Penerapan Algoritma RSA dan CBC (Chiper Block Chaining) untuk Enkripsi-Dekripsi Citra Digital

Transkripsi

1 Pnrapan Algoritma RSA an CBC (Chipr Block Chaining) untuk - Citra Digital Muhamma Hilmi Asyrofi an Program Stui Tknik Informatika Skolah Tknik Elktro an Informatika Institut Tknologi Banung, Jl. Gansha 10 Banung 40132, Inonsia @st.sti.itb.ac.i Abstract Kamanan mnjai suatu hal pnting yang harus ijaga alam mntransmisikan sbuah informasi ari suatu tmpat k tmpat lain. Trapat brbagai algoritma yang bisa igunakan alam pngamanan informasi. Dalam pnlitian ini pnulis akan mlakukan kombinasi algoritma RSA an mo CBC agar apat iprolh hasil nkripsi citra igital ngan tingkat kmananan yang baik an fktif. Mto pnlitian yang ilakukan aalah prcobaan 4 kali pross nkripsi-kripsi ngan mlakukan prubahan nilai p an q. Stiap pross nkripsi-kripsi ilakukan 2 variasi. Variasi prtama aalah pross nkripsi-kripsi hanya mnggunakan algoritma RSA. Variasi kua aalah pross nkripsi-kripsi mnggunakan algoritma RSA an mo CBC. Variabl pmbaning yang igunakan aalah kualitas gambar an waktu running tim. Brasarkan prcobaan yang tlah ilakukan, iprolh ksimpulan bahwa pnggunaan algoritma RSA untuk nkripsi-kripsi citra igital masih kurang optimal. Dngan mngkombinasikan algoritma RSA an mo CBC, hasil nkripsi citra igital mnjai lbih optimal tanpa mmakan waktu running tim yang cukup signifikan. Kywors nkripsi, kripsi, citra igital, algoritma RSA, mo CBC. I. PENDAHULUAN Kcanggihan tknologi informasi mmbrikan prubahan bsar alam khiupan manusia. Tknologi informasi smakin mmuahkan manusia untuk mmprolh informasi ari brbagai blahan unia. Trapat brbagai macam pilihan tknologi yang itawarkan olh tknologi informasi. Salah satu tknologi informasi yang banyak igunakan aalah intrconnct ntwork atau yang biasa isbut intrnt. Intrnt tlah mnjai kbutuhan yang tiak bisa ilpaskan ari khiupan masyarakat i Inonsia. Konksi intrnt yang cpat, mmbuat stiap orang muah alam mngakss brbagai informasi an trhubung tanpa lintas batas (Dian, 2014). Kmuahan akss ini mnjaikan intrnt nyaman igunakan shingga trjai komunikasi ata alam jumlah yang sangat banyak. Dngan banyaknya komunikasi ata, kamanan mnjai suatu hal pnting yang harus ijaga alam mntransmisikan sbuah informasi ari suatu tmpat k tmpat lain. Informasi pnting yang itransmisikan mlalui intrnt akan mnimbulkan ampak ngatif jika tiak iamankan ngan suatu cara. Salah satu cara yang apat igunakan aalah ngan mnggunakan algoritma RSA. Pnlitian tntang nkripsi an kripsi citra igital suah prnah ilakukan olh bbrapa orang, salah satunya olh Ali E. Taki El_Dn, El-Say A. El-Baawy, Samh N. Gobran. Pnlitian ini ilakukan untuk mnjlaskan RSA Kriptosistm an mngtahui fktivitas algoritma RSA ibaningkan ngan algoritma DES an Blowfish. Dngan mmbaningkan waktu running tim program ktika mlakukan pross nkripsi an kripsi bbrapa citra grayscal, iprolh hasil bahwa pnggunaan algoritma RSA mmbutuhkan waktu yang lbih sikit aripaa algoritma DES an Blowfish. Pmilihan nilai ua bilangan prima (p an q) untuk mnntukan kunci publik akan brbaning lurus ngan waktu yang ibutuhkan untuk kripsi an nkripsi citra igital. Nilai p an q juga brbaning lurus ngan tingkat kamanan citra igital. Dalam pnlitian ini pnulis akan mlakukan kombinasi algoritma RSA an CBC agar apat iprolh hasil nkripsi citra igital ngan tingkat kmananan yang baik an fktif. II. TINJAUAN PUSTAKA A. Algoritma RSA RSA mrupakan salah satu algoritma kriptografi asimtri yang paling banyak igunakan karna mmiliki tingkat kamanan yang tinggi. Kunci yang igunakan untuk mngnkripsi brba ngan kunci yang igunakan untuk mnkripsi. Kunci yang igunakan untuk mngnkripsi isbut ngan kunci public. Kunci yang igunakan untuk mnkripsi isbut ngan kunci privat. RSA mmbutuhkan tiga langkah alam prossnya, yaitu pmbangkitan kunci, nkripsi, an kripsi. Brikut ini aalah bsaran-bsaran yang igunakan alam algoritma RSA: - p an q bilangan prima (rahasia) - n = p q (tiak rahasia) - (n) = (p 1)(q 1) (rahasia) Syarat: PBB(, (n)) = 1 - (kunci nkripsi) (tiak rahasia) - (kunci kripsi) (rahasia)

