Outline. Sejarah DES Enkripsi DES Implementasi Hardware dan Software DES Keamanan DES

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Outline. Sejarah DES Enkripsi DES Implementasi Hardware dan Software DES Keamanan DES"

Ratna Lie
6 tahun lalu
Tontonan:

1 Aisyatul Karima, 2012

2 Outline Sejarah DES Enkripsi DES Implementasi Hardware dan Software DES Keamanan DES

3 Sejarah DES Algoritma DES dikembangkan di IBM dibawah kepemimpinan W.L. Tuchman pada tahun Algoritma ini didasarkan pada algoritma LUCIFER yang dibuat oleh Horst Feistel. Algoritma ini telah disetujui oleh National Bureau of Standard (NBS) setelah penilaian kekuatannya oleh National Security Agency (NSA) Amerika Serikat.

4 Tinjauan Umum DES DES termasuk ke dalam sistem kriptografi simetri dan tergolong jenis cipher blok. DES beroperasi pada ukuran blok 64 bit. DES mengenkripsikan 64 bit plainteks menjadi 64 bit cipherteks dengan menggunakan 56 bit kunci internal (internal key) atau upa-kunci (subkey). Kunci internal dibangkitkan dari kunci eksternal (external key) yang panjangnya 64 bit.

5 Skema global dari algoritma DES adalah sebagai berikut :

6 Skema global dari algoritma DES adalah sebagai berikut : 1. Blok plainteks dipermutasi dengan matriks permutasi awal (initial permutation atau IP). 2. Hasil permutasi awal kemudian di-enciphering- sebanyak 16 kali (16 putaran). Setiap putaran menggunakan kunci internal yang berbeda. 3. Hasil enciphering kemudian dipermutasi dengan matriks permutasi balikan (invers initial permutation atau IP -1 ) menjadi blok cipherteks

7 Skema DES yang lebih rinci R 1 L0 K f ( R0, 1) R 2 L1 K f ( R1, 2 ) R 15 L14 K f ( R14, 15 ) R 16 L15 K f ( R15, 16 )

8 Enkripsi DES P = ABCDEF K = BBCDFF1 P = ABCDEF Dalam binary menjadi: P =

9 Langkah 1 : Encoding setiap 64 bit data pada Plaintext dengan IP (Initial Permutation) Urutan bit pada plaintext urutan ke 58 ditaruh diposisi 1, Urutan bit pada plaintext urutan ke 50 ditaruh di posisi 2, dst IP P = IP = 1

10 Langkah 1 (Cont d) : Encoding setiap 64 bit data pada Plaintext dengan IP (Initial Permutation) IP P = IP = 11

11 Langkah 1 (Cont d) : Encoding setiap 64 bit data pada Plaintext dengan IP (Initial Permutation) IP P = IP = 110

12 Langkah 1 (Cont d) : Encoding setiap 64 bit data pada Plaintext dengan IP (Initial Permutation) IP P = IP = 1100

13 Langkah 1 (Cont d) : Encoding setiap 64 bit data pada Plaintext dengan IP (Initial Permutation) IP P = IP =

14 Langkah 2 Pecah menjadi L0 dan R0...!!! Pecah IP menjadi bagian kiri sebanyak 32 bit (L0) dan kanan sebanyak 32 bit (R0) IP = L0 R0 Jadi L 0 = R 0 =

15 Langkah 3 Membangkitkan kunci eksternal K = BBCDFF1 K dalam binary: 1 = = 0011 Ditulis berkelompok setiap 8 bit menjadi Sehingga K menjadi

16 Langkah 4 Gunakan permutasi PC K= K+ = 1 Maka:

17 Langkah 4 (Cont d) Gunakan permutasi PC K= K+ =11 Maka:

18 Langkah 4 (Cont d) Gunakan permutasi PC K= K dipermutasi menggunakan tabel PC-1 di atas sehingga 64 bit key menjadi hanya 56 bit key K+ =

19 Langkah 5 Selanjutnya bagi Key menjadi 2 bagian kanan dan kiri,c0 dan D0 yang setiap bagian 28 bit panjangnya Dari K+ = C0 D0 Kita mendapatkan C 0 = D 0 =

20 Langkah 6 Setelah mendapatkan C0 dan D0, sekarang kita membuat 6 blok Cn dan Dn yang setiap blok berasal dari Cn-1 dan Dn-1. Selanjutnya, kedua bagian digeser ke kiri (left shift) sepanjang satu atau dua bit bergantung pada tiap putaran. Operasi pergeseran bersifat wrapping atau round-shift.

