MENGENKRIPSI PESAN MENGGUNAKAN ALGORITMA AES TABEL SISTEM UNSUR PERIODIK KIMIA NASKAH PUBLIKASI

Transkripsi

1 MENGENKRIPSI PESAN MENGGUNAKAN ALGORITMA AES TABEL SISTEM UNSUR PERIODIK KIMIA NASKAH PUBLIKASI diajukan oleh Harry Cassay Kepada JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2014 i

2 ii

3 AES ENCRYPT MESSAGES ALGORITHM USING PERIODIC TABLE ELEMENTS CHEMICAL SYSTEM MENGENKRIPSI PESAN MENGGUNAKAN ALGORITMA AES TABEL SISTEM UNSUR PERIODIK KIMIA Harry Cassay Ema Utami Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM YOGYAKARTA ABSTRACT Rapid technological developments that allow humans to communicate and exchange information / data remotely. Inter-regional inter-city between countries and even between continents is not an obstacle anymore in communication and data exchange. Along with the demand for securities (security) to the confidentiality of the information exchanged is increasing. The security of the stored data is an important factor for the organization in the face of increasingly risky, and work processes where data is stored and administrative organization will be processed into information that is important and confidential for the development of the organization. AES algorithm to secure data stored in the data storage device, so it is not easily lost or utilized by people yng i rresponsible. Algorithm AES (Advanced Encryption Standard) or Rijndael as one method of cryptography. This algorithm is known to be superior in pengenkripsian and pendekripsian data. AES is used in a variety of encoding. One is to password-pass encoding that is used in the operation of the application data. Keywords: Message Encryption, Java (Netbean 6.9), cryptographic iii

4 1. Pendahuluan Kriptografi adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang bagaimana cara menjaga agar data atau pesan tetap aman saat dikirimkan, dari pengirim ke penerima tanpa mengalami gangguan apapun dari pihak ketiga. Dengan perkembangan teknologi yang begitu pesat memungkinkan manusia dapat berkomunikasi dan saling bertukar informasi/data secara jarak jauh. Antar kota antar wilayah antar negara bahkan antar benua bukan merupakan suatu kendala lagi dalam melakukan komunikasi dan pertukaran data. Seiring dengan itu tuntutan akan sekuritas (keamanan) terhadap kerahasiaan informasi yang saling dipertukarkan tersebut semakin meningkat. Algoritma AES mengamankan data yang tersimpan dalam perangkat penyimpanan data, sehingga tidak mudah hilang maupun di manfaatkan oleh orangorang yang tidak bertanggung jawab. Algoritma AES (Advanced Encryption Standard) atau Rijndael sebagai salah satu metode kriptografi. Algoritma ini diketahui sangat unggul dalam pengenkripsian dan pendekripsian data. AES digunakan dalam berbagai penyandian. Salah satunya adalah untuk penyandian sandi lewat yang digunakan pada aplikasi pengoperasian data. Tabel unsur periodik kimia adalah tampilan unsur-unsur kimia dalam bentuk tabel. Uns ur-unsur tersebut diat ur berdasark an struktur elektronnya, sehingga sifat unsurunsur tersebut berubah-ubah secara teratur sepanjang tabel. Setiap unsur didaftarkan berdasarkan nomor atom dan lambang unsurnya. 2. LANDASAN TEORI 2.1. Pengertian Kriptografi Kriptografi adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang bagaimana cara menjaga agar data atau pesan tetap aman saat dikirimkan, dari pengirim ke penerima tanpa mengalami gangguan apapun dari pihak ketiga Tujuan Kriptografi Tujuan dari kriptografi adalah sebagai berikut: 1. Kerahasiaan (confidentiality), adalah memberikan kerahasiaan pesan dan menyimpan data dengan menyembunyikan informasi lewat teknik-teknik enkripsi. 1

