Aplikasi dan Pengembangan Teknologi FHE di Bidang Blockchain

Teknologi kriptografi memegang peranan penting dalam kemajuan peradaban manusia, terutama dalam bidang keamanan informasi dan perlindungan privasi. Ini memberikan perlindungan yang kokoh untuk transmisi dan penyimpanan data, dengan sistem kunci publik dan privat serta fungsi hash yang diintegrasikan secara kreatif oleh Satoshi Nakamoto, merancang mekanisme proof-of-work yang menyelesaikan masalah double spending, mendorong lahirnya Bitcoin, dan membuka era Blockchain.

Seiring dengan perkembangan industri blockchain, serangkaian teknologi kriptografi terdepan terus bermunculan, di antaranya adalah Zero Knowledge Proof (ZKP), Multi-Party Computation (MPC), dan Fully Homomorphic Encryption (FHE) yang paling menonjol. Teknologi-teknologi ini banyak diterapkan dalam berbagai skenario, seperti ZKP yang digabungkan dengan skema Rollup untuk menyelesaikan masalah skalabilitas blockchain, dan MPC yang digabungkan dengan sistem kunci publik dan privat untuk mendorong aplikasi skala besar di titik masuk pengguna. FHE, yang dianggap sebagai salah satu cawan suci kriptografi, memiliki karakteristik unik yang memungkinkan pihak ketiga melakukan perhitungan dan operasi berulang pada data terenkripsi tanpa perlu mendekripsinya, mewujudkan perhitungan privasi di dalam rantai yang dapat dikombinasikan, dan memberikan kemungkinan baru di berbagai bidang.

Ringkasan FHE

FHE( enkripsi homomorfik penuh) memiliki karakteristik inti yang memungkinkan perhitungan dan operasi pada data terenkripsi, yang dapat langsung dipetakan ke data asli, yaitu mempertahankan sifat matematis data terenkripsi. "F" dalam FHE berarti sifat homomorfik ini telah mencapai tingkat baru, memungkinkan perhitungan dan operasi tak terbatas pada data terenkripsi.

Dalam industri FHE, Microsoft dan Zama telah menunjukkan pengaruh yang signifikan melalui produk open source yang luar biasa. Mereka menyediakan implementasi FHE yang stabil dan efisien untuk para pengembang, yang secara besar-besaran mendorong perkembangan dan aplikasi teknologi FHE.

SEAL dari Microsoft mendukung enkripsi homomorfik sepenuhnya dan sebagian, menyediakan antarmuka C++ yang efisien, mengintegrasikan berbagai algoritma optimasi untuk meningkatkan kinerja. TFHE dari Zama berfokus pada enkripsi homomorfik sepenuhnya berperforma tinggi, menyediakan layanan melalui antarmuka bahasa C, menggunakan teknologi optimasi canggih untuk mencapai kecepatan lebih cepat dan konsumsi sumber daya lebih rendah.

Teknologi fhEVM

Untuk mewujudkan aplikasi FHE di Blockchain, perusahaan Zama meluncurkan produk fhEVM. fhEVM adalah EVM homomorfik penuh yang mendukung implementasi perhitungan privasi dengan Solidity, memungkinkan pengembang untuk menggunakan teknologi FHE dalam kontrak pintar Ethereum, mewujudkan perlindungan privasi dan perhitungan yang aman.

Fitur inti dari fhEVM mencakup:

• Melalui kontrak pra-kompilasi yang mengintegrasikan pustaka Zama FHE, menyediakan dukungan untuk operasi FHE
• Menciptakan area memori dan penyimpanan EVM tertentu untuk FHE, digunakan untuk menyimpan, membaca, dan memverifikasi ciphertext FHE
• Mekanisme dekripsi yang dirancang berdasarkan protokol ambang distribusi
• Perpustakaan kontrak Solidity yang menurunkan ambang pengembangan, merancang jenis data terenkripsi FHE, jenis operasi, dan lainnya.

FHE-Rollups

Fhenix sebagai pelopor, secara aktif menjelajahi penggabungan fhEVM dengan teknologi Rollup, mengusulkan untuk membangun solusi Layer2 tipe FHE-Rollups. Mengingat ZK Rollups melibatkan mekanisme ZKP yang kompleks dan memerlukan sumber daya komputasi yang besar, Fhenix memilih solusi Optimistic Rollups.

Tumpukan teknologi Fhenix mencakup:

• Varian dari fraud prover Arbitrum Nitro, dapat melakukan pembuktian penipuan di WebAssembly
• Pustaka inti fheOS, menyediakan fungsi yang diperlukan untuk mengintegrasikan logika FHE ke dalam kontrak pintar
• Jaringan Layanan Ambang ( TSN ), mengelola kunci rahasia yang dibagi, bertanggung jawab untuk mendekripsi data dan tugas lainnya.

FHE Coprocessors

Fhenix memperkenalkan modul Relay, yang memungkinkan berbagai blockchain, L2, dan jaringan L3 untuk mengakses FHE Coprocessors menggunakan fungsi FHE. Fhenix bekerja sama dengan EigenLayer, melalui mekanisme Restaking untuk menyediakan saluran layanan yang lebih cepat bagi FHE Coprocessors, meningkatkan efisiensi dan fleksibilitas.

Skenario Aplikasi FHE

Teknologi FHE menunjukkan prospek aplikasi yang luas di bidang permainan di seluruh rantai, DeFi, dan AI.

• Permainan rantai penuh yang melindungi privasi: memberikan perlindungan kripto untuk ekonomi permainan, mencegah manipulasi waktu nyata, melindungi privasi pemain
• DeFi/MEV: Melindungi data sensitif dalam DeFi, mengurangi risiko serangan MEV
• AI: Memungkinkan AI untuk memproses data terenkripsi, melindungi data privasi pribadi

Proyek ekosistem FHE

Selain Zama dan Fhenix, ada serangkaian proyek lain dalam ekosistem FHE yang patut diperhatikan:

• Sunscreen: pengembangan mandiri compiler FHE, mendukung konversi FHE bahasa pemrograman tradisional
• Jaringan Pikiran: jaringan FHE yang menggabungkan mekanisme Restaking EigenLayer
• PADO Labs: menggabungkan ZKP dan FHE zkFHE
• Arcium: Jaringan komputasi rahasia paralel yang menggabungkan FHE
• Inco Network: Fokus pada pengoptimalan biaya dan efisiensi perhitungan FHE Layer1
• Treat: Tim Shiba bekerja sama dengan Zama untuk menciptakan FHE Layer3
• octra: mendukung jaringan FHE dengan lingkungan eksekusi terisolasi
• BasedAI: Jaringan terdistribusi yang memperkenalkan fungsi FHE untuk model LLM
• Encifher: Proyek FHEML yang berfokus pada FHE
• Privasea: Berkomitmen untuk melindungi privasi data dalam proses inferensi ML di bidang AI melalui jaringan FHE

Lembaga penelitian dan pendidikan nirlaba seperti FHE.org dan FHE Onchain menyediakan sumber daya akademis yang berharga untuk ekosistem.

Teknologi FHE memiliki prospek yang luas, dengan perkembangan proyek seperti Fhenix, diharapkan dapat diterapkan secara luas di berbagai bidang, membawa inovasi dan vitalitas baru bagi industri Blockchain.