1.Apa yang dimaksud dengan bukti tanpa pengetahuan?

Bukti tanpa pengetahuan (zero-knowledge/ZK) adalah protokol kriptografi yang memungkinkan satu orang (pemeriksa) meyakinkan orang lain (verifikator) bahwa suatu klaim tertentu adalah benar tanpa mengungkapkan rincian apa pun tentang klaim itu sendiri.

Peneliti Shafi Goldwasser, Silvio Micali dan Charles Rackoff memaparkan ide tersebut untuk pertama kalinya pada awal tahun 1980an. Tujuan utama pembuktian ZK adalah untuk meyakinkan verifikator bahwa suatu klaim benar tanpa mengungkapkan informasi apa pun selain kebenaran klaim tersebut.

Bukti tanpa pengetahuan yang baik harus memenuhi tiga kriteria berikut:

1. Kelengkapan: Verifikator akan menerima bukti dengan probabilitas tinggi jika proposisinya benar, dan baik pemverifikasi maupun verifikator mematuhi protokol.
2. Kewajaran: Jika klaim tersebut tidak benar, tidak ada pembuktian yang mampu meyakinkan pemeriksa untuk menyatakan sebaliknya, kecuali dalam keadaan yang sangat tidak mungkin.
3. Pengetahuan nol: Bahkan setelah terlibat dengan pembuktian, pemeriksa hanya memahami kebenaran pernyataan dan tidak memahami rahasia lainnya.

Ada berbagai jenis bukti ZK:

Bukti ZK interaktif

Pembuktian tanpa pengetahuan yang interaktif memerlukan komunikasi bolak-balik antara pemberi bukti dan pemverifikasi.

Bukti ZK non-interaktif

Bukti tanpa pengetahuan non-interaktif memberikan bukti ringkas yang dapat diverifikasi dalam satu langkah.

Bukti ZK statistik

Bukti statistik tanpa pengetahuan menawarkan kelayakan komputasi dengan kemungkinan kesalahan yang kecil.

Bukti pengetahuan (PoK)

PoK merupakan subkelas dari pembuktian ZK yang menunjukkan bahwa pembukti memiliki pengetahuan khusus terkait pernyataan tersebut.

Bukti pengocokan dan jangkauan

Bukti ZK ini digunakan dalam pemungutan suara elektronik dan transaksi yang menjaga privasi.

Protokol Sigma

Protokol Sigma adalah kelas pembuktian ZK yang melibatkan tiga langkah: komitmen, tantangan, dan respons.

Antipeluru

Antipeluru dirancang untuk memberikan bukti jangkauan yang efisien untuk kumpulan nilai yang besar.

2. Bagaimana cara kerja pembuktian tanpa pengetahuan?

Bukti ZK memungkinkan pembuktian untuk meyakinkan pemeriksa kebenaran suatu pernyataan tanpa mengungkapkan informasi apa pun tentang pernyataan itu sendiri. Pembukti dan pemverifikasi berinteraksi dalam beberapa putaran protokol, dan sebagai kesimpulan, pemverifikasi mengembangkan keyakinan akan kebenaran klaim tanpa mempelajari informasi tambahan apa pun tentang rahasianya.

Mari kita gunakan “Masalah Tiga Warna,” yang juga dikenal sebagai “Masalah Pewarnaan Grafik,” sebagai ilustrasi bagaimana fungsi ZK-proofs.

Masalah

Bayangkan Anda memiliki peta dengan beberapa area (simpul) yang dihubungkan oleh garis (tepi), dan inilah masalahnya. Tujuannya adalah menggunakan salah satu dari tiga warna untuk mewarnai setiap wilayah sehingga tidak ada dua bagian yang bertetangga memiliki warna yang sama. Bisakah Anda meyakinkan seseorang bahwa Anda mengetahui warna yang benar tanpa memperlihatkan warna sebenarnya yang diberikan pada setiap daerah?

Solusi menggunakan protokol ZK-proofs

Konfigurasi

Pembukti dan pemverifikasi sama-sama menyepakati wilayah dan tautan grafik (peta).

