Bukti Tanpa Pengetahuan: Bagaimana ZKproofs Bekerja dan Mengapa Penting

Pernahkah Anda merasakan frustrasi yang luar biasa karena mengetahui informasi rahasia tetapi tidak dapat 'membuktikan' tanpa membagikannya? Maka bukti tanpa pengetahuan mungkin menjadi solusi utama Anda.

Bukti tanpa pengetahuan (ZKP atau ZKProof) adalah sistem otentikasi yang memungkinkan dua pihak untuk mengonfirmasi apakah suatu pernyataan benar atau tidak tanpa mengungkapkan informasi apa pun tentangnya.

Di dunia sekarang ini, melindungi data Anda dan mata uang kripto Anda secara online menjadi lebih penting dari sebelumnya. Sistem ZKP digunakan untuk membangun solusi privasi berbasis blockchain yang melindungi informasi Anda sambil membiarkan Anda membuktikan bahwa pernyataan Anda benar.

Panduan ini akan mengungkap pertanyaan Anda yang membara tentang ZKProof dan mengungkap topik yang disalahpahami ini. Mari selami.

Meskipun dipopulerkan oleh pertumbuhan teknologi crypto dan blockchain, catatan pertama bukti tanpa pengetahuan yang digunakan sebagai sistem otentikasi ada sejak tahun 1985. Pakar ilmu komputer dan pembelajaran mesin Shafi Goldwasser dan Silvio Micali menerbitkan makalah MIT tentang ZKPs jauh sebelum Ethereum adalah kenyataan.

Menggunakan kriptografi, protokol tanpa pengetahuan membangun kepercayaan dan mengonfirmasi pernyataan faktual. Kedengarannya sederhana, tapi inilah intinya: ZKP memungkinkan 'pembukti' dan 'pemverifikasi' untuk memastikan pernyataan itu benar tanpa benar-benar membagikan pernyataan itu. Protokol bukti ini menawarkan keamanan siber yang lebih besar bagi pengguna yang tidak ingin mengungkapkan informasi pribadi.

Demi kesederhanaan, mari berikan contoh ELI5. ZKP akan mengizinkan saya, seorang pembukti, untuk menunjukkan kepada Anda, seorang pemverifikasi, bahwa saya tahu di mana Waldo berada tanpa benar-benar menunjukkannya di buku. Saya dapat membuktikan pernyataan tersebut tanpa mengungkapkan informasi sensitif apa pun.

Agar protokol zero-knowledge benar-benar efektif, algoritme harus membuktikan pernyataan itu benar sambil mempertahankan tiga persyaratan sederhana.

• Kelengkapan – Jika pernyataan yang diberikan oleh peribahasa benar, ZKP akan selalu memberikan hasil 'benar' yang sama. Segala sesuatu yang benar dapat dibuktikan.
• Kesehatan Statistik – Jika pernyataan yang diberikan oleh pembukti tidak benar, pemverifikasi harus dapat mengonfirmasi ketidakakuratannya. Intinya, seorang pembukti tidak bisa berbohong dan menipu pemverifikasi yang jujur. 
• Tanpa Pengetahuan – ZKP hanya boleh mengungkapkan apakah pembukti mengatakan yang sebenarnya kepada pemverifikasi.

Meskipun ini mungkin tampak rumit pada awalnya, menjadi sangat sederhana untuk dipahami ketika dipraktikkan. Mungkin contoh paling terkenal dari sistem pembuktian tanpa pengetahuan adalah kisah gua Ali Baba.

Gua Ali Baba menceritakan kisah Bob, sang peribahasa, dan Alice, sang pemverifikasi. Bayangkan sebuah gua yang membentuk lingkaran. Di suatu tempat di loop ada pintu terkunci yang hanya bisa dibuka dan dilewati dengan kata sandi yang benar. Bob ingin membuktikan kepada Alice bahwa dia mengetahui kata sandinya tanpa benar-benar memberi tahu Alice apa kata sandinya.

Alice dan Bob membuat penyiapan tepercaya untuk protokol zero-knowledge mereka. Jika Bob benar-benar mengetahui kata sandinya, seperti kunci pribadi, dan dapat melewati pintu, dia seharusnya dapat kembali ke Alice di pintu masuk gua dari kedua sisi lingkaran.

Menguji teorema, Bob menunggu di dekat pintu ajaib sampai Alice memanggilnya kembali ke pintu masuk dari kedua jalur. Bob dapat kembali melalui jalur yang benar dengan akurasi 100% apakah dia memanggil A atau B.

