Loading...
Seri: Zcash dari Prinsip Dasar . Artikel 0 . Jangkar Audiens: pendatang baru sepenuhnya. Tidak memerlukan latar belakang kriptografi, blockchain, maupun matematika. Apa yang akan Anda dapatkan: model mental yang benar tentang bagaimana Zcash menyembunyikan siapa membayar siapa, dan berapa banyak, namun tetap memungkinkan seluruh dunia memverifikasi bahwa tidak ada uang yang dipalsukan atau dibelanjakan dua kali.
Setiap artikel berikutnya dalam seri ini akan membahas lebih mendalam satu bagian dari mesin yang akan Anda temui. Jadi jika ada istilah di sini yang terasa kurang jelas, itu adalah hal yang baik. Itu adalah janji bahwa kami akan kembali dan menjelaskannya dengan semestinya.
Bayangkan jika rekening koran bank Anda dipaku di dinding alun-alun kota. Selamanya. Siapa pun (pemilik kontrakan Anda, pemberi kerja Anda, orang asing, calon pemberi kerja di masa depan, pemerintah) dapat membaca setiap pembayaran sewa, setiap tagihan medis, setiap donasi, setiap pembelian kopi, dan melacak dengan tepat kepada siapa Anda mengirim uang dan siapa yang mengirim uang kepada Anda.
Itu bukanlah sebuah hipotesis distopia. Begitulah kira-kira cara kerja Bitcoin.
Bitcoin sering disebut sebagai "anonim", padahal sebenarnya tidak. Bitcoin bersifat pseudonim: nama Anda tidak tercantum dalam buku besar, tetapi setiap transaksi, jumlah, dan hubungan antar alamat bersifat publik dan permanen. Seluruh bidang "chain analysis" ada untuk mengupas pseudonim yang tipis tersebut dan menghubungkan alamat dengan orang sungguhan. Begitu salah satu alamat Anda terhubung dengan Anda, riwayat keuangan Anda akan terungkap.
Zcash dibangun untuk menjawab sebuah pertanyaan yang tampak mudah namun sebenarnya sulit:
Bisakah kita memiliki uang yang sepenuhnya privat, menyembunyikan pengirim, penerima, dan jumlahnya, namun tetap memungkinkan siapa pun untuk memverifikasi bahwa aturan telah dipatuhi?
Kedua tujuan tersebut saling bertentangan. Buku besar publik dapat diverifikasi karena semua orang dapat melihatnya. Privasi berarti tidak ada yang dapat melihatnya. Jadi, bagaimana publik dapat memverifikasi sesuatu yang tidak diizinkan untuk mereka lihat?
Menyelesaikan paradoks tersebut adalah keseluruhan cerita dari seri ini. Mari kita mulai.
Sebelum hal lainnya, luruskan sebuah kesalahpahaman umum: Zcash bukanlah "koin privat." Ini adalah koin yang menawarkan privasi sebagai sebuah opsi. Pada awal kemunculannya, ia sebenarnya merupakan fork dari Bitcoin, dan membawa dua sistem paralel pada blockchain yang sama.
| Dunia transparan | Dunia terlindungi | |
|---|---|---|
| Privasi | Publik, seperti Bitcoin | Privat |
| Alamat dimulai dengan | t... | z... atau u... |
| Pengirim / penerima / jumlah | Terlihat oleh semua orang | Tersembunyi dari semua orang |
| Teknologi dasar | Buku besar publik gaya Bitcoin | Komitmen kriptografi + zero-knowledge proofs |
Uang bahkan dapat melintasi batas di antara keduanya: memindahkan dana ke dalam dunia terlindungi disebut dengan shielding, dan memindahkannya kembali ke luar disebut dengan deshielding.
Dunia transparan adalah "Bitcoin yang sudah Anda pahami secara garis besar." Dunia terlindungi lah yang mengandung semua kriptografi yang indah, dan hanya dunia itulah yang menjadi fokus utama dari seri ini.
Berikut adalah satu gambaran mental tunggal yang perlu Anda ingat selama sisa artikel ini. Kita akan terus kembali merujuk padanya.
