(S.2) KRIPTOGRAFI METODA MODULAR MULTIPLICATON-BASED BLOCK CIPHER PADA FILE TEXT

Transkripsi

1 (S.2) KRIPTOGRAFI METODA MODULAR MULTIPLICATON-BASED BLOCK CIPHER PADA FILE TEXT Taufiqulhadi Jurusan Matematika FMIPA Universitas Padjadjaran Erick Paulus, S.Si., M.Kom. Jurusan Matematika FMIPA Universitas Padjadjaran ABSTRAK Kriptografi adalah suatu ilmu yang digunakan dalam mengamankan data-data. Kriptografi mengalami perkembangan yang pesat seiring dengan kebutuhan atau kesadaran terhadap pengamanan data. Kriptografi metode Modular Multiplicaton-Based block cipher (MMB) menggunakan plaintext 128 bit dan algoritma iteratif yang terdiri dari langkah-langkah linier serta aplikasi paralel dari empat substitusi non linier besar yang dapat dibalik. Substitusi ini ditentukan oleh sebuah operasi perkalian modulo dengan faktor konstan, dengan tingkat sekuritas yang tinggi. MMB menggunakan 32 bit subblock text (x, x1, x2, x3) dan 32 bit subblock kunci (k, k1, k2, k3). Hal ini membuat algoritma tersebut sangat cocok diimplementasikan pada prosesor 32 bit. Hasil akhir yang dicapai adalah adanya suatu perangkat lunak yang dapat mensimulasikan proses enkripsi dan dekripsi data berupa text secara bertahap dan jelas. Perangkat lunak juga dilengkapi dengan pengaturan kecepatan proses enkripsi dan dekripsi guna proses edukasi. Kata kunci : Kriptografi, block cipher, enkripsi, dekripsi. I. Pendahuluan Perkembangan dunia informatika yang sangat pesat saat ini membawa pertumbuhan dunia ke dalam masa teknologi informasi menjadi ujung tombak kemajuan. Karena itulah nilai informasi saat ini sangat tinggi dan penting. Teknologi informasi yang telah terjalin saat ini berdiri di atas media komunikasi sebagai media penyampaian informasi dari suatu tempat ke tempat lainnya. Informasi-informasi yang ingin disampaikan berjalan melalui media komunikasi tersebut. Media komunikasi yang banyak digunakan tentu harus merupakan media yang mudah dijangkau dan digunakan oleh semua orang. Contoh media komunikasi yang saat ini sering digunakan adalah telepon, jaringan internet dan . Kemudahan pengaksesan media komunikasi oleh semua orang membawa dampak bagi keamanan informasi atau pesan yang menggunakan media komunikasi tersebut. Informasi menjadi sangat rentan untuk diketahui diambil dan dimanipulasi oleh pihak-pihak yang tidak berkepentingan. Karena itulah dibutuhkan suatu metode yang dapat menjaga kerahasiaan informasi ini Metode yang dimaksud adalah kriptografi yaitu sebuah seni dan bidang Manajemen Risiko di Bidang Perbankan dan Asuransi 199

