zk snark

ZK-SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) merupakan teknologi terdepan dalam kriptografi yang memungkinkan satu pihak (prover) membuktikan kepada pihak lain (verifier) bahwa sebuah pernyataan benar tanpa membuka informasi apa pun selain validitas dari pernyataan itu sendiri. Di ekosistem blockchain dan cryptocurrency, ZK-SNARK telah menjadi solusi utama untuk menjaga privasi transaksi, meningkatkan skalabilitas, serta memfasilitasi verifikasi komputasi off-chain. Dengan landasan matematika yang kuat, teknologi ini menyederhanakan proses verifikasi yang kompleks menjadi sangat efisien tanpa mengorbankan prinsip zero-knowledge, sehingga menawarkan solusi inovatif dalam menyeimbangkan privasi dan transparansi pada teknologi blockchain.

Latar Belakang: Asal-Usul ZK-SNARK

Landasan konseptual ZK-SNARK bermula dari tahun 1980-an, ketika zero-knowledge proof pertama kali diperkenalkan sebagai konsep teori oleh Shafi Goldwasser, Silvio Micali, dan Charles Rackoff. Namun, ZK-SNARK sebagai implementasi khusus baru dikembangkan pada tahun 2012 oleh tim peneliti seperti Alessandro Chiesa, Eran Tromer, Eli Ben-Sasson, dan lainnya.

Perkembangan teknologi ini meliputi beberapa fase utama:

Fase Penelitian Awal: Perjalanan dari zero-knowledge proof teoretis menuju implementasi nyata memakan waktu hampir 30 tahun
Masa Terobosan Teknis: Pada 2012-2014, para peneliti berhasil menciptakan konstruksi ZK-SNARK yang dapat digunakan secara praktis
Masa Penerapan di Blockchain: Pada 2016, Zcash menjadi proyek blockchain besar pertama yang mengimplementasikan ZK-SNARK untuk transaksi anonim sepenuhnya
Masa Optimasi dan Ekspansi: Sejak 2018 hingga sekarang, riset terus dilakukan untuk meningkatkan performa ZK-SNARK, meminimalkan kebutuhan trusted setup, serta memperluas cakupan penggunaannya

Pengembangan dan adopsi teknologi ZK-SNARK telah mendorong kemajuan teknologi perlindungan privasi blockchain, membuka peluang baru untuk privacy coin, solusi skalabilitas, dan verifikasi smart contract.

Mekanisme Kerja: Cara Kerja ZK-SNARK

ZK-SNARK beroperasi dengan prinsip kriptografi dan matematika tingkat tinggi, yang terdiri dari beberapa tahapan utama:

Konversi Masalah Komputasi: Pernyataan yang akan dibuktikan diubah menjadi representasi sirkuit aljabar
Polynomialisasi Masalah: Sirkuit aljabar diubah menjadi sistem kendala polinomial (umumnya Quadratic Arithmetic Program atau QAP)
Trusted Setup (Pembuatan CRS): Pembuatan common reference string sebagai parameter dasar proses pembuktian dan verifikasi
Pembuatan Bukti: Prover memanfaatkan input privat dan common reference string untuk menghasilkan bukti ringkas
Verifikasi Bukti: Verifier memeriksa hubungan matematis tertentu antara bukti dan input publik untuk memastikan keabsahan bukti

ZK-SNARK memiliki tiga karakteristik utama:

Zero-Knowledge: Verifier tidak memperoleh informasi tambahan dari bukti selain kebenaran pernyataan yang diajukan
Succinctness: Bukti yang dihasilkan sangat ringkas, umumnya hanya beberapa ratus byte, dan verifikasinya sangat cepat
Non-interactivity: Setelah prover menghasilkan bukti, verifikasi dapat dilakukan tanpa interaksi lebih lanjut antara prover dan verifier

Dalam praktik blockchain, ZK-SNARK umumnya digunakan untuk memverifikasi kebenaran komputasi kompleks sekaligus menjaga kerahasiaan detail transaksi, identitas pengguna, atau status smart contract.

