Blockchain diamankan melalui berbagai mekanisme yang mencakup teknik kriptografi tingkat lanjut dan model perilaku dan pengambilan keputusan matematika. Teknologi Blockchain adalah struktur yang mendasari sebagian besar sistem mata uang kripto dan mencegah uang digital semacam ini diduplikasi atau dihancurkan.

Penggunaan teknologi blockchain juga sedang dieksplorasi dalam konteks lain di mana kekekalan dan keamanan data sangat berharga. Beberapa contohnya termasuk tindakan mencatat dan melacak sumbangan amal, database medis, dan manajemen rantai pasokan.

Namun, keamanan blockchain bukanlah subjek yang sederhana. Oleh karena itu, penting untuk memahami konsep dasar dan mekanisme yang memberikan perlindungan kuat terhadap sistem inovatif ini.


Konsep kekekalan dan konsensus

Meskipun banyak fitur berperan dalam keamanan yang terkait dengan blockchain, dua di antaranya yang paling penting adalah konsep konsensus dan kekekalan. Konsensus mengacu pada kemampuan node dalam jaringan blockchain terdistribusi untuk menyetujui keadaan sebenarnya dari jaringan dan validitas transaksi. Biasanya, proses mencapai konsensus bergantung pada apa yang disebut algoritma konsensus.

Kekekalan, di sisi lain, mengacu pada kemampuan blockchain untuk mencegah perubahan transaksi yang telah dikonfirmasi. Meskipun transaksi ini sering kali berkaitan dengan transfer mata uang kripto, transaksi ini juga dapat merujuk pada catatan bentuk data digital non-moneter lainnya.

Gabungan, konsensus dan kekekalan memberikan kerangka kerja untuk keamanan data di jaringan blockchain. Meskipun algoritme konsensus memastikan bahwa aturan sistem dipatuhi dan semua pihak yang terlibat menyetujui kondisi jaringan saat ini - kekekalan menjamin integritas data dan catatan transaksi setelah setiap blok data baru dipastikan valid.


Peran kriptografi dalam keamanan blockchain

Blockchain sangat bergantung pada kriptografi untuk mencapai keamanan datanya. Dalam konteks ini, apa yang disebut fungsi hashing kriptografi sangatlah penting. Hashing adalah proses dimana algoritma (fungsi hash) menerima masukan data dengan ukuran berapa pun dan mengembalikan keluaran (hash) yang berisi ukuran (atau panjang) yang dapat diprediksi dan tetap.

Terlepas dari ukuran masukan, keluaran akan selalu menampilkan panjang yang sama. Tetapi jika masukannya diubah, keluarannya akan sangat berbeda. Namun, jika inputnya tidak berubah, hash yang dihasilkan akan selalu sama - tidak peduli berapa kali Anda menjalankan fungsi hash.

Dalam blockchain, nilai keluaran ini, yang dikenal sebagai hash, digunakan sebagai pengidentifikasi unik untuk blok data. Hash dari setiap blok dihasilkan sehubungan dengan hash dari blok sebelumnya, dan itulah yang menciptakan rantai blok yang terhubung. Hash blok bergantung pada data yang terkandung dalam blok tersebut, artinya setiap perubahan yang dilakukan pada data 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 utama dalam memastikan keamanan dan kekekalan blockchain.

Hashing juga dimanfaatkan dalam algoritma konsensus yang digunakan untuk memvalidasi transaksi. Pada blockchain Bitcoin, misalnya, algoritma Proof of Work (PoW) menggunakan fungsi hash yang disebut SHA-256. Sesuai dengan namanya, SHA-256 mengambil input data dan mengembalikan hash sepanjang 256 bit atau 64 karakter.

Selain memberikan perlindungan terhadap catatan transaksi pada buku besar, kriptografi juga berperan dalam menjamin keamanan dompet yang digunakan untuk menyimpan unit mata uang kripto. Kunci publik dan pribadi berpasangan yang masing-masing memungkinkan pengguna menerima dan mengirim pembayaran dibuat melalui penggunaan kriptografi asimetris atau kunci publik. Kunci pribadi digunakan untuk menghasilkan tanda tangan digital untuk transaksi, sehingga memungkinkan untuk mengautentikasi kepemilikan koin yang dikirim.

