PENERAPAN ENKRIPSI DAN DEKRIPSI FILE MENGGUNAKAN ALGORITMA ADVANCED ENCRYPTION STANDARD (AES)

Transkripsi

1 LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA SATEKS UNIVERSITAS SRIWIJAYA PENERAPAN ENKRIPSI DAN DEKRIPSI FILE MENGGUNAKAN ALGORITMA ADVANCED ENCRYPTION STANDARD (AES) Oleh Rifkie Primartha, ST., MT. JURUSAN SISTEM KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS SRIWIJAYA NOVEMBER 2012

2 Halam Pengesah 1. Judul Peneliti Penerap Enkripsi D Dekripsi File Menggunak Algoritma Advced Encryption Stdard (AES). 2. Bidg Peneliti Rekayasa. 3. Ketua Peneliti a. Nama Lengkap Rifkie Primartha, ST., MT. b. Jenis Kelamin Laki-laki. c. NIP d. Pgkat d Golong - /III.b e. Pendidik Terakhir S2 Magister Teknologi Informasi. f. Jabat Struktural - g. Jabat Fungsional - h. Perguru Tinggi Universitas Sriwijaya. I. Fakultas/Jurus Ilmu Komputer/Teknik Informatika j. Alamat Ktor Kampus Unsri Jl. Raya Palembg-Prabumulih KM. 32 Inderalaya, Og Ilir, Sumatera Selat k. Telpon/Faks / l. Alamat Rumah Jl. Rejung Lr. Setia Jaya No. 207 RT. 003 RW. 001 Kel. Sako Baru, Sako, Palembg. Mobile Phone/ / rifkie@unsri.ac.id Jumlah Anggota Peneliti - a. Nama Anggota - 5. Jgka Waktu Peneliti 1 tahun 6. Jumlah yg diajuk Rp ,- 4. Inderalaya, 6 November 2012 Mengetahui, Dek Fakultas Ilmu Komputer, Ketua Peneliti, Dr. Darmawijoyo, M.Si, M.Sc NIP Rifkie Primartha, ST. MT. NIP Menyetujui, Ketua Lembaga Peneliti, Prof. Dr. Ir. H. M. Said, Msc NIP

3 RINGKASAN Kriptografi adalah bidg ilmu untuk menjaga keam pes (message). Kriptografi telah byak diimplementasik di byak hal. Smart card, Anjung Tunai Mdiri (ATM), Pay TV, Mobile Phone, d Komputer adalah beberapa contoh produk teknologi yg menggunak kriptografi untuk keamnya. Cara kerjya adalah deng mengubah pes asli yg dapat dimengerti/dibaca musia (plainteks) ke bentuk lain yg tidak dapat dimengerti/dibaca oleh musia (cipherteks). Proses trsformasi plainteks menjadi chiperteks diistilahk deng enkripsi. Sedg proses pengembali pes chiperteks menjadi plainteks diistilahk deng dekripsi. Ada byak algoritma kriptografi, dalam peneliti ini aplikasi kriptografi yg dikembgk menggunak algoritma simetri AES (Advced Encryption Stdard) deng Bahasa Pemrogram Java. AES menggunak sdi blok kunci simetrik deng ukur kunci bervariasi, yaitu 128 bit, 192 bit, d 256 bit. Kata Kunci Advced Encryption Stdard, Plainteks, Chiperteks, Kriptografi, Enkripsi, Dekripsi.

