Kriptografi. Kuliah 4 Computer Security. Kriptografi Terminology Secret-Key Encryption Public-Key Encryption

Transkripsi

1 Kriptografi Kuliah 4 Computer Security Kriptografi Terminology Secret-Key Encryption Public-Key Encryption

2 Direkomendasi u/ membaca Beberapa sumber a.l : U.S. Senate hearings on Internet Security: B. Schenier Crypto-Gram Newsletters Security Focus Online, cryptanalysis tools Eko AB-UAD 2

3 Software Kriptografi Crypt pembanding : i?crypt+breakers+workbench PGP, Crypto dan Security 16/cat731/index.htm Eko AB-UAD 3

4 Amankah komunikasi kita? Pengintai/ Penyadap Confidential Sender Tidak ada jaminan jalur komunikasi aman Recipient Eko AB-UAD 4

5 Cryptographic Protocols Messages should be transmitted to destination Only the recipient should see it Only the recipient should get it Proof of the sender s identity Message shouldn t be corrupted in transit Message should be sent/received once only Eko AB-UAD 5

6 Terminologi Cryptography adalah crypto yaitu rahasia dan graphy adalah tulisan tulisan yang bersifat rahasia sbg ilmu dan seni untuk menjaga pesan agar tetap aman Proses dalam Crypto : Enkripsi dan Dekripsi Eko AB-UAD 6

7 Terminologi Plaintext (cleartext): pesan dalam format asli / mudah dipahami Ciphertext (cyphertext): pesan yg sudah dienkripsikan Encryption: transformasi pesan (plaintext) ke kode yg tidak dapat(sulit) dimengerti Cipher: algoritma kriptografi. Fungsi matematik yg digunakan untuk meng-enkripsi dan mendekripsi. Eko AB-UAD 7

8 Lanjt Decryption (decode) : mengubah ciphertext menjadi pesan asli. Proses Encryption dan Decryption butuh key yang sesuai hasil dari cipher Cryptanalysis (Code breaking): kegiatan untuk mengubah ciphertext menjadi pesan aslinya tanpa mengetahui kunci yang sesuai. Dengan cara coba-coba (trial and error). Cryptology: Ilmu yang mempelajari crypthography dan Cryptanalysis Eko AB-UAD 8

9 Enkripsi dan Dekripsi Plaintext Ciphertext Plaintext Enkripsi Dekripsi Eko AB-UAD 9

10 Kriptosistem Konvensional (Kunci simetrik ) Plaintext Enkripsi Ciphertext Dekripsi Plaintext Pengirim Penerima Ciphertext=E(K,M) Message =D(K,C) Kunci Kunci perlu ditransfer secara aman Eko AB-UAD 10

11 Kriptosistem Public Key Kunci umum (K pub ) (dari penerima) Kunci private (K priv ) Plaintext Enskripsi Ciphertext Dekripsi Plaintext Pengirim Penerima C=E(K pub,m) M=D(K priv,c) K pub dapat dilihat / diketahui siapa saja Eko AB-UAD 11

12 Kripanalisis Tujuan kripanalisis Mengungkap/memecahkan pesan Mengungkap/memecahkan kunci Memecahkan / mencari celah algoritma kriptografi Mengungkap unjuk kerja algoritma kriptografi Pembandingan suatu algoritma kriptografi dgn algoritma krisptografi lain Eko AB-UAD 12

13 Breakable vs Practically breakable Unconditionally secure: impossible to decrypt. No amount of ciphertext will enable a cryptanalyst to obtain the plaintext Computationally secure: an algorithm that is not breakable in practice based on worst case scenario Breakable: all algorithms (except one-time pad) are theoretically breakable Eko AB-UAD 13

14 What makes a good cryptosystem? A good cryptosystem is one whose security does not depend upon the secrecy of the algorithm. From Bruce Schneier: Good cryptographers rely on peer review to separate the good algorithms from the bad.'' Eko AB-UAD 14

15 Kriptosistem Konvensional (Kunci simetrik ) Plaintext Enkripsi Ciphertext Dekripsi Plaintext Pengirim Penerima Ciphertext=E(K,M) Message =D(K,C) Kunci Kunci perlu ditransfer secara aman Eko AB-UAD 15

16 Secret Key Cryptosystem Vulnerabilities (1) Passive Attacker (Eavesdropper) Obtain and/or guess key and cryptosystem use these to decrypt messages Capture text in transit and try a ciphertextonly attack to obtain plaintext. Eko AB-UAD 16