5 2. Integritas data (message integrity), adalah memberikan jaminan untuk tiap bagian bahwa pesan tidak akan mengalami perubahan dari saat ia dibuat sampai saat ia dibuka. 3. Non-repudiation, adalah memberikan cara untuk membuktikan bahwa suatu dokumen datang dari seseorang apabila ia mencoba menyangkal memiliki dokumen tersebut. 4. Otentikasi (authentication), adalah memberikan dua layanan. Pertama, mengidentifikasi keaslian suatu pesan dan memberikan jaminan keautentikannya. Kedua, menguji identitas seseorang apabila ia akan memasuki sebuah sistem Macam macam Algoritma Kriptografi Kriptografi memiliki beberapa algoritma dalam mengenkripsi pesan diantaranya : 1. Algoritma Simetris Algoritma simetris adalah algoritma yang menggunakan kunci yang sama untuk enkripsi dan dekripsinya. Plaintext input Ciphertext Plaintext output Enkripsi Dekripsi (Secret key) Kunci sama Gambar 2.1. Algoritma simetris 2

6 2. Algoritma Asimetris Algoritma asimetris adalah pasangan kunci kriptografi yang salah satunya digunakan untuk proses enkripsi dan yang satunya lagi untuk dekripsi. Plaintext input Ciphertext Plaintext output Enkripsi Dekripsi Penerima kunci public Penerima kunci rahasia Kunci berbeda Gambar 2.2. Algoritma asimetris 3. Fungsi Hash Fungsi Hash sering disebut dengan fungsi Hash satu arah ( one-way function), message digest, fingerprint, fungsi kompresi dan message authentication code (MAC), merupakan suatu fungsi matematika yang mengambil masukan panjang variabel dan mengubahnya ke dalam urutan biner dengan panjang yang tetap (Dony Ariyus, 2008:46) Teknik Dasar kriptografi Menurut Dony Ariyus ada beberapa teknik dasar kriptografi di antaranya sebagai berikut (Dony Ariyus, 2008:49). 1. Teknik Substitusi Metode ini bekerja dengan menukar 1 (satu) karakter yang lain (Dony Ariyus, 2008:49). Langkah pertama adalah membuat suatu tabel subtitusi. Tidak ada aturan khusus dalam membuat tabel substitusi (Dony Ariyus, 2008:49). Semakin acak tabel substitusi maka semakin sulit pemecahan ciphertextnya. 3

7 Salah satu contoh teknik ini adalah menggunakan Caesar cipher (Dony Ariyus, 2008:50). 2. Teknik Blok metode untuk melakukan enkripsi dengan menggunakan blok adalah dengan membagi jumlah teks-asli menjadi blok-blok yang ditentukan, tergantung dari keinginan pengirim pesan (Dony Ariyus, 2008:56). Coba perhatikan contoh di bawah ini (Dony Ariyus, 2008:56). 3. Teknik Permutasi Teknik ini menggunakan permutasi karakter, yang mana dengan menggunakan teknik ini pesan yang asli tidak dapat dibaca kecuali orang yang memiliki kunci untuk mengembalikan pesan tersebut ke bentuk semula (Dony Ariyus, 2008:75) Algoritma AES (Advanced Encryption Standard) Advanced Encryption Standard (AES) dipublikasikan oleh NIST (National Institutes of Standards and Technology) pada tahun AES merupakan kode blok kode simetris untuk menggantikan DES (Data Encryption Standart). Algoritma Rijndael memiliki 3 (tiga) parameter, di antaranya (Dony Ariyus, 2008:169) : 1. Plaintext adalah array yang berukuran 16 byte, yang berisi data masukan. 2. Ciphertext adalah array yang berukuran 16 byte, yang berisi hasil enkripsi. 3. Kunci adalah array yang berukuran 16 byte, yang berisi kunci atau cipherkey. Garis besar algoritma Rijndael dalam mengenkripsi yang beroperasi pada blok 128 bit dengan kunci 128 bit adalah sebagai berikut (Dony Ariyus, 2008): 1. SubBytes adalah substitusi byte dengan menggunakan tabel substitusi (S- Box). 2. ShiftRows adalah pergeseran baris-baris array secara memutar. 3. MixColums adalah mengacak data dari masing-masing kolom array. 4. AddRoundKey adalah penambahan kunci dengan operasi XOR. 4

