BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Kriptografi Kriptografi adalah ilmu yang mempelajari cara-cara mengamankan informasi rahasia dari suatu tempat ke tempat lain [4]. Caranya adalah dengan menyandikan informasi rahasia agar tidak terbaca dan dimengerti oleh orang banyak selain si pengirim dan penerimanya serta mentransformasikan kembali ke bentuk semula yang bisa dimengerti. Teknik demikian dipergunakan untuk mengkonversi atau mengubah suatu data kedalam bentuk kode-kode tertentu, sehingga tidak dapat dibaca oleh pihak yang tidak dikehendaki Pengertian Kriptografi Kriptografi berasal dari bahasa Yunani. Menurut bahasa tersebut kata kriptografi dibagi menjadi dua, Yaitu kripto dan graphia. Kripto berarti secret (rahasia) dan graphia berarti writing (tulisan). Menurut terminologinya kriptografi adalah ilmu dan seni untuk menjaga keamanan pesan ketika pesan dikirim dari suatu tempat ke tempat yang lain. Dalam perkembangannya, kriptografi juga digunakan untuk mengidentifikasi pengiriman pesan dengan tanda tangan digital dan keaslian pesan dengan sidik jari digital (fingerprint). Dalam kriptografi dikenal beberapa istilah penting sebperti berikut: 1. Pesan Pesan adalah data atau informasi yang dapat dibaca dan dimengerti maknanya. Pesan sering juga disebut plainteks (plaintext) atau pesan jelas (cleartext).

2 Plainteks merupakan suatu pesan bermakna yang akan diproses menggunakan algoritma kriptografi. 2. Cipherteks Cipherteks (ciphertext) atau disebut juga kriptogram (cryptogram) merupakan pesan yang telah tersandi. Pesan dalam bentuk cipherteks tidak dapat dibaca karena berisi karakter-karakter yang tidak memiliki makna setelah melalui proses enkripsi. 3. Enkripsi Enkripsi merupakan proses yang dilakukan untuk menyandikan plainteks menjadi cipherteks atau disebut sebagai enchipering. Enkripsi dilakukan dengan tujuan agar plainteks tersebut tidak dapat dibaca oleh pihak yang tidak berwenang. 4. Dekripsi Dekripsi merupakan proses mengembalikan cipherteks menjadi plainteks semula atau disebut deciphering. Dekripsi dilakukan ketika pesan telah sampai kepada pihak yang dituju. 5. Kunci Kunci adalah parameter yang digunakan untuk transformasi enkripsi dan dekripsi. Kunci biasanya berupa string atau deretan bilangan. Keamanan suatu algoritma kriptografi biasanya bergantung kepada kerahasiaan penyebaran kunci. Setiap algoritma kriptografi terdiri algoritma enkripsi (E) dan algoritma dekripsi (D). Dasar matematis yang mendasari proses enkripsi dan dekripsi adalah relasi antara dua himpunan yaitu himpunan yang berisi elemen plaintext dan himpunan yang berisi elemen ciphertext. Enkripsi dan dekripsi merupakan fungsi tranformasi antara dua himpunan tersebut. Secara umum dapat digambarkan secara matematis sebagai berikut: Ek(P) = C (Proses Enkripsi)... (2.1) Dk(C) = P (Proses Dekripsi)... (2.2) Dk(E(P)) = P (Proses Dekripsi)... (2.3)

3 Dalam proses tersebut, plaintext disandikan dengan P dengan suatu kunci K lalu dihasilkan pesan C. Pada proses dekripsi, C diuraikan dengan menggunakan kunci K sehingga menghasilkan pesan yang sama dengan sebelumnya. Kunci Kunci Plaintext Enkripsi Chipertext Dekripsi Original Plaintext Gambar 2.1. Cryptosystem Setiap cryptosystem yang baik memiliki karakteristik sebagai berikut: a. Keamanan sistem terletak pada kerahasiaan kunci dan bukan pada kerahasian algoritma yang digunakan. b. Cryptosystem yang baik memiliki ruang kunci (keyspace) yang besar. c. Cryptosystem yang baik akan menghasilkan ciphertext yang terlihat acak dalam seluruh test statistik yang dilakukan. d. Cryptosystem yang baik mampu menahan seluruh serangan yang telah dikenal sebelumnya [10] Aspek-aspek Keamanan Selain memberikan kerahasiaan dalam telekomunikasi kriptografi juga memberikan komponen-komponen sebagai berikut: 1. Authentication Penerima pesan dapat memastikan keaslian pengirimannya. Penyerang tidak dapat berpura-pura sebagai orang orang lain. 2. Integrity Penerima harus dapat memeriksa apakah pesan telah dimodifikasi ditengah jalan atau tidak. Seorang penyusup seharussnya tidak dapat memasukkan tambahan kedalam pesan, mengurangi atau mengubah pesan selama data berada di perjalanan.