17 Secret Key Cryptosystem Vulnerabilities (2) Active Attacker Break communication channel (denial of service) Obtain and/or guess key and cryptosystem and use these to send fake messages Eko AB-UAD 17

18 Kelemahan yg melekat pd Kriptografi kunci simetrik Pendistribusian Kunci harus dilakukan secara aman (terlebih jika kelompok secara geografi jauh atau satu sama lain tidak kenal) Dibutuhkan kunci untuk setiap pasangan user n users membutuhkan n*(n-1)/2 kunci Jika kunci (dan kriptosistem) is compromised, the adversary will be able to decrypt all traffic and produce fake messages Eko AB-UAD 18

19 Teknik Enkripsi dasar Substitution / substitusi : suatu karakter diganti dgn karakter lain Permutation / Transposition : penukaran posisi karakter dalam plaintext Combinations : gabungan antara kedua metode Eko AB-UAD 19

20 Caesar cipher C=E(K,M), e.g., C=(M+n) mod 26 plaintext : A B C D E ciphertext : A B C D E F e.g., M=CAB C =FDE Kelebihan: mudah diimplementasikan Kekurangan : mudah dipecahkan Eko AB-UAD 20

21 Security Tradeoff Security Functionality COST Ease of Use Eko AB-UAD 21

22 Kasus Public Key ALGORITMA RSA Pertemuan ke 5 Mata Kuliah : Security Komputer Teknik Informatika UAD Eko AB-Teknik Informatika

23 Asal Mula tahun 70-an Whitfield Diffie dan Martin Hellman menemukan teknik enkripsi asimetrik yang merevolusi dunia kriptografi tahun 1977 tiga orang peneliti, yaitu R.L. Rivest, A. Shamir, dan L. Adleman, menemukan RSA RIVEST-SHAMIR-ADLEMAN Eko AB-Teknik Informatika

24 Apa Itu RSA? Merupakan salah satu teknik kripto, dimana kunci untuk meng-enkrip dan untuk mendekrip berbeda Contoh metode lain : ElGamal, Rabin, Elliptic Curve Cryptosistem (ECC), Diffie- Helman, LUC Eko AB-Teknik Informatika

25 Apa itu RSA? Orang yang mempunyai kunci publik dpt meng-enkripsi tapi yang dapat men-dekripsi cuma yang th kunci privat Kuci publik dpt dimiliki oleh sembarang orang,tapi kunci privat cuma orang tertentu atau bahkan hanya seorang. Eko AB-Teknik Informatika

26 Dasarnya? Algoritma ini dibuat berdasarkan fakta bahwa dalam perhitungan dengan komputer, untuk menemukan suatu bilangan prima yang besar sangat mudah, namun untuk mencari faktor dari perkalian dua bilangan prima yang besar sangat sulit, bahkan hampir tidak mungkin. Eko AB-Teknik Informatika

27 Prosesnya? Pengirim Penerima Menerima kunci Publik Membangkitkan kunci publik dan kunci privat Meng-enkrispi Plaintek dengan kunci publik Mengirimkan kunci Publik Mengirimkan cipherteks Mendekripsi Cipherteks dengan kunci provat Eko AB-Teknik Informatika

28 Algoritmanya? Proses enkripsi : C = M e mod n Proses dekripsi : M = C d mod n Dimana : M : bilangan integer yang merepresentasikan pesan C : bilangan integer yang merepresentasikan pesan tersandi e : kunci enkripsi (publik) d : kunci dekripsi (pribadi) n : modulus (publik) Bilangan e dan n adalah kunci publik yg dapat diketahui umum Eko AB-Teknik Informatika

29 M dan C berupa Integer? Bila seorang pengguna A ingin mengirimkan pesan rahasia ke seorang pengguna B yang memiliki suatu sistem kriptografi RSA, langkah pertama yang harus dilakukan oleh pengguna A adalah merepresentasikan pesannya (yang biasanya berupa teks) dalam bentuk deretan bilangan integer nonnegatif dalam suatu basis tertentu. Konversi pesan teks ke bentuk deretan bilangan integer ini dapat dilakukan menggunakan berbagai teknik, pada umumnya adalah standar ASCII 8-bit atau yang lainnya Eko AB-Teknik Informatika