8 2.6. Sistem perangkat lunak (software) yang digunakan Java (Netbeans 6.9) Java adalah bahasa pemrograman serbaguna. Java dapat digunakan untuk membuat suatu program sebagaimana kita membuatnya dengan bahasa seperti Pascal atau C++. Java juga mendukung sumber daya internet yang saat ini populer, yaitu World Wide Web atau yang sering disebut Web saja. Java juga mendukung aplikasi klien/server, baik dalam jaringan lokal (LAN) maupun jaringan berskala luas (WAN). Program java bersifat tidak bergantung pada platform. Artinya, Java dapat dijalankan pada sembarang komputer dan bahkan pada sembarang sistem operasi. Ketidakbergantungan terhadap platform sering dinyatakan dengan istilah portabilitas. Tingkat portabilitas Java tidak hanya sebatas pada program sumber (source code), melainkan juga pada tingkat kode biner yang disebut bytecode. Kode yang disebut bytecode dapat dijalankan pada berbagai sistem operasi karena kode ini berbeda dengan kode mesin. Kode mesin sangat bergantung platform, sedangkan bytecode dapat dimengerti oleh semua platform yang telah dilengkapi dengan interpreter Java. Mengingat bahwa hasil kompilasi Java dapat dijalankan pada sembarang sistem operasi ataupun prosesor, Java sering dikatakan bersifat netral terhadap arsitektur computer. Java adalah bahasa pemrograman berorientasi objek (suatu model pengembangan perangkat lunak yang saat ini sangat populer). Sebagai bahasa pemrograman berorientasi objek, Java menggunakan kelas untuk membentuk suatu objek. 3. ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM 3.1. Analisis Sistem Anaslisis sistem (System Analysis) dapat didefinisikan penguraian dari suatu sistem informasi yang utuh kedalam bagian-bagian komponennya dengan maksud mengidentifikasi dan mengevaluasi permasalahan-permasalahan, kesempatankesempatan, hambatan yang terjadi dan kebutuhan yang dihadapkan s ehingga dapat diusulkan perbaikannya. (Jogianto. HM, 1999:129). Sistem merupakan gambaran umum apa yang akan dikembangkan. Kriptografi yang akan dibangun merupakan sistem pengenkripsian pesan dengan algoritma sistem periodik unsur kimia menggunakan metode Rijndael 128 bit. Langkah-langkah pengenkripsian pesan dilakukan beeberapa tahap, dimana tahap pertama dilakukan 5

9 substitusi byte(subbyte), pergeseran (ShiftRows ), mengac ak (MixColums ), dan mengexor-kan dengan menggunakan kunci ekspansi (AddRoundkey) Analisis Kebutuhan Sistem Analisis kebutuhan sistem ini merupakan tahapan yang sangat penting dalam pengembangan sistem dalam pembuatan aplikasi. Analisis kebutuhan sistem dibagi menjadi dua bagian, yaitu kebutuhan fungsional dan kebutuhan non fungsional. 1. Kebutuhan Fungsional Kebutuhan fungsional menggambarkan secara umum dari sistem sesuai dengan kemampuan aplikasi yang dibuat. Ada beberapa kebutuhan fungsional yang dimuat dalam sistem ini diantaranya : 1. Sistem ini dapat mengenkripsi dan mendekripsi pesan. 2. Menampilkan langkah-langkah enkripsi seperti SubBytes, ShiftRows, MixColums, Addroundkey. 3. Menampilkan tabel periodik sebagai kata kunci dalam objek penelitian. 4. Sistem mudah digunakan user. 2. Kebutuhan Non Fungsional Kebutuhan non fungsional menggambarkan bagaimana sistem ini dapat berjalan dengan batasan-batasan dalam pengaplikasian sistem itu sendiri atau apa saja yang harus dimiliki oleh sistem agar dapat berjalan. Kebutuhan non fungsional meliputi ketersediaan perangkat keras dan perangkat lunak. 1. Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware) Dalam hal ini hardware atau perangkat keras yang digunakan dalam proses perancangan aplikasi pengenkripsian pesan. Adapun spesifikasi perangkat keras yang digunakan diantaranya : PC (Personal Computer) atau laptop yang digunakan sebagai media dalam hal coding dan desain dengan spesifikasi sebagai berikut : 1. Processor Intel(R) Celeron(R) CPU 1.73Ghz 2. RAM 1Gb DDR2 3. Mobile Intel Graphics Media Accelerator X Display 14.1 W XGA Acer CrystalBrite 5. Hardisk Drive 80 GB HDD 6. Optical Drive DVD-Super Multi DL 6