Risiko dan Tantangan ZK-SNARK

Di balik keunggulannya, teknologi ZK-SNARK menghadapi sejumlah tantangan dan risiko:

Risiko Trusted Setup
- Memerlukan pihak ketiga tepercaya atau komputasi multi-pihak untuk pembangkitan parameter awal
- Jika proses pembangkitan parameter terganggu, memungkinkan terjadinya pemalsuan bukti
- Bahan acak yang tidak sepenuhnya dimusnahkan bisa disalahgunakan oleh pihak jahat
Kompleksitas Teknis
- Standar implementasi tinggi, audit kode sulit, sehingga meningkatkan risiko kerentanan sistem
- Pengembang membutuhkan keahlian kriptografi tingkat lanjut
- Pengguna awam sulit memahami atau memverifikasi mekanisme keamanan yang digunakan
Kebutuhan Sumber Daya Komputasi
- Proses pembuatan bukti sangat berat secara komputasi dan membutuhkan sumber daya besar
- Penggunaan terbatas di perangkat mobile atau lingkungan dengan sumber daya terbatas
- Potensi hambatan performa pada aplikasi berskala besar
Ancaman Komputasi Kuantum
- Implementasi ZK-SNARK berbasis masalah logaritma diskret rentan terhadap ancaman komputasi kuantum
- Perlu pengembangan skema zero-knowledge proof yang tahan terhadap serangan pasca-kuantum
Tantangan Regulasi
- Transaksi sepenuhnya privat bisa berlawanan dengan regulasi anti-pencucian uang dan Know Your Customer
- Sikap setiap yurisdiksi terhadap teknologi privasi enkripsi berbeda-beda, membatasi ruang lingkup adopsi

Berbagai upaya telah dilakukan untuk mengatasi tantangan ini, menghasilkan alternatif seperti ZK-STARK (tanpa trusted setup) dan Bulletproofs (tanpa trusted setup dengan ukuran bukti lebih besar), sementara penelitian untuk mengoptimalkan performa dan keamanan ZK-SNARK terus berlanjut.

ZK-SNARK merupakan lompatan besar dalam bidang kriptografi dan blockchain, dan meskipun menghadapi tantangan, kontribusinya terhadap privasi dan skalabilitas tetap sangat penting. Seiring perkembangan dan optimalisasi teknologi ini, ZK-SNARK diproyeksikan akan memainkan peran kunci dalam berbagai skenario aplikasi, memberikan perlindungan privasi yang lebih kuat bagi ekosistem blockchain.

Glosarium Terkait

Pencampuran

Commingling adalah praktik di mana bursa kripto atau kustodian menggabungkan dan mengelola aset digital dari beberapa pelanggan dalam satu dompet bersama. Bursa kripto atau kustodian menyimpan aset pelanggan di dompet terpusat yang dikelola oleh institusi, serta mencatat kepemilikan aset setiap pelanggan secara internal, bukan di blockchain secara langsung oleh pelanggan.

Definisi Anonymous

Anonimitas adalah fitur utama dalam dunia blockchain dan cryptocurrency, yang mengacu pada kemampuan pengguna menjaga informasi identitas pribadi mereka agar tidak terungkap secara publik saat melakukan transaksi atau interaksi. Tingkat anonimitas dalam ekosistem blockchain bervariasi, mulai dari pseudonimitas hingga anonimitas total, bergantung pada teknologi dan protokol yang diterapkan.

Mendekripsi

Proses dekripsi mengembalikan data terenkripsi ke bentuk aslinya yang dapat dibaca. Dalam konteks cryptocurrency dan blockchain, dekripsi adalah operasi kriptografi yang penting dan biasanya memerlukan kunci tertentu, misalnya kunci privat, sehingga hanya pihak yang berwenang dapat mengakses informasi terenkripsi tanpa menurunkan tingkat keamanan sistem. Berdasarkan mekanismenya, proses dekripsi dibagi menjadi proses dekripsi simetris dan proses dekripsi asimetris.

Penjualan besar-besaran

Dumping adalah aksi menjual aset kripto dalam jumlah besar secara cepat dalam waktu singkat, yang umumnya menyebabkan penurunan harga secara signifikan. Fenomena ini terlihat dari lonjakan tajam volume transaksi, pergerakan harga yang menurun drastis, dan perubahan mendadak pada sentimen pasar. Dumping bisa dipicu oleh kepanikan di pasar, kabar negatif, faktor makroekonomi, ataupun strategi penjualan oleh pemilik aset besar (“whale”), dan dipandang sebagai fase biasa namun mengganggu dalam siklus pasar cryp

sandi

Cipher adalah teknik keamanan yang mengubah teks asli menjadi teks sandi melalui operasi matematika. Teknik ini digunakan dalam blockchain dan cryptocurrency untuk menjaga keamanan data, memverifikasi transaksi, serta membangun mekanisme kepercayaan terdesentralisasi. Jenis yang umum meliputi fungsi hash (contohnya SHA-256), enkripsi asimetris (seperti kriptografi kurva eliptik), dan algoritma tanda tangan digital (seperti ECDSA).