4 3. Nonrepudiation Pengirim seharusnya tidak dapat mengelak bahwa dialah pengirim pesan yang sesungguhnya. Tanpa kriptografi, seseorang dapat mengelak bahwa dialah pengrim yang sesungguhnya 4. Authority Informasi yang berada pada system jaringan seharusnya hanya dapat dimodifikasi oleh pihak yang berwenang. Modifikasi yang tidak diinginkan, dapat berupa penulisan tambahan pesan, pengubahan isi, pengubahan status, penghapusan, pembuatan pesan baru (pemalsuan), atau penyalinan pesan untuk digunakan kemudian oleh penyerang Klasifikasi Kriptografi Terdapat dua jenis algortima kriptografi berdasarkan jenis kuncinya: 1. Algoritma Simetri (Konvensional) 2. Algoritma Asimetri (Kunci-publik) 1. Algoritma Simetri Algoritma simetri disebut juga sebagai algoritma konvensional adalah algoritma yang menggunakan kunci enkripsi yang sama dengan kunci dekripsinya. Disebut konvensional karena algoritma yang biasa digunakan orang sejak berabad-abad yang lalu adalah algoritma jenis ini. Algoritma simetri sering juga disebut algoritma kunci rahasia, algoritma kunci tunggal atau algoritma satu kunci, dan mengharuskan pengirim dan penerima menyetujui suatu kunci tertentu sebelum mereka dapat berkomunikasi dengan aman. Keamanan algoritma simetri tergantung pada kunci, membocorkan kunci berarti bahwa orang lain dapat mengenkrip dan mendekrip pesan. Agar komunikasi tetap aman, kunci harus tetap dirahasiakan. Yang termasuk algoritma kunci simetri adalah OTP, DES, RC2, Hill Cipher, Inverse Matrix Cipher, RC4, RC5, RC6, IDEA, Twofish, Magenta, FEAL, SAFER, Blowfish, GOST, Kasumi dan lain-lain. Metode Hill Cipher dan Inverse Matrix Cipher akan dibahas lebih lanjut pada bagian berikutnya mengingat kedua

5 metode ini sama-sama menggunakan matriks sebagai kunci enkripsi dan dekripsinya. 2. Algoritma Asimetri Algoritma asimetri (juga disebut algoritma kunci publik) didesain sedemikian sehingga kunci yang digunakan untuk enkripsi berbeda dari kunci yang digunakan untuk dekripsi. Lebih jauh lagi, kunci dekripsi tidak dapat (sedikitnya dalam waktu yang dapat diterima) dihitung dari kunci enkripsi. Algoritma disebut kunci publik karena kunci enkripsi dapat dibuat publik yang berarti semua orang boleh mengetahuinya. Sembarang orang dapat menggunakan kunci enkripsi tersebut untuk mengenkrip pesan, namun hanya orang tertentu (calon penerima pesan dan sekaligus pemilik kunci dekripsi yang merupakan pasangan kunci publik) yang dapat melakukan dekripsi terhadap pesan tersebut. Yang termasuk algoritma asimetri adalah ECC, LUC, RSA, El-Gamal dan DH Algoritma Kriptografi Hill Cipher Hill Cipher termasuk dalam salah satu kriptosistem polialfabetik, artinya setiap karakter alfabet bisa dipetakan ke lebih dari satu macam karakter alfabet. Cipher tersebut ditemukan pada tahun 1929 oleh Lester S. Hill [2]. Misalkan m adalah bilangan bulat positif, dan P = C = (Z 26 ) m. Ide dari Hill Cipher adalah dengan mengambil m kombinasi linier dari m karakter alfabet dalam satu elemen plaintext sehinga menghasilkan m alfabet karakter dalam satu elemen plaintext. Misalkan m = 2, maka kita dapat menuliskan suatu elemen plaintext sebagai x=(x1,x 2 ), dan suatu elemen ciphertext sebagai y=(y 1, y 2 ). Di sini, y 1,y 2 adalah kombinasi linier dari x 1 dan x 2. Kita misalkan: y1 = 11x1 + 3x y2 = 8x1 + 7x Kita juga dapat menuliskannya dalam notasi matriks sebagai berikut: (y 1 y 2 ) = (x 1 x 2 ) Secara umum, kita akan menggunakan matriks K m x m sebagai kunci kita. Jika elemen pada baris i dan kolom j dari matriks K adalah k ij, maka kita tuliskan K=(k ij ). 2 2