Penyataan

Pepatah tersebut menegaskan memiliki tiga warna yang dapat diandalkan untuk grafik yang disediakan.

Putaran 1: Komitmen

Pepatah memilih warna secara acak untuk setiap lokasi secara rahasia tanpa mengungkapkannya. Sebaliknya, pemverifikasi memberikan satu janji terenkripsi kepada pemverifikasi untuk setiap wilayah. Verifikator tidak dapat melihat warna apa saja yang ada di dalam komitmen karena terkunci seperti kotak.

Putaran 2: Tantangan

Verifikator memilih wilayah secara acak dan meminta pembukti membuka komitmen untuk zona tersebut. Pepatah harus mengungkapkan corak komitmen bidang tersebut.

Putaran 3: Respon

Setelah berkomitmen pada warna, pembukti kini harus membuktikan bahwa pewarnaan yang terungkap itu akurat. Ini memerlukan menampilkan perbedaan warna antara bagian yang berdekatan. Verifikator memeriksa respons untuk memastikan bahwa pemverifikasi mengikuti aturan dengan benar.

Pengulangan

Putaran 2 dan 3 diulang berkali-kali menggunakan berbagai wilayah yang dipilih secara acak. Prosedur ini diulangi sebanyak yang diperlukan untuk membangun tingkat kepercayaan yang tinggi terhadap kebenaran pernyataan pepatah.

Kesimpulan

Verifikator menjadi yakin bahwa pembukti benar-benar memiliki tiga warna yang valid tanpa mengetahui warna sebenarnya yang digunakan jika pemverifikasi secara teratur menghasilkan respons yang valid untuk setiap putaran.

Verifikator secara bertahap meningkatkan kapasitas pembukti untuk mengenali tiga warna grafik yang valid dengan mengulangi prosedur untuk berbagai wilayah. Namun, properti tanpa pengetahuan tetap dipertahankan karena pemverifikasi tidak pernah menemukan warna sebenarnya yang ditetapkan untuk setiap wilayah selama prosedur.

Ilustrasi di atas menunjukkan bagaimana pembuktian ZK dapat digunakan untuk meyakinkan seseorang bahwa suatu solusi ada sambil menjaga kerahasiaan identitas solusi, menawarkan alat yang ampuh untuk meningkatkan privasi dan keamanan dalam berbagai aplikasi.

3.Apa saja penerapan pembuktian tanpa pengetahuan?

Bukti ZK adalah alat berguna yang memiliki banyak kegunaan di berbagai bidang dan mengatasi masalah privasi dan keamanan yang penting.

Bukti ZK sangat penting dalam dunia mata uang kripto untuk meningkatkan privasi dan skalabilitas transaksi. Mereka mengizinkan transaksi anonim tanpa mengungkapkan detail transaksi atau identitas pengguna, seperti halnya mata uang kripto yang berfokus pada privasi, seperti Zcash (ZEC).

Bukti ZK dapat digunakan di bidang otentikasi dan kontrol akses untuk menunjukkan pemahaman tentang kata sandi atau kunci kriptografi tanpa mengungkapkan kata sandi atau kunci itu sendiri. Hal ini menghasilkan teknik autentikasi yang lebih ramah pengguna dan aman.

Bukti ZK juga digunakan dalam sistem pemungutan suara elektronik, yang memungkinkan pemilih menunjukkan keabsahan suara mereka tanpa mengungkapkan suara sebenarnya, sehingga melindungi privasi pemilih dan integritas proses pemilu.

Bukti ZK juga mempunyai implikasi terhadap transfer dan verifikasi data yang aman, memberikan satu pihak kemampuan untuk menunjukkan keakuratan perhitungan pada data pribadi tanpa mengungkapkan data itu sendiri.

Bukti tanpa pengetahuan dapat meningkatkan privasi transaksi dalam mata uang digital bank sentral (CBDC) dengan memfasilitasi transaksi pribadi dan menjunjung anonimitas pengguna. Dengan menyeimbangkan privasi dan transparansi dalam transaksi CBDC, bukti ZK memungkinkan kemampuan audit tanpa mengungkapkan detail transaksi.