10 2. Kebutuhan Perangkat Lunak (Software) Analisis perangkat lunak bertujuan untuk mengetahui secara tepat perangkat lunak apa saja yang dibutuhkan untuk menjalankan suatu aplikasi. Adapun perangkat lunak yang dibutuhkan diantaranya : 1. Microsoft windows 7 ultimate sebagai sistem operasinya. 2. Java (Netbean 6.9) sebagai pembuatan aplikasi. 3. Microsoft Office 2007 sebagai pembuatan laporan 3.3. Analisis Data Analisis data merupakan kegiatan mengatur, mengurutkan, mengelompokkan, dan mengkategorikan data, sehingga dapat ditemukan dan dirumuskan hipotesis kerja berdasarkan data yang diperoleh. Dalam sistem pengenkripsian pesan ini data yang dianalisis berbentuk tabel periodik unsur kimia yang dijadikan sebagai kata kunci tetap Analisis Model Pada tahap analisis model ini akan dibahas tentang langkah -langkah pengenkripsian pesan pada algoritma Rijndael AES 128 bit. Langkah -langkah enkripsi sebagai berikut : 1. AddRoundKey menjadi tahap awal dengan melakukan XOR antara state awal (plaintext) dengan cipher key (kata kunci) dengan array yang berukuran 4x4. Tahap ini disebut tahap initial round. 2. Melakukan putaran Nr-1 kali. Proses yang dilakukan pada setiap putaran adalah : 1. SubBytes merupakan substitusi byte dari hasil AddRoundKey dengan menggunakan tabel (S-Box). 2. ShiftRows merupakan pergeseran baris-baris secara memutar. 3. MixColums merupakan mengacak data dari masing-masing kolom array dengan mengubahnya kebentuk hexadecimal terlebih dahulu. 4. AddRoundKey melakukan XOR antara plaintext dengan cipher key. 3. Putaran terakhir (Final Round), pada proses ini tidak dilakukan proses MixColums hanya dilakukan SubBytes, ShiftRows, AddRoundKey untuk menghasilkan ciphertext. 7

11 3.5. Perancangan Sistem Rancangan sistem secara umum dilakukan dengan maksud untuk memberikan gambaran secara umum kepada user tentang sistem yang akan diusulkan. Rancangan ini mengidentifikasikan komponen -komponen sistem informasi secara terinci. 4. IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN 4.1. Implementasi Sistem Implementasi merupakan tahapan setelah analisis dan perancangan aplikasi, apakah aplikasi yang telah dirancang dapat berjalan dan berfungsi dengan keadaan sebenarnya. Pada tahap ini akan dilakukan kegiatan implementasi dari rancangan - rancangan yang telah dibuat sebelumnya. Sistem enkripsi dan dekripsi pesan menggunakan tabel unsur periodik kimia memiliki tiga bagian utama, yang memang harus ada dalam pembuatan pengenkripsian pesan, yaitu plaintext, cipherkey, dan ciphertext. Selain itu sistem yang dibuat mudah digunakan pengguna (user) dengan memasukkan pesan yang tidak lebih dari enam belas (16) karakter, karena sesuai dengan ketentuan AES 128 bit dan kata kunci menggunakan tabel unsur periodik kimia yang dipilih sesuai keinginan pengirim pesan yang ingin dikirim ke penerima Pengujian Aplikasi Uji coba aplikasi adalah pengujian yang dilakukan untuk memeriksa kekompakan antar komponen aplikasi yang diimplementasikan. Tujuan utama dari pengetesan aplikasi ini adalah untuk memastikan bahwa elemen-elemen atau komponen-komponen dari aplikasi telah berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Pengujian perlu dilakukan untuk mencari kesalahan yang mungkin masih terjadi. Ada metode untuk melakukan unit testing yaitu: 4.3. Black Box Testing Merupakan pengujian yang dilakukan dengan menjalankan atau mengeksekusi unit atau modul proses yang dijalankan. Tujuannya adalah untuk mengetahui apakah setiap button yang ada pada aplikasi dapat berjalan sesuai dengan fungsinya atau tidak. 8

