Figure 1. Ilustrasi Homomorphic Encryption
(Sumber: Chainlink Education Hub, 2025)

Bayangkan kamu ingin meminta AI menghitung data medis paling sensitif milikmu tanpa pernah mengetahui isi datanya. Atau membiarkan server cloud menjalankan analisis finansial tanpa menyentuh satu pun angka mentah di dalamnya. Mungkin terdengar seperti sihir, tapi inilah yang dilakukan oleh Homomorphic Encryption (HE): sebuah teknik enkripsi yang memungkinkan sistem memproses data tanpa perlu membukanya terlebih dahulu.

Di dunia di mana AI dan cloud memerlukan jutaan data sensitif, Homomorphic Encryption hadir sebagai jembatan antara dua kebutuhan: privasi total dan fungsi penuh.

Ketika Enkripsi Tidak Cukup Lagi

Model enkripsi tradisional bekerja seperti brankas: selama data terkunci, ia aman.
Namun, begitu data ingin diproses banyak kendala seperti brankas harus dibuka, data terlihat, risiko kebocoran meningkat.

Inilah celah besar dalam keamanan digital modern. Kita ingin server melakukan perhitungan, tetapi tidak ingin mereka “melihat” data mentah. Homomorphic Encryption menyelesaikan paradoks ini. Ia memungkinkan data tetap terkunci dari awal hingga akhir bahkan ketika sedang dihitung.

Apa Itu Homomorphic Encryption?

Homomorphic Encryption (HE) adalah teknik kriptografi yang memungkinkan operasi matematika dilakukan langsung pada ciphertext, bukan plaintext. Hasilnya? Setelah didekripsi, output dari perhitungan terenkripsi identik dengan perhitungan pada data asli. Inilah yang menjadikan HE revolusioner. Komputasi tetap valid tanpa membuka rahasia di dalam data.

Figure 2. Cara kerja Microsoft SEAL dalam komputasi cloud terenkripsi (https://www.microsoft.com/en-us/research/project/microsoft-seal/)

Gambar di atas menggambarkan konsep komputasi cloud modern: server hanya melihat ciphertext dan tidak memiliki kunci untuk mendekripsi. Perhitungan dilakukan sepenuhnya di ruang terenkripsi, sementara hasilnya baru dapat dibuka oleh pemilik kunci di sisi pengguna.

Jenis-Jenis Homomorphic Encryption

Dalam praktiknya, terdapat beberapa kategori HE:

  1. Partially Homomorphic Encryption (PHE): Mendukung satu operasi (misal: hanya penjumlahan atau perkalian).
  2. Somewhat Homomorphic Encryption (SHE): Mendukung beberapa operasi namun jumlahnya terbatas.
  3. Leveled Fully Homomorphic Encryption (Leveled FHE): Mendukung operasi kompleks, tetapi harus ditentukan urutannya.
  4. Fully Homomorphic Encryption (FHE): Versi paling lengkap: operasi tanpa batas, sama seperti plaintext.

Inilah jenis yang kini dikembangkan oleh perusahaan besar seperti Microsoft, IBM, Google, Zama, dan komunitas open-source lainnya.

Mengapa Teknologi Ini Penting Sekarang?

  1. AI Bisa Mengolah Data Tanpa Melihatnya
    HE memungkinkan beberapa hal seperti inferensi AI pada data terenkripsi, model machine learning menghitung tanpa akses ke data mentah, dan kolaborasi riset medis tanpa membocorkan rekam medis.
  2. Cloud Computing Menjadi Benar-Benar Private
    Microsoft SEAL, salah satu library HE paling populer, menunjukkan bahwa: Server cloud dapat menghitung tanpa pernah memiliki akses data mentah. Ini menjawab kekhawatiran privasi pada layanan cloud modern.
  3. Kepatuhan Regulasi (GDPR, HIPAA)
    HE memudahkan organisasi menjaga privasi pasien, data finansial, data identitas, rekaman perilaku sensitif.
  4. Cocok untuk Kolaborasi Multi-Institusi
    Dalam riset kesehatan, manufaktur, atau keuangan, beberapa pihak dapat bekerja bersama tanpa saling membuka data.

Contoh Nyata Penggunaan HE

  1. Kesehatan: rumah sakit bisa berbagi data terenkripsi untuk melatih AI diagnosa penyakit.
  2. Perbankan: skor kredit dihitung tanpa membuka data nasabah.
  3. Pemerintah: analitik demografi tanpa akses ke data warga.
  4. Keamanan industri: supply chain memproses data antar vendor tanpa risiko kebocoran.

Bahkan NVIDIA mulai memasukkan HE ke dalam Federated Learning, agar model bisa dilatih tanpa membocorkan update parameter mentah meski konteks ini hanya salah satu ekstensi dari HE, bukan fokus utama teknologi.

Tantangan Homomorphic Encryption

Walau sangat menjanjikan, HE punya beberapa kendala:

  1. Jauh lebih lambat dari komputasi biasa,
  2. Ciphertext berukuran besar,
  3. Implementasi teknis yang kompleks,
  4. Memerlukan optimisasi matematika berat.

Namun, tren riset menunjukkan peningkatan performa yang signifikan setiap tahun—berkat proyek seperti Microsoft SEAL, OpenFHE, dan Zama Concrete.

Privasi yang Tetap Bekerja

Homomorphic Encryption adalah bukti bahwa keamanan tidak harus mengorbankan fungsi. Ia membuka jalan bagi masa depan di mana:

  1. AI menghitung tanpa mengintip,
  2. Cloud memproses tanpa melihat,
  3. Organisasi berkolaborasi tanpa membuka rahasia,
  4. Privasi benar-benar menjadi milik pemilik data.

Teknologi ini mengingatkan kita bahwa masa depan komputasi bukan hanya tentang kecerdasan, tapi juga kepercayaan bahwa data dapat tetap terkunci, namun tetap bekerja.

Penulis:
Emmanuel Daniel Widhiarto, S.Kom – FDP Scholar

Referensi