6 Untuk x=(x 1,, x m ) P dan K K, kita menghitung y=e k (x)=(y 1,,y m ) sebagai berikut: (y 1 y 2 y m ) = (x 1 x 2 x m ). (2.4) Dengan kata lain, y = xk..(2.5) Syarat yang perlu diperhatikan adalah detertminan 0, dan gcd(determinan,panjang tabel karakter)= Algoritma Kriptografi Inverse Matrix Cipher Kriptografi Inverse Matrix Cipher bekerja dengan membagi plaintext menjadi himpunan-himpunan n-huruf dan menggantinya dengan n-angka. Metode ini menggunakan matriks sebagai kuncinya dalam coding. Dalam hal ini matriks yang mempunyai invers yang dijadikan sebagai kunci. Misalkan diketahui dua buah matriks A dan B sedangkan hasil perkalian kedua matriks tersebut adalah: C=B*A (2.6) Untuk mendapatkan kembali matriks A, perlu dilakukan proses berikut: Kedua ruas dikalikan dengan invers matriks B dan B -1. B -1 *C=B -1 Ingat (B*B B -1 *B*A..(2.7) -1 )=I...(2.8) *C=IA...(2.9) atau A=B -1 *C..(2.5) Konsep ini digunakan untuk membuat kriptografi, yaitu pesan rahasia disimpan dalam matriks A, kemudian di-encode menggunakan kunci B, dan pesan yang dikirim adalah matriks C. Dengan catatan bahwa penerima telah mengetahui bahwa kuncinya adalah matriks B [12]. Konsep enkripsi dan dekripsi menggunakan algoritma kriptografi Inverse Matrix Cipher dapat dilakukan juga dengan cara seperti berikut:

7 Misalkan digunakan dua buah kunci enkripsi yaitu matriks K1 dan K2, dengan syarat determinan kedua kunci 0. Plaintext yang digunakan adalah matriks P. Proses enkripsi dilakukan sebanyak dua kali, enkripsi pertama menggunakan matriks pertama sehingga menghasilkan ciphertext berupa matriks C1 seperti persamaan 2.6: C1=P*K1... (2.6) Selanjutnya ciphertext hasil pertama dienkripsi dengan kunci kedua seperti pada persamaan 2.7: C2=C1*K2... (2.7) C2 adalah ciphertext akhir yang dikirim kepada penerima. Untuk mendapatkan kembali pesan asli maka penerima pesan berupa ciphertext melakukan proses dekripsi dengan langkah melakukan perkalian matriks C2 dengan inverse matriks K2, sehingga ditemukan matriks ciphertext hasil perkalian dengan kunci K1, seperti persamaan 2.8: C1=C2*K (2.8) C1 dikalikan lagi dengan inverse matriks K1 untuk mendapatkan matriks plaintext yang sebenarnya, seperti yang dijelaskan persamaan 2.9: P=C1*K (2.9). 2.2 Citra Digital Definisi Citra Citra adalah suatu representasi (gambaran), kemiripan, atau imitasi dari suatu objek. Citra sebagai keluaran suatu sistem perekaman data dapat bersifat optik berupa foto, bersifat analog berupa sinyal-sinyal video seperti gambar pada monitor televise, atau bersifat digital yang dapat langsung disimpan pada suatu media penyimpanan Format File Citra Bitmap Citra bitmap sering disebut juga dengan citra raster. Citra bitmap menyimpan data kode citra secara digital dan lengkap (cara penyimpanannya adalah per piksel). Citra bitmap di presentasikan dalam bentuk matriks atau dipetakan dengan menggunakan bilangan biner atau sistem bilangan lain. Citra ini memiliki kelebihan untuk

