Merkle Proof

Apa Itu Merkle Proof?

Merkle Proof adalah bukti kriptografis yang menunjukkan bahwa satu data merupakan bagian dari kumpulan data yang lebih besar dan direpresentasikan oleh Merkle root.

Dalam kripto, Merkle Proof digunakan untuk memverifikasi transaksi, alamat wallet, saldo token, state akun, nilai penyimpanan, kelayakan airdrop, whitelist NFT, dan data blockchain lainnya.

Merkle Proof juga disebut Proof Merkle Tree karena membuktikan keanggotaan dalam Merkle tree.

Tujuan utama Merkle Proof adalah melakukan verifikasi secara efisien.

Alih-alih mengunduh atau menyimpan seluruh kumpulan data, verifier hanya memerlukan data yang dituju, daftar kecil hash terkait, dan Merkle root tepercaya.

Dokumentasi developer Bitcoin menjelaskan bahwa hash transaksi dipasangkan dan di-hash berulang kali hingga tersisa satu Merkle root di header blok.

Desain ini memungkinkan sistem blockchain membuktikan penyertaan data dengan cara yang ringkas dan aman.

Cara Kerja Merkle Proof

Merkle Proof bekerja dengan menyusun kembali jalur dari satu item data ke Merkle root.

Data tersebut pertama-tama di-hash menjadi leaf.

Proof kemudian menyediakan hash sibling yang diperlukan untuk bergerak ke atas melalui tree.

Verifier menggabungkan hash leaf dengan hash sibling pertama, lalu meng-hash hasilnya.

Verifier kemudian menggabungkan hasil tersebut dengan hash sibling berikutnya dan meng-hash-nya kembali.

Proses ini berlanjut hingga root akhir dihitung.

Jika root yang dihitung cocok dengan Merkle root tepercaya, proof tersebut valid.

Jika root yang dihitung tidak cocok, proof tersebut tidak valid.

Dengan demikian, Merkle Proof dapat memverifikasi satu item tanpa menampilkan setiap item lain dalam kumpulan data.

Mengapa Merkle Proof Penting dalam Kripto

Merkle Proof penting karena blockchain perlu memverifikasi kumpulan data besar tanpa mengharuskan setiap pengguna memproses seluruh data secara langsung.

Satu blok blockchain dapat mencakup banyak transaksi.

Airdrop smart contract dapat mencakup ribuan atau jutaan wallet yang memenuhi syarat.

Database state blockchain dapat mencakup akun, saldo, kode contract, dan nilai penyimpanan.

Merkle Proof membuat sistem ini lebih efisien dengan memungkinkan satu proof kecil memverifikasi satu entri tertentu.

Metode ini dapat mengurangi bandwidth, penyimpanan, dan gas fee on-chain.

Merkle Proof juga membantu light client, smart contract, bridge, rollup, dan aplikasi wallet memverifikasi data dengan lebih sedikit ketergantungan pada server pusat.

Merkle Root

Merkle root adalah hash akhir di bagian atas Merkle tree.

Merkle root berfungsi sebagai fingerprint ringkas untuk semua data di dalam tree.

Jika ada leaf yang berubah, hash di atasnya akan berubah dan Merkle root juga ikut berubah.

Hal ini membuat Merkle root berguna sebagai komitmen terhadap kumpulan data besar.

Root tidak mengungkapkan seluruh kumpulan data dengan sendirinya.

Root hanya memberikan titik acuan bagi verifier untuk memeriksa Merkle Proof.

Merkle Proof hanya bermakna jika verifier memercayai root tersebut atau dapat memverifikasi root melalui konsensus blockchain.

Contoh Merkle Proof

Bayangkan daftar airdrop yang berisi empat alamat wallet dan jumlah klaim.

Setiap catatan wallet dan jumlah di-hash menjadi leaf.

Leaf satu dan leaf dua di-hash bersama untuk membuat hash parent.

Leaf tiga dan leaf empat di-hash bersama untuk membuat hash parent lainnya.