4.Dapatkah bukti ZK diintegrasikan ke dalam platform blockchain?

Ya, bukti ZK dapat diintegrasikan ke dalam platform blockchain, dan faktanya, bukti tersebut telah berhasil diterapkan di berbagai jaringan blockchain. Bukti ZK memberikan teknik ampuh untuk meningkatkan efisiensi, keamanan, dan privasi dalam sistem blockchain.

Ketika diintegrasikan ke dalam platform blockchain, bukti ZK dapat memiliki berbagai tujuan:

Privasi dan kerahasiaan

Bukti ZK memungkinkan transaksi pribadi, memungkinkan pengguna melakukan transaksi tanpa mengungkapkan informasi mendasar, seperti jumlah transaksi serta alamat pengirim dan penerima. Peningkatan privasi pengguna pada blockchain terbuka bergantung pada hal ini.

Verifikasi dan audit

Tanpa mengungkapkan data atau informasi sebenarnya, bukti ZK dapat digunakan untuk memeriksa keakuratan perhitungan atau pernyataan tertentu. Hal ini menjamin integritas data dan memungkinkan prosedur audit yang efektif.

Skalabilitas

Bukti ZK dapat meningkatkan skalabilitas platform dengan menawarkan bukti ringkas untuk komputasi kompleks, yang dapat membantu meminimalkan overhead komputasi dan penyimpanan pada blockchain.

Identitas dan otentikasi

Dengan menggunakan bukti ZK untuk verifikasi dan otentikasi identitas yang aman sekaligus melindungi privasi pengguna, aplikasi berbasis blockchain akan lebih aman.

Interoperabilitas lintas rantai

Bukti ZK dapat membantu komunikasi lintas rantai dan transfer aset sekaligus melindungi privasi dengan memfasilitasi interoperabilitas di antara berbagai jaringan blockchain.

5.Apa kerugian dari pembuktian tanpa pengetahuan?

Bukti ZK memberikan manfaat privasi dan keamanan, namun penerapannya bisa intensif secara komputasi dan rumit.

Mengembangkan dan memverifikasi pembuktian ZK membutuhkan banyak sumber daya dan komputasi, terutama untuk pembuktian yang lebih rumit. Hal ini dapat mengakibatkan waktu pemrosesan transaksi yang lebih lama dan pekerjaan komputasi yang lebih banyak, yang mungkin membuat sistem blockchain lebih sulit untuk diukur.

Selain itu, bukti ZK mungkin menambah lapisan kompleksitas yang mungkin membuat protokol lebih sulit untuk diaudit dan diverifikasi, sehingga memicu kekhawatiran tentang potensi kelemahan atau bug keamanan. Selain itu, meskipun bukti ZK meningkatkan privasi dengan menyembunyikan informasi, bukti tersebut juga dapat memfasilitasi aktivitas ilegal dalam beberapa situasi, sehingga menimbulkan kesulitan dalam kepatuhan terhadap peraturan.

Bukti ZK mungkin juga tidak sesuai untuk semua kasus penggunaan atau sektor karena memerlukan pelatihan dan pengalaman khusus untuk diterapkan dengan benar. Hal ini mungkin menghalangi penggunaan dan penerapannya secara luas di berbagai bidang.

Meskipun ZK-proof memberikan fitur privasi dan keamanan yang berguna, kelemahannya memerlukan studi dan evaluasi yang cermat terhadap trade-off terkait sebelum diadopsi ke dalam sistem atau aplikasi tertentu.

Penafian:

1. Artikel ini dicetak ulang dari [Cointelegraph]. Semua hak cipta milik penulis asli [SHIRAZ JAGATI]. Jika ada keberatan terhadap cetak ulang ini, silakan menghubungi tim Gate Learn, dan mereka akan segera menanganinya.
2. Penafian Tanggung Jawab: Pandangan dan pendapat yang diungkapkan dalam artikel ini adalah sepenuhnya milik penulis dan bukan merupakan nasihat investasi apa pun.
3. Terjemahan artikel ke bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, dilarang menyalin, mendistribusikan, atau menjiplak artikel terjemahan.