2 ihitung ari -1 mo ( (n) ) - m (plaintks) (rahasia) - c (ciphrtks) (tiak rahasia) Untuk mmbangkitkan kunci, igunakan algoritma sbagai brikut: - pilih ua bilangan prima, p an q - hitung n = pq - hitung (n) = (p 1)(q 1) - pilih sbuah bilangan bulat untuk kunci publik - harus rlatif prima trhaap (n) - hitung kunci kripsi,, ngan prsamaaan 1 (mo (n)) Untuk mnghitung blok ciphrtks c i (mngnkripsi) paa blok plaintks p i igunakan prsamaan: c i = m i mo n Untuk mnkripsi chiprtks trsbut igunakan prsamaan: kmbali sbagian ari brkas cahaya trsbut. Pantulan cahaya ini itangkap olh olh alat-alat optik, misalnya mata paa manusia, kamra, pminai (scannr), an sbagainya, shingga bayangan objk yang isbut citra trsbut trkam (Munir, 2006). Pngolahan citra aalah pmrossan citra, khususnya ngan mnggunakan komputr, mnjai citra yang kualitasnya lbih baik. III. METODE PENELITIAN A. Kbutuhan Sistm Program yang igunakan alam pnlitian ini iimplmntasikan mnggunakan library opncv alam bahasa pmrograman C++. Citra igital yang igunakan brukuran 512px x 512px. Spsifikasi komputr: - OS: Ubuntu bit - Procssor: Intl Cor TM 2.5 GHz - RAM: 8 GB m i = c i mo n B. CBC CBC mrupakan salah satu jnis Chipr Block. Chipr Block mrupakan cara kriptografi ngan mmbagi psan mnjai blok-blok sbsar suatu ukuran. Algoritma ini akan mnghasilkan ciphr block ngan ukuran yang sama ngan plain block shingga sangat mnghmat ukuran trlbih saat ikirimkan mlalui suatu jaringan sprti intrnt (Makalah Kak Boim). Paa mto CBC, tiap blok mmiliki ktrgantungan ngan blok yang lain alam nkripsi an kripsinya. an kripsi paa mto ini mmbutuhkan sbuah blok baru yang isbut IV (Initialization Vctor) yang akan igunakan paa XOR prtama tahap kripsi maupun nkripsi. Slanjutnya akan ilakukan oprasi XOR antara ua blok yang brurutan. Gambar 2. Citra Uji (Lna) (sumbr: Gambar 1. Cara Krja CBC (sumbr: Tutorialspoint) C. Citra Digital Scara harafiah, citra (imag) aalah gambar paa biang wimatra (ua imnsi). Gambar 2 aalah citra sorang gais mol yang brnama Lna. Ditinjau ari suut panang matmatis, citra mrupakan fungsi mnrus (continu) ari intnsitas cahaya paa biang wimatra. Sumbr cahaya mnrangi objk, objk mmantulkan B. Rancangan Prcobaan Paa makalah ini, pnliti mlakukan 4 kali pross nkripsi-kripsi ngan mlakukan prubahan nilai p an q. Stiap pross nkripsi-kripsi ilakukan 2 variasi. Variasi prtama aalah pross nkripsi-kripsi hanya mnggunakan RSA. Variasi kua aalah pross nkripsikripsi mnggunakan RSA an CBC. Variabl pmbaning yang igunakan aalah kualitas gambar an waktu running tim. Prbaningan kualitas gambar igunakan untuk mngtahui kualitas kamanan citra igital. Prbaningan waktu running tim igunakan untuk mngtahui fktivitas algoritma ktika iimplmntasikan alam prmasalahan unia nyata.

3 B. Pross C. Pross Gambar 3. Diagram Alir Pross Gambar 4. Diagram Alir Pross

4 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Prcobaan Tabl 3. Prbaningan Citra Uji Prcobaan Ktiga Implmntasi tanpa CBC Implmntasi CBC Tabl 1. Prbaningan Citra Uji Prcobaan Prtama Implmntasi tanpa CBC Implmntasi CBC Running tim : 0, s Running tim : 0, s p = 523 ; q = 541 Running tim : 0, s Running tim : 0, s p = 191 ; q = 199 Tabl 4. Prbaningan Citra Uji Prcobaan Kmpat Implmntasi tanpa CBC Implmntasi CBC Tabl 2. Prbaningan Citra Uji Prcobaan Kua Implmntasi tanpa CBC Implmntasi CBC Running tim : 0, s Running tim : 0, s p = 1223 ; q = 1217 Running tim : 0, s Running tim : 0, s p = 313 ; q = 311 Brasarkan bbrapa tabl i atas, jlas bahwa citra yang inkripsi hanya ngan algoritma RSA masih mmliki tkstur yang kasat mata shingga pola citra mnjai trlihat. Kmuian paa nilai p an q yang sama, citra yang inkripsi ngan kombinasi RSA an CBC akan mngalami prubahan citra yang signifikan shingga scara visual tingkat kamanannya lbih baik ibaningkan citra yang hanya inkripsi ngan RSA. Dapat kita lihat juga bahwa paa stiap nilai p an q,