Bayangkan sebuah papan pengumuman publik raksasa yang dapat dilihat oleh semua orang di Bumi setiap saat.
Menerima uang berarti seseorang menempelkan amplop tertutup yang tidak tembus pandang ke papan. Di dalam amplop tersebut terdapat jumlah uang yang dikandungnya dan sebuah rahasia yang hanya dapat dibaca oleh penerima, karena amplop tersebut terkunci pada kunci pribadi penerima tersebut. Seluruh dunia dapat melihat bahwa sebuah amplop telah muncul. Tidak ada orang lain selain pemiliknya yang dapat melihat apa isi di dalamnya.
Papan ini akan terus berkembang. Amplop tidak pernah dibongkar atau dihapus. Amplop baru akan disematkan di bagian atas, selamanya.
Menghabiskan uang berarti melangkah ke balik tirai, membuktikan "Saya memiliki salah satu amplop yang belum digunakan di papan ini, dan saya diizinkan untuk membukanya", lalu menjatuhkan sebuah void token yang unik ke dalam tempat sampah "spent" publik dan menempelkan amplop baru bagi siapa pun yang Anda bayar.
Ritual kecil itu (menyematkan token kosong, menyematkan amplop baru, semuanya dari balik tirai) adalah pembayaran Zcash. Sisanya hanyalah detail.
Sekarang mari kita berikan nama asli pada properti tersebut.
Kelima istilah ini adalah seluruh kosakata dari Zcash terlindungi. Pelajarilah sebagai sebuah cerita, bukan sebagai glosarium, maka Anda akan mudah mengingatnya.
| Dalam cerita | Istilah Zcash yang sebenarnya | Apa itu sebenarnya |
|---|---|---|
| Isi amplop (jumlah + pemilik + sebuah rahasia) | Note | "Koin" pribadi: sepotong nilai milik seseorang |
| Amplop tertutup dan buram di papan | Note commitment | Segel kriptografis yang membuktikan sebuah amplop ada namun menyembunyikan isinya |
| Papan pengumuman itu sendiri | Note commitment tree | Catatan setiap note yang pernah dibuat yang hanya dapat ditambahkan (append-only) |
| Token kosong di tempat sampah "terpakai" | Nullifier | Penanda unik yang berarti "note ini sekarang telah digunakan" |
| Sihir "di balik tirai" | Zero-knowledge proof | Sebuah proof bahwa seluruh pengeluaran adalah valid, tanpa mengungkap satu pun detailnya |
Jika Anda tidak mengingat hal lain dari artikel ini, ingatlah tabel ini. Semua yang menyusul setelahnya hanyalah penjelasan mengapa setiap bagian harus dibentuk sedemikian rupa.
Ini adalah bagian yang paling sering dilewati oleh sebagian besar penjelasan, dan inilah bagian yang membedakan antara "Saya menghafal beberapa kata" dengan "Saya memahami desainnya." Masing-masing dari kelima komponen tersebut ada untuk menyelesaikan satu masalah spesifik.
Amplop biasa dapat dibuka dengan uap panas. Sebuah note commitment kriptografis tidak bisa. Anggaplah ini sebagai amplop yang tersegel secara ajaib, sepenuhnya buram, dengan dua kekuatan super:
Bagaimana seekor anjing laut bisa melakukan keduanya sekaligus? Itu adalah pertanyaan nyata yang dapat dijawab. Hal ini merupakan subjek dari Pasal 3 (komitmen). Untuk saat ini, anggaplah amplop tersebut sebagai keajaiban dan teruslah melangkah.
Saat Anda membelanjakan sebuah note, Anda mempublikasikan nullifier-nya, yaitu "token pembatal." Token ini dihitung dari note itu sendiri dan kunci rahasia Anda. Resep tersebut menghasilkan tiga properti secara bersamaan, dan masing-masing sangat penting:
Properti ketiga tersebut adalah inti dari privasi Zcash, dan ia layak mendapatkan bagian tersendiri di bawah ini.
