Perkembangan dan Aplikasi Teknologi Enkripsi Homomorphic Penuh

Fully homomorphic encryption (FHE) adalah teknologi enkripsi canggih yang memungkinkan perhitungan pada data terenkripsi tanpa perlu mendekripsi. Konsep ini pertama kali diusulkan pada tahun 1970-an, tetapi baru mencapai kemajuan yang signifikan pada tahun 2009. Craig Gentry menunjukkan metode yang memungkinkan perhitungan sembarang pada data terenkripsi, menandai kelahiran FHE.

Fitur inti dari FHE mencakup homomorfisme, manajemen kebisingan, dan operasi tak terbatas. Homomorfisme berarti bahwa operasi pada ciphertext setara dengan operasi pada plaintext, termasuk penjumlahan dan perkalian. Manajemen kebisingan adalah kunci untuk memastikan akurasi perhitungan, karena setiap operasi menambah kebisingan. Berbeda dengan enkripsi homomorfik parsial dan enkripsi homomorfik tertentu, FHE mendukung operasi penjumlahan dan perkalian tak terbatas.

Di bidang blockchain, FHE dianggap sebagai teknologi potensial untuk mengatasi masalah skalabilitas dan perlindungan privasi. Ia dapat mengubah blockchain yang transparan menjadi bentuk yang sebagian terenkripsi, sambil mempertahankan kontrol kontrak pintar. Beberapa proyek sedang mengembangkan mesin virtual FHE, yang memungkinkan programmer untuk menulis kode kontrak pintar yang mengoperasikan primitif FHE. Pendekatan ini diharapkan dapat mengatasi masalah privasi saat ini di blockchain, memungkinkan aplikasi seperti pembayaran terenkripsi, permainan, dan lainnya, sambil mempertahankan grafik transaksi untuk memenuhi persyaratan regulasi.

FHE juga dapat meningkatkan kegunaan proyek privasi, seperti menyelesaikan masalah sinkronisasi dompet melalui pencarian pesan privasi (OMR). Namun, FHE itu sendiri tidak secara langsung menyelesaikan masalah skalabilitas blockchain, dan mungkin perlu dikombinasikan dengan bukti nol pengetahuan (ZKP) untuk menghadapi tantangan ini.

FHE dan ZKP adalah teknologi yang saling melengkapi, masing-masing memiliki keunggulan. ZKP menyediakan perhitungan yang dapat diverifikasi dan atribut pengetahuan nol, sementara FHE memungkinkan perhitungan tanpa mengekspos data. Menggabungkan keduanya dapat secara signifikan meningkatkan kompleksitas perhitungan, sehingga perlu dipertimbangkan berdasarkan kasus penggunaan yang spesifik.

Saat ini, perkembangan FHE tertinggal sekitar tiga hingga empat tahun dari ZKP, tetapi sedang mengejar dengan cepat. Proyek FHE generasi pertama telah mulai diuji, dan diperkirakan akan meluncurkan jaringan utama akhir tahun ini. Meskipun biaya komputasi FHE masih lebih tinggi daripada ZKP, potensi penerapan skala besarnya mulai terlihat.

Tantangan utama yang dihadapi FHE termasuk efisiensi komputasi dan manajemen kunci. Intensitas komputasi dari operasi bootstrap sedang dikurangi melalui perbaikan algoritma dan optimasi rekayasa. Dalam hal manajemen kunci, beberapa proyek sedang mengeksplorasi skema manajemen kunci threshold, tetapi masih perlu dikembangkan lebih lanjut untuk mengatasi masalah titik tunggal kegagalan.

Dalam hal pasar, beberapa perusahaan sedang aktif mengembangkan teknologi dan aplikasi terkait FHE. Perusahaan-perusahaan ini termasuk Arcium yang fokus pada komputasi rahasia, Cysic yang menyediakan ZK komputasi sebagai layanan, Zama yang mengembangkan solusi FHE, Sunscreen yang membangun aplikasi pribadi, Octra yang meluncurkan jaringan blockchain FHE, Fhenix yang mengembangkan Ethereum Layer 2 yang mendukung FHE, Mind Network yang membangun lapisan re-staking FHE, serta Inco Network yang menyediakan solusi komputasi rahasia modular.

Dalam hal lingkungan regulasi, FHE memiliki potensi untuk meningkatkan privasi data sambil mempertahankan manfaat sosial. Dengan kemajuan yang terus-menerus dalam teori, perangkat lunak, perangkat keras, dan algoritma, FHE diperkirakan akan mencapai perkembangan yang signifikan dalam tiga hingga lima tahun ke depan, secara bertahap beralih dari penelitian teoritis ke aplikasi praktis.

Secara keseluruhan, FHE sebagai teknologi revolusioner, sedang membawa perubahan di bidang enkripsi, diharapkan dapat menyelesaikan masalah kunci terkait skalabilitas dan perlindungan privasi di blockchain, serta membuka kemungkinan baru untuk berbagai aplikasi inovatif.