Apa itu Bukti Pengetahuan Nol (ZKP)? Teknologi inovatif untuk melindungi privasi di era blockchain

David memiliki resep spaghetti Bolognese terbaik di dunia. Namun, John ingin memastikan bahwa David benar-benar memiliki resep tersebut tanpa mengetahui isi detailnya. Inilah saat di mana Zero-Knowledge Proof (ZKP) berperan. Dengan memanfaatkan ZKP, seseorang dapat membuktikan keberadaan sesuatu tanpa mengungkapkan detailnya sama sekali.

Teknologi ini bukan sekadar teori kriptografi, melainkan teknologi praktis yang dapat diimplementasikan dalam berbagai bidang seperti blockchain, keuangan, dan voting digital yang membutuhkan privasi.

Dasar Kerja Zero-Knowledge Proof: Memahami dalam 3 Langkah

Mekanisme kerja ZKP terdiri dari lima proses berikut:

Pertama, Prover (David) dan Verifier (John) menyepakati parameter dan algoritma kriptografi bersama. Selanjutnya, Prover melakukan komitmen secara kriptografis terhadap keberadaan resep tanpa mengungkapkan detailnya. Kemudian, Verifier memberikan tantangan acak kepada Prover, dan Prover merespons berdasarkan komitmen yang dibuat. Terakhir, Verifier memeriksa apakah jawaban sesuai dengan tantangan dan komitmen tersebut untuk memastikan keabsahan bukti.

Menariknya, langkah-langkah ini dapat diulang berkali-kali, dan setiap pengulangan meningkatkan tingkat kepercayaan. Jadi, ZKP pada dasarnya adalah siklus dari tiga fase: “komitmen”, “tantangan”, dan “jawaban”.

Mengapa Zero-Knowledge Proof Penting: Menyeimbangkan Privasi dan Skalabilitas

Alasan utama ZKP menjadi sangat penting adalah karena kesederhanaan dan esensinya. Dalam masyarakat modern, terdapat dua kebutuhan yang tampaknya bertentangan: perlindungan privasi dan transparansi.

Terutama dengan meningkatnya pengumpulan data oleh perusahaan teknologi besar, kebutuhan akan anonimitas dan perlindungan data pengguna semakin tinggi. Di sisi lain, manfaat utama blockchain adalah transparansi. ZKP menawarkan solusi langka yang mampu menyelesaikan kontradiksi ini. Tanpa mengorbankan privasi, ZKP memungkinkan pembuktian keabsahan informasi, sehingga menjadi kunci dalam menjaga keseimbangan antara kepercayaan dan kerahasiaan.

Bentuk Utama Zero-Knowledge Proof: Perbedaan SNARKs dan STARKs

Ada dua bentuk utama implementasi ZKP:

ZK-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) memungkinkan Prover dan Verifier berinteraksi tanpa perlu bertemu langsung, dan menghasilkan bukti yang ringkas. Menggunakan kriptografi kurva elips, efisiensinya tinggi, tetapi memerlukan tahap setup yang dipercaya.

Sebaliknya, ZK-STARKs (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge) menggunakan fungsi hash alih-alih kurva elips. Perbedaan utama dengan SNARKs adalah STARKs tidak memerlukan setup yang dipercaya dan tahan terhadap serangan komputer kuantum. Karena keunggulan ini, STARKs dipandang memiliki potensi jangka panjang yang lebih baik.

Implementasi Zero-Knowledge Proof: Pengembangan Layer 2

Aplikasi paling praktis dan penting dari ZKP adalah mengatasi masalah skalabilitas blockchain. Khususnya, ZK Rollups berfungsi sebagai solusi Layer 2 yang secara signifikan mengurangi beban mainchain seperti Ethereum.

ZK Rollups menggabungkan banyak transaksi di luar rantai, lalu mengompresinya menjadi satu bukti kriptografis (zk-SNARK) yang kemudian dicatat di mainchain. Pendekatan ini meningkatkan kapasitas transaksi secara drastis dan menurunkan biaya pengguna, sekaligus menjaga keamanan blockchain.

Proses kerja ZK Rollups terdiri dari tiga langkah utama: pertama, mengakumulasi banyak transaksi di luar rantai; kedua, menghasilkan zk-SNARK yang membuktikan keabsahan transaksi tersebut; ketiga, mengirimkan bukti ini ke mainchain untuk diverifikasi dan memperbarui status ledger.

Proyek zk-rollup yang Sedang Menjadi Perhatian: Pemain Utama Industri

Implementasi teknologi ZKP dan zk-rollup semakin berkembang pesat di dunia blockchain.

zkSync adalah proyek yang fokus pada skalabilitas Ethereum, meningkatkan kecepatan transaksi dan menurunkan biaya. Linea, yang dikembangkan oleh ConsenSys, mengadopsi teknologi zkEVM agar kompatibel dengan Ethereum dan meningkatkan skalabilitas.

Starknet berbasis zk-rollup menawarkan solusi untuk kecepatan dan biaya transaksi Ethereum. Polygon zkEVM memanfaatkan kekuatan zk-rollup dalam ekosistem Polygon untuk mengurangi gas dan mempercepat transaksi.

Selain itu, Scroll adalah proyek Layer 2 berbasis zk-rollup yang menawarkan kompatibilitas EVM asli, memudahkan pengembang dalam membangun solusi skalabilitas yang aman dan efisien.

Proyek-proyek ini terus mengintegrasikan teori ZKP ke dalam ekosistem blockchain nyata, berkompetisi dalam mewujudkan privasi, skalabilitas, dan transparansi.