Teknologi Blockchain telah berkembang pesat sejak awalnya dengan Bitcoin pada tahun 2009, bertransformasi dari sekadar buku besar cryptocurrency menjadi platform berbasis luas untuk aplikasi terdesentralisasi. Atribut dasarnya — ketidakbisaan diubah, transparansi, dan desentralisasi — telah menjadikan blockchain sebagai kerangka yang kokoh untuk transaksi data yang aman di berbagai sektor, menghilangkan kebutuhan akan perantara tradisional

Meskipun ada kemajuan ini, kekhawatiran seputar privasi data tetap ada. Meskipun blockchain memastikan transmisi data yang aman melalui enkripsi, dekripsi yang diperlukan untuk pemrosesan membuka celah keamanan potensial. Kerentanan ini terutama parah di area di mana kerahasiaan data dan integritas sangat penting, seperti dalam aplikasi terdesentralisasi (dApps) dan sistem keuangan yang beroperasi dalam kerangka Web3.

Untuk mengurangi risiko-risiko ini, metode kriptografi canggih seperti Enkripsi Homomorfik Penuh (FHE) dan Bukti Pengetahuan Nol (ZKPs) telah menjadi terkenal. Teknologi-teknologi ini menawarkan cara revolusioner untuk menghitung dan memverifikasi kerahasiaan data tanpa mengungkap informasi sensitif yang mendasarinya.

Dalam artikel ini, kami akan membahas pentingnya FHE dan ZKP dalam meningkatkan privasi aplikasi blockchain, dengan menyoroti potensi mereka untuk membentuk masa depan privasi data dalam teknologi blockchain.

Pengenalan

FHE dan ZKP melacak asal usul mereka kembali beberapa dekade. Seiring waktu, baik FHE maupun ZKP telah berkembang secara signifikan, tetap penting untuk meningkatkan privasi data.

Enkripsi Homomorfik Penuh (FHE)

FHE adalah metode enkripsi canggih yang memungkinkan fungsi dilakukan langsung pada data terenkripsi, menjaga kerahasiaannya selama proses berlangsung. Pada dasarnya, FHE menjaga data tetap terenkripsi selama penyimpanan dan komputasi, memperlakukan enkripsi seperti "kotak hitam" yang aman di mana hanya pemilik kunci rahasia yang dapat mengungkapkan output. Awalnya disusun pada tahun 1978, konsep ini bertujuan untuk memodifikasi perangkat keras komputer untuk memungkinkan pemrosesan data terenkripsi yang aman. Namun, baru pada tahun 2009, dikatalisasi oleh kemajuan dalam daya komputasi, skema FHE yang layak muncul. Terobosan ini sebagian besar dikreditkan ke Craig Gentry, yang pekerjaan inovatifmencapai tonggak penting dalam bidang ini.

)

Gambar melalui Zama

Kunci Istilah Dijelaskan:

• Sepenuhnya: Menunjukkan kemampuan untuk melakukan berbagai operasi, seperti penambahan dan perkalian, pada data yang dienkripsi.
• Homomorfik: Merujuk pada kemampuan untuk melakukan komputasi langsung pada data yang terenkripsi tanpa mendekripsinya.
• Enkripsi: Menggambarkan proses mengubah informasi menjadi format yang aman untuk mencegah akses yang tidak sah.

Sejak 2009, kemajuan yang signifikan telah dicapai dalam FHE, satu hal penting Terobosanmasuk pada tahun 2013, yang menyederhanakanrelinearisasiproses dan signifikan meningkatkan efisiensi FHE. Pembangunan ini menegaskan kapasitas FHE untuk melakukan berbagai operasi aritmatika pada data terenkripsi, menjaga keamanan dan integritas data tanpa mengeksposnya.

Bukti pengetahuan nol (ZKP)

ZKP diperkenalkan pada tahun 1985 yang berpengaruhkertas"Kompleksitas Pengetahuan dari Sistem Bukti Interaktif" oleh Shafi Goldwasser, Silvio Micali, dan Charles Rackoff. Awalnya teoritis, ZKP mengalami evolusi signifikan pada tahun 2012 dengan penemuan zk-SNARKs, jenis ZKP yang dapat mengotentikasi hampir semua komputasi sambil mengungkapkan informasi minimal.

