis ZK tetap rentan terhadap serangan rekayasa sosial jika mereka terjebak dalam penipuan atau percobaan phishing. Kesadaran dan pendidikan keamanan sangat penting.

Zero Knowledge Proofs dan Rollups bukan hanya sekadar keingintahuan kriptografi, tetapi merupakan elemen penting untuk fase berikutnya dalam evolusi blockchain. Teknologi ini menawarkan perpaduan unik antara privasi, keamanan, dan efisiensi, menjadikannya sangat diperlukan dalam memperluas adopsi solusi berbasis blockchain. 

 

Teknologi Zero Knowledge (ZK) menjanjikan masa depan dengan privasi, keamanan, dan skalabilitas yang lebih baik. 

 

ZK juga memastikan privasi dengan menganonimkan transaksi dan melindungi data pribadi. Teknologi ini meningkatkan keamanan dengan memverifikasi perhitungan kompleks tanpa mengungkapkan rincian. Selain itu, ZK berpotensi merevolusi identitas terdesentralisasi, komputasi multi-pihak yang aman, dan bahkan menciptakan blockchain yang tahan terhadap serangan kuantum.

 

Namun, tantangan seperti kompleksitas perhitungan, ketidakmatangan teknologi, dan pemahaman publik harus diatasi untuk mencapai adopsi yang lebih luas. Meskipun demikian, masa depan ZK sangat menjanjikan dengan pengembangan dan penerapan yang berkelanjutan. Ini bukan hanya kemajuan teknologi, tetapi juga cara untuk mendapatkan kembali kendali, membuka potensi, dan membentuk masa depan digital di mana privasi, keamanan, dan skalabilitas dapat berdampingan.

 

1. Proyek Layer-2 Ethereum Crypto Terbaik yang Perlu Diketahui

2. Layer 1 vs. Layer 2 Blockchain: Penjelasan tentang Solusi Skalabilitas 

3. Jaringan Layer-2 Terbaik yang Perlu Diperhatikan 

4. Proyek Layer-2 Bitcoin Terbaik yang Perlu Diketahui di 2024

5. Layer-2 vs. Layer-3 Blockchain: Semua yang Perlu Anda Ketahui 

6. Jaringan Layer-0 Terbaik: Tulang Punggung Skalabilitas Blockchain