4 BAB I PENDAHULUAN Zam telah berubah, dulu nenek moyg kita menggunak jasa seorg kurir atau seekor burung merpati untuk menghtark informasi pes (surat) kepada org lain ditempat yg jauh. Sekarg, semua itu mungkin sudah ditinggalk. Beberapa tahun yg lalu kita masih berdesak-desakk di ktor pos ketika kita mau mengirimk surat. Sekarg ktor pos sudah tidak lagi seramai dulu. Zam telah merubah segalya. Deng teknologi modern membuat waktu pengirim informasi/pes yg begitu lama menjadi singkat hya dalam hitung detik. Tempat yg jauh pun sudah buk lagi kendala. Internet sebagai media teknologi sudah menjadi keharus bagi setiap org untuk membaca informasi berita, informasi ikl, informasi pes, d lain-lain. Ak tetapi, internet tetaplah memiliki sisi kekurg terutama dalam hal keam data/informasi (pes). Informasi yg ak kita kirim sgat raw disadap, bahk dipalsuk. Keam informasi merupak sesuatu yg harus diperhatik secara serius. Salah satu bidg ilmu untuk menjaga keam informasi adalah kriptografi. Deng kriptografi, informasi yg diggap rahasia dapat disembunyik deng teknik penydi, sehingga tidak dimengerti oleh org lain, selain oleh pembuat d penerimya saja. Konsep kriptografi untuk menjaga kerahasia data (pes) adalah deng cara menyamarknya menjadi bentuk tersdi yg tidak dapat dibaca. Pes yg ak disdik disebut plainteks, sedgk yg telah disamark disebut chiperteks. Proses penyamar dari plainteks ke chiperteks disebut enkripsi, sedg proses pengembali chiperteks menjadi plainteks disebut dekripsi [2]. Byak sekali jenis algoritma kriptografi, ditarya adalah algoritma Advced Encryption Stdard (AES). Algoritma ini termasuk jenis simetri yg disebut juga sebagai algoritma konvensional, yaitu algoritma yg menggunak kunci enkripsi d kunci dekripsi yg sama. AES menggunak sdi blok kunci simetrik deng ukur kunci bervariasi, yaitu 128 bit, 192 bit, d 256 bit. Pemerintah Amerika Serikat telah mengadopsi AES sebagai stdar enkripsi. Stdar ini terdiri dari 3 blok cipher, yaitu AES-128, AES-192, d AES-256 yg diadopsi dari koleksi yg lebih besar yg awalnya diterbitk sebagai Rijndael. AES telah dialisis secara luas d sekarg digunak di seluruh dunia, seperti halnya deng pendahulunya, Data Encryption Stdard (DES). Sebagai tindak ljut dari peneliti sebelumnya, yaitu tentg pemfaat kriptografi algoritma DES (Data Encryption Stdard) menggunak bahasa pemrogram Java. Bahasa Pemrogram Java diciptak akhir abad 20, di bawah Sun Microsystem pada

5 tahun Bahasa pemrogram Java adalah bahasa modern yg telah diterima oleh masyarakat komputasi. Hampir semua perusaha pengembg software bersatu mendukung d mengembgk sistem berbasis Java. Bahasa Java tidak mensyaratk platform tertentu. Aplikasi yg dikembgk deng Java dapat berjal di platform mapun yg sgat beragam. Bahasa Java dircg untuk mendukung paradigma pemrogram berorientasi objek. Bahasa ini juga dapat membuat beragam aplikasi komputer mulai dari hd-held devices seperti mobile phone menggunak J2ME, aplikasi stdar deng J2SE, serta aplikasi back-end enterprise deng J2EE[1]. Pada peneliti ini, ak memaduk algoritma kriptografi AES d kehdal bahasa pemrogram Java untuk membuat suatu aplikasi pergkat lunak yg dapat melakuk fungsi kriptografi.

6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Deskripsi Algoritma Advced Encryption Stdard (AES) Jenis algoritma kriptografi AES (atau Rijndael) ini bersifat simetri d cipher blok. Deng demiki algoritma ini mempergunak kunci yg sama saat enkripsi d dekripsi, serta masukk d keluar berupa blok deng urut data sebesar 128 bit. Urut data yg sudah terbentuk dalam satu kelompok 128 bit tersebut disebut sebagai blok data atau plainteks yg ntinya ak di-enkripsi menjadi chiperteks. Cipher key dari AES terdiri dari key deng pjg 128 bit, 192 bit, atau 256 bit. Perbeda pjg kunci ak mempengaruhi jumlah round (putar) yg ak diimplementasik pada algoritma AES ini [4]. Ada 10, 12, atau 14 putar dalam AES yg sesuai deng ukur kunci yg digunak. Setiap putar mengdung Penggti Byte yg sama deng DES. Peralih = pertukar baris. Campur Jalur = peralih kiri d XOR bit-bit. Penambah sub-kunci = XOR bagi kunci deng keputus kitar. Berikut ini adalah Tabel 1 yg memperlihatk jumlah round/putar (Nr) yg harus diimplementasik pada masing-masing pjg kunci. Tabel 1. Perbding Jumlah Round d Key [9] AES-128 AES-192 AES-256 Jumlah Key (Nk) Ukur Blok (Nb) Jumlah Putar (Nr) Pada dasarnya, operasi AES dilakuk terhadap array of byte dua dimensi yg disebut deng state. State mempunyai ukur NROWS X NCOLS. Pada awal enkripsi, data masukk yg berupa in0, in2, in3, s.d in15 disalin ke dalam array state. State inilah yg ntinya dilakuk operasi enkripsi/dekripsi. Kemudi keluarnya ak ditampung ke dalam array out. Gambar 1 mengilustrasik proses penyalin dari input bytes, state array, d output bytes [4].