Dalam ZKP yang khas, terdapat dua peran utama: si pembuktikan dan si pemeriksa. Si pembuktikan bertujuan untuk mengonfirmasi klaim tertentu, dan peran si pemeriksa adalah untuk menilai kebenaran klaim tanpa mempelajari informasi tambahan apa pun. Pendekatan ini memungkinkan si pembuktikan untuk hanya mengungkapkan bukti yang diperlukan untuk memvalidasi pernyataan, sehingga menjaga kerahasiaan data dan meningkatkan privasi.

Penerapan praktis ZKP telah melonjak seiring dengan munculnya teknologi blockchain dan cryptocurrency. Mereka kini sangat penting dalam memfasilitasi transaksi pribadi dan meningkatkan keamanan kontrak pintar. Kemunculan zk-SNARKs mencetuskan perkembangan solusi seperti zCash, zkRollups, dan zkEVMs, mengubah penelitian akademis sebelumnya menjadi ekosistem yang penuh dengan aplikasi dunia nyata. Transisi ini menyoroti relevansi yang semakin meningkat dari ZKP dalam mengamankan sistem terdesentralisasi seperti Ethereum dan mempromosikan infrastruktur digital yang berorientasi pada privasi yang kuat.

ZK vs FHE

Meskipun FHE dan ZKP memiliki beberapa kesamaan, keduanya secara signifikan berbeda dalam fungsinya. FHE dapat menghitung langsung pada data terenkripsi tanpa mengungkapkan atau mengakses data mentah, menghasilkan hasil yang akurat tanpa mengekspos informasi yang mendasarinya.

)

Gambar melalui Morten Dahl‘sbengkel

Berikut adalah bagaimana dua teknologi tersebut berbeda:

Komputasi Enkripsi

ZKP berjuang untuk menghitung data terenkripsi dari beberapa pengguna, seperti token ERC-20 pribadi, tanpa mengorbankan keamanan. Sebaliknya, FHE unggul di area ini, menawarkan fleksibilitas dan kemampuan komposisi yang lebih besar di seluruh jaringan blockchain. Namun, ZKP seringkali memerlukan integrasi yang disesuaikan untuk setiap jaringan atau aset baru.

Skalabilitas

Saat ini, ZKP dianggap lebih dapat diskalakan daripada FHE. Namun, FHE diharapkan akan meningkat dalam skalabilitas seiring dengan perkembangan teknologi yang terus berlanjut dalam beberapa tahun mendatang.

Perhitungan Kompleks

FHE sangat cocok untuk melakukan perhitungan rumit pada data terenkripsi, sehingga ideal untuk aplikasi seperti pembelajaran mesin, MPC yang aman, dan komputasi sepenuhnya pribadi. Sebagai perbandingan, ZKP biasanya digunakan untuk operasi yang lebih sederhana, seperti membuktikan suatu nilai tertentu tanpa mengungkapkannya.

Universal Applicability

ZKP sangat unggul dalam aplikasi tertentu seperti verifikasi identitas, otentikasi, dan skalabilitas. Namun, FHE dapat digunakan di berbagai spektrum aplikasi, termasuk komputasi cloud yang aman, kecerdasan buatan yang menjaga privasi, dan pemrosesan data rahasia.

Perbandingan ini menegaskan keunggulan dan kendala yang berbeda dari setiap teknologi, mengilustrasikan relevansinya dengan skenario yang berbeda. Kedua teknologi tersebut penting untuk aplikasi blockchain, tetapi ZKP saat ini memiliki catatan jejak yang lebih mapan. Meskipun demikian, ada potensi bagi FHE untuk berkembang dan mungkin menjadi solusi yang lebih cocok untuk pelestarian privasi di masa depan.

Penggunaan Bersama ZKP & FHE

Beberapa aplikasi telah melakukan eksperimen yang menarik dengan menggabungkan ZKPs dan FHE. Terutama, Craig Gentry dan rekan-rekannya telah menjelajahi cara untuk mengurangi overhead komunikasi menggunakan teknik enkripsi homomorfik penuh hibrida. Teknik inovatif ini telah diterapkan dalam berbagai konteks blockchain dan menjanjikan untuk dieksplorasi di bidang lain juga.