Kedua hash parent tersebut kemudian di-hash bersama untuk membuat Merkle root.

Jika wallet satu ingin melakukan klaim, wallet tersebut mengirimkan alamat wallet, jumlah klaim, dan hash sibling yang diperlukan untuk menyusun kembali root.

Smart contract memverifikasi proof terhadap root yang tersimpan.

Jika proof cocok, contract mengetahui bahwa catatan klaim tersebut merupakan bagian dari kumpulan data asli.

Merkle Proof di Bitcoin

Bitcoin menggunakan Merkle tree untuk merangkum transaksi di setiap blok.

Setiap transaksi di-hash, dipasangkan dengan hash transaksi lain, lalu di-hash kembali hingga menghasilkan satu Merkle root.

Merkle root disimpan di header blok.

Wallet ringan dapat menggunakan Merkle Proof untuk memeriksa apakah transaksi dimasukkan ke dalam blok tanpa mengunduh setiap transaksi di blok tersebut.

Hal ini mendukung simplified payment verification, yang sering disebut SPV.

SPV tidak memberikan tingkat keamanan yang sama dengan menjalankan full node.

Namun, SPV memberi client ringan cara yang lebih efisien untuk memverifikasi penyertaan transaksi.

Merkle Proof di Ethereum

Ethereum menggunakan struktur data terautentikasi bergaya Merkle untuk memverifikasi data akun dan penyimpanan.

Dokumentasi Ethereum tentang Merkle Patricia Trie menjelaskan bahwa Ethereum menggunakan struktur trie yang terhubung melalui hash agar data state dapat diverifikasi secara kriptografis.

Proof Ethereum dapat menunjukkan bahwa akun, saldo, nonce, hash kode, atau nilai penyimpanan merupakan bagian dari state root tertentu.

Standar EIP-1186 eth_getProof menetapkan metode RPC untuk membuat Merkle Proof bagi akun dan nilai penyimpanan Ethereum.

Hal ini berguna ketika aplikasi ingin memverifikasi state blockchain tanpa begitu saja memercayai satu penyedia data.

Struktur Ethereum lebih kompleks daripada binary Merkle tree sederhana, tetapi konsep dasarnya tetap berupa proof terhadap root tepercaya.

Merkle Proof dalam Airdrop

Merkle Proof banyak digunakan dalam airdrop kripto.

Proyek dapat membuat daftar alamat wallet dan jumlah token yang memenuhi syarat.

Setiap entri menjadi leaf dalam Merkle tree.

Proyek menyimpan satu Merkle root di smart contract.

Saat pengguna mengklaim token, pengguna mengirimkan data klaim dan Merkle Proof.

Contract memeriksa apakah proof cocok dengan root yang tersimpan.

Metode ini menghindari keharusan menyimpan setiap alamat yang memenuhi syarat secara langsung di on-chain.

Metode ini juga membuat airdrop besar lebih murah dan skalabel.

Contract tetap harus melacak apakah pengguna sudah pernah melakukan klaim jika klaim hanya boleh dilakukan satu kali.

Merkle Proof dalam Whitelist NFT

Proyek NFT sering menggunakan Merkle Proof untuk whitelist, presale, dan akses mint lebih awal.

Alih-alih menyimpan setiap wallet yang disetujui di dalam contract, proyek menyimpan Merkle root.

Setiap wallet yang disetujui menerima proof yang menunjukkan bahwa wallet tersebut termasuk dalam kumpulan data whitelist.

Saat mint, smart contract memeriksa proof sebelum mengizinkan wallet melakukan mint.

Metode ini dapat mengurangi gas fee dan menjaga seluruh whitelist tetap off-chain.

Namun, pengguna tetap harus memastikan halaman mint resmi, alamat contract, dan instruksi klaim sebelum menandatangani apa pun.

Merkle Proof dalam Smart Contract

Smart contract dapat memverifikasi Merkle Proof secara langsung di on-chain.

