Blockchain diamankan melalui berbagai mekanisme yang mencakup teknik kriptografi canggih, teori perubahan perilaku matematika, dan mekanisme pengambilan keputusan. Teknologi blockchain merupakan infrastruktur dasar bagi sebagian besar sistem mata uang digital dan merupakan hal yang mencegah jenis uang digital ini dari duplikasi/penyalinan atau penghancuran.

Saat ini, cara-cara untuk menggunakan teknologi blockchain dalam konteks lain di mana konsistensi dan keamanan data memiliki nilai tinggi sedang dieksplorasi. Beberapa contoh termasuk pencatatan dan pelacakan sumbangan amal, database medis, dan manajemen rantai pasokan.

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


Konsep konsistensi (ketidakberubahan) dan konsensus

Meskipun banyak fitur terkait dengan keamanan blockchain, dua yang terpenting adalah konsensus dan konsistensi. Konsensus mengacu pada kemampuan node dalam jaringan blockchain terdistribusi untuk menyetujui keadaan sebenarnya dari jaringan dan validitas transaksi. Proses mencapai konsensus biasanya bergantung pada apa yang disebut sebagai algoritma konsensus.

Di sisi lain, istilah konsistensi mengacu pada kemampuan blockchain untuk mencegah perubahan pada transaksi yang sudah dikonfirmasi. Meskipun transaksi ini sebagian besar berkaitan dengan transfer mata uang digital, ia juga dapat merujuk pada catatan bentuk lain dari data digital yang tidak berbentuk uang.

Konsensus dan konsistensi bersama-sama menyediakan kerangka kerja untuk keamanan data di jaringan blockchain. Sementara algoritma konsensus (konsensus) memastikan bahwa aturan sistem diikuti dan semua pihak yang terlibat setuju pada keadaan terkini jaringan, konsistensi menjamin integritas data dan catatan transaksi setelah validasi setiap kumpulan data baru.


Peran Kriptografi dalam Keamanan Blockchain

Jaringan blockchain sangat bergantung pada kriptografi untuk mencapai keamanan data mereka. Salah satu fungsi penting kriptografi dalam konteks ini adalah fungsi hashing. Hashing adalah proses di mana algoritma yang dikenal sebagai fungsi Hash menerima input data (dari ukuran berapa pun) dan mengembalikan output tertentu yang memiliki nilai dengan panjang tetap.

Terlepas dari ukuran input, output selalu akan muncul dengan panjang yang sama. Jika input berubah, output juga akan berubah sepenuhnya, tetapi jika input tidak berubah, maka hash yang dihasilkan akan tetap konstan terlepas dari berapa kali Anda menjalankan fungsi hashing (fungsi Hash).

Di blockchain, nilai output ini yang dikenal sebagai hash digunakan sebagai pengidentifikasi unik untuk blok data. Hash dari setiap blok terkait dengan hash dari blok sebelumnya. Inilah yang menghubungkan blok bersama dan membentuk rantai blok (blockchain). Selain itu, hash blok bergantung pada data yang ada di dalam blok tersebut, yang berarti bahwa setiap perubahan yang dilakukan pada data memerlukan perubahan pada hash blok.

Oleh karena itu, hash dari setiap blok dibuat berdasarkan data yang ada di dalam blok tersebut dan hash dari blok sebelumnya. Pengidentifikasi hash ini memainkan peran utama dalam memastikan keamanan blockchain dan konsistensinya.

Hashing juga digunakan dalam algoritma konsensus yang digunakan untuk memverifikasi keabsahan transaksi. Misalnya, dalam blockchain Bitcoin, algoritma proof of work (PoW) yang digunakan untuk mencapai konsensus dan menambang mata uang baru menggunakan fungsi hash yang disebut SHA-256. SHA-256 mengambil input data dan mengembalikan hash sepanjang 256 bit atau 64 karakter seperti yang dijelaskan namanya. Selain memberikan perlindungan untuk catatan transaksi dalam buku besar. Kriptografi juga berperan dalam memastikan keamanan dompet yang digunakan untuk menyimpan unit mata uang digital. Kunci publik dan privat ganda yang memungkinkan pengguna menerima dan mengirim pembayaran secara berurutan dibuat melalui penggunaan kriptografi asimetris atau kriptografi kunci publik. Kunci privat digunakan untuk membuat tanda tangan digital untuk transaksi yang memungkinkan autentikasi kepemilikan mata uang yang dikirim.

Meskipun rincian di luar cakupan artikel ini, sifat kriptografi asimetris mencegah siapa pun kecuali pemilik kunci privat untuk mengakses dana yang disimpan dalam dompet mata uang digital, sehingga menjaga dana tersebut aman sampai pemilik memutuskan untuk menghabiskannya (selama kunci privat tidak dibagikan atau diretas).