8 memanipulasi warna, tetapi untuk mengubah objek lebih sulit. Tampilan bitmap mampu menunjukkan kehalusan gradasi bayangan dan warna dari sebuah gambar. Oleh karena itu, bitmap merupakan media elektronik yang paling tepat untuk gambargambar dengan perpaduan gradasi warna yang rumit, seperti foto dan lukisan digital. Citra bitmap biasanya diperoleh dengan cara Scanner, Camera Digital, Video Capture, dan lain-lain [11]. Contoh gambar file citra *bmp. Gambar 2.2 Citra Bitmap 2.3 Steganografi Steganografi berasal dari bahasa Yunani, yang berarti tulisan yang tertutup/tersamar ( covered letter ). Dalam arti lain dapat dikatakan sebagai cara komunikasi yang menyembunyikan pesan [5]. Data atau pesan yang akan dikirim disembunyikan ke media lain. Format media yang bisa dipakai diantaranya adalah: a. Format image: bmp, jpg, gif dll b. Format audio: wav, mp3 dll

9 c. Format lain: html, pdf, file text dll Bentuk data/pesan tidak berubah, hanya saja karena data atau pesan tersebut dikirim dengan disembunyikan dalam media lain, maka yang terlihat adalah media yang dipakai untuk mengirimkan data/pesan tersebut. Keunggulan steganografi dari kriptografi adalah kemampuannya untuk membuat suatu pesan rahasia menjadi tidak terlihat, atau tidak mengundang orang lain yang tidak mengetahui untuk peduli atau penasaran, lain halnya dengan kriptografi yang mengacak sebuah pesan tertulis menjadi suatu yang tidak berarti, yang dapat membuat orang lain menjadi penasaran dan ingin mengetahui arti dari pesan acak tersebut, hingga akhirnya melakukan percobaan untuk menerjemahkan pesan tersebut [10]. Salah satu media yang sering dipakai untuk menyisipkan pesan/data adalah file image. Pada citra grayscale, akan didapat sebuah matriks yang menunjukkan tingkat derajat keabuan dari masing-masing piksel. Sedangkan untuk citra RGB, akan didapat tiga buah matrik yakni matrik R, matrik G dan matrik B, tingkat R, G dan B dari citra. Ada beberapa metode penyisipan pesan ke dalam citra, diantaranya adalah: 1. Metode EOF (End of file). Pesan disisipkan diakhir file citra. Dengan metode ini pesan yang disisipkan jumlahnya tak terbatas. Akan tetapi efek sampingnya adalah ukuran file menjadi lebih besar dari ukuran semula. Ukuran file yang terlalu besar dari yang seharusnya, tentu akan menimbulkan kecurigaan bagi yang mengetahuinya. Oleh karena itu dianjurkan agar ukuran pesan dan ukuran citra yang digunakan proporsional. 2. Metode LSB (Least Significant Bit) Metode ini bekerja dengan cara mengganti bit terakhir dari masing-masing piksel dengan pesan yang akan disisipkan. LSB mempunyai kelebihan yakni ukuran gambar tidak akan berubah. Sedangkan kekurangannya adalah pesan/data yang akan disisipkan terbatas, sesuai dengan ukuran citra.

10 3. Enhanced LSB Algoritma ini dikemukan oleh Andreas Westfeld. Proses utama dari metode enhanced LSB akan dijelaskan sebagai berikut: setiap piksel memiliki tiga buah komponen yaitu red, green, blue. Setiap komponen direpresentasikan oleh satu byte, setiap byte memiliki sebuah bit LSB. Apabila bit LSB tersebut adalah 1, maka semua bit pada byte tersebut diganti dengan bit 1 sehingga nilai byte tersebut adalah (biner) atau 255 (desimal). Sedangkan, apabila bit LSB tersebut adalah 0, maka semua bit pada byte tersebut diganti dengan bit 0 sehingga nilai byte tersebut adalah (biner) atau 0 (desimal) [9]. Pesan rahasia (.txt) Citra kover (.bmp) Citra Stego (.bmp) Gambar 2.3 Skema Umum Penyisipan Pesan Pada Citra Bitmap Metode First Of File Selain dari ketiga metode pada pemaparan sebelumnya, ada lagi metode lain untuk steganografi, yaitu metode First of File. Metode First of File tidak jauh berbeda dengan metode End of File. Pada metode End of File pesan disisipkan pada akhir file, sedangkan pada metode First of File, pesan disisipkan pada awal file. Berikut ini contoh penyisipan ciphertext menggunakan metode First of File : Terdapat suatu citra RGB 8x8 dengan nilai setiap piksel seperti pada Gambar

11 Gambar 2.4 Matriks Piksel Citra 8x8 Misalkan matriks piksel citra diatas disisipkan pesan yang telah diubah menjadi angka seperti berikut ini Maka akan ditemukan matriks piksel citra stego seperti gambar berikut Gambar 2.5 Matriks Piksel Citra Disisipi Pesan