21 Pergeseran tiap putaran berdasarkan tabel di bawah ini Putaran ke Jumlah pergeseran bit

22 Langkah 7 Dari C0 dan D0 awal kita mendapatkan : C 0 = D 0 = Dari keterangan tabel sebelumnya maka kita geser C0 dan D0 ke kiri sebanyak 1 kali (berdasarkan slide di halaman sebelumnya) C 01 = D 01 = Dan lakukan seterusnya sampai C16 dan D16 C = D =

23 Langkah 8 Gunakan permutasi PC Untuk C 1 D 1 kita mendapatkan C 1 D 1 = Dipermutasi menjadi K 1 =

24 Langkah 8 (Cont d) Untuk subkey yang lain kita mendapatkan K 2 = K 3 = K 4 = K 5 = K 6 = K 7 = K 8 = K 9 = K 10 = K 11 = K 12 = K 13 = K 14 = K 15 = K 16 =

25 Langkah 9 Enchipering Setiap blok plainteks mengalami 16 kali putaran enciphering. Setiap putaran enciphering merupakan jaringan Feistel yang secara matematis dinyatakan sebagai L i = R i 1 R i = L i 1 f(r i 1, K i ) Untuk menghitung fungsi f, pertama kita perluas setiap blok dari Ri-1 dari 32 bit menjadi 48 bit dengan menggunakan tabel yang mengulang beberapa bit daridi Rn-1. Tabel ini dikenal dengan fungsi E.

26 Langkah 10 E-Bit Selection Table R 0 = menjadi E(R 0 ) =

27 Langkah 11 Selanjutnya untuk menghitung f XOR hasil dari E(Rn-1) dengan Key Kn K 1 = E(R 0 ) = K 1 E(R 0 ) = Langkah 12 Selanjutnya gunakan setiap 6 bit hasil dari K 1 E(R 0 ) untuk menjadi alamat tabel yang dinamakan S-Box. Setiap kelompok 6 bit akan memberikan alamat pada masing-masing S-box yang berbeda. Jika ditulis dengan matematis S 1 (B 1 )S 2 (B 2 )S 3 (B 3 )S 4 (B 4 )S 5 (B 5 )S 6 (B 6 )S 7 (B 7 )S 8 (B 8 )

28 S1 Kedelapan S-box S

29 S S

30 S S

31 S S

32 0 1 Cara Menggunakan S-Box Misal kita menghitung S1(B) dengan B = dan menggunakan tabel S Gunakan bit awal dan akhir sebagai penanda baris. Dalam hal ini dengan 01 dimana desimalnya adalah 1 jadi ambil baris 1 2. Gunakan bit pertengahan antara bit awal dan akhir sebagai penanda kolom. Dalam hal ini 1100 dimana desimalnya adalah 13 jadi ambil kolom ke Gunakan perpotongan baris dan kolom sebagai hasilnya, yang dalam hal ini adalah 5, sehingga hasil dari S1(B) = 0101

33 Langkah 13 K 1 E(R 0 ) = Sehingga kita mendapatkan S 1 (B 1 )S 2 (B 2 )S 3 (B 3 )S 4 (B 4 )S 5 (B 5 )S 6 (B 6 )S 7 (B 7 )S 8 (B 8 ) = Langkah 14 Langkah akhir perhitungan f adalah dengan melakukan permutasi pada output dari S-Box dengan tabel P Jadi f(r 0, K 1 ) =

34 Kita mendapatkan L 0 = f(r 0, K 1 ) = Langkah 15 Jadi R 1 = L 0 + f(r 0, K 1 ) = = Dalam putaran selanjutnya kita mendapatkan L2=R1 Dan menghitung R 2 = L 1 + f(r 1, K 2 ) dan seterusnya selama 16 putaran

35 Langkah 16 Setelah 16 putaran kita akan mendapatkan L16 dan R16, kemudian lakukan reverse menjadi R16 L16 dan lakukan permutasi terakhir yaitu IP Jika kita telah menyelesaikan 16 putaran maka akan mendapatkan L 16 = R 16 = Kita reverse menjadi : R 16 L 16 = IP -1 =

36 Langkah 17 Hasil Akhir IP -1 = Jika dalam format hexadecimal menjadi 85E813540F0AB405. Jadi enkripsi dari P = ABCDEF Menjadi C = 85E813540F0AB405.

37 Implementasi Hardware dan Software DES DES sudah diimplementasikan dalam bentuk perangkat keras. Dalam bentuk perangkat keras, DES diimplementasikan di dalam chip. Setiap detik chip ini dapat mengenkripsikan 16,8 juta blok (atau 1 gigabit per detik). Implementasi DES ke dalam perangkat lunak dapat melakukan enkripsi blok per detik (pada komputer mainframe IBM 3090