Apa itu Zero Knowledge (ZK) Proof?
Zero Knowledge Proof atau yang juga sering dikenal dengan aplikasinya pada teknologi seperti zk-rollup, zk-snarks, zk-EVM, zk-starks, adalah sebuah mekanisme teknologi untuk membuktikan validitas suatu pernyataan tanpa mengungkapkan informasi apapun termasuk isi dari pernyataan itu sendiri. Teknologi ini pertama kali muncul dalam makalah tahun 1985, “The Knowledge Complexity of Interactive Proof System” yang memberikan definisi dan konsep zero knowledge proof yang banyak digunakan saat ini.
Protokol zero knowledge proof menjadi metode di mana satu pihak (pembukti) dapat membuktikan kepada pihak lain (pemverifikasi) bahwa sesuatu itu benar, tanpa mengungkapkan informasi apa pun selain fakta bahwa pernyataan khusus ini benar. Teknologi ini mewakili terobosan dalam ilmu kriptografi terapan, karena mereka dapat diadopsi untuk meningkatkan keamanan informasi khususnya bagi individu.
Pertimbangkan bagaimana kita dapat membuktikan sebuah klaim seperti misalnya “Saya adalah warga negara Indonesia” kepada pihak lain (misalnya penyedia layanan tertentu). ‘Saya’ dapat memberikan “bukti” untuk mendukung klaim tersebut, seperti paspor, KTP, atau SIM dengan mudah. Tapi ada masalah dengan pendekatan ini, terutama kurangnya privasi. Informasi Identifikasi Pribadi yang dibagikan dengan layanan pihak ketiga disimpan di database pusat, yang rentan terhadap peretasan dan penyalahgunaan.
Bagaimana Mekanisme Kerja Zero Knowledge Proof?
Zero knowledge proof memecahkan masalah ini dengan menghilangkan kebutuhan mengungkapkan informasi untuk membuktikan validitas klaim. Protokol zero knowledge proof menggunakan pernyataan (disebut ‘saksi’) sebagai input untuk menghasilkan bukti validitasnya yang ringkas. Pembuktian ini memberikan jaminan yang kuat bahwa suatu pernyataan adalah benar tanpa mengungkapkan informasi yang digunakan untuk membuatnya.
Memasukkan teknologi zero knowledge proof ke dalam protokol blockchain juga dapat memungkinkan node untuk memvalidasi transaksi tanpa perlu mengakses data transaksi seperti nominal transaksi, dan lain lain. sehingga dapat menciptakan suatu jaringan blockchain yang memiliki fitur privasi. Jaringan tersebut dapat dimanfaatkan untuk melakukan transaksi yang tidak dapat dilacak.
Selain untuk perlindungan identitas, otentikasi, dan pembayaran anonim diatas, teknologi ini juga sangat penting dalam upaya untuk membuat blockchain lebih scalable melalui verifiable computation. Verifiable computation memungkinkan sebuah jaringan blockchain untuk mengalih-dayakan komputasi ke entitas lain dengan tetap mempertahankan hasil yang dapat diverifikasi. Entitas lain yang ditunjuk tersebut kemudian mengirimkan hasilnya bersama dengan bukti yang memverifikasi bahwa program telah dijalankan dengan benar. Entitas lain ini saat ini banyak disebut dengan istilah layer-2 (L-2).
Penjelasan lebih jelasnya dapat kita ambil contoh pada blockchain Ethereum yang memiliki kemampuan cukup rendah untuk memproses transaksi yang terjadi. Verifiable computation dapat memindahkan keperluan pemrosesan transaksi tersebut ke entitas lain, seperti misalnya transaksi diproses diluar jaringan blockchain (off-chain). Setelah selesai, entitas tersebut kemudian mengirimkan data-data transaksi yang telah diproses (misalkan sejumlah 1000 transaksi) agar transaksi tersebut juga tercatat di jaringan utama Ethereum dalam satu bundle transaksi. Hal ini tentu membuat transaksi di blockchain bisa diproses lebih cepat dan dengan biaya yang jauh lebih murah, karena sistem hanya perlu melakukan satu transaksi di jaringan utama Ethereum untuk 1000 transaksi (dalam konteks contoh ini).
Selain solusi scaling off-chain ini tidak memerlukan perubahan desain pada protokol inti Ethereum. Manfaat lainnya adalah, Ethereum tidak perlu melakukan eksekusi apa pun dan hanya perlu menerapkan hasil dari komputasi yang dialihdayakan tadi. Dari sisi Ethereum, adanya terobosan teknologi ini dapat mengurangi potensi kemacetan jaringan dan membuat Ethereum mampu mengakomodasi lebih banyak keperluan transaksi.
Mekanisme tersebut banyak diciptakan berbasis teknologi zero knowledge proof. Blockchain Ethereum membutuhkan cara untuk memvalidasi transaksi off-chain tanpa mengeksekusinya ulang, atau nilai eksekusi off-chain akan hilang. Di sinilah verifiable computation berperan. Ketika sebuah node mengeksekusi transaksi di luar Ethereum, ia mengirimkan zero knowledge proof untuk membuktikan kebenaran eksekusi off-chain tadi. Bukti ini sebagai cryptographic proof menjamin bahwa transaksi yang diproses valid, sehingga memungkinkan Ethereum untuk menerapkan hasilnya secara langsung.
Photo by Brands&People on Unsplash