Apa itu Merkle tree dan bagaimana peran Merkle tree dalam Proof of Reserves?

Dalam dunia blockchain dan cryptocurrency, pemahaman mengenai mekanisme fundamental yang menjamin integritas dan keamanan data sangatlah krusial. Dua konsep inti—Merkle tree (termasuk pengembangan lanjutannya, Verkle tree) dan Proof of Reserves—memiliki fungsi penting dalam menjaga transparansi serta kepercayaan pada sistem terdesentralisasi. Artikel ini mengulas kedua konsep tersebut secara komprehensif, membahas bagaimana keduanya saling mendukung untuk menghadirkan bukti kepemilikan aset yang dapat diverifikasi di platform cryptocurrency.

Apa itu "hash"?

Hash merupakan elemen utama dalam teknologi blockchain. Hash adalah rangkaian unik dan tetap dari kombinasi angka dan huruf yang dihasilkan oleh kumpulan data dengan panjang dan ukuran berapa saja. Dalam ekosistem blockchain, kumpulan data ini secara teori bisa tidak terbatas, sehingga hash menjadi sangat fleksibel untuk mengamankan informasi.

Proses tersebut bekerja melalui fungsi hash kriptografi yang mengubah data masukan menjadi deretan karakter berdurasi tetap. Saat blok baru ditambahkan ke blockchain, blok tersebut secara kriptografi dihubungkan ke blok sebelumnya melalui fungsi hash ini. Fungsi tersebut mengubah data transaksi dari sebuah blok menjadi string unik—hash—yang tidak dapat diubah tanpa juga mengubah hash blok sebelumnya dan, pada akhirnya, seluruh sejarah blockchain.

Salah satu karakteristik utama hash adalah tingkat sensitivitasnya terhadap perubahan. Jika bagian mana pun dari data diubah, sekecil apa pun, maka hash akan berubah total. Transformasi satu arah ini memastikan bahwa begitu data diubah menjadi hash, data tersebut tidak dapat dikembalikan ke bentuk aslinya. Inilah alasan blockchain disebut sebagai sistem "kriptografi" dan mengapa data tetap aman dari upaya dekripsi.

Fungsi hash kriptografi merupakan dasar yang membuat blockchain tidak dapat diubah dan tahan manipulasi. Setiap blok terikat erat dengan blok-blok sebelumnya dan sesudahnya, membentuk rantai informasi yang tidak terputus. Dalam praktiknya, Transaction Hash (Tx Hash) menjadi identifikasi unik yang dihasilkan oleh transaksi cryptocurrency, membuktikan bahwa transaksi telah tervalidasi dan tercatat di blockchain.

Apa itu Merkle Tree?

Merkle Tree, yang dipatenkan oleh Ralph Merkle pada tahun 1979, adalah struktur "pohon" hash yang merevolusi metode verifikasi data dalam sistem terdistribusi. Struktur data inovatif ini—termasuk pengembangan lanjutannya, Verkle tree—menyelesaikan tantangan utama dalam jaringan peer-to-peer terdesentralisasi: bagaimana memverifikasi konsistensi transaksi secara efisien di seluruh jaringan partisipan.

Tanpa fungsi hash transaksi seperti Merkle tree atau Verkle tree, jaringan harus terus-menerus memvalidasi semua transaksi di blockchain, suatu proses yang sangat tidak efisien dan tidak praktis jika blockchain bertambah besar. Untuk ilustrasi, bayangkan menjalankan usaha toko es krim. Ketika menghitung total laba rugi bulan Januari dengan cara manual, jika ditemukan kesalahan input pada tanggal 5 Januari, Anda harus menghitung ulang seluruh entri berikutnya hingga akhir bulan—proses yang sangat melelahkan dan tidak efisien.

Fungsi hash kriptografi, dalam analogi ini, mirip dengan perangkat lunak akuntansi atau Excel, di mana perubahan pada data otomatis mengubah total secara real time tanpa perlu penyesuaian manual pada seluruh buku saldo. Namun, yang berubah bukanlah angka total, melainkan transaction hash (Tx Hash) yang berubah menjadi rangkaian acak baru untuk merefleksikan perubahan transaksi pada blockchain.

Merkle tree dan pengembangannya seperti Verkle tree bekerja seperti generator password canggih, mengubah data menjadi rangkaian acak alfanumerik (hash) yang terhubung ke transaksi terkait di blockchain. Hasilnya adalah struktur "pohon" hash yang hierarkis. Keunggulan Merkle tree dan Verkle tree terletak pada kemampuannya memverifikasi data secara instan yang dikirim antar komputer dalam jaringan peer-to-peer, memastikan blok yang dikirim antar rekan diterima utuh dan tidak rusak.

Struktur Merkle tree terdiri dari leaf node (daun), yakni hash yang mewakili blok data, seperti transaksi individual pada blockchain. Node di bagian atas pohon berisi hash dari anak-anaknya. Sebagai contoh, Hash 1 adalah gabungan dua hash di bawahnya: Hash 1 = Hash (hash 1-0 + Hash 1-1). Struktur hierarkis ini berlanjut ke atas hingga mencapai bagian teratas, yaitu Top Hash (root).

