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

Di era digital saat ini, enkripsi sangat penting untuk melindungi keamanan data dan privasi pribadi. Artikel ini akan membandingkan secara mendetail tiga teknologi enkripsi canggih yaitu enkripsi homomorfik penuh (FHE), bukti nol pengetahuan (ZK), dan komputasi aman multi-pihak (MPC), serta membahas cara kerja, skenario aplikasi, dan potensi penggunaannya di bidang blockchain.

Bukti Tanpa Pengetahuan(ZK): membuktikan tanpa mengungkapkan

Teknologi bukti nol pengetahuan bertujuan untuk menyelesaikan masalah bagaimana memverifikasi kebenaran informasi tanpa mengungkapkan konten spesifik. Melalui ZK, satu pihak dapat membuktikan kepada pihak lain bahwa mereka mengetahui suatu rahasia, tanpa mengungkapkan informasi apa pun tentang rahasia itu sendiri.

Misalnya, jika Alice perlu membuktikan situasi kreditnya kepada karyawan perusahaan penyewaan mobil Bob, tetapi tidak ingin memberikan rincian saldo bank, maka "skor kredit" yang disediakan oleh bank atau perangkat lunak pembayaran dapat dianggap sebagai salah satu bentuk bukti nol-pengetahuan. Alice dapat membuktikan bahwa dia memiliki kredit yang baik di bawah kondisi "tanpa pengetahuan" Bob, tanpa harus menunjukkan informasi akun yang spesifik.

Dalam aplikasi blockchain, teknologi ZK dapat digunakan untuk mewujudkan transaksi anonim. Misalnya, suatu koin anonim saat pengguna melakukan transfer, perlu menjamin anonimitas sekaligus membuktikan bahwa pengguna memiliki hak untuk mentransfer koin tersebut ( untuk menghindari double spend ). Pengguna dapat menghasilkan sebuah bukti ZK, sehingga penambang dapat memverifikasi keabsahan transaksi tanpa mengetahui identitas pengirim dan mengunggahnya ke blockchain.

Komputasi Aman Multi-Pihak ( MPC ): Komputasi Kolaboratif yang Aman

Teknologi komputasi aman multi-pihak (MPC) terutama menyelesaikan bagaimana memungkinkan banyak peserta untuk menyelesaikan tugas komputasi bersama tanpa mengungkapkan informasi sensitif. MPC memungkinkan beberapa peserta untuk berkolaborasi menyelesaikan komputasi, tetapi setiap peserta tidak perlu mengungkapkan data input mereka.

Misalnya, jika Alice, Bob, dan Carol ingin menghitung rata-rata gaji mereka tetapi tidak ingin mengungkapkan jumlah spesifik satu sama lain, mereka dapat menggunakan skema MPC berikut: masing-masing membagi gaji mereka menjadi tiga bagian dan memberikan dua bagian kepada dua orang lainnya. Kemudian masing-masing menjumlahkan angka yang diterima dan membagikan hasilnya. Akhirnya, ketiga orang tersebut menjumlahkan tiga hasil penjumlahan tersebut dan menghitung rata-rata, sehingga mendapatkan rata-rata gaji, tetapi tidak dapat menentukan jumlah gaji spesifik orang lain.

Di bidang cryptocurrency, teknologi MPC digunakan untuk membangun sistem dompet yang lebih aman. Beberapa platform perdagangan yang meluncurkan dompet MPC membagi kunci pribadi menjadi beberapa bagian, yang disimpan oleh ponsel pengguna, cloud pengguna, dan bursa. Cara ini meningkatkan keamanan aset, bahkan jika pengguna kehilangan ponsel, mereka masih dapat memulihkan akses melalui cara lain.

Enkripsi Homomorfik Penuh ( FHE ): Penghitungan Outsourcing Enkripsi

Teknologi enkripsi homomorfik penuh (FHE) menyelesaikan masalah bagaimana mengenkripsi data sensitif sehingga dapat dihitung oleh pihak ketiga yang tidak tepercaya, sementara hasil perhitungan masih dapat didekripsi dengan benar. FHE memungkinkan berbagai operasi dilakukan langsung pada data yang terenkripsi tanpa perlu mendekripsinya terlebih dahulu.

Dalam aplikasi nyata, FHE memungkinkan pemilik data untuk menyerahkan data yang telah dienkripsi kepada pihak ketiga untuk diproses, tanpa khawatir tentang kebocoran data. Misalnya, lembaga medis dapat memberikan catatan pasien yang telah dienkripsi kepada lembaga penelitian untuk dianalisis, dan lembaga penelitian dapat mencapai kesimpulan yang berharga tanpa mengetahui data asli.

Dalam bidang blockchain, teknologi FHE dapat digunakan untuk meningkatkan mekanisme konsensus PoS dan sistem pemungutan suara. Misalnya, beberapa proyek sedang mengeksplorasi penggunaan teknologi FHE untuk mencegah tindakan plagiarisme antara node PoS, atau untuk mencegah pemungutan suara yang terpengaruh dalam proses pemungutan suara, sehingga meningkatkan tingkat desentralisasi sistem dan keaslian keputusan.

Perbandingan Teknologi

Meskipun ZK, MPC, dan FHE sama-sama berfokus pada perlindungan privasi dan keamanan data, mereka memiliki perbedaan yang signifikan dalam skenario aplikasi dan kompleksitas teknis:

• ZK terutama digunakan untuk membuktikan, cocok untuk skenario yang memerlukan verifikasi hak akses atau identitas.
• MPC berfokus pada komputasi kolaboratif multipihak, cocok untuk situasi yang memerlukan kerjasama data tetapi harus melindungi privasi masing-masing pihak.
• FHE berfokus pada pengolahan data enkripsi, sangat cocok untuk bidang seperti layanan cloud computing dan AI.

Dalam hal kompleksitas teknis, ZK memerlukan keterampilan matematika dan pemrograman yang mendalam; MPC menghadapi tantangan dalam efisiensi sinkronisasi dan komunikasi; FHE memiliki hambatan yang cukup besar dalam efisiensi komputasi.

Secara keseluruhan, ketiga teknologi enkripsi ini memiliki keunggulan masing-masing dan berperan penting dalam berbagai skenario aplikasi. Seiring dengan kemajuan teknologi yang terus berlanjut, mereka akan memainkan peran yang semakin penting dalam melindungi privasi dan keamanan dunia digital.