Kami yakin ini adalah sistem pembuktian interaktif yang efektif karena:

• Selesai – Bob membuktikan bahwa dia mengetahui kata sandinya karena dia kembali dari jalur yang benar dengan akurasi 100%.
• Terdengar - Bob tidak bisa melewati pintu tanpa kata sandi. Jika dia kembali dari jalur yang salah, Alice dapat memverifikasi bahwa dia tidak mengetahui kata sandinya.
• Bob tidak bisa mengelabui Alice dengan mengira dia tahu kata sandinya.
• Nol-pengetahuan dibagikan – Bob dapat membuktikan bahwa dia benar-benar mengetahui kata sandi tanpa membagikan informasi rahasia apa pun.

Tepat ketika Anda berpikir Anda sudah mengetahui semuanya, ada sedikit lagi yang harus dibedah. Gua Ali Baba adalah salah satu contoh dari beberapa jenis bukti tanpa pengetahuan. Pada dasarnya, ZKP dibagi menjadi dua kelompok utama: interaktif dan non-interaktif.

Gua Ali Baba adalah contoh ZKP interaktif. Artinya, kedua belah pihak perlu berinteraksi secara terus menerus satu sama lain untuk memastikan penyiapan tepercaya tetap andal.

Ini menimbulkan beberapa masalah. ZKP interaktif dapat memakan waktu dan bergantung pada ketersediaan kedua belah pihak. Akibatnya, jenis bukti tanpa pengetahuan ini mengalami masalah skalabilitas. Untungnya, teknologi blockchain menawarkan cara untuk mengatasi hal ini, seperti bukti tanpa pengetahuan non-interaktif.

Dalam ZKP non-interaktif, baik pembukti maupun pemverifikasi memiliki akses ke kunci publik bersama. Kunci ini memastikan bahwa hanya diperlukan satu putaran komunikasi antar pihak untuk mendemonstrasikan pernyataan pembukti.

Prover membagikan informasi dengan algoritme kriptografi aman yang mengonfirmasi apakah pernyataan tersebut benar atau salah. Kemudian, hasilnya diteruskan ke verifier. Verifikator merujuk silang pernyataan pembukti terhadap algoritme terpisah untuk memastikan akurasi.

Dengan cara yang sama seperti kontrak pintar blockchain dapat merampingkan transaksi keuangan, bukti non-interaktif lebih efisien daripada bukti interaktif. Selain itu, setelah bukti dibuat, siapa pun yang memiliki akses ke kunci dan algoritme bersama dapat menggunakannya untuk tujuan verifikasi.

Tentu saja, lubang kelinci itu semakin dalam! Di bawah payung bukti nol pengetahuan non-interaktif masih ada lebih banyak varietas, ZK-Snark dan ZK-Stark.

ZK-Snark adalah akronim bertele-tele untuk jenis ZKP tertentu. Itu singkatan dari:

• Zero-Knowledge – Seperti yang sudah kita ketahui, seorang peribahasa dapat mengkonfirmasi kebenaran suatu pernyataan tanpa membagikan informasi rahasia.
• Ringkas – Bukti kecil dan mudah diverifikasi, meskipun konsep yang dibuktikan rumit
• Non-Interaktif – Pembukti dan pemverifikasi tidak perlu berkomunikasi bolak-balik agar ZKP berfungsi dengan benar
• Argumen – Buktinya masuk akal, artinya seorang pemverifikasi dapat menyanggah pernyataan pembukti.
• Pengetahuan – Algoritme memastikan bahwa informasi pembukti benar

Pada akhirnya, ZK-Snarks dirancang untuk menjadi alat tanpa izin, aman, dan dapat diskalakan untuk menunjukkan bukti pengetahuan tanpa informasi tersebut.

ZK-Starks pada dasarnya sama dengan ZK-snarks. Perbedaan penting antara keduanya adalah ZK-stark dioptimalkan untuk skalabilitas yang lebih besar dan menghasilkan bukti yang lebih besar. Alih-alih ringkas dan non-interaktif, ZK-starks adalah:

• Dapat diskalakan – ZK-starks dirancang untuk memverifikasi pernyataan yang lebih besar dengan lebih cepat.
• Transparan – Sistem bukti ZK-stark dapat diverifikasi secara publik berdasarkan nilai acak yang dihasilkan, berbeda dengan diverifikasi oleh algoritme pribadi.

Sementara aplikasi dunia nyata dari teknologi blockchain seperti Bitcoin dan Ethereum sudah jelas, ZKProofs baru sekarang menjadi yang terdepan dalam inovasi on-chain. Banyak kasus penggunaan ZKP masih ditemukan. Berikut adalah beberapa utilitas kehidupan nyata yang paling menarik dari ZKProofs:

Di banyak negara, merupakan praktik umum untuk menunjukkan laporan bank dan penghasilan Anda kapan pun Anda ingin mengambil pinjaman atau membeli real estat. Namun, tidak semua orang mau mengungkapkan setiap detail kehidupan dan pengeluarannya.