Kriptoekonomi (Cryptoeconomics)

Selain kriptografi, konsep baru yang relatif dikenal sebagai kriptoekonomi (cryptoeconomics) berperan dalam menjaga keamanan jaringan blockchain. Ini terkait dengan bidang studi yang dikenal sebagai teori permainan yang secara matematis memodelkan pengambilan keputusan oleh elemen rasional dalam situasi dengan aturan dan imbalan yang telah ditentukan sebelumnya. Sementara teori permainan tradisional dapat diterapkan secara luas dalam berbagai situasi, kriptoekonomi menentukan dan menggambarkan perilaku node pada sistem blockchain terdistribusi.

Singkatnya, kriptoekonomi adalah studi tentang ekonomi dalam protokol jaringan blockchain dan hasil potensial yang dapat ditawarkan oleh desainnya berdasarkan perilaku para peserta di dalamnya. Keamanan melalui kriptoekonomi bergantung pada gagasan bahwa sistem blockchain memberikan insentif yang lebih besar bagi node untuk beroperasi secara jujur daripada berusaha untuk mengadopsi perilaku jahat atau salah.

Sekali lagi, algoritma konsensus proof of work (Proof of Work / PoW) yang digunakan dalam penambangan Bitcoin memberikan contoh yang baik untuk struktur insentif ini.

Ketika Satoshi Nakamoto menciptakan kerangka kerja untuk penambangan Bitcoin, itu dirancang dengan sengaja untuk menjadi proses yang mahal dan sumber daya intensif. Karena kompleksitasnya dan tuntutan komputasinya, penambangan yang digunakan dalam algoritma proof of work melibatkan investasi besar dalam uang dan waktu, terlepas dari di mana dan siapa yang menambang node. Oleh karena itu, struktur semacam itu memberikan hambatan yang kuat terhadap aktivitas jahat dan insentif besar untuk aktivitas penambangan yang jujur. Node yang tidak memadai atau tidak efisien dengan cepat dikeluarkan dari jaringan blockchain, sementara penambang aktif dan efisien memiliki kemampuan untuk mendapatkan imbalan blok yang besar.

Demikian pula, keseimbangan antara risiko dan imbalan ini juga memberikan perlindungan terhadap serangan potensial yang dapat dihadapi konsensus ketika tingkat hash mayoritas dari jaringan blockchain berada di tangan satu kelompok atau entitas. Serangan semacam itu dikenal sebagai serangan 51% dan dapat sangat merusak jika berhasil dilaksanakan. Mengingat daya saing dalam sistem penambangan algoritma proof of work dan ukuran jaringan Bitcoin, kemungkinan adanya aktor jahat yang menguasai mayoritas node sangat tidak mungkin.

Selain itu, biaya di bidang komputasi yang diperlukan untuk melakukan serangan 51% yang berhasil pada jaringan sebesar jaringan Bitcoin akan sangat besar. Ini membuat insentif untuk melakukan serangan semacam itu sangat sedikit dibandingkan dengan jumlah investasi yang sangat besar yang dibutuhkan.

Fakta ini yang dikenal dengan nama kesalahan Bizantium (BFT) berkontribusi pada karakteristik blockchain. Yang pada dasarnya adalah kemampuan sistem terdistribusi untuk terus berfungsi secara normal bahkan jika beberapa node berada dalam bahaya atau melakukan tindakan merugikan.

Selama biaya untuk menciptakan sebagian besar node jahat tetap tinggi dan ada insentif yang lebih baik untuk aktivitas yang jujur, sistem akan mampu berkembang tanpa mengalami kerusakan besar. Namun, perlu dicatat bahwa jaringan blockchain kecil sangat rentan terhadap serangan mayoritas (serangan 51%) karena total tingkat hash yang dialokasikan untuk sistem ini jauh lebih rendah daripada Bitcoin.


Pemikiran Penutup

Sistem blockchain dapat mencapai tingkat keamanan yang tinggi sebagai sistem terdistribusi melalui penggunaan bersama teori permainan dan kriptografi. Seperti halnya hampir semua sistem, penting untuk menerapkan dua bidang pengetahuan ini dengan benar. Keseimbangan yang tepat antara desentralisasi dan keamanan sangat penting untuk membangun jaringan mata uang digital yang tepercaya dan efektif.

Dengan terus berkembangnya penggunaan blockchain, sistem keamanan mereka juga akan berubah untuk memenuhi kebutuhan aplikasi yang berbeda. Sebagai contoh, sistem blockchain privat yang sedang dikembangkan saat ini untuk perusahaan lebih mengandalkan keamanan melalui kontrol akses daripada bergantung pada mekanisme teori permainan (atau kriptoekonomi) yang penting untuk integritas sebagian besar blockchain publik.