Blockchain mencapai penguatan keamanan melalui berbagai mekanisme, termasuk kriptografi tingkat lanjut dan model matematika pengambilan keputusan dan perilaku. Teknologi Blockchain adalah infrastruktur dari sebagian besar sistem mata uang digital, dan mencegah mata uang digital disalin dan dimusnahkan.

Di lingkungan lain di mana data tidak dapat dirusak dan persyaratan keamanannya sangat tinggi, penerapan teknologi blockchain juga sangat penting. Contohnya termasuk mencatat dan melacak sumbangan amal, database medis, dan manajemen rantai pasokan.

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


Konsep kekekalan dan konsensus

Meskipun banyak fitur keamanan yang dikaitkan dengan blockchain, dua di antaranya yang paling penting adalah konsensus dan kekekalan. Konsensus berarti bahwa node dalam jaringan blockchain terdistribusi dapat mencapai kesepakatan mengenai status sebenarnya dari jaringan dan validitas transaksi. Proses mencapai konsensus seringkali bergantung pada algoritma konsensus yang digunakan oleh jaringan.

Kekekalan, di sisi lain, berarti bahwa blockchain mencegah catatan transaksi yang dikonfirmasi diubah. Meskipun transaksi ini sering dikaitkan dengan konversi mata uang digital, terkadang transaksi ini juga merujuk pada proses pencatatan data elektronik non-moneter lainnya.

Secara keseluruhan, konsensus dan kekekalan memberikan kerangka dasar untuk keamanan data dalam jaringan blockchain. Algoritme konsensus dapat memastikan bahwa semua node mengikuti aturan sistem dan mengenali status jaringan saat ini, dan non-tampering dapat memastikan integritas setiap blok data dan catatan transaksi yang telah diverifikasi validitasnya.


Peran kriptografi dalam keamanan blockchain

Blockchain terutama mengandalkan teknologi enkripsi untuk memastikan keamanan data. Fungsi hash kriptografi adalah kunci dari teknologi ini. Hashing adalah proses komputasi, dan algoritma hashing adalah algoritma yang dapat memasukkan data dengan ukuran berapa pun dan mengeluarkan hash yang dapat diprediksi dan berukuran tetap (yaitu, fungsi hash).

Terlepas dari ukuran data masukan, keluarannya selalu berupa byte yang sama. Tetapi jika masukannya diubah, keluarannya akan sangat berbeda. Selama masukan tidak berubah, tidak peduli berapa kali Anda menjalankan fungsi hash, nilai hash keluaran akan selalu sama.

Dalam blockchain, nilai keluaran ini (yaitu hash) adalah pengidentifikasi unik untuk blok data. Hash dari setiap blok dihasilkan relatif terhadap hash dari blok sebelumnya, yang menghubungkan blok-blok tersebut bersama-sama untuk membentuk sebuah blockchain. Selain itu, hash blok ditentukan oleh data yang terdapat di dalam blok, artinya setiap perubahan yang dilakukan pada data akan mengubah hash blok.

Oleh karena itu, data blok ini dan hash dari blok sebelumnya bersama-sama menentukan hash setiap blok. Pengidentifikasi hash ini memainkan peran penting dalam memastikan bahwa blockchain aman dan tidak dapat dirusak.

Fungsi hash juga digunakan dalam algoritma konsensus untuk memverifikasi transaksi. Misalnya, pada blockchain Bitcoin, algoritma Proof of Work (PoW) menggunakan fungsi hash yang disebut SHA-256. Seperti namanya, SHA-256 mengambil data masukan dan mengeluarkan nilai hash sepanjang 256 bit atau 64 karakter.

Selain memberikan perlindungan terhadap catatan transaksi pada buku besar yang didistribusikan, kriptografi juga dapat berperan penting dalam keamanan dompet yang menyimpan mata uang digital. Pasangan kunci publik dan pribadi memungkinkan pengguna untuk menerima dan mengirim mata uang digital masing-masing menggunakan kriptografi asimetris atau kunci publik. Kunci pribadi digunakan untuk menghasilkan tanda tangan elektronik yang diperlukan untuk transaksi, sehingga memverifikasi kepemilikan mata uang yang dikirim.

Meskipun hal spesifiknya berada di luar cakupan artikel ini, properti kriptografi asimetris dapat mencegah siapa pun selain pemegang kunci pribadi mengakses dana yang disimpan dalam dompet mata uang digital, dan dengan demikian, sebelum pemilik dana memutuskan untuk menggunakannya. . Simpan dana ini dengan aman (selama kunci privat tidak dibagikan atau bocor).


