Blockchain diamankan dengan berbagai mekanisme, termasuk teknik kriptografi tingkat lanjut dan model perilaku dan pengambilan keputusan matematis. Teknologi Blockchain adalah struktur dasar dari sebagian besar sistem mata uang kripto dan mencegah mata uang digital jenis ini diduplikasi atau dihancurkan.
Penggunaan teknologi blockchain juga sedang dieksplorasi di bidang lain di mana kekekalan dan keamanan data sangat berharga. Beberapa contohnya mencakup pencatatan dan pelacakan donasi amal, database medis, dan manajemen rantai pasokan (kemampuan penelusuran).
Namun, keamanan blockchain bukanlah topik yang sederhana. Oleh karena itu, penting untuk memahami konsep dan mekanisme dasar yang menjamin perlindungan efektif terhadap sistem inovatif ini.
Konsep kekekalan dan konsensus
Meskipun banyak fitur yang memengaruhi keamanan blockchain, dua yang terpenting adalah konsep konsensus dan kekekalan. Konsensus mengacu pada kemampuan node dalam jaringan blockchain terdistribusi untuk menyepakati status jaringan yang sebenarnya dan validitas transaksi. Biasanya, proses mencapai konsensus bergantung pada apa yang disebut algoritma konsensus.
Di sisi lain, kekekalan mengacu pada kemampuan blockchain untuk mencegah perubahan transaksi yang telah terkonfirmasi. Meskipun transaksi ini sering kali melibatkan transfer mata uang kripto, transaksi ini juga dapat merujuk pada pencatatan bentuk data digital nonmoneter lainnya.
Kombinasi konsensus dan kekekalan membentuk kerangka kerja keamanan data dalam jaringan blockchain. Algoritma konsensus memastikan kepatuhan terhadap aturan sistem dan persetujuan semua pihak terkait mengenai kondisi jaringan saat ini, sementara kekekalan memastikan integritas data dan catatan transaksi setelah setiap blok data baru dipastikan valid.
Peran Kriptografi dalam Keamanan Blockchain
Blockchain sangat bergantung pada kriptografi untuk memastikan keamanan datanya. Salah satu fungsi kriptografi yang sangat penting dalam konteks ini adalah hashing. Hashing adalah proses di mana algoritma yang disebut fungsi hash menerima masukan data (berukuran berapa pun) dan mengembalikan keluaran spesifik yang berisi nilai dengan panjang tetap.
Berapa pun ukuran inputnya, outputnya akan selalu sama panjangnya. Jika input berubah, outputnya akan benar-benar berbeda. Namun, jika input tidak berubah, hash yang dihasilkan akan selalu sama, berapa pun kali Anda menjalankan fungsi hash.
Dalam blockchain, nilai keluaran ini, yang disebut hash, digunakan sebagai pengidentifikasi unik untuk blok data. Hash setiap blok dihasilkan relatif terhadap hash blok sebelumnya, dan inilah yang menghubungkan blok-blok tersebut, membentuk rantai blockchain. Lebih lanjut, hash blok bergantung pada data yang terkandung di dalam blok tersebut, yang berarti bahwa setiap perubahan pada data juga akan memerlukan perubahan pada hash blok.
Oleh karena itu, hash setiap blok dihasilkan berdasarkan data yang terdapat dalam blok tersebut dan hash dari blok sebelumnya. Pengidentifikasi hash ini memainkan peran penting dalam keamanan dan kekekalan blockchain.
Hashing juga digunakan oleh algoritma konsensus untuk memvalidasi transaksi. Pada blockchain Bitcoin, misalnya, algoritma Proof of Work (PoW) yang digunakan untuk mencapai konsensus dan menambang koin baru menggunakan fungsi hash yang disebut SHA-256. Sesuai namanya, SHA-256 menerima input data dan mengembalikan hash 256-bit atau 64 karakter.
Selain melindungi catatan transaksi pada buku besar, kriptografi juga berperan dalam keamanan dompet yang digunakan untuk menyimpan unit mata uang kripto. Kunci publik dan privat berpasangan yang memungkinkan pengguna menerima dan mengirim pembayaran, masing-masing, dibuat menggunakan kriptografi kunci publik atau asimetris. Kunci privat digunakan untuk menghasilkan tanda tangan digital untuk transaksi, yang mengautentikasi kepemilikan koin yang dikirim.
Meskipun hal-hal spesifik tersebut berada di luar cakupan artikel ini, sifat kriptografi asimetris mencegah siapa pun selain pemegang kunci pribadi untuk mengakses dana yang disimpan dalam dompet mata uang kripto, sehingga menjaga dana tersebut tetap aman hingga pemiliknya memutuskan untuk membelanjakannya (selama kuncinya tidak dibagikan atau dibobol).