Metode ini umum digunakan untuk airdrop, whitelist NFT, klaim reward, akses berbasis token, dan sistem whitelist.

Dokumentasi MerkleProof OpenZeppelin menyediakan utilitas Solidity untuk memverifikasi apakah leaf merupakan bagian dari Merkle tree yang ditentukan oleh sebuah root.

Contract biasanya menyimpan root dan memverifikasi proof yang dikirimkan pengguna saat klaim atau tindakan akses.

Metode ini lebih murah daripada menyimpan daftar besar alamat atau catatan secara on-chain.

Sistem proof harus dirancang dengan cermat karena encoding leaf, aturan pengurutan, dan fungsi hash harus benar-benar cocok.

Merkle Proof dan Light Client

Light client menggunakan metode verifikasi ringkas alih-alih mengunduh dan memvalidasi seluruh data blockchain.

Merkle Proof membantu light client memverifikasi transaksi atau nilai state tertentu terhadap header blok atau root tepercaya.

Metode ini dapat membuat wallet kripto lebih praktis digunakan pada perangkat seluler, browser, dan sistem dengan kapasitas penyimpanan terbatas.

Light client tidak sama dengan full node.

Full node memverifikasi lebih banyak aturan dan memproses lebih banyak data.

Light client menggunakan proof untuk mengurangi kebutuhan sumber daya dan tingkat kepercayaan, tetapi menerapkan model keamanan yang berbeda.

Merkle Proof dan Bridge

Bridge cross-chain dan sistem pesan dapat menggunakan Merkle Proof untuk memverifikasi bahwa suatu peristiwa, transaksi, atau nilai state terjadi di chain lain.

Contohnya, bridge mungkin perlu membuktikan bahwa token dikunci di satu jaringan sebelum merilis aset wrapped di jaringan lain.

Merkle Proof dapat membantu memverifikasi bahwa peristiwa tertentu merupakan bagian dari blok atau state root.

Namun, keberadaan Merkle Proof saja tidak membuat semua bridge aman.

Keamanan bridge juga bergantung pada desain validator, kode contract, asumsi oracle, aturan finalitas, dan cara root tepercaya ditetapkan.

Pengguna tidak boleh berasumsi bahwa Merkle Proof menghilangkan semua risiko bridge.

Merkle Proof dan Rollup

Rollup dan sistem scaling sering menggunakan komitmen kriptografis untuk merangkum banyak data transaksi atau state.

Merkle proof dapat membantu memverifikasi penyertaan, keluar, penarikan, atau transisi state, bergantung pada desain rollup.

Rollup dapat membuat komitmen terhadap batch transaksi atau pembaruan state menggunakan root yang nantinya dapat diperiksa.

Merkle Proof dapat menjadi bagian dari proses verifikasi ini.

Proof ini sering digabungkan dengan fraud proof, validity proof, sistem ketersediaan data, atau alat kriptografis lainnya.

Peran Merkle Proof secara spesifik bergantung pada desain scaling yang digunakan.

Merkle Proof vs. Merkle Tree

Merkle tree adalah keseluruhan struktur data berbasis hash.

Merkle Proof adalah sekumpulan kecil informasi yang digunakan untuk membuktikan bahwa satu leaf merupakan bagian dari tree tersebut.

Tree berisi semua leaf dan cabang.

Proof hanya berisi hash sibling yang diperlukan untuk satu jalur verifikasi.

Merkle root merepresentasikan seluruh tree.

Merkle Proof menghubungkan satu item dengan root tersebut.

Merkle Proof vs. Merkle Root

Merkle root adalah satu hash.

Merkle Proof adalah daftar hash dan data verifikasi terkait.

Root adalah komitmennya.

Proof adalah buktinya.

Root saja tidak membuktikan bahwa item tertentu termasuk di dalamnya.

Proof saja tidak dapat dipercaya tanpa root yang valid.

Keduanya diperlukan untuk memverifikasi keanggotaan.

