Implementasi Komputasi Paralel. Mohammad Zarkasi Dosen Pembimbing: Waskitho Wibisono, S.Kom., M.Eng., Ph.D. Ir. FX. Arunanto, M.

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Implementasi Komputasi Paralel. Mohammad Zarkasi Dosen Pembimbing: Waskitho Wibisono, S.Kom., M.Eng., Ph.D. Ir. FX. Arunanto, M."

Hartono Chandra
6 tahun lalu
Tontonan:

1 Implementasi Komputasi Paralel untuk Enkripsi Citra berbasis AES menggunakan JPPF Mohammad Zarkasi Dosen Pembimbing: Waskitho Wibisono, S.Kom., M.Eng., Ph.D. Ir. FX. Arunanto, M.Sc 1

2 Latar Belakang (1) Banyak pertukaran informasi yang terjadi melalui jaringan 2

3 Latar Belakang (2) Citra merupakan salah satu informasi yang perlu diamankan Citra rahasia butuh perlindungan dari pihak luar, sehingga digunakan enkripsi 3

4 Latar Belakang (3) Jumlah transaksi yang meningkat membutuhkan proses pengamanan yang lebih cepat Proses pengamanan dapat dipercepat dengan mempergunakan resource yang tersedia secara bersamasama (paralel) 4

5 Tujuan Merancang dan membangun aplikasi yang dapat: Menerapkan komputasi paralel untuk mengurangi waktu pemrosesan Mengenkripsi citra agar tidak mudah dibaca oleh pihak tidak berwenang 5

6 Rumusan Masalah Bagaimana menerapkan algoritma AES untuk mengenkripsi citra? Bagaimana menerapkan komputasi paralel pada algoritma AES? Bagaimana cara membagi citra untuk diproses secara paralel? Bagaimana menggabungkan hasil proses dari komputasi paralel? 6

7 Batasan Masalah Aplikasi dibangung menggunakan bantuan JPPF Aplikasi mampu mengenkripsi citra BMP dan PNG Aplikasi menggunakan 8 komputer dengan sistem operasi Windows atau Linux Ubuntu Aplikasi dibangun di atas bahasa Java Aplikasi dapat mengenkripsi citra secara paralel dan secara single 7

Tinjauan Pustaka Java Parallel Programming Framework (JPPF) JPPF adalah sebuah framework pemrosesan paralel yang berdasarkan pada arsitektur master/slave JPPF dibangun dari 3 komponen

8 Tinjauan Pustaka Java Parallel Programming Framework (JPPF) JPPF adalah sebuah framework pemrosesan paralel yang berdasarkan pada arsitektur master/slave JPPF dibangun dari 3 komponen yang saling berkomunikasi Client : melakukan submit pekerjaan ke grid Slave : mengekseskusi pekerjaan Master : menerima pekerjaan dari client dan mendistribusikannya ke slave 8 Jppf.org

Tinjauan Pustaka JPPF - fitur Kemampuan menggunakan kembali objek yang ada tanpa modifikasi Berjalan pada OS yang mendukung Java Automatic server discovery

9 Tinjauan Pustaka JPPF - fitur Kemampuan menggunakan kembali objek yang ada tanpa modifikasi Berjalan pada OS yang mendukung Java Automatic server discovery automated node reconnection with failover strategy automated client reconnection with failover strategy ability to run a node in the same JVM as the server Jppf.org 9

10 Tinjauan Pustaka JPPF load balancing Manual : membagi task kepada slave dalam jumlah yang tetap Nodethreads : membagi task kepada slave berdasarkan jumlah thread pemroses rl (reinforcement learning) : membagi task berdasarkan pembelajaran hasil dari interaksi dengan lingkungan 10

11 Tinjauan Pustaka Advanced Encryption Standard (AES) AES merupakan algoritma enkripsi yang berdasarkan pada kombinasi dan permutasi dari operasi shift dan XOR Addroundkey SubBytes ShiftRow MixColumn AES merupakan algoritma enkripsi yang menggantikan Data Encryption Standard (DES) Key yang digunakan AES = 128, 192, dan 256 bit Key yang digunakan DES = 56 bit Input AES = 128 bit Blok dalam AES disebut state 11

