Teknologi FHE: Kekuatan Baru di Bidang Blockchain

Teknologi kriptografi memainkan peran penting dalam proses peradaban manusia, terutama dalam keamanan informasi dan perlindungan privasi yang tidak dapat diabaikan. Ini memberikan perlindungan untuk transmisi dan penyimpanan data di berbagai bidang, di mana sistem kunci publik dan privat serta fungsi hash yang tidak simetris secara kreatif digabungkan oleh Satoshi Nakamoto, merancang mekanisme bukti kerja, yang mendorong lahirnya Bitcoin dan membuka era Blockchain.

Seiring dengan perkembangan industri blockchain, serangkaian teknologi kriptografi terdepan terus muncul, di antaranya bukti nol pengetahuan, komputasi multipihak, dan enkripsi homomorfik penuh yang paling mencolok. Teknologi-teknologi ini banyak diterapkan dalam berbagai skenario, seperti bukti nol pengetahuan yang digabungkan dengan solusi Rollup untuk mengatasi masalah skalabilitas blockchain, dan komputasi multipihak yang digabungkan dengan sistem kunci publik dan privat untuk mendorong adopsi massal oleh pengguna. Sementara itu, enkripsi homomorfik penuh sebagai salah satu piala suci kriptografi, sifat uniknya memungkinkan pihak ketiga melakukan perhitungan arbitrer pada data terenkripsi tanpa harus mendekripsi, membawa kemungkinan baru ke berbagai bidang.

Ikhtisar FHE

FHE adalah singkatan dari enkripsi homomorfik penuh, dengan karakteristik inti yang memungkinkan perhitungan dan operasi dilakukan pada ciphertext, yang dapat langsung dipetakan ke plaintext, yaitu mempertahankan sifat matematis data terenkripsi. "F" dalam FHE berarti bahwa homomorfisme ini telah mencapai tingkat yang baru, memungkinkan perhitungan dan operasi tak terbatas pada data terenkripsi.

FHE yang sebenarnya menggunakan serangkaian algoritma matematika yang kompleks, dengan tuntutan sumber daya komputasi yang sangat tinggi. Dalam bidang FHE, Microsoft dan Zama menonjol berkat produk open source yang unggul. SEAL dari Microsoft adalah pustaka C++ yang efisien yang mendukung enkripsi homomorfik penuh dan sebagian. TFHE dari Zama adalah pustaka C bahasa yang fokus pada enkripsi homomorfik penuh berkinerja tinggi.

Proses operasi dasar FHE mencakup: menghasilkan kunci, mengenkripsi data, melakukan komputasi homomorfik, dan mendekripsi hasil. Di mana pengelolaan kunci dekripsi sangat penting, dapat menggunakan skema komputasi aman multi-pihak berbasis threshold untuk meningkatkan keamanan.

fhEVM: Membangun Fondasi untuk FHE

Untuk menerapkan FHE di Blockchain, cara ideal adalah mengemasnya sebagai perpustakaan kode kontrak pintar yang umum. Ini memerlukan dukungan mesin virtual untuk kumpulan instruksi operasi matematika kompleks yang diperlukan untuk FHE. EVM telah menjadi pilihan utama untuk mengimplementasikan FHE, dan perusahaan Zama telah menunjukkan performa yang luar biasa di bidang ini.

Zama meluncurkan fhEVM, yaitu EVM sepenuhnya homomorfik yang mendukung implementasi privasi menggunakan Solidity. Fitur utama dari fhEVM meliputi:

• Menyediakan dukungan operasi FHE melalui kontrak pra-kompilasi
• Mekanisme dekripsi berbasis protokol ambang terdistribusi
• Perpustakaan kontrak Solidity yang menurunkan ambang pengembangan

fhEVM memberikan dasar yang kuat untuk teknologi FHE dalam aplikasi Blockchain, tetapi dalam aplikasi nyata mungkin masih menghadapi berbagai tantangan.

FHE-Rollups: Membangun Ekosistem FHE

fhEVM yang sederhana sulit untuk membentuk ekosistem yang lengkap secara independen, perlu bergantung pada arsitektur blockchain publik atau solusi Layer2/Layer3. Fhenix sebagai pelopor, mengeksplorasi penggabungan fhEVM dengan teknologi Rollup, mengusulkan pembangunan solusi Layer2 tipe FHE-Rollups.

Fhenix menggunakan solusi Optimistic Rollups, tumpukan teknologinya mencakup:

• Varian dari fraud prover Arbitrum Nitro
• Pustaka inti fheOS
• Jaringan Layanan Ambang ( TSN )

Versi Fhenix Frontier yang dirilis oleh Fhenix menyediakan pustaka kode kontrak cerdas, API Solidity, dan rangkaian alat pengembangan.

FHE Coprocessors: Solusi yang tidak bergantung pada Rantai

Fhenix memperkenalkan modul Relay, memungkinkan berbagai jenis blockchain dan jaringan Layer2/3 untuk terhubung ke FHE Coprocessors. Melalui mekanisme Restaking EigenLayer, efisiensi dan fleksibilitas FHE Coprocessors meningkat.

Proses penggunaan FHE Coprocessors mencakup: pemanggilan kontrak aplikasi, permintaan antrean Relay, eksekusi perhitungan FHE Rollup, dekripsi jaringan threshold, pengembalian hasil, dan langkah-langkah verifikasi lainnya.

Aplikasi FHE

Teknologi FHE menunjukkan prospek luas di berbagai bidang:

• Permainan rantai penuh yang melindungi privasi: Enkripsi melindungi transaksi ekonomi permainan, mencegah manipulasi waktu nyata
• DeFi/MEV: Melindungi data sensitif, mengurangi risiko serangan MEV
• AI: Melatih model dengan menjaga privasi pribadi

Proyek Awal Ekosistem FHE

Selain Zama dan Fhenix, terdapat serangkaian proyek menarik lainnya dalam ekosistem FHE:

• Sunscreen: Kompiler FHE yang dikembangkan sendiri
• Jaringan Mind: menggabungkan jaringan FHE EigenLayer
• PADO Labs: Jaringan komputasi terdesentralisasi yang menggabungkan ZKP dan FHE
• Arcium: Jaringan komputasi rahasia paralel
• Inco Network: fokus mengoptimalkan biaya komputasi FHE di Layer1
• Treat: FHE Layer3 dari ekosistem Shiba
• octra: mendukung jaringan FHE dengan lingkungan eksekusi terisolasi
• BasedAI: Jaringan yang memperkenalkan fungsi FHE untuk LLM
• Encifher: Mengembangkan FHEML di sekitar FHE
• Privasea: Jaringan FHE yang fokus pada perlindungan privasi inferensi ML di bidang AI

Selain itu, organisasi nirlaba seperti FHE.org dan FHE Onchain telah menyediakan sumber daya penelitian dan pendidikan yang berharga untuk ekosistem.

Prospek teknologi FHE cerah, seiring dengan perkembangan proyek-proyek seperti Fhenix, diharapkan dapat membawa inovasi dan vitalitas baru bagi Blockchain.