Merkle Proof vs. Zero-Knowledge Proof

Merkle Proof membuktikan bahwa item tertentu termasuk dalam kumpulan data yang telah dikomitmenkan.

Zero-knowledge proof dapat membuktikan pernyataan yang lebih luas tanpa mengungkapkan informasi pribadi di balik pernyataan tersebut.

Merkle Proof biasanya lebih sederhana dan lebih murah untuk diverifikasi.

Zero-knowledge proof dapat mendukung kasus penggunaan privasi dan komputasi yang lebih canggih.

Kedua alat ini juga dapat digunakan bersama.

Contohnya, sirkuit zero-knowledge dapat membuktikan secara privat bahwa pengguna termasuk dalam Merkle tree tanpa mengungkapkan leaf mana yang terkait dengan pengguna tersebut.

Manfaat Merkle Proof

Manfaat pertama adalah efisiensi.

Verifier dapat memeriksa satu item tanpa mengunduh seluruh kumpulan data.

Manfaat kedua adalah biaya penyimpanan yang lebih rendah.

Smart contract dapat menyimpan satu root alih-alih ribuan catatan.

Manfaat ketiga adalah skalabilitas.

Kumpulan data besar dapat dikomitmenkan dengan root ringkas dan diverifikasi menggunakan proof kecil.

Manfaat keempat adalah integritas data.

Jika data atau proof diubah, root yang dihitung tidak akan cocok.

Manfaat kelima adalah privasi parsial.

Pengguna dapat membuktikan penyertaan tanpa mengungkapkan seluruh kumpulan data.

Risiko dan Keterbatasan Merkle Proof

Risiko pertama adalah memercayai root yang salah.

Merkle Proof hanya membuktikan penyertaan dalam kumpulan data yang direpresentasikan oleh root tertentu.

Jika root tersebut palsu, kedaluwarsa, atau berbahaya, proof dapat menyesatkan.

Risiko kedua adalah encoding leaf yang keliru.

Jika alamat wallet, jumlah, ID token, atau data klaim di-encode secara keliru, verifikasi proof dapat gagal atau berperilaku tidak sesuai harapan.

Risiko ketiga adalah kesalahan pengurutan.

Beberapa Merkle tree mengurutkan pasangan sebelum hashing, sementara yang lain bergantung pada urutan kiri-kanan.

Risiko keempat adalah replay atau klaim ganda.

Sistem klaim harus melacak proof yang telah digunakan atau alamat yang sudah mengklaim jika setiap pengguna hanya boleh melakukan klaim satu kali.

Risiko kelima adalah phishing.

Scammer dapat membuat halaman klaim palsu yang meniru sistem Merkle Proof, tetapi meminta pengguna menandatangani transaksi berbahaya.

Cara Memverifikasi Merkle Proof

Mulailah dengan memastikan Merkle root tepercaya.

Kemudian, pastikan data leaf, seperti alamat wallet, jumlah, ID token, atau hash transaksi.

Hash leaf menggunakan metode yang sama dengan yang digunakan untuk membuat tree asli.

Gabungkan hash leaf dengan setiap hash sibling dalam proof.

Hash setiap pasangan dengan urutan yang benar.

Ulangi proses ini hingga satu root akhir dihitung.

Bandingkan root yang dihitung dengan root tepercaya.

Jika kedua root cocok, proof tersebut valid.

Jika kedua root tidak cocok, proof tersebut tidak valid.

Kesalahpahaman Umum tentang Merkle Proof

Salah satu kesalahpahaman umum adalah bahwa Merkle Proof membuktikan bahwa suatu proyek sah.

Proof ini hanya membuktikan bahwa data termasuk dalam kumpulan data yang direpresentasikan oleh suatu root.

Kesalahpahaman lainnya adalah bahwa Merkle Proof mengungkapkan seluruh kumpulan data.

Biasanya, proof hanya mengungkapkan leaf yang dituju dan hash sibling yang diperlukan untuk verifikasi.