30 Menghitung Nilai e, d, dan n : 1. ambil secara random dua bilangan prima p dan q yang besar dan berbeda, namun ukuran keduanya (jumlah digitnya dalam basis bilangan yang dipergunakan) haruslah sama. 2. Hitung modulus n dan fungsi Euler s Totient ф(n) : 3. n = p.q, 4. Ф(n) = (p-1)(q-1) 5. Pilih suatu bilangan integer e dimana : 6. 1 < e < ф(n) dan gcd (e, ф(n)) = 1 7. Hitung nilai integer d dimana 1 < d < ф(n) sedemikian hingga : 8. d = e-1 mod ф(n) atau e.d = 1 (mod ф (n)) 9. dengan menggunakan algoritma Euclidean yang diperluas 10.Public-key dari sistem ini adalah n dan e, sedangkan privatekey-nya adalah d Eko AB-Teknik Informatika

31 Kondisi Enkripsi Ada kondisi yang harus dipenuhi dalam proses Enkripsi : (C = M e mod n ) Bilangan e harus lebih kecil dari n, demikian juga bilangan M harus lebih kecil dari n Bilangan M harus lebih kecil dari n untuk menjamin terjadinya trasformasi satu-satu dengan domain dan range yang identik Eko AB-Teknik Informatika

32 Verifikasi? Setelah menerima pesan tersandi C, penerima Cipherteks kemudian mendapatkan kembali pesan M semuila dengan melakukan penghitungan : M = Cd mod n Proses dekripsi ini dapat diverifikasi sebagia berikut : M = (M e mod n)d mod n M = M ed mod n Karena e.d = k. Ф(n) +1 untuk suatu integer k tertentu : M = Mk(Ф(n) +1) mod n M = (M Ф(n))k. M mod n Jika gcd(ф(n),n) = 1, maka teorema Eulier menjamin bahwa M =M, Eko AB-Teknik Informatika

33 Membangkitkan Kunci Contoh Membuat 2 bilangan prima lebar p dan q, dimana p q. Misalnya p = 17 dan q = 11 Hitung n = pq = 17 x 11 = 187 Hitung ф(n) = (p - 1)(q - 1) = (17-1)x(11-1) = 16 x 10 = 160 Menentukan bilangan terkecil e yang merupakan coprime ф(n) = 160, dengan syarat gcd (e, ф(n)) = 1, dimana 1 < e < ф(n), misalnya e = 7 Menghitung d = e-1 mod ф(n) dimana d * 7 = 1 mod 160 dan d < 160. Harga yang benar adalah d = 23 karena 23 x 7 = 161 = 1 x , d dapat dihitung menggunakan euclid s algorithm Dari hasil perhitungan diatas didapatkan bahwa kunci publik (KU = {7, 187}), dimana e = 7 dan modulus n =187 Sedangkan kunci privat (KR = {23, 187}), dimana d = 23 dan n =187. Eko AB-Teknik Informatika

34 Contoh Akan dienkripsikan planteks huruf X Maka huruf ini kita konversikan lebih dulu ke suatu nilai integer, misalnya kode ASCI-nya berarti 88 Eko AB-Teknik Informatika

35 Sebagai contoh yang menunjukkan penggunaan kunci ini pada pemasukan plaintext untuk M = 88 Encryption Decryption 88 Plaintext 88 7 mod 187 = mod 187 = 88 Ciphertex 88 Plaintext t KU = 7, 187 KR = 23, 187 Eko AB-Teknik Informatika

36 Enkripsinya? Untuk enkripsi, dapat dihitung dengan syarat plaintext M < n, dan ciphertext C = Me (mod n), dimana C = 88 7 mod mod 187 = ((88 4 mod 187) x (88 2 mod 187) x (88 1 mod 187)) mod mod 187 = mod 187 = 7744 mod 187 = mod 187 = mod 187 = mod 187 = (88 x 77 x 132) mod 187 = mod 187 = 11 Eko AB-Teknik Informatika

37 Dekripsinya? Dekripsi dapat dihitung dengan ciphertext C, dan plaintext M = Cd (mod n), dimana M = mod mod 187 = ((11 1 mod 187) x (11 2 mod 187) x (11 4 mod 187) x (11 8 mod 187) x (11 8 mod 187)) mod mod 187 = mod 187 = mod 187 = mod 187 = mod 187 = mod 187 = mod 187 = (11 x 121 x 55 x 33 x 33) mod 187 = mod 187 = 88 Proses ini akan menghasilkan pesan plaintext semula. Eko AB-Teknik Informatika