Ekonomi kripto
Selain kriptografi, konsep yang relatif baru bernama kriptoekonomi juga berperan dalam menjaga keamanan jaringan blockchain. Konsep ini terkait dengan bidang studi yang disebut teori permainan, yang secara matematis memodelkan pengambilan keputusan oleh aktor rasional dalam situasi dengan aturan dan imbalan yang telah ditentukan sebelumnya. Meskipun teori permainan tradisional dapat diterapkan secara luas pada berbagai skenario, kriptoekonomi secara spesifik memodelkan dan menggambarkan perilaku node pada sistem blockchain terdistribusi.
Singkatnya, kriptoekonomi adalah studi tentang ekonomi dalam protokol blockchain dan kemungkinan hasil yang dapat dihasilkan oleh modelnya, bergantung pada perilaku partisipannya. Keamanan melalui kriptoekonomi didasarkan pada gagasan bahwa sistem blockchain memberikan insentif yang lebih besar kepada node untuk bertindak jujur daripada terlibat dalam perilaku jahat atau melawan hukum. Sekali lagi, algoritma konsensus Proof of Work yang digunakan dalam penambangan Bitcoin memberikan contoh yang baik tentang struktur insentif ini.
Ketika Satoshi Nakamoto menciptakan kerangka kerja penambangan Bitcoin, ia sengaja merancangnya agar menjadi proses yang mahal dan intensif sumber daya. Karena kompleksitas dan kebutuhan komputasinya, penambangan PoW melibatkan investasi uang dan waktu yang cukup besar, terlepas dari lokasi dan lokasi node penambangan. Oleh karena itu, struktur seperti itu sangat menghalangi aktivitas jahat dan secara signifikan mendorong aktivitas penambangan yang jujur. Node yang tidak jujur atau tidak efisien akan segera dikeluarkan dari jaringan blockchain, sementara penambang yang jujur dan efisien akan berkesempatan mendapatkan imbalan blok yang signifikan.
Selain itu, keseimbangan risiko dan imbalan ini juga melindungi dari potensi serangan yang dapat membahayakan konsensus dengan menempatkan mayoritas laju hash jaringan blockchain di tangan satu kelompok atau entitas. Serangan semacam itu, yang dikenal sebagai serangan 51%, bisa sangat merugikan jika berhasil dijalankan. Namun, karena persaingan penambangan Proof-of-Work dan skala jaringan Bitcoin yang sangat besar, kemungkinan pelaku kejahatan menguasai mayoritas node sangatlah rendah.
Lebih lanjut, biaya daya komputasi yang dibutuhkan untuk mendapatkan kendali 51% atas jaringan blockchain sebesar itu akan sangat besar, sehingga langsung membuat siapa pun enggan berinvestasi sebesar itu demi potensi imbalan yang relatif kecil. Aspek ini menyoroti karakteristik blockchain yang dikenal sebagai "Masalah Jenderal Bizantium" atau Byzantine Fault Tolerance (BFT), yang pada dasarnya adalah kemampuan sistem terdistribusi untuk tetap berfungsi normal meskipun beberapa node-nya disusupi atau bertindak jahat.
Selama biaya pembentukan mayoritas node berbahaya tetap mahal dan terdapat insentif yang lebih baik untuk aktivitas yang jujur, sistem akan dapat berkembang tanpa gangguan yang signifikan. Namun, perlu dicatat bahwa jaringan blockchain yang lebih kecil kemungkinan lebih rentan terhadap serangan mayoritas, karena total hash rate yang dialokasikan untuk sistem ini jauh lebih rendah daripada Bitcoin.
Untuk menyimpulkan
Melalui kombinasi penggunaan teori permainan dan kriptografi, blockchain mampu mencapai tingkat keamanan yang tinggi sebagai sistem terdistribusi. Namun, seperti hampir semua sistem lainnya, integrasi kedua bidang keahlian ini sangatlah penting. Keseimbangan yang baik antara desentralisasi dan keamanan sangat penting untuk membangun jaringan mata uang kripto yang andal dan efisien.
Seiring terus berkembangnya penggunaan blockchain, sistem keamanannya juga akan beradaptasi untuk memenuhi kebutuhan berbagai pengguna. Blockchain privat yang saat ini sedang dikembangkan untuk bisnis, misalnya, lebih mengandalkan keamanan melalui kontrol akses daripada mekanisme teori permainan (atau kriptoekonomi) yang esensial bagi keamanan sebagian besar blockchain publik.