Top Hash sangatlah penting karena memungkinkan bagian mana pun dari pohon hash diterima dari sumber yang tidak terpercaya, seperti jaringan peer-to-peer. Saat transaksi baru terjadi di blockchain, transaksi tersebut dapat diverifikasi dengan membandingkan hash-nya terhadap Top Hash yang terpercaya, sehingga dapat diketahui apakah hash telah dirusak atau dipalsukan oleh pihak yang tidak bertanggung jawab. Alih-alih mengirim seluruh file, sistem hanya perlu mengirim hash file dan memverifikasinya terhadap Top Hash untuk memastikan keutuhannya. Mekanisme ini menjadi ciri utama cryptocurrency sebagai sistem "trustless", di mana verifikasi tidak memerlukan kepercayaan kepada otoritas pusat. Verkle tree meningkatkan efisiensi verifikasi dengan memperkecil ukuran bukti dan mempercepat prosesnya.

Apa itu Proof of Reserves?

Pada praktik akuntansi keuangan konvensional, sistem pencatatan berupa buku besar, catatan, dan neraca diaudit oleh pihak ketiga. Jika ditemukan perbedaan, harus ditindaklanjuti hingga auditor menyetujui pembukuan. Namun, platform terdesentralisasi berjalan tanpa auditor eksternal atau campur tangan manusia dalam menyeimbangkan transaksi, sehingga muncul tantangan terkait kepercayaan dan transparansi.

Bagi pengguna yang melakukan deposit crypto di platform perdagangan, muncul pertanyaan utama: Bagaimana memastikan deposit Anda masih tersimpan beberapa hari, bulan, atau tahun kemudian? Bagaimana Anda yakin platform tidak memanfaatkan dana Anda untuk tujuan lain? Walaupun blockchain explorer tersedia, sejarah membuktikan bahwa transparansi mereka belum sepenuhnya mampu mencegah tindakan pelaku buruk.

Untuk mengatasi kekhawatiran pengguna terkait dana crypto yang dikelola platform terpusat, banyak bursa terkemuka meluncurkan protokol Proof of Reserves. Proof of Reserves adalah laporan menyeluruh tentang aset kripto yang memastikan kustodian benar-benar memegang aset seperti yang diklaim atas nama pengguna.

Penerapannya menggunakan Merkle tree (hash tree) dan pengembangan lanjutannya seperti Verkle tree, untuk membuktikan klaim tersebut dengan dua metode utama. Pertama, pengguna dapat menemukan saldo mereka di pohon dan membuktikan bahwa asetnya tercatat dalam saldo total platform. Ini memungkinkan verifikasi personal atas deposit spesifik mereka. Kedua, saldo total platform dibandingkan dengan saldo wallet on-chain yang dipublikasikan untuk membuktikan Proof of Reserves secara sistem.

Dengan memanfaatkan Merkle tree dan Verkle tree untuk menampilkan data transaksi yang tidak dapat diubah serta membuktikan integritas data melalui mekanisme hash kriptografi, pengguna dapat merasa yakin bahwa aset mereka disimpan secara 1:1. Artinya, setiap unit cryptocurrency yang tercatat dalam akun pengguna benar-benar tersedia dan disimpan sebagai cadangan oleh platform.

Kesimpulan

Merkle tree, Verkle tree, dan Proof of Reserves merupakan terobosan penting dalam keamanan dan transparansi cryptocurrency. Hash menyediakan keamanan kriptografi yang mendasari blockchain sehingga tidak dapat diubah dan tahan manipulasi, sementara Merkle tree dan pengembangannya seperti Verkle tree menawarkan verifikasi efisien atas integritas data di jaringan terdistribusi tanpa validasi terus-menerus atas setiap transaksi. Di atas fondasi ini, protokol Proof of Reserves memberikan jaminan yang dapat diverifikasi kepada pengguna bahwa platform perdagangan benar-benar memegang aset yang diklaim atas nama mereka. Ketiga mekanisme ini mengatasi masalah mendasar dalam kepercayaan di keuangan terdesentralisasi, mengubah platform crypto dari sistem yang menuntut kepercayaan penuh menjadi ekosistem transparan dan dapat diverifikasi, di mana pengguna dapat memastikan sendiri keamanan dan ketersediaan asetnya. Seiring industri cryptocurrency terus berkembang, mekanisme transparansi seperti ini semakin esensial untuk membangun dan memelihara kepercayaan pengguna pada platform aset digital.

FAQ

Apa itu Verkle tree?

Verkle tree adalah struktur data blockchain tingkat lanjut yang mengelola dan memverifikasi data transaksi dalam jumlah besar secara efisien. Verkle tree mengoptimalkan Merkle tree dengan menyediakan skalabilitas dan keamanan yang lebih tinggi bagi jaringan blockchain.

Apa perbedaan Merkle tree dan Verkle tree?

Merkle tree memastikan integritas data, sedangkan Verkle tree meningkatkan skalabilitas blockchain dengan mengurangi kebutuhan komputasi dan ruang penyimpanan.

Apa sebutan lain dari hash tree?

Hash tree juga dikenal sebagai Merkle tree. Ini adalah struktur data yang memungkinkan verifikasi efisien atas kumpulan data besar.

Untuk apa Merkle tree digunakan?

Merkle tree digunakan untuk verifikasi data secara efisien pada kumpulan data besar, menjaga integritas data di jaringan blockchain, serta mengoptimalkan sinkronisasi data pada sistem terdistribusi.