‹ Daftar slidePertemuan 6: Kriptografi dan Penerapannya pada Blockchain
RPS minggu 6 · 2x50 menit
Kriptografi & Penerapannya pada Blockchain
Dasar Teknologi Finansial & Mata Uang Kripto — Magister Manajemen FEB UNDIP
Peta Pembelajaran Hari Ini
Sub-CPMK 6: menjelaskan prinsip kriptografi yang mendasari keamanan dan integritas blockchain. Empat indikator yang harus Anda kuasai sebelum keluar kelas.
Jam ke-1 (50 menit)
Symmetric vs asymmetric cryptography; AES & ChaCha20
Public Key Infrastructure (PKI) vs trustless blockchain
Hash function & tiga properti resistance (preimage, second-preimage, collision)
Jam ke-2 (50 menit)
Digital signature: ECDSA, EdDSA, Schnorr, BLS
Address Bitcoin & Ethereum dari key pair
Merkle tree & zero-knowledge proof (zk-SNARK)
Posisi dalam alur 14 pertemuan: jembatan matematis antara blockchain fundamental (P5) dan smart contract (P7) → Bitcoin/Ethereum (P9-P10).
Mengapa Private Key Adalah Uang Itu Sendiri
Chainalysis memperkirakan ~20% Bitcoin (~4 juta BTC) hilang permanen karena private key hilang (dihedge ~). Nilai pasarnya ratusan miliar USD.
BTC Hilang Permanen
~4 juta BTC
~20% dari supply 21 juta (Chainalysis, dihedge ~) — tidak ada customer service untuk reset
Nilai Pasar (ilustratif)
~USD 200+ M
Pada BTC ~USD 50-60 ribu (dihedge ~); uang yang tidak bisa diakses siapa pun selamanya
Pertanyaan pemantik: kalau private key hilang, kenapa tidak bisa di-reset seperti password bank? Apa konsekuensi manajerial untuk custody institusi?
Bagian 1 · 1/4
Dasar Kriptografi
Diskusi kelas: apakah "enkripsi" WhatsApp (symmetric) sama dengan "enkripsi" transaksi Bitcoin? Mengapa berbeda?
Symmetric vs Asymmetric Cryptography
Dua keluarga cryptography dengan trade-off berbeda — blockchain memakai asymmetric untuk identitas, symmetric untuk enkripsi data.
Symmetric (1 kunci)
Satu key untuk enkripsi & dekripsi (AES, ChaCha20)
Cepat — cocok untuk data besar
Tantangan: distribusi key antar-pihak
Contoh: WhatsApp (Signal), TLS data flow, file vault
Asymmetric (sepasang key)
Public key & private key (RSA, ECC)
Lambat — untuk key exchange & signature
Solve distribusi: public key boleh dibagikan
Blockchain pakai asymmetric untuk signature transaksi
Hybrid modern: asymmetric (X3DH) untuk handshake sesi, symmetric (Signal/AES-GCM) untuk pesan/data. Bitcoin: asymmetric (ECDSA secp256k1) untuk tanda tangan transaksi.
Evolusi Cipher: Caesar → AES → ChaCha20
Komputasi naik → cipher harus kuat. DES 56-bit di-brute force 1998 (EFF Deep Crack, 22 jam); AES-256 dianggap aman bahkan dari quantum attack.
Era
Cipher
Status
Romawi (~50 SM)
Caesar (substitusi sederhana)
Tidak aman — frequency analysis
WWII (1940-an)
Enigma (rotor mekanis)
Dipecahkan Turing/Bletchley Park
1977
DES (56-bit, NIST)
Deprecated — di-brute force 1998
2001
AES-128/192/256 (FIPS 197)
Standar global, aman hingga 2030+
2008+
ChaCha20 (stream cipher)
Mobile-friendly, TLS modern, WireGuard VPN
Quantum: algoritma Grover memangkas brute-force ke 2^(n/2) operasi. AES-256 → 128-bit efektif pasca-quantum. AES-128 jadi 64-bit → rentan.
Public Key Infrastructure (PKI) vs Trustless Blockchain
Dua model trust berbeda: PKI hierarchical (browser, bank) vs blockchain trustless (math verifies).
PKI (Hierarchical)
Certificate Authority (CA) issue sertifikat
Mengikat public key ke identitas (domain, org)
Browser trust CA root; verifikasi chain
TLS/HTTPS, e-KTP digital, bank login
Recovery via CA revoke
Blockchain (Trustless)
Public key = identitas pseudonim (address)
Tidak butuh CA — trust via math
Verifikasi oleh ribuan node independen
Bitcoin, Ethereum, hyperledger identity
Tidak ada recovery — private key hilang = hilang
Trade-off: PKI punya recovery (revoke cert), tapi single-point-of-failure (CA compromise). Blockchain no-recovery, tapi tanpa SPOF.