Kriptoekonomi

Selain kriptografi, konsep baru bernama cryptoeconomics juga berperan penting dalam menjaga keamanan jaringan blockchain. Hal ini berkaitan erat dengan bidang studi teori permainan, yang menggunakan prinsip matematika untuk mensimulasikan keputusan yang dibuat oleh aktor rasional dalam situasi dengan aturan dan imbalan yang ditetapkan. Meskipun teori permainan tradisional dapat diterapkan secara luas pada berbagai kasus bisnis, ekonomi kripto juga secara independen memodelkan dan menjelaskan perilaku node pada sistem blockchain terdistribusi.

Sederhananya, ekonomi kripto adalah studi tentang ekonomi dalam protokol blockchain, dan prinsip desainnya dapat menghasilkan hasil yang berbeda berdasarkan perilaku partisipannya. Keamanan kriptoekonomi didasarkan pada model bahwa sistem blockchain memberikan insentif yang lebih besar bagi node untuk bertindak secara autentik, bukan secara jahat atau keliru. Selain itu, algoritma konsensus proof-of-work yang digunakan dalam penambangan Bitcoin adalah contoh yang sangat baik dalam memberikan insentif semacam ini.

Ketika Satoshi Nakamoto menemukan kerangka kerja untuk penambangan Bitcoin, kerangka tersebut sengaja dirancang untuk menjadi upaya yang mahal dan membutuhkan banyak sumber daya. Karena kerumitan dan persyaratan komputasinya, penambangan PoW memerlukan investasi uang dan waktu yang besar — ​​terlepas dari lokasi node penambangan dan siapa yang menggunakannya. Oleh karena itu, struktur ini memberikan perlindungan yang kuat terhadap aktivitas jahat dan mendorong perilaku penambangan yang jujur. Node yang berbahaya atau tidak efisien akan segera dihilangkan dari jaringan blockchain, sementara penambang yang asli dan efisien kemungkinan besar akan menerima imbalan blok yang besar.

Demikian pula, keseimbangan antara risiko dan manfaat juga dapat dicapai dengan menempatkan sebagian besar hashrate jaringan blockchain di tangan satu organisasi atau entitas untuk mencegah potensi serangan yang dapat merusak konsensus. Sama seperti serangan 51% yang terkenal, sekali berhasil dapat menimbulkan kerusakan yang besar. Mengingat mekanisme persaingan bukti kerja dan ukuran jaringan Bitcoin, kemungkinan pengguna jahat mendapatkan kendali atas sebagian besar node sangatlah kecil.

Selain itu, dalam jaringan blockchain yang besar, daya komputasi yang dikonsumsi untuk menerapkan serangan 51% akan menjadi angka yang sangat besar, oleh karena itu, investasi yang besar ini dan perbedaan potensi pengembalian yang relatif kecil juga berperan dalam terjadinya serangan tersebut efek penghambatan. Hal ini juga berkontribusi pada fitur khas blockchain, yaitu Byzantine Fault Tolerance (BFT), yang menggambarkan bahwa meskipun beberapa node disusupi atau terjadi perilaku jahat, sistem terdistribusi masih dapat terus bekerja secara normal.

Selama biaya untuk menghasilkan node berbahaya dalam jumlah besar terlalu tinggi dan aktivitas penambangan nyata dapat diberi insentif yang lebih baik, sistem dapat terus tumbuh tanpa perlawanan. Namun, perlu dicatat bahwa sistem jaringan blockchain yang relatif kecil akan rentan terhadap serangan karena total tingkat hash yang digunakan untuk sistem ini jauh lebih rendah dibandingkan dengan jaringan Bitcoin.


Meringkaskan

Melalui gabungan penggunaan teori permainan dan kriptografi, blockchain dapat mencapai keamanan yang lebih tinggi seperti sistem terdistribusi. Namun, seperti hampir semua sistem, penerapan kedua bidang pengetahuan ini dengan benar sangatlah penting. Keseimbangan antara desentralisasi dan keamanan sangat penting untuk membangun jaringan mata uang digital yang andal dan efisien.

Seiring dengan terus berkembang dan dipromosikannya blockchain, sistem keamanannya juga akan berubah untuk memenuhi kebutuhan berbagai aplikasi. Misalnya, blockchain swasta yang dikembangkan untuk perusahaan komersial saat ini lebih mengandalkan keamanan yang diberikan oleh kontrol akses, yang sangat berbeda dari mekanisme teori permainan (atau ekonomi kripto) yang digunakan oleh sebagian besar blockchain publik.