FHE, ZK, dan MPC: Perbandingan Tiga Teknik Enkripsi

Dalam bidang enkripsi, enkripsi homomorfik penuh (FHE), bukti nol pengetahuan (ZK), dan komputasi aman multipihak (MPC) adalah tiga teknologi enkripsi penting. Meskipun ketiganya berkomitmen untuk melindungi privasi dan keamanan data, ada perbedaan signifikan dalam skenario aplikasi dan kompleksitas teknis. Mari kita telusuri lebih dalam karakteristik dan aplikasi ketiga teknologi ini.

Bukti Tanpa Pengetahuan(ZK)

Inti dari teknologi ZK adalah "membuktikan tanpa mengungkapkan". Ini memungkinkan satu pihak ( pembuktian ) untuk membuktikan kepada pihak lain ( verifikator ) kebenaran suatu pernyataan, tanpa perlu mengungkapkan informasi spesifik tentang pernyataan tersebut.

Sebagai contoh, misalkan Alice perlu membuktikan kepada karyawan perusahaan penyewaan mobil Bob bahwa dia memiliki reputasi kredit yang baik, tetapi tidak ingin memberikan rincian transaksi bank. Dalam kasus ini, "skor kredit" yang diberikan oleh bank atau perangkat lunak pembayaran dapat dianggap sebagai semacam bukti nol-pengetahuan. Alice dapat membuktikan bahwa skor kreditnya memenuhi syarat, tanpa harus menunjukkan informasi akun yang spesifik.

Dalam bidang blockchain, penerapan teknologi ZK sangat luas. Contoh mata uang kripto anonim Zcash: ketika pengguna melakukan transfer, mereka perlu membuktikan bahwa mereka memiliki cukup koin untuk menyelesaikan transaksi sambil tetap anonim. Dengan menghasilkan bukti ZK, penambang dapat memverifikasi keabsahan transaksi tanpa mengetahui identitas kedua belah pihak, dan menambahkannya ke dalam blockchain.

Perhitungan Aman Multi-Pihak(MPC)

Teknologi MPC berfokus pada "bagaimana melakukan perhitungan tanpa mengungkapkan". Ini memungkinkan beberapa pihak untuk bersama-sama menyelesaikan tugas perhitungan, tanpa perlu salah satu pihak mengungkapkan data inputnya.

Salah satu skenario aplikasi MPC yang khas adalah menghitung rata-rata gaji banyak orang, tetapi tanpa mengungkapkan gaji spesifik setiap individu. Para peserta dapat membagi gaji mereka menjadi beberapa bagian dan bertukar sebagian data dengan orang lain. Dengan menjumlahkan data yang diterima dan bertukar lagi, akhirnya dapat diperoleh nilai rata-rata, tetapi tidak ada yang bisa mengetahui gaji pasti orang lain.

Dalam bidang enkripsi, teknologi MPC digunakan untuk mengembangkan solusi dompet yang lebih aman. Misalnya, dompet MPC yang diluncurkan oleh beberapa platform perdagangan membagi kunci pribadi menjadi beberapa bagian, yang disimpan secara terpisah di ponsel pengguna, cloud, dan bursa. Cara ini meningkatkan keamanan aset, bahkan jika pengguna kehilangan ponsel, mereka masih dapat memulihkan akses melalui saluran lain.

Enkripsi Homomorfik Penuh ( FHE )

Teknologi FHE berfokus pada penyelesaian masalah "bagaimana cara enkripsi agar dapat outsourcing". Ini memungkinkan perhitungan pada data terenkripsi, tanpa perlu mendekripsinya terlebih dahulu. Ini berarti data sensitif dapat diproses dalam keadaan terenkripsi oleh pihak ketiga, dan hasilnya masih dapat didekripsi dengan benar.

Dalam aplikasi praktis, FHE dapat memungkinkan pihak yang tidak memiliki cukup kemampuan komputasi ( seperti Alice ) untuk menyerahkan data yang telah dienkripsi kepada pihak ketiga ( yang memiliki kekuatan komputasi yang kuat seperti Bob ) untuk diproses. Bob menyelesaikan perhitungan tanpa mengetahui konten data asli, dan akhirnya Alice dapat mendekripsi untuk mendapatkan hasil yang sebenarnya.

FHE memiliki aplikasi penting dalam bidang komputasi awan dan kecerdasan buatan. Misalnya, dalam mengolah data sensitif seperti catatan medis atau informasi keuangan pribadi, FHE dapat memastikan data tetap dalam keadaan terenkripsi selama seluruh proses pengolahan, sehingga melindungi keamanan data dan memenuhi persyaratan regulasi privasi.

Dalam bidang blockchain, teknologi FHE dapat digunakan untuk menyelesaikan beberapa masalah dalam mekanisme PoS( bukti kepemilikan). Misalnya, dalam beberapa jaringan PoS kecil, node mungkin cenderung langsung mengikuti hasil verifikasi node besar, daripada memverifikasi setiap transaksi secara independen. Dengan menggunakan FHE, node dapat menyelesaikan verifikasi blok tanpa mengetahui jawaban dari node lain, sehingga mencegah perilaku plagiat dan meningkatkan tingkat desentralisasi jaringan.

Demikian pula, dalam sistem pemungutan suara, FHE dapat mencegah fenomena "mengikuti suara", memastikan bahwa pilihan setiap pemilih tidak diketahui oleh orang lain, sementara tetap dapat menghitung hasil akhir dengan akurat.

Perbandingan Teknologi

Meskipun ketiga teknologi ini bertujuan untuk melindungi privasi dan keamanan data, ada perbedaan dalam skenario aplikasi dan kompleksitas teknisnya:

1. Skenario aplikasi:

   • ZK berfokus pada pembuktian kebenaran suatu pernyataan tanpa mengungkapkan informasi spesifik.
   • MPC memungkinkan banyak pihak untuk melakukan perhitungan bersama tanpa mengungkapkan input masing-masing.
   • FHE memungkinkan perhitungan kompleks dilakukan saat data tetap dalam keadaan terenkripsi.

2. Kompleksitas teknis:

   • Implementasi ZK bisa 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.
   • Meskipun FHE secara teori sangat menarik, tetapi dalam aplikasi praktis menghadapi tantangan besar dalam efisiensi komputasi.

Ketiga teknologi enkripsi ini bersama-sama membentuk batu loncatan penting bagi keamanan data modern dan perlindungan privasi. Seiring dengan perkembangan teknologi yang terus-menerus dan perluasan skenario aplikasi, mereka akan memainkan peran yang semakin penting dalam melindungi privasi individu dan memfasilitasi kolaborasi data yang aman.