Meskipun hal spesifiknya berada di luar cakupan artikel ini, sifat kriptografi asimetris mencegah siapa pun kecuali pemegang kunci pribadi mengakses dana yang disimpan dalam dompet mata uang kripto, sehingga menjaga dana tersebut tetap aman sampai pemiliknya memutuskan untuk membelanjakannya (selama dompet pribadi tersebut tidak digunakan). kunci tidak dibagikan atau dikompromikan).


Kriptoekonomi

Selain kriptografi, konsep yang relatif baru yang dikenal dengan istilah cryptoeconomics juga berperan dalam menjaga keamanan jaringan blockchain. Hal ini terkait dengan bidang studi yang dikenal sebagai 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 kasus, ekonomi kripto secara khusus memodelkan dan menjelaskan perilaku node pada sistem blockchain terdistribusi.

Singkatnya, ekonomi kripto adalah studi tentang ekonomi dalam protokol blockchain dan kemungkinan hasil yang mungkin dihasilkan oleh desain mereka berdasarkan perilaku partisipannya. Keamanan melalui ekonomi kripto didasarkan pada gagasan bahwa sistem blockchain memberikan insentif yang lebih besar bagi node untuk bertindak jujur ​​daripada melakukan perilaku jahat atau salah. Sekali lagi, algoritma konsensus Proof of Work yang digunakan dalam penambangan Bitcoin menawarkan contoh bagus dari struktur insentif ini.

Ketika Satoshi Nakamoto menciptakan kerangka kerja untuk penambangan Bitcoin, hal itu sengaja dirancang untuk menjadi proses yang mahal dan membutuhkan banyak sumber daya. Karena kompleksitas dan tuntutan komputasinya, penambangan PoW memerlukan investasi uang dan waktu yang besar - di mana pun dan siapa pun node penambangannya. Oleh karena itu, struktur seperti ini memberikan disinsentif yang kuat untuk aktivitas jahat dan insentif yang signifikan untuk aktivitas penambangan yang jujur. Node yang tidak jujur ​​atau tidak efisien akan segera dikeluarkan dari jaringan blockchain, sementara penambang yang jujur ​​dan efisien berpotensi mendapatkan imbalan blok yang besar.

Demikian pula, keseimbangan antara risiko dan manfaat ini juga memberikan perlindungan terhadap potensi serangan yang dapat merusak konsensus dengan menempatkan tingkat hash mayoritas jaringan blockchain ke tangan satu kelompok atau entitas. Serangan seperti itu, yang dikenal sebagai serangan 51 persen, bisa sangat merusak jika berhasil dilakukan. Karena daya saing penambangan Proof of Work dan besarnya jaringan Bitcoin, kemungkinan aktor jahat menguasai sebagian besar node sangatlah kecil.

Selain itu, biaya daya komputasi yang diperlukan untuk mencapai 51 persen kendali atas jaringan blockchain yang besar akan sangat besar, sehingga memberikan disinsentif langsung untuk melakukan investasi sebesar itu dengan potensi imbalan yang relatif kecil. Fakta ini berkontribusi pada karakteristik blockchain yang dikenal sebagai Byzantine Fault Tolerance (BFT), yang pada dasarnya adalah kemampuan sistem terdistribusi untuk terus bekerja secara normal bahkan jika beberapa node disusupi atau bertindak jahat.

Selama biaya untuk membangun mayoritas node berbahaya tetap mahal dan terdapat insentif yang lebih baik untuk aktivitas yang jujur, sistem akan dapat berkembang tanpa gangguan yang berarti. Namun perlu dicatat bahwa jaringan blockchain kecil tentu saja rentan terhadap serangan mayoritas karena total tingkat hash yang dikhususkan untuk sistem tersebut jauh lebih rendah dibandingkan dengan Bitcoin.


Melalui gabungan penggunaan teori permainan dan kriptografi, blockchain mampu mencapai tingkat keamanan yang tinggi sebagai sistem terdistribusi. Namun, seperti halnya hampir semua sistem, kedua bidang pengetahuan ini harus diterapkan dengan benar. Keseimbangan yang cermat antara desentralisasi dan keamanan sangat penting untuk membangun jaringan mata uang kripto yang andal dan efektif.

Seiring dengan berkembangnya penggunaan blockchain, sistem keamanannya juga akan berubah untuk memenuhi kebutuhan berbagai aplikasi. Blockchain swasta yang kini sedang dikembangkan untuk perusahaan bisnis, misalnya, lebih mengandalkan keamanan melalui kontrol akses dibandingkan mekanisme teori permainan (atau ekonomi kripto) yang sangat diperlukan untuk keamanan sebagian besar blockchain publik.