7 Gambar 1. Proses Input Bytes, State Array, d Output Byte II.2 Proses Enkripsi AES Proses enkripsi AES terdiri dari 4 jenis trsformasi bytes, yaitu SubBytes, ShiftRows, MixColumns, d AddRoundKey. Pada awal proses enkripsi, input yg telah di-copy-k ke dalam state ak mengalami trsformasi byte AddRoundKey. Setelah itu, state ak mengalami trsformasi SubBytes, ShiftRows, MixColumns, d AddRoundKey secara berulg-ulg sebyak Nr. Proses ini di dalam algoritma AES disebut sebagai round function. Round yg terakhir berbeda deng round sebelumnya dima round terakhir, state tidak mengalami trsformasi MixColumns. Ilustrasi proses enkripsi AES dapat digambark seperti pada gambar 2 di bawah ini [4]. Gambar 2. Ilustrasi Proses Enkripsi AES [5]

8 II.3 Proses Dekripsi AES Gambar 3. Ilustrasi Proses Enkripsi AES [5] II.4 Trsformasi Penambah Kunci Algoritma AES mengambil kunci cipher d melakuk rutin ekspsi kunci (kunci expsion) untuk membentuk key schedule. Ekspsi kunci menghasilk total Nb (Nr+1) word. Algoritma ini membutuhk set awal key yg terdiri dari Nb word, d setiap round Nr membutuhk data kunci sebyak Nb word. Hasil key schedule terdiri dari array 4 byte word linear yg dinotasik deng (Wi). SubWord adalah fungsi yg mengambil 4 byte word input d mengaplikasik S-Box ke tiap-tiap data 4 byte untuk menghasilk word output. Fungsi RotWord mengambil word [a0, a1, a2, a3] sebagai input, melakuk permutasi siklik, d mengembalik word [a1, a2, a3, a0]. Rcon[i] terdiri dar nilai-nilai yg diberik oleh [xi-1, {00}, {00}, {00}], deng xi-1 sebagai pgkat dari x (x dinotasik sebagai {02}). Psudocode dari proses ekspsi kunci dapat dilihat dari gambar berikut[6].

9 Gambar 4. Psudocode Ekspsi Kunci [6]

10 BAB III TUJUAN DAN MANFAAT Tuju dari peneliti ini adalah sebagai berikut 1. Mengalisa algoritma AES dalam melakuk enkripsi d dekripsi terhadap suatu file d atau teks. 2. Membuat pergkat lunak berbasis bahasa pemrogram Java yg dapat melakuk enkripsi d dekripsi suatu file atau teks menggunak teknik algoritma AES. Sehingga file d atau teks tersebut tidak ak bisa dibaca kecuali oleh org yg memiliki pergkat lunak d kunci yg digunak untuk mengenkripsinya. 3. Membuktik algoritma AES dalam mengamk pes (informasi) rahasia. Adapun mfaat dari peneliti ini adalah sebagai berikut 1. Menghasilk pergkat lunak yg dapat mengamk file d atau teks deng menggunak algoritma AES. 2. Dapat memahami algoritma AES dalam melakuk proses enkripsi d dekripsi file d teks.