Aplikasi potensial untuk ZKPs dan FHE termasuk:

• Komputasi Awan Aman: FHE mengenkripsi data sementara ZKPs memverifikasi kebenarannya, memungkinkan komputasi yang aman di awan tanpa mengekspos data asli.
• Pemungutan Suara Elektronik: Kombinasi ini memastikan kerahasiaan suara dan mengkonfirmasi perhitungan suara yang akurat.
• Transaksi Keuangan: Dalam keuangan, integrasi ini menjaga kerahasiaan transaksi sambil memungkinkan pihak-pihak untuk memverifikasi kebenaran transaksi tanpa harus mengungkap informasi rinci.
• Diagnostik Medis: Data medis yang dienkripsi dapat dianalisis oleh penyedia layanan kesehatan yang dapat mengonfirmasi diagnosis tanpa mengakses informasi sensitif pasien.

Integrasi ZKP dan FHE menjanjikan untuk meningkatkan keamanan identitas dan data dalam aplikasi, layak untuk dieksplorasi dan diteliti lebih lanjut.

Proyek FHE saat ini

Berikut adalah beberapa proyek yang didedikasikan untuk menerapkan teknologi FHE di bidang blockchain:

1. ZamaPerusahaan kriptografi sumber terbuka yang didedikasikan untuk mengembangkan solusi FHE untuk blockchain dan AI.
2. Jaringan Rahasia ：Diluncurkan pada tahun 2020, adalah platform blockchain yang menggabungkan kontrak pintar yang menjaga privasi.
3. Sunscreen ：Sebuah compiler yang dirancang khusus untuk FHE dan ZKPs.
4. FhenixBlockchain Layer 2 yang rahasia yang memanfaatkan teknologi FHE.
5. Jaringan PikiranSolusi rollup restaking serbaguna berbasis FHE.
6. PrivaseaPlatform infrastruktur data yang menggunakan teknologi FHE, memfasilitasi komputasi pada data terenkripsi.

Kesimpulan

FHE dengan cepat menetapkan dirinya sebagai komponen fundamental dari keamanan cyber, terutama terlihat dalam komputasi awan di mana raksasa industri seperti Google dan Microsoft mengadopsinya untuk memproses dan menyimpan data klien secara aman tanpa mengorbankan privasi.

Teknologi ini menjanjikan untuk mengubah keamanan data di berbagai platform, membuka era baru privasi yang tak tertandingi. Untuk mencapai masa depan ini akan memerlukan kemajuan terus menerus baik dalam FHE maupun ZKPs. Upaya kolaboratif lintas disiplin — kriptografer, insinyur perangkat lunak, spesialis perangkat keras, dan pembuat kebijakan — sangat penting untuk menavigasi lanskap regulasi dan mendorong adopsi yang lebih luas.

Saat kita bergerak menuju era kedaulatan digital yang baru, di mana privasi data dan keamanan terintegrasi dengan mulus, tetap terinformasi tentang perkembangan terbaru dalam FHE dan ZKP tidak bisa dianggap enteng. Tetap terinformasi akan memberdayakan kita untuk menavigasi lanskap yang terus berkembang ini secara efektif, memanfaatkan alat kriptografi canggih ini sejauh mungkin.

pernyataan:

1. Artikel ini diambil dari [ PANews], hak cipta milik penulis asli [ScalingX] , jika Anda memiliki keberatan terhadap penggandaan, silakan hubungi Gate Belajartim (gatelearn@gate.io) , dan tim akan menanganinya secepat mungkin sesuai dengan prosedur yang relevan.

2. Penafian: Pandangan dan opini yang terdapat dalam artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis dan tidak merupakan saran investasi apa pun.

3. Versi bahasa lain dari artikel ini diterjemahkan oleh tim Gate Learn dan tidak disebutkan dalam Gate.io) Artikel yang diterjemahkan tidak boleh direproduksi, didistribusikan, atau diplagiatkan.