2 keilmuan dalam penyandian informasi atau pesan dengan tujuan menjaga keamanannya. Walaupun telah berkembang sejak zaman dahulu kala, teknik kriptografi yang dibutuhkan masa kini harus menyesuaikan dirinya terhadap meluasnya penggunaan komputer digital pada masa kini. Penggunaan komputer digital mendorong berkembangnya kriptografi modern yang beroperasi dalam mode bit (satuan terkecil dalam dunia digital) dari pada dalam mode karakter yang biasa digunakan dalam kriptografi klasik. Salah satu algoritma kriptigrafi yang sering digunakan adalah Cipher block. Cipher blok merupakan algoritma kriptografi yang beroperasi dalam bentuk blok bit. Proses enkripsi dilakukan terhadap blok bit plainteks dengan mengguanakan kunci yang berukuran sama dengan ukuran blok plainteks. Algoritma ini akan menghasilkan cipherteks yang sama panjang dengan blok plainteks. Proses dekripsi terhadap cipherteks berlangsung dengan cara serupa seperti enkripsi. Hanya saja pada proses dekripsi, operasi berjalan kebalikan dari proses enkripsi. II. Kajian Pustaka Kelemahan metode IDEA yang menggunakan plaintext 64 bit dan operasi perkalian modulo , diperbaiki oleh Joan Daemen dalam sebuah algoritma yang dinamakan MMB (Modular Multiplication-based Block cipher). Dengan menggunakan plaintext 64 bit (4 buah 16 bit subblock text), metode IDEA hanya dapat diimplementasikan pada prosesor 16 bit, sehingga dinilai tidak dapat mengikuti perkembangan teknologi pada saat ini yang kebanyakan telah menggunakan prosesor 32 bit. Kriptografi metode MMB menggunakan plaintext 128 bit dan algoritma iteratif yang terdiri dari langkah-langkah linier (seperti XOR dan aplikasi kunci) serta aplikasi paralel dari empat substitusi non linier besar yang dapat dibalik. Substitusi ini ditentukan oleh sebuah operasi perkalian modulo dengan faktor konstan, yang memiliki tingkat sekuritas lebih tinggi bila dibandingkan dengan metode IDEA yang hanya menggunakan operasi perkalian modulo MMB menggunakan 32 bit subblock text (x, x 1, x 2, x 3 ) dan 32 bit subblock kunci (k, k 1, k 2, k 3 ). Hal ini membuat algoritma tersebut sangat cocok diimplementasikan pada prosesor 32 bit. Sebuah fungsi non linier, f, diterapkan enam kali bersama dengan fungsi XOR. Pembentukan Kunci. Metode MMB menggunakan kunci sepanjang 128 bit. Proses pembentukan kunci pada metode MMB ini sangat sederhana. Kunci yang di-input hanya dibagi menjadi 4 buah subblock kunci dengan panjang masing-masing 32 bit. Proses pembentukan kunci pada metode MMB ini dapat dilihat pada Gambar berikut ini : Proses Enkripsi dan Dekripsi Manajemen Risiko di Bidang Perbankan dan Asuransi 2

3 Menurut Munir, Rinaldi, (26), secara umum metode MMB menggunakan plaintext dan kunci pada proses enkripsi, dan menggunakan ciphertext dan kunci untuk proses dekripsi, dengan panjang 128 bit. Inti proses enkripsi dan dekripsi dari metode MMB adalah sebagai berikut : 1. Plaintext atau Cipher text dibagi menjadi 4 subblock yang sama besar (x, x 1, x 2, x 3 ). 2. Kemudian Plaintext di XOR kan dengan Kunci untuk menghasilkan ciphertext untuk proses enkripsi. 3. Ciphertext di XOR kan dengan Kunci untuk menghasilkan Plaintext untuk proses dekripsi. Sedangkan konstanta yang digunakan pada proses enkripsi dan dekripsi dapat dirincikan sebagai berikut : C (2AAAAAAA) 16 c (25F1CDB) 16 c 1 2 * c c * c c * c Operasi XOR XOR adalah operasi Exclusive-OR yang dilambangkan dengan tanda. Operasi XOR akan menghasilkan nilai bit (nol) jika meng-xor-kan dua buah bit yang sama nilainya dan akan menghasilkan nilai bit 1 (satu) jika meng-xor-kan dua buah bit yang masing masing nilai bitnya berbeda. A B A B Manajemen Risiko di Bidang Perbankan dan Asuransi 21