Kesalahpahaman ketiga adalah bahwa semua Merkle Proof menggunakan format yang sama.

Sistem yang berbeda dapat menggunakan fungsi hash, bentuk tree, metode encoding, dan aturan pengurutan yang berbeda.

Kesalahpahaman keempat adalah bahwa Merkle Proof hanya digunakan untuk transaksi.

Proof ini juga dapat memverifikasi airdrop, whitelist NFT, nilai penyimpanan, state akun, peristiwa bridge, data rollup, dan klaim identitas digital.

FAQ

Apa itu Merkle Proof?

Merkle Proof adalah bukti kriptografis yang menunjukkan bahwa item data tertentu merupakan bagian dari kumpulan data yang lebih besar dan direpresentasikan oleh Merkle root.

Apakah Merkle Proof sama dengan Proof Merkle Tree?

Ya. Merkle Proof dan Proof Merkle Tree biasanya merujuk pada konsep yang sama.

Apa itu Merkle root?

Merkle root adalah hash akhir di bagian atas Merkle tree dan berfungsi sebagai komitmen ringkas terhadap seluruh kumpulan data.

Bagaimana Merkle Proof memverifikasi data?

Merkle Proof menggunakan leaf yang dituju dan hash sibling untuk menyusun kembali root, lalu membandingkannya dengan Merkle root tepercaya.

Mengapa Merkle Proof digunakan dalam airdrop?

Merkle Proof memungkinkan smart contract memverifikasi kelayakan klaim tanpa menyimpan setiap wallet dan jumlah yang memenuhi syarat secara langsung di on-chain.

Mengapa Merkle Proof digunakan dalam whitelist NFT?

Merkle Proof memungkinkan contract NFT memverifikasi bahwa wallet disetujui untuk mint tanpa menyimpan seluruh whitelist secara on-chain.

Apakah Merkle Proof bersifat privat?

Merkle Proof menawarkan privasi parsial karena seluruh kumpulan data tidak perlu diungkapkan, tetapi leaf yang dituju dan data proof mungkin tetap terlihat.

Bisakah Merkle Proof dipalsukan?

Proof palsu seharusnya gagal jika verifier menggunakan root, fungsi hash, encoding leaf, dan urutan proof yang benar.

Apakah Merkle Proof sama dengan zero-knowledge proof?

Tidak. Merkle Proof membuktikan penyertaan data dalam kumpulan yang telah dikomitmenkan, sedangkan zero-knowledge proof dapat membuktikan pernyataan yang lebih luas tanpa mengungkapkan input pribadi.

Apa yang perlu diperiksa pengguna sebelum menggunakan halaman klaim Merkle Proof?

Pengguna perlu memverifikasi situs web resmi, alamat contract, Merkle root, prompt wallet, aturan klaim, dan detail transaksi.

Kesimpulan

Merkle Proof adalah alat verifikasi inti dalam kripto yang membuktikan bahwa satu item data termasuk dalam kumpulan data yang lebih besar.

Merkle Proof menghubungkan leaf dengan Merkle root tepercaya melalui sejumlah kecil hash sibling.

Hal ini membuat verifikasi lebih cepat, murah, dan skalabel daripada memeriksa seluruh kumpulan data secara langsung.

Merkle Proof digunakan dalam verifikasi transaksi Bitcoin, proof state Ethereum, airdrop, whitelist NFT, smart contract, light client, bridge, dan sistem rollup.

Konsep ini sangat bermanfaat karena menggabungkan data ringkas, hashing kriptografis, dan integritas yang dapat diverifikasi.

Namun, keandalan Merkle Proof bergantung pada root, konstruksi tree, fungsi hash, aturan encoding, dan kode verifikasi yang mendasarinya.

Pengguna juga harus waspada terhadap halaman phishing dan sistem klaim palsu.

Jika diterapkan dengan benar, Merkle Proof membantu membuat sistem kripto lebih efisien, transparan, dan memerlukan lebih sedikit kepercayaan.