Segalanya terjadi di balik tirai, dan apa yang Anda berikan kepada dunia setelahnya adalah sebuah zero-knowledge proof, sejenis sertifikat yang tidak dapat dipalsukan. Hal ini secara diam-diam memberikan kesaksian atas semua ini sekaligus:
Keajaibannya adalah bahwa proof tersebut tidak mengungkapkan satupun dari fakta-fakta tersebut. Tidak jumlahnya, tidak alamatnya, tidak juga amplop mana yang digunakan. Ia hanya meyakinkan Anda bahwa setiap pernyataan di atas adalah benar. Bagaimana hal itu bisa terjadi dibahas dalam Artikel 5 (zero-knowledge proofs), puncak dari seri ini.
Sebuah catatan lahir, ia hidup di papan, dan pada akhirnya ia mati, dan yang terpenting, kelahiran dan kematiannya tampak tidak saling berhubungan bagi siapa pun yang mengamatinya.
Mari kita saksikan Alice membayar Bob, dengan setiap langkah publik dan privat yang telah diberi label.
Perhatikan asimetri yang membuat privasi tersebut bekerja:
Bagaimana Bob bisa tahu bahwa dia telah dibayar? Catatannya dienkripsi ke kuncinya. Dia terus memindai papan pengumuman dan hanya amplop miliknya yang terbuka untuknya, seperti memiliki satu kunci yang pas dengan sekumpulan kunci gembok tertentu. Mekanisme di balik hal ini adalah viewing keys, sebuah topik yang akan dibahas kemudian.
| Fakta tentang pembayaran | Terlihat oleh publik? |
|---|---|
| Bahwa sebuah transaksi terlindungi telah terjadi | Ya |
| Bahwa transaksi tersebut mematuhi semua aturan (tidak ada pemalsuan, tidak ada double-spend) | Ya (melalui proof) |
| Siapa yang mengirim uang | Tersembunyi |
| Siapa yang menerimanya | Tersembunyi |
| Berapa banyak yang dikirim | Tersembunyi |
| Note mana sebelumnya yang telah digunakan | Tersembunyi |
Ini adalah resolusi dari paradoks pada Bagian 1. Publik memverifikasi aturan, bukan konten. Verifikasi dan privasi tidak lagi saling bertentangan, karena zero-knowledge proof memungkinkan Anda memeriksa hal yang pertama tanpa menyentuh hal yang terakhir.
Jika Anda memahami satu ide ini, Anda akan memahami mengapa Zcash bersifat privat. Bacalah perlahan.
Jadi, seorang pengamat luar melihat aliran amplop yang muncul dan aliran token void yang muncul, tetapi tidak dapat mencocokkannya. Mereka tidak dapat mengatakan "token void yang jatuh hari ini sesuai dengan amplop yang dipasang Maret lalu." Tautan tersebut hanya ada di dalam pengetahuan rahasia pemilik note, dan zero-knowledge proof mengonfirmasi bahwa tautan tersebut valid tanpa mengungkapkannya.
Tautan yang terputus itulah yang menjadi santapan bagi perusahaan analisis rantai dalam Bitcoin, dan hal yang secara sengaja diputus oleh Zcash.
Uji intuisi Anda: Jika nullifier sebaliknya dihitung hanya dari note (tanpa melibatkan secret key), properti mana dari ketiga properti di Bagian 5 yang akan rusak, dan mengapa hal itu secara diam-diam akan menghancurkan privasi? (Jawaban ada di bagian akhir.)
Ini adalah sebuah model mental, bukan spesifikasi teknis. Agar tetap ramah bagi pendatang baru, kami telah menyederhanakan beberapa hal nyata secara diam-diam: Zcash telah memiliki beberapa desain terlindungi (Sprout, kemudian Sapling, sekarang Orchard); transaksi nyata dapat membelanjakan dan membuat beberapa note sekaligus; "papan" sebenarnya adalah jenis pohon tertentu, bukan papan pengumuman literal; dan keseimbangan nilai ditegakkan dengan beberapa pembukuan kriptografi tambahan. Tidak ada satu pun dari detail tersebut yang mengubah cerita yang baru saja Anda pelajari; detail tersebut hanya menyempurnakannya. Kami akan menambahkan kembali presisinya, satu per satu artikel, dan akan menandainya dengan jelas setiap kali kami melakukannya.