5 pnggunaan mo CBC tiak mmpunyai pngaruh yang signifikan trhaap lama waktu running tim shingga kombinasi algoritma ini cukup baik untuk iimplmntasikan paa sistm kamanan paa jaringan intrnt. B. Pross C. Pross Paa pross skripsi, koorinat f(0,0) yang tlah inkripsi sblumnya akan ikripsi mnggunakan rumus m i = c i mo n. m r = c r mo n m r = mo 143 m r = 135 m r = c r mo n m r = mo 143 m r = 135 Gambar 5. Asumsi Nilai RGB paa Citra Digital Nilai trsbut mrupakan asumsi nilai RGB ari stiap piksl, misal untuk posisi f(0,0) = (135,135,083) ; f(1,0) = (100,100,100), ngan nilai kunci publik p = 11 an q = 13. n = p q = 143 (n) = (p 1) (q 1) = 120 Pilih kunci publik = 17 (yang rlatif prima ngan 120 karna pmbagi brsama trbsarnya aalah 1) Nilai an n apat ipublikasikan k umum Kunci privat ihitung ngan kkongrunan: 1 (mo (n)) Dngan mlakukan oprasi aljabar, iprolh: = 1 + ( k 120) 17 (k aalah suatu bilangan bulat) Dngan mikian iprolh = 113 Blok psan yang iilustrasikan paa gambar X kmuian ihitung ngan mnggunakan rumus c i = m i mo n. Dngan mngambil salah satu koorinat sbagai contoh yaitu koorinat f(0,0) yang mmiliki intnsitas R = 135, G = 135, an B = 083 akan ihasilkan c r = m r mo n. c r = mo 143 c g = 31 c g = m g mo n. c g = mo 143 c g = 31 c b = m b mo n. c b = mo 143 c b = 96 m r = c r mo n m r = mo 143 m r = 83 Dapat kita lihat bahwa nilai RGB ari citra hasil kripsi brnilai sama ngan nilai RGB ari citra sblum nkripsi. VI. KESIMPULAN Pnggunaan algoritma RSA untuk nkripsi-kripsi citra igital masih kurang optimal. Dngan mngkombinasikan algoritma RSA an mo CBC, hasil nkripsi citra igital mnjai lbih optimal tanpa mmakan waktu running tim yang cukup signifikan. VII. UCAPAN TERIMAKASIH Pnulis mngucapkan trima kasih kpaa Tuhan Yang Maha Esa atas slsainya pmbuatan tulisan ini. Tiak lupa, pnulis brtrima kasih kpaa osn mata kuliah IF2120 Matmatika Diskrit, yakni Dr. Ir. Rinali Munir, MT. an Dra. Harlili S., M.Sc. yang tlah mmbrikan matri an bimbingan, baik i alam maupun i luar klas, yang brmanfaat alam pmbuatan tulisan ini. DAFTAR PUSTAKA [1] Munir, Rinali (2005). Matmatika Diskrit Rvisi Klima. Banung: Pnrbit ITB, ch. 6 [2] Munir, Rinali (2015). Algoritma Kriptografi Morn. Prsntasi PowrPoint. [3] Ali E. Taki El_Dn, El-Say A. El-Baawy, Samh N. Gobran (2014). Digital Imag Encryption Bas on RSA Algorithm. IOSR Journal of Elctronics an Communication Enginring (IOSR- JECE) Volum 9 [4] M. Taufiq Tamam, Wakhyu Dwiono, Tri Hartanto (2015). Pnrapan Algoritma Kriptografi ElGamal untuk Pngaman Fil Citra. [5] Fryani Nuriantoro, Ibrohim Kholilul Islam, Muhama Fakhrusy (2015). Algoritma Ciphr Block RG-1 [6] Munir, Rinali. Pngolahan Citra Digital. Ebook. Diakss ari 0Citra%20Digital/Bab-1_Pngantar%20Pngolahan%20Citra.pf paa 9 Dsmbr [7] Annisa Dian Kbutuhan Masyarakat Inonsia akan Intrnt. Diakss ari paa 9 Dsmbr 2016.

6 PERNYATAAN Dngan ini saya mnyatakan bahwa makalah yang saya tulis ini aalah tulisan saya sniri, bukan sauran, atau trjmahan ari makalah orang lain, an bukan plagiasi. Banung, 9 Dsmbr 2016 Muhamma Hilmi Asyrofi LAMPIRAN A. Sourc Co