ZKP memungkinkan pengguna untuk menunjukkan bahwa mereka memiliki bukti dana dan pendapatan yang cukup tanpa mengungkapkan seluruh riwayat transaksi mereka kepada pihak yang tidak berkepentingan.

Prosedur KYC dan penyedia pengumpulan identitas lainnya menyimpan data sensitif di server terpusat dalam format yang ada. Ini bisa menjadi masalah karena pelanggaran keamanan dapat mengakibatkan informasi Anda dibagikan tanpa persetujuan Anda.

Bukti tanpa pengetahuan memungkinkan Anda dengan mudah memverifikasi identitas Anda secara online tanpa mengungkapkan informasi pribadi Anda kepada siapa pun. Misalnya, Anda dapat membuktikan bahwa Anda adalah warga negara negara Anda tanpa membagikan detail paspor Anda.

Salah satu manfaat utama menggunakan teknologi cryptocurrency dan blockchain adalah mengembalikan privasi Anda secara online. Namun, jika alamat dompet Anda ditautkan ke identitas Anda, akan sulit untuk mempertahankan anonimitas ini.

ZKP dan blockchain yang berfokus pada privasi memudahkan untuk melindungi dompet dan transaksi Anda dari pengintaian. Dengan memadukan dan melindungi transaksi, protokol ini menawarkan anonimitas yang lebih besar kepada pengguna saat mengirim dan menerima dana secara on-chain.

Sistem bukti tanpa pengetahuan adalah alat yang ampuh. Tidak mengherankan, mereka menuntut biaya komputasi dan perangkat keras yang tinggi untuk berjalan secara efektif. Akibatnya, mereka dapat menjadi mahal bagi penyedia untuk beroperasi.

Selain itu, mengonfirmasi dan memverifikasi transaksi on-chain ZKProof intensif dan membutuhkan biaya gas yang tinggi. Untungnya, seperti blockchain yang lebih terukur Longsor, dan permukaan solusi Layer-2, biaya ini akan berkurang.

Narasi ZKProof adalah ceruk yang mapan dan kompetitif di pasar crypto. Berikut adalah beberapa contoh startup crypto dan proyek blockchain yang menggunakan bukti tanpa pengetahuan.

Zcash adalah jaringan blockchain yang memungkinkan pengguna untuk secara instan mengirim dan menerima cryptocurrency secara anonim tanpa berbagi informasi sensitif tentang transaksi tersebut. Di jaringan lain seperti Bitcoin dan Ethereum, semua data transaksi, seperti alamat dan nilai transaksi, dapat diverifikasi secara publik.

Secara default, jaringan Zcash menggunakan ZKP untuk menyembunyikan informasi rahasia ini secara otomatis dan memberikan ketenangan pikiran kepada pengguna.

Tornado Cash adalah pencampur token yang memungkinkan pengguna untuk 'menyembunyikan' transfer antar dompet yang tidak terhubung. Memanfaatkan teknologi ZKProof, pengguna dapat menyetor dana ke dalam aplikasi dari satu dompet, lalu menarik dana tersebut ke dompet baru menggunakan kunci rahasia.

Protokol dibuat berita utama pada tahun 2022 ketika pendirinya, Alexey Pertsev, ditangkap di Belanda. Menurut jaksa, Tornado Cash memfasilitasi layanan pencucian uang bagi para penjahat. Terlepas dari klaim ini, Tornado Cash adalah layanan terdesentralisasi tanpa pemilik atau motivasi sejati.

Bukti tanpa pengetahuan non-interaktif efisien tetapi jauh dari sempurna. Teknologi ini masih dalam masa pertumbuhan dan pendatang baru perlu mempercayai pengembang sepenuhnya untuk membuat penyiapan tepercaya, menciptakan ketidakseimbangan kekuatan.

Bukti tanpa pengetahuan adalah kasus penggunaan teknologi blockchain yang mengganggu yang dapat mengubah cara kami berbagi informasi sensitif secara online. Penting untuk menyadari bagaimana fungsinya sehingga Anda dapat menggunakannya secara efektif.

Sistem bukti tanpa pengetahuan interaktif mengharuskan peserta untuk sering terlibat satu sama lain untuk memastikan bukti tetap valid. ZKProof non-interaktif menggunakan kriptografi dan kunci bersama untuk menghapus persyaratan ini.

ZKProofs adalah protokol intensif yang menuntut daya komputasi tinggi. Mereka membutuhkan perangkat keras yang mahal dan biaya transaksi on-chain untuk beroperasi secara efektif.

Contoh ZKProof yang paling terkenal adalah analogi gua Ali Baba yang diuraikan dalam panduan ini.