12 4.4. White Box testing White box adalah perancangan test case yang menggunakan struktur control dari perancangan procedural untuk mendapatkan test case. Dengan menggunakan metode pengujian white box pembuat sistem dapat melakukan test case yang memberikan jaminan bahwa semua jalur independent pada suatu modul pernah digunakan untuk menjaga validitasnya. 5. PENUTUP 5.1. Kesimpulan Berdasarkan hasil pembuatan dan implementasi yang telah dilakukan guna penyusunan skripsi berjudul Mengenkripsi Pesan Menggunakan Algoritma AES Tabel Sistem Unsur Periodik Kimia maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Aplikasi enkripsi dibuat menggunakan bahasa pemrograman java yang didalamnya terdapat beberapa tahap, yaitu subbytes, shiftrows, mixcolums, dan addroundkey yang dilakukan selama sepuluh kali putaran. 2. Analisis yang gunakan dalam pengenkripsian pesan merupakan analisis tabel sistem unsur periodik kimia yang mana dijadikan sebagai cipherkey (kata kunci). 3. Desain enkripsi didominasi dengan warna cerah biru langit serta paduan warna yang sesuai. 4. Hasil implementasi dari aplikasi enkripsi memiliki beberapa tombol yang diantaranya, kolom teks pesan, teks cipher (kata kunci), tabel periodik, dan teks hasil enkripsi yang cara kerjanya mengisikan karakter dari masing masing kolom dan mengklik tombol run, sehingga muncul hasil enkripsi tersebut. 5. Uji coba aplikasi enkripsi berjalan dengan baik dan sesuai dengan hasil data yang ditulis secara manual pada bab sebelumnya. 9

13 5.2. Saran Berdasarkan kesimpulan diatas, maka penulis merekomendasikan berupa saran - saran sebagai berikut: 1. Program pengenkripsian pesan ini jauh dari sempurna, diharapkan pengembangan yang lebih lanjut dalam pengolahan data tabel sistem unsur periodik kimia menggunakan algoritma AES Rijndael 128 maupun algoritma sendiri. 2. Diharapkan penelitian selanjutnya dapat memilih dan memilah nomor atom dalam nama jenis tabel unsur periodik kimia yang berbeda beda dijadikan sebagai kata kunci dalam sistem pengenkripsian dan pendekripsian pesan. 3. Diharapkan dapat meningkatkan keamanan pesan singkat rahasia. 10

14 DAFTAR PUSTAKA Ariyus, Dony Pengantar Ilmu Kriptografi Teori Analisis dan Implementasi. Yogyakarta: Andi Offset. Ariyus, Dony Keamanan Data dan Komunikasi. Yogyakarta: Graha Ilmu. Komputer, Wahana Memahami Model Enkripsi dan Security Data. Yogyakarta: ANDI. Kurniawan, Yusuf Keamanan Internet dan Jaringan Telekomunikasi. Bandung: Informatika Bandung. Munir, Rinaldi Kriptografi. Bandung: Informatika Bandung. Herlawati, Prabowo Pudjo Widodo Menggunakan UML. Bandung: Informatika Bandung. Kadir, Abdul Dasar pemrograman java 2. Yogyakarta: Andi Offset Sunarya, Yayan. Dan Setiabudi, Agus Mudah dan Aktif Belajar Kimia. Bandung: PT. Setia Purna Inves. 11