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), Bukti Tanpa Pengetahuan (ZK), dan Komputasi Aman Multi-Pihak (MPC) sebagai tiga teknologi enkripsi canggih, masing-masing memainkan peran kunci dalam berbagai skenario. Artikel ini akan membandingkan secara rinci karakteristik dan aplikasi ketiga teknologi ini.

Bukti Tanpa Pengetahuan (ZK)

Teknologi bukti nol-pengetahuan bertujuan untuk menyelesaikan bagaimana memverifikasi keaslian informasi tanpa mengungkapkan konten spesifik. Ini dibangun di atas dasar kriptografi, memungkinkan satu pihak untuk membuktikan keberadaan suatu rahasia kepada pihak lain, tanpa mengungkapkan informasi apa pun tentang rahasia itu sendiri.

Sebagai contoh, misalkan Alice perlu membuktikan kepada perusahaan penyewaan mobil bahwa dia memiliki kredit yang baik, tetapi tidak ingin memberikan rincian laporan 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 tanpa menunjukkan informasi akun yang spesifik.

Dalam bidang blockchain, aplikasi teknologi ZK dapat merujuk pada mata uang anonim tertentu. Ketika pengguna melakukan transfer, mereka perlu membuktikan bahwa mereka memiliki cukup hak jumlah koin sambil tetap anonim. Dengan menghasilkan bukti ZK, penambang dapat memverifikasi keabsahan transaksi tanpa mengetahui identitas pelaku transaksi dan menambahkannya ke dalam blockchain.

Komputasi Aman Multi-Pihak (MPC)

Teknologi komputasi aman multi-pihak berfokus pada bagaimana memungkinkan beberapa peserta untuk menyelesaikan tugas komputasi bersama tanpa mengungkapkan informasi sensitif. Teknologi ini memungkinkan beberapa peserta untuk berkolaborasi dalam perhitungan tanpa perlu mengungkapkan data input mereka.

Misalnya, jika tiga orang ingin menghitung rata-rata gaji mereka, tetapi tidak ingin mengungkapkan jumlah gaji masing-masing. Mereka dapat membagi gaji mereka menjadi tiga bagian, menukar dua bagian di antara dua orang lainnya. Setiap orang menjumlahkan angka yang diterima, lalu membagikan hasil penjumlahan tersebut. Akhirnya, ketiga orang tersebut menjumlahkan ketiga hasil penjumlahan untuk mendapatkan nilai rata-rata, tetapi tidak dapat menentukan gaji pasti orang lain selain diri mereka sendiri.

Di bidang cryptocurrency, beberapa platform perdagangan telah meluncurkan dompet MPC yang menggunakan teknologi ini. Pengguna tidak perlu lagi mengingat 12 frasa pemulihan, melainkan menggunakan cara serupa tanda tangan multi 2/2, di mana kunci pribadi disimpan secara terdistribusi di ponsel pengguna, cloud, dan platform perdagangan. Bahkan jika pengguna kehilangan ponsel, mereka masih dapat memulihkan kunci pribadi melalui dua bagian lainnya.

Enkripsi Homomorfik Penuh (FHE)

Teknologi enkripsi homomorfik sepenuhnya menyelesaikan masalah bagaimana mengenkripsi data sensitif, sehingga dapat diserahkan kepada pihak ketiga yang tidak tepercaya untuk melakukan perhitungan tambahan, sambil memastikan bahwa hasilnya dapat didekripsi dengan benar.

Bayangkan sebuah skenario, Alice perlu bergantung pada kemampuan komputasi kuat Bob, tetapi tidak ingin membocorkan data asli. Dia dapat menambahkan noise pada data (melalui enkripsi penjumlahan/perkalian berkali-kali), lalu membiarkan Bob memproses data yang telah dienkripsi. Akhirnya, Alice sendiri mendekripsi untuk mendapatkan hasil yang sebenarnya, sementara Bob tidak tahu apa-apa tentang isinya.

FHE sangat penting saat menangani data sensitif dalam lingkungan komputasi awan. Misalnya, saat menangani catatan medis atau informasi keuangan pribadi, FHE memungkinkan data tetap dalam keadaan terenkripsi selama proses pengolahan, yang tidak hanya melindungi keamanan data tetapi juga memenuhi persyaratan regulasi privasi.

Dalam bidang blockchain, teknologi FHE dapat diterapkan untuk memperbaiki proses verifikasi jaringan PoS kecil. Dengan memungkinkan node untuk menyelesaikan verifikasi blok tanpa mengetahui jawaban satu sama lain, tindakan penjiplakan antar node dapat dicegah, meningkatkan tingkat desentralisasi jaringan. Demikian pula, dalam sistem pemungutan suara, FHE dapat mencegah suara mengikuti arus, mencerminkan opini publik yang sebenarnya dengan lebih akurat.

Perbandingan Tiga Teknologi

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

1. Skenario Aplikasi:

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

2. Kompleksitas Teknologi:

   • Implementasi ZK yang efektif dan mudah digunakan mungkin sangat kompleks, memerlukan keterampilan matematika dan pemrograman yang mendalam.
   • MPC perlu menyelesaikan masalah sinkronisasi dan efisiensi komunikasi saat diimplementasikan, terutama dalam kasus partisipasi banyak pihak.
   • FHE menghadapi tantangan efisiensi komputasi yang besar, meskipun secara teori sangat menarik, kompleksitas komputasi yang tinggi dan biaya waktu dalam aplikasi nyata tetap menjadi hambatan utama.

Ketiga teknologi enkripsi ini memiliki karakteristik masing-masing dan memainkan peran penting dalam berbagai skenario aplikasi. Seiring dengan perkembangan teknologi yang terus berlanjut, mereka akan memberikan jaminan yang lebih kuat untuk keamanan data dan perlindungan privasi kita.