4 1 1 III. Hasil Penelitian Kriptografi metode MMB sebagai salah satu kriptografi modern menggunakan algoritma iteratif yang terdiri dari langkah-langkah linier (seperti XOR dan aplikasi kunci) serta aplikasi paralel dari empat substitusi non linier besar yang ditentukan oleh sebuah operasi perkalian modulo Sama seperti metode kriptografi simetris lainnya, proses penyelesaian metode MMB ini dapat dibagi menjadi 3 tahapan yaitu : 1. Proses Pembentukan Kunci. 2. Proses Enkripsi. 3. Proses Dekripsi. Proses Pembentukan Kunci Metode MMB ini memiliki input 128 bit kunci (key) yang identik dengan 32 digit heksadesimal ataupun 16 karakter yang akan dipecah menjadi 4 buah sub kunci (subkey) dengan panjang masing-masing sub kunci adalah sebesar 32 bit. Untuk lebih memahami proses pembentukan kunci pada metode MMB, diberikan sebuah contoh berikut ini. Misalkan diketahui input kunci CRYPTOGRAPHY MMB, maka proses pembentukan kuncinya adalah sebagai berikut : Kunci CRYPTOGRAPHY MMB Ubah ke bentuk biner Dipecah menjadi 4 buah sub kunci : K() K(1) K(2) K(3) Proses Enkripsi Manajemen Risiko di Bidang Perbankan dan Asuransi 22

5 Proses enkripsi dari metode MMB ini memiliki input data plaintext 128 bit yang identik dengan 32 digit heksadesimal atau 16 karakter. Proses enkripsi dari metode MMB dapat dilihat pada contoh berikut ini. Misalkan diketahui plaintext UNPAD-ILMUKOMPTR dengan menggunakan kunci yang dihasilkan di atas, maka proses enkripsinya adalah sebagai berikut : Plaintext UNPAD-ILMUKOMPTR Konversi ke biner : Plaintext yang sudah dirubah ke bentuk biner dipecah menjadi 4 subblock: X() X(1) X(2) X(3) Setelah didapat 4 subblock dari plaintext, maka dilakukan proses seperti dibawah ini: X( i ) XOR K( i ) Hasil R(i) X() X() XOR K() XOR X(1) X(1) XOR K(1) XOR X(2) X(2) XOR K(2) XOR Manajemen Risiko di Bidang Perbankan dan Asuransi 23

6 1 X(3) X(3) XOR K(3) XOR hasil diatas di kalikan dengan konstanta C( i ) dan modulo seperti dibawah ini: Perkalian subblock text dengan C(i) mod R( i ) *C( i ) mod Hasil Y(i) Y() C() * R() MOD ((2^32) - 1) * MOD Y(1) C(1) * R(1) MOD ((2^32) - 1) * MOD Y(2) C(2) * R(2) MOD ((2^32) - 1) * MOD Y3) C(3) * XR3) MOD ((2^32) - 1) * MOD Manajemen Risiko di Bidang Perbankan dan Asuransi 24

7 Kemudian hasil dari perkalian pada table 3.2 akan dikalikan dengan konstanta C, dengan catatan sebagai berikut: Jika LSB Y( )1 maka Y( ) XOR C Jika LSB Y( 3 ) maka Y( 3 ) XOR C Selanjutnya text (Y i ) akan di XOR kan ke masing-masing hasil text yang lain dengan cara Y i Y i-1 XOR Y i XOR Y i+1, ini dapat dilihat pada table 3.3 dibawah ini: Proses Y i-1 XOR Y i XOR Y i+1 Y i-1 XOR Y i XOR Y i+1 Hasil X() Y(3) XOR Y() XOR Y(1) XOR XOR X(1) Y() XOR Y(1) XOR Y(2) XOR XOR X(2) Y(1) XOR Y(2) XOR Y(3) XOR XOR X(3) Y(2) XOR Y(3) XOR Y() XOR XOR Manajemen Risiko di Bidang Perbankan dan Asuransi 25

