Blockchain, Edukasi
ZK-SNARK vs ZK-STARK untuk Masa Depan Teknologi Blockchain, Mana Lebih Unggul?
Nov
Volubit.id — Teknologi zero-knowledge proofs (zk-proofs) semakin menjadi sorotan dalam industri blockchain. Gagasan ini sebenarnya sederhana tetapi sangat revolusioner, yakni membuktikan kebenaran suatu informasi tanpa harus mengungkapkan detail informasinya.
Zero-knowledge proofs adalah teknologi yang memungkinkan blockchain untuk memberikan bukti saat mengetahui suatu informasi tanpa mengungkap isi informasinya. Dalam konteks blockchain, pendekatan ini membuka peluang besar untuk menghadirkan privasi tanpa kehilangan transparansi dan verifikasi publik.
Dengan zk-proofs, pengguna hanya perlu membagikan bukti kriptografis, bukan datanya. Hal ini mengurangi risiko kebocoran data serta meningkatkan kecepatan verifikasi karena bukti bersifat ringkas.
Zk-proofs kini dipandang sebagai jalan keluar dari dua persoalan utama blockchain, yakni:
1. Skalabilitas lebih tinggi
Teknologi ini memungkinkan satu pihak melakukan komputasi berat, sementara pihak lain cukup memverifikasi bukti, yang membuat proses di jaringan lebih efisien.
2. Privasi lebih kuat
Informasi sensitif seperti saldo atau identitas tidak perlu dipublikasi. Sistem hanya memverifikasi kebenarannya tanpa mengungkap detailnya.
Di tengah meningkatnya kebutuhan privasi dan skalabilitas, dua bentuk utama zk-proofs, yakni zk-SNARK dan zk-STARK, kini menjadi fondasi berbagai solusi blockchain modern. Keduanya menawarkan mekanisme pembuktian yang aman, efisien, dan mampu menangani volume transaksi jauh lebih besar dibanding sistem blockchain tradisional.
Mengenal zk-SNARK
zk-SNARK adalah singkatan dari Zero-Knowledge Succinct Non-interactive Argument of Knowledge. Teknologi ini terkenal karena ukurannya yang sangat kecil, hanya sekitar 288 byte, serta kecepatan verifikasi yang tinggi.
Sistem pembuktian zk-SNARK berjalan melalui tiga tahap utama:
- Trusted Setup: Proses awal untuk menghasilkan dua kunci, yakni proving key dan verification key, yang digunakan untuk membuat dan memverifikasi bukti
- Proof Creation: Pihak pembukti menghasilkan bukti menggunakan input public dan private tanpa mengungkapkan data sensitif
- Verification: Verifier memeriksa bukti dan mengambil keputusan apakah bukti valid atau tidak
Keunggulan zk-SNARK terletak pada ringkasnya ukuran bukti dan kecepatan verifikasi yang stabil, sehingga cocok untuk zk-rollup pada blockchain besar seperti Ethereum. Namun, kelemahannya adalah kebutuhan trusted setup, tahap awal yang jika disusupi, dapat membahayakan keamanan jangka panjang.
Mengenal zk-STARK
Sementara itu, zk-STARK merupakan singkatan dari Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge, yang menawarkan keunggulan berbeda. Teknologi ini tidak membutuhkan trusted setup sehingga dianggap lebih aman dan transparan.
zk-STARK juga menggunakan publicly verifiable randomness, yang membuat parameter sistem dapat diverifikasi publik tanpa risiko manipulasi. Namun, zk-STARK memiliki ukuran proof lebih besar sehingga biaya verifikasinya lebih tinggi.
Keunggulan zk-STARK, di antaranya:
- Tidak memerlukan trusted setup
- Lebih transparan
- Tahan terhadap serangan komputer kuantum
- Lebih skalabel untuk data besar
Perbandingan zk-SNARK dan zk-STARK
Dalam dunia zero-knowledge proofs, dua teknologi yang paling banyak digunakan adalah zk-SNARK dan zk-STARK. Keduanya mengusung tujuan serupa, yakni memungkinkan pembuktian tanpa mengungkap data, namun perbedaan struktur dan mekanisme membuat keduanya memiliki karakteristik yang berbeda secara signifikan.
1. Trusted Setup
zk-SNARK membutuhkan trusted setup di tahap awal. Artinya, ada proses pembuatan parameter kriptografis yang harus dipercaya oleh seluruh pengguna. Jika proses awal ini terganggu atau disusupi, maka seluruh sistem berpotensi dirusak.
Sementara zk-STARK tidak memerlukan trusted setup sama sekali. Parameter sistem dihasilkan melalui publicly verifiable randomness, sehingga lebih aman dan transparan.
2. Ukuran Proofs
Ukuran proofs zk-SNARK sangat kecil dan ringkas, hingga hanya ratusan byte. Sedangkan proofs yang dihasilkan zk-STARK jauh lebih besar sehingga memerlukan ruang dan waktu lebih banyak untuk verifikasi.
3. Transparansi
Tingkat transparansi zk-SNARK lebih rendah karena bergantung pada proses setup tertutup. Sementara zk-STARK memiliki transparansi tinggi karena semua parameter dapat diverifikasi publik tanpa bergantung pada pihak tertentu.
4. Ketahanan terhadap Ancaman Kuantum
zk-SNARK lebih rentan terhadap serangan komputer kuantum di masa depan. Sedangkan zk-STARK secara desain dianggap tahan terhadap ancaman kuantum, sehingga lebih siap untuk perkembangan teknologi jangka panjang.
5. Skalabilitas
zk-SNARK skalabilitasnya baik, terutama karena ukuran bukti kecil dan verifikasi cepat. Namun, zk-STARK dinilai lebih unggul untuk aplikasi berskala besar, terutama yang melibatkan data dan perhitungan kompleks.
Dalam pengujian yang dipublikasikan di whitepaper STARK, terlihat perbedaan signifikan antara kedua teknologi tersebut ketika kompleksitas bukti meningkat. Pada zk-SNARK, waktu komputasi melonjak tajam seiring bertambahnya kompleksitas, sedangkan pada zk-STARK, kenaikan waktu komputasi jauh lebih kecil dan relatif stabil.
Temuan ini menunjukkan bahwa zk-STARK memiliki potensi besar untuk diterapkan pada aplikasi berskala besar, seperti sistem keuangan, rollup L2, perdagangan derivatif, maupun layanan blockchain dengan volume transaksi tinggi.
Penerapan Nyata di Industri Blockchain
Aplikasi zk-STARK:
- Mengurangi biaya gas dan meningkatkan throughput transaksi di StarkEx (StarkWare)
- Menghadirkan perdagangan leverage yang privat dan hemat biaya di platform DEX dYdX
- Solusi NFT yang cepat, skalabel, dan tanpa gas dalam jaringan Immutable X
Aplikasi zk-SNARK:
- zk-rollup seperti Polygon Hermez dan zkSync untuk meningkatkan skalabilitas Ethereum
- Transaksi privat pada Z-Cash dan Tornado Cash
- Proteksi identitas melalui protokol seperti zk-creds.
Mana yang Lebih Unggul?
Secara keseluruhan, zk-STARK terlihat lebih unggul dalam skala besar, transparansi, dan keamanan jangka panjang. Namun, zk-SNARK tetap diminati karena ukuran proofs lebih kecil dan biaya gas lebih rendah, yang diperkirakan sekitar 24% lebih hemat gas dibanding STARK untuk transaksi tertentu.
Sementara itu, zk-STARK masih tergolong teknologi baru dan membutuhkan waktu lebih lama untuk diadopsi luas oleh para pengembang.