HDN-1: AES-256 Brute Force — Kenapa Aman Secara Fisik
Hash function cryptographic memiliki avalanche effect: satu bit berubah di input → ~50% bit output berubah. Coba sendiri.
Pelajaran: ubah 1 karakter di input (mis. "blockchain" → "Blockchain") → hash SHA-256 berubah total. Inilah yang membuat modifikasi transaksi blockchain langsung terdeteksi.
SHA-256, Keccak-256, BLAKE2 — Pilihan Chain
Setiap blockchain memilih hash function berdasarkan trade-off keamanan, kecepatan, dan ekosistem.
Skenario: Birthday paradox — untuk hash n-bit, collision ditemukan setelah ~2^(n/2) operasi (akar kuadrat). SHA-256 = 256-bit.
Langkah
Perhitungan
Nilai
1. SHA-256
n = 256 bit
2²⁵⁶ kemungkinan output
2. Birthday bound
2^(256/2)
= 2¹²⁸ ≈ 3,4 × 10³⁸ operasi
3. Komputer eksaflop
10¹⁸ hash/s
supercomputer kelas Frontier
4. Waktu collision
3,4 × 10³⁸ ÷ 10¹⁸
= 3,4 × 10²⁰ detik
5. Konversi tahun
3,4 × 10²⁰ ÷ (3,15 × 10⁷)
≈ 1,1 × 10¹³ tahun
6. Rasio vs umur alam semesta
1,1 × 10¹³ ÷ 1,4 × 10¹⁰
≈ 800 × umur alam semesta
Kesimpulan
Collision mustahil
SHA-256 collision-resistant secara fisik — butuh ~10³ kali umur alam semesta bahkan dengan supercomputer terbaik 2024.
Bagian 3 · 3/4
Digital Signature
Diskusi kelas: apa beda tanda tangan digital dengan scan tanda tangan basah di PDF kontrak?
ECDSA: Tanda Tangan Digital Elliptic Curve
ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm): tanda tangan digital berbasis elliptic curve cryptography. Bitcoin & Ethereum pra-Merge pakai ECDSA over kurva secp256k1.
ECDSA tidak mengenkripsi transaksi — ia membuktikan otorisasi. Setiap transaksi Bitcoin = pesan + signature; node verifikasi signature dengan public key pengirim.
EdDSA, Schnorr, BLS — Evolusi Signature
Setelah ECDSA, muncul varian signature dengan properti tambahan: determinism, aggregation, dan efisiensi.
Algoritma
Karakter
Dipakai oleh
ECDSA secp256k1
Standar Bitcoin & Ethereum pra-Merge
Bitcoin, Ethereum pra-Merge
EdDSA (Ed25519)
Deterministic, cepat, tahan side-channel
Solana, Cardano, Tezos, Signal
Schnorr (BIP-340)
Multi-sig aggregated, lebih private
Bitcoin via Taproot (aktif Nov 2021)
BLS signature
Aggregatable, efisien untuk validator set besar
Ethereum PoS, Dfinity, Chainlink
Taproot upgrade Bitcoin (BIP 340-342, aktif November 2021) membawa Schnorr signature → multi-sig aggregated, privasi lebih baik, fee lebih rendah untuk smart contract sederhana.
Mini-Kasus: Address Bitcoin & Ethereum dari Key Pair
Address adalah derivasi satu arah dari public key. Dari address tidak bisa balik ke public key (preimage); dari public key sangat sulit balik ke private key (ECDLP).
Langkah
Bitcoin
Ethereum
1. Private key
256-bit random
256-bit random
2. Public key
ECDSA secp256k1
ECDSA secp256k1
3. Hash
SHA-256 → RIPEMD-160
Keccak-256
4. Address format
Base58Check → 1xxx / 3xxx / bc1...
20 byte terakhir → 0x...
5. Contoh
bc1qxy2k... (bech32)
0x7d655... (40 hex char)
Exchange RI seperti Indodax, Tokocrypto, Pintu, Pluang mengelola jutaan address — private key di-HSM atau MPC-Thresheld untuk custody institusi.
Bagian 4 · 4/4
Merkle Tree & Zero-Knowledge Proof
Diskusi kelas: bagaimana membuktikan Anda tahu password tanpa membocorkannya? Apa aplikasinya di blockchain privasi?
Merkle Tree & Zero-Knowledge Proof (zk-SNARK)
Dua inovasi cryptographic yang memungkinkan blockchain skala dan privasi.
ECDSA secp256k1 · EdDSA/Schnorr/BLS · Merkle tree · zk-SNARK
Tiga lensa ini (dasar · hash · signature) adalah DNA blockchain — pegang sepanjang P7-P14.
Persiapan P7: baca Szabo (1997) sekilas; bawa satu ide smart contract use case untuk FinTech RI (escrow, parametric insurance, atau tokenisasi). Kuis 10 menit di awal P7.