8 Langkah-langkah diatas dilakukan dengan operasi modulo 4 dengan dimulai dari Sub kunci (K i ) berikutnya hingga didapat Cipher text, ini dapat digambarkan seperti dibawah: Plaintext X i XOR K i Ciphertext X i XOR K i+1 Dari proses diatas, maka didapat Cipher text sebagai berikut: Hasil Ciphertext (F3vÜSå-ìC) X i XOR K i+2 Proses Dekripsi Proses dekripsi ini merupakan proses kebalikan dari proses enkripsi. Sebagai contoh, misalkan ingin didekripsikan kembali hasil enkripsi yang telah didapatkan di atas, maka proses dekripsinya adalah sebagai berikut : CipherText (F3vÜSå-ìC) Konversi ke biner : Ciphertext yang sudah dirubah ke bentuk biner dipecah menjadi 4 subblock: X() X(1) X(2) Manajemen Risiko di Bidang Perbankan dan Asuransi 26

9 X(3) Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa proses dekripsi merupakan kebalikan dari proses enkripsi, ini dapat dilihat seperti gambar dibawah ini: Ciphertext Proses Y i-1 XOR Y i XOR Y i+1 Perkalian subblock text dengan C(i) mod Subblock XOR Kunci X i XOR K i Plaintext Maka akan didapat kembali text asli(plaintext) yang sebelumnya telah dienkripsi. Hasil Plaintext UNPAD-ILMUKOMPTR Perangkat Lunaka Bantu Kriptografi MMB Perangkat lunak bantu pemahaman ini menggunakan animasi dalam tahapan proses pembentukan kunci, enkripsi, dekripsi dan fungsi f. Perangkat lunak bantu pemahaman ini dirancang dengan menggunakan bahasa pemrograman Microsoft Visual Basic 6. dan menggunakan MDI Form (Multiple Document Interface Form) sebagai form induk (main form) dan fasilitas menu editor untuk membuat dan mengatur tampilan menu pull down. Manajemen Risiko di Bidang Perbankan dan Asuransi 27

10 Perangkat lunak bantu pemahaman ini dirancang dengan menggunakan beberapa form, antara lain : 1. Form Main, yang dirancang dengan menggunakan MDI Form dan berfungsi sebagai form induk untuk menggabungkan semua form yang ada. 2. Form Teori. 3. Form Proses Pembentukan Kunci, merupakan child form dari form Main. 4. Form Proses Enkripsi, merupakan child form dari form Main. 5. Form Proses Dekripsi, merupakan child form dari form Main. 6. Form Kecepatan Animasi. Skema rancangan perangkat lunak kriptografi MMB IV. Kesimpulan Kriptografi metode MMB menggunakan plaintext 128 bit dan algoritma iteratif yang terdiri dari langkah-langkah linier (seperti XOR dan aplikasi kunci) serta aplikasi paralel dari empat substitusi non linier besar yang dapat dibalik. Substitusi ini ditentukan oleh sebuah operasi perkalian modulo dengan faktor konstan, yang memiliki tingkat sekuritas lebih tinggi bila dibandingkan dengan metode IDEA yang hanya menggunakan operasi perkalian modulo Perangkat lunak ini dapat mendukung hasil operasi perkalian yang lebih dari 32 bit dengan menggunakan fungsi-fungsi yang dideklarasi secara manual, dimana Visual Basic tidak dapat mendukung operasi tersebut. Dengan menggunakan perangkat lunak bantu pemahaman ini, maka user dapat menghemat waktu, dimana hasil eksekusi yang pernah diproses sebelumnya dapat disimpan ke dalam bentuk text file, sehingga dapat dibuka dan dipergunakan kembali apabila diperlukan. Daftar Pustaka Manajemen Risiko di Bidang Perbankan dan Asuransi 28

11 1. Ariyus, Dony, Pengantar ilmu Kriptografi, Andi, Yogyakarta, Djoko Pramono, Mudah menguasai Visual Basic 6, PT. Elex Media Komputindo, Jakarta, Munir, Rinaldi., Kriptografi, Informatika Bandung., Bandung, Sadeli, Muhammad, Visual Basic 25 untuk orang awam, Maxikom, Palembang, (Tanggal akses 9 November 21) Manajemen Risiko di Bidang Perbankan dan Asuransi 29