12 Tinjauan Pustaka AES 12 Vishal pachori dkk

13 Tinjauan Pustaka AES - Addroundkey Operasi XOR antara state dengan round key Cryptography and network security 13

14 Tinjauan Pustaka AES - Subbytes Operasi substitusi state dengan S-Box Cryptography and network security 14

15 Tinjauan Pustaka AES - Shiftrow Menggeser dan memutar byte-byte pada state Cryptography and network security 15

16 Tinjauan Pustaka AES - MixColumn Perkalian state dengan suatu matrix Cryptography and network security 16

17 Tinjauan Pustaka modus operasi AES - CTR 17

18 Tinjauan Pustaka modus operasi AES - ECB 18

19 Perancangan 19

20 Perancangan Diagram Alir Data Pengolahan pada Client 20

21 Perancangan Diagram Alir Data Pengolahan Pada Master 21

22 Perancangan Diagram alir data pemrosesan pada slave 22

23 Implementasi topologi slave Client, master, slave 23

24 Implementasi linkungan implementasi No Komputer Keterangan 1 PC1 Intel core 2 Duo GHz, RAM 2 GB, Ubuntu x86 2 PC2 Intel core 2 Duo CPU GHz x 2, RAM 2 GB, Ubuntu PC3 Intel core i3, RAM 4GB DDR3, Windows 7 Ultimate x86 4 PC4 Pentium Dual-Core CPU GHz x 2, RAM 2 GB, Ubuntu PC5 Intel Core 2 Duo GHz, RAM 2 GB, Ubuntu PC6 Intel Core 2 Duo GHz, RAM 1 GB, Ubuntu PC7 Intel Core 2 Duo GHz, RAM 2 GB, Ubuntu PC8 Intel core i GHz, RAM 4GB DDR3, Windows 7 Ultimate x86 24

25 Implementasi pemotongan citra (1) Citra dipotong sejumlah n bagian n merupakan jumlah potongan yang dimasukkan oleh user 25

26 Implementasi pemotongan citra (2) potongan Job Master Slave 26

27 Implementasi pemrosesan (1) α R G B 27

28 Implementasi pemrosesan (2) PNG α α α α R R R R G G G G B B B B BMP R G B R G B R G B R G B R G B R 28

29 Implementasi antarmuka 29

30 Uji coba fungsionalitas (1) Citra lenna 30

31 Uji coba fungsionalitas (2) Citra lenna 31

32 Uji coba speedup dengan strategi distribusi manual PC1 ( ) PC2 ( ) Citra Waktu paralel (milidetik) Jumlah slave (unit) Waktu PC1 (milidetik) Speedup Citra Waktu paralel (milidetik) Jumlah slave (unit) Waktu PC2 (milidetik) Speedup speedup paralel vs PC1 paralel vs PC citra1 citra2 citra3 citra4 citra5 citra6

33 Uji coba speedup dengan strategi distribusi rl PC1 ( ) PC2 ( ) Citra Waktu paralel Jumlah Waktu PC1 Speedup (milidetik) slave (unit) (milidetik) Citra Waktu paralel Jumlah Waktu PC2 Speedup (milidetik) slave (unit) (milidetik) speedup paralel vs PC1 paralel vs PC citra1 citra2 citra3 citra4 citra5 citra6 citra7 citra8

34 Uji coba performa strategi distribusi nodethreads PC1 ( ) Citra Waktu paralel Jumlah Waktu PC1 Speedup (milidetik) slave (unit) (milidetik) PC2 ( ) Citra Waktu paralel Jumlah Waktu PC2 Speedup (milidetik) slave (unit) (milidetik) speedup paralel vs PC1 paralel vs PC citra1 citra2 citra3 citra4 citra5 citra6 citra7 citra8

35 Kesimpulan (1) Aplikasi yang dibangun dalam Tuga Akhir telah berhasil mengimplementasikan enkripsi citra yang berbasis AES menggunakan JPPF secara paralel serta mampu memecah citra untuk diproses secara paralel dan menggabungkannya kembali menjadi citra yang utuh dan pixel-pixel citra tersamarkan sehingga sulit dibaca. Pada percobaan enkripsi dengan strategi manual, rata-rata speedup yang diperoleh pada AES modus CTR di PC1 adalah sebesar 1.79 dan pada AES modus ECB di PC1 adalah sebesar Sedangkan rata-rata speedup yang diperoleh pada AES modus CTR di PC2 adalah sebesar 0.9 dan pada AES modus ECB di PC2 adalah sebesar

36 Kesimpulan (2) Pada percobaan enkripsi dengan strategi rl, rata-rata speedup yang diperoleh pada AES modus CTR di PC1 adalah sebesar 1.33 dan pada AES modus ECB di PC1 adalah sebesar Sedangkan rata-rata speedup yang diperoleh pada AES modus CTR di PC2 adalah sebesar 0.66 dan pada AES modus ECB di PC2 adalah sebesar Pada percobaan enkripsi dengan strategi nodethreads, rata-rata speedup yang diperoleh pada AES modus CTR di PC1 adalah sebesar 1.42 dan pada AES modus ECB di PC1 adalah sebesar Sedangkan rata-rata speedup yang diperoleh pada AES modus CTR di PC2 adalah sebesar 0.70 dan pada AES modus ECB di PC2 adalah sebesar

37 Saran Jenis citra yang dapat diolah dapat ditambah, misalkan untuk citra JPG dan GIF. Aplikasi tidak hanya dapat melakukan enkripsi pada citra saja, tetapi pada banyak tipe berkas. Aplikasi bisa diintegrasikan dengan program-program yang dibangun selain dari bahasa Java. 37

dokumen-dokumen yang mirip

BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN

BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN III.1. Analisis III.1.1 Analisis Masalah Seiring dengan perkembangan teknologi, keamanan dalam berteknologi merupakan hal yang sangat penting. Salah satu cara mengamankan