Konten edukasi yang baik mendapatkan kepercayaan dengan menyatakan apa yang tidak disertakan. Bagian ini adalah perwujudan dari janji tersebut.
Setiap "kita akan kembali ke hal ini" di atas adalah sebuah utas. Berikut adalah tempat di mana masing-masing utas tersebut diselesaikan:
| Masalah yang belum terjawab dari artikel ini | Di mana hal tersebut diselesaikan |
|---|---|
| Bagaimana amplop tertutup bisa bersifat menyembunyikan sekaligus tidak dapat dipalsukan? | Artikel 3: commitments |
| Dari mana asal kunci dan resep rahasia tersebut? | Artikel 1 & 2: fields and curves |
| Apa sebenarnya "papan" tersebut? | Artikel 4: Merkle trees |
| Bagaimana Anda dapat membuktikan sesuatu tanpa mengungkapkan apa pun? | Artikel 5: zero-knowledge proofs |
| Bagaimana kelima bagian tersebut menyatu dalam Zcash yang nyata? | Artikel 6: protokol terlindungi |
Anda kini memegang petanya. Sisa dari seri ini akan melengkapinya.
| Istilah | Makna dalam Bahasa Inggris Sederhana |
|---|---|
| Note | Unit nilai privat, setara dengan koin atau uang kertas pada Zcash |
| Note commitment | Segel kriptografis yang membuktikan keberadaan sebuah note tanpa mengungkapnya |
| Note commitment tree | Rekaman publik bersifat append-only dari semua note commitment |
| Nullifier | Penanda "telah digunakan" yang unik dan dipublikasikan saat sebuah note digunakan, untuk mencegah double-spend |
| Zero-knowledge proof | Sebuah proof bahwa suatu pernyataan adalah benar tanpa mengungkap apa pun selain kebenarannya |
| Shielding / deshielding | Memindahkan dana ke dalam / keluar dari dunia shielded yang privat |
| Viewing Key | Kunci yang memungkinkan pemilik untuk mendeteksi dan membaca note yang ditujukan kepada mereka |
Apakah Zcash selalu privat?
Tidak. Privasi berlaku pada dunia terlindungi (alamat z.../u...). Transaksi transparan (t...) bersifat publik, seperti Bitcoin.
Jika semuanya tersembunyi, apa yang mencegah seseorang mencetak uang gratis? zero-knowledge proof. Secara matematis, hal ini memaksa setiap output transaksi untuk didukung oleh input asli yang belum digunakan, sambil tetap menjaga kerahasiaan jumlahnya.
Apakah note yang sama dapat digunakan dua kali? Tidak. Menggunakan sebuah note akan mempublikasikan nullifier-nya; upaya kedua akan mempublikasikan nullifier yang identik, yang sudah berada di dalam wadah "telah digunakan", sehingga jaringan akan menolaknya.
Dapatkah pihak luar menghubungkan pengirim dengan penerima? Tidak. Commitment (kelahiran note) dan nullifier (kematian note) tidak dapat dicocokkan oleh siapa pun tanpa pengetahuan rahasia pemiliknya.
Jika nullifier dihitung hanya dari note, tanpa kunci rahasia, maka siapa pun dapat menghitungnya, sehingga merusak properti #1 (hanya pemilik yang dapat membelanjakan). Lebih buruk lagi, nullifier kini dapat diturunkan langsung dari informasi publik tentang note tersebut, yang dapat memungkinkan pengamat untuk menghubungkan kembali nullifier ke commitment-nya, merusak properti #3 dan secara diam-diam mengungkap privasi seluruh sistem. Kunci rahasia adalah apa yang membuat token void menjadi eksklusif milik Anda sekaligus tidak dapat ditelusuri hubungannya (unlinkable).
Artikel 1 . Field finit: sistem angka yang aneh dan indah di mana aritmetika "berputar kembali," dan alasan mengapa setiap bagian kriptografi dalam seri ini berada di sana. Kita akan mulai, seperti biasa, dengan intuisi, tanpa rumus sampai Anda layak mendapatkannya.
Bagian dari Zcash dari seri First Principles untuk ZecHub. Berlisensi CC BY-SA 4.0.