11 BAB IV METODOLOGI PENELITIAN Lgkah-lgkah dalam peneliti ini meliputi pengembg pergkat lunak yg dijelask sebagai berikut yaitu 1. Sumber Data Jenis data adalah data sekunder yg diambil dari hasil observasi literatur-literatur di internet. 2. Studi literatur Pada tahap ini, ak dilakuk pencari serta pembelajar dari berbagai macam literatur d dokumen lainnya. Seljutnya hal-hal yg berkait deng algoritma AES d paket-paket java yg relev yg ak diimplementasik dalam rekayasa pengembg pergkat lunak kriptografi tersebut. 3. Percg Percg yg dimaksud adalah mercg tar muka dari pergkat lunak kriptografi yg ak dikembgk. Antar muka terdiri dari dua macam, yaitu pertama tar muka sebagai masukk data file d atau teks. Kedua rcg tar muka keluar sebagai hasil dari pemroses data masukk. 4. Pengembg Pengembg pergkat lunak menggunak metode Rational Unified Process (RUP) yg menerapk konsep object-oriented. 5. Eksperimen (skenario percoba) Agar penguji berkualitas, maka perlu didesain skenario percoba yg bervariasi agar didapat hasil yg sesuai deng yg diharapk. Eksperimen ak dilakuk deng beberapa kali percoba. 6. Penguji d Evaluasi (pengolah data, perbding) Setelah dilakuk penguji beberapa kali, seljutnya data hasil penguji dievaluasi pada tahap seljutnya. 7. Analisa Analisa dilakuk untuk mendapatk suatu kesimpul dari algoritma AES dalam melakuk enkripsi d dekripsi. Apabila berhasil, maka pergkat lunak yg dibgun diggap berhasil deng baik. D apabila ternyata hasilnya jauh berbeda, maka ak dijadik sebagai temu untuk dijadik bah bagi peneliti-peneliti yg seljutnya.

12 8. Kesimpul Hasil dari peneliti ini ak ditarik suatu kesimpul tentg bagaima kehdal dari algoritma AES dalam melakuk enkripsi d dekripsi file d teks.

13 BAB V HASIL PENELITIAN V.1 Desain Antar Muka Pergkat Lunak Gambar implementasi tar muka pergkat lunak yg telah dibgun dapat dilihat pada gambar V.1, tar muka enkripsi dapat dilihat pada gambar V.2, d tar muka dekripsi dapat dilihat pada gambar V.3. Gambar V.1 Antar Muka Menu Utama Gambar V.2 Antar Muka Enkripsi Teks

14 Gambar V.3 Antar Muka Dekripsi Teks V.2 Penguji Pergkat Lunak Penguji dilakuk deng menggunak metode BlackBox Testing, yaitu penguji yg memfokusk pada keperlu fungsional dari pergkat lunak. V.2.1 Penguji Proses Enkripsi File d atau Teks Tahap 1 2 Deskripsi Prosedu Masukk r Penguji Menampilk Meneka open n tombol dialog open untuk memilih file atau teks yg ak dienkripsi Melakuk Meneka Plainteks enkripsi n tombol File/teks file/teks enkripsi yg dipilih Keluar Yg Diharapk Ak ditampilka n sebuah open dialog untuk file atau teks Kriteria Evaluas i Akhir Hasil Yg Didapat Kesimpul Tampil sebuah open dialog Sebuah open dialog Diterima Ak menampilk file/teks terenkripsi Tampil sebuah file/teks terenkri psi Sebuah file/teks yg telah terenkri psi Diterima V.2.2 Penguji Proses Enkripsi File d atau Teks

15 Tahapa Deskripsi n Prosedu r Penguji 1 Menek tombol open 2 Menampilk open dialog untuk memilih file atau teks yg ak didekripsi Melakuk proses dekripsi file/teks yg dipilih Masukk Menek Chiper tombol File/teks dekripsi Keluar Yg Diharapka n Kriteri a Evalua si Akhir Ak Tampil ditampilk sebuah sebuah open open dialog dialog untuk chiper file/teks Hasil Yg Didapa t Kesimpul Sebuah open dialog chiper file/teks Diterima Ak menghasilk plain file/teks Sebuah file/teks yg telah didekrip si Diterima Tampil sebuah plain file/tek s V.3 Hasil Penguji Pergkat Lunak Pergkat lunak yg dihasilk pada peneliti ini merupak suatu aplikasi yg dapat melakuk enkripsi d dekripsi file d atau teks deng menggunak algoritma AES.

16 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN VI. 1 Kesimpul Dari peneliti ini didapatklah beberapa kesimpul, tara lain Deng adya aplikasi kriptografi yg dikembgk berdasark algoritma AES, maka data-data penting berupa file d atau teks dapat diamk (dienkripsi). Proses enkripsi d dekripsi file maupun teks, pada prinsipnya memiliki mekisme proses yg sama. Waktu yg dibutuhk untuk melakuk enkripsi maupun dekripsi file d atau teks sederha adalah relatif sama. VI.2 Sar Peneliti yg telah dilakuk baru membuat suatu aplikasi kriptografi AES menggunak bahasa pemrogram Java. Perlu juga dilakuk peneliti yg sama menggunak bahasa pemrogram yg berbeda. Bahasa C, C++, C# atau Pascal dirasa perlu untuk dicoba mengingat masing-masing bahasa pemrogram memiliki karakteristik serta kelebihnya masing-masing. Antar muka aplikasi ini masih sgat stdar, diharapk pada peneliti seljutnya dapat dibuat tar muka aplikasi yg lebih menarik dibding yg sekarg.

17 DAFTAR PUSTAKA [1] Bambg Hariyto, Esensi-esensi Bahasa Pemrogram Java, Edisi 2, Bdung, Penerbit Informatika. [2] Rinaldi Munir, 2006, Matematika Diskrit, Bdung, Prodi Teknik Informatika ITB. [3] Didi Suri, 2006, Algoritma Kriptografi AES Rijndael, Jurnal Teknik Elektro, TESLA Vol. 8 No. 2, [4] Voni Y, Gi I, Antonius R, April 2009, Enkripsi d Dekripsi deng Algoritma AES 256 Untuk Semua Jenis File, Jurnal Informatika, Vol. 5 No. 1. [5] Rinaldi Munir, 2006, Kriptografi, Bdung, Penerbit Informatika. [6] Ariyus Dony, 2006, Kriptografi (Keam Data d Komunikasi). [7] Nagesh Kumar, Jawahar Thakur, Arvind Kalia, 2011, Performce Analysis of Symmetric Key Cryptography Algorithms DES, AES d Blowfish, Journal Anu Books. [8] Hamd O Alazi, B.B Zaid, Hamid A Jalab, M. Shabbir, d Al-Nabhi, 2010, New Comparative Study Between DES, 3DES, d AES within Nine Factors, Journal of Computing, Vol. 2, Issue 3, ISSN [9] Atul M. Borkar, R.V. Kshirsagar, M.V. Vyawahare, 2010, Design of AES Algorithm using FPGA, UACEE International Journal of Advces in Electronics Engineering. [10] Batbold Toiruul, Kyung Oh Lee, 2006, An Advced Mutual-Authentication Algorithm Using AES for RFID Systems, IJCSNS International Journal of Computer Science d Network Security, Vol. 6 No. 9B. [11] N. Penchalaiah, R. Seshadri, 2010, Affective Comparison d Evaluation of DES d Rijndael Algorithm (AES), IJCSE International Journal on Computer Science d Engineering Vol. 02, No.05,

18 LAMPIRAN Biodata Ketua Peneliti a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. Nama Lengkap Jenis Kelamin Pgkat/Golong NIP Jabat Fungsional Jabat Struktural Fakultas/Jurus Perguru Tinggi Bidg Keahli Alamat Rumah Rifkie Primartha, ST., MT. Laki-laki 1. / IIIb Ilmu Komputer / Teknik Informatika Universitas Sriwijaya Rekayasa (Keam Komputer) Jl. Rejung Lr. Setia Jaya No. 207 RT. 003 RW. k. l. No. Ponsel 001 Kel. Sako Baru, Sako, Palembg rifkie@unsri.ac.id Riwayat Pendidik Perguru Tinggi Universitas Sriwijaya Universitas Gadjah Mada Gelar ST MT Tahun Selesai Bidg Studi Teknik Elektro Teknologi Informasi Publikasi 1. Rifkie Primartha, Sukemi, Majemen Migrasi Untuk Implementasi Linux, Proceeding Konferensi Nasional Teknologi Informasi d Aplikasinya, (KNTIA09), Palembg, Unsri, 2009 Peneliti 1. Rifkie Primartha, Penerap Enkripsi d Dekripsi File Menggunak Algoritma Data Encryption Stdard (DES), Hibah Peneliti Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Sriwijaya, 2011

19 Inderalaya, 6 November 2012 Peneliti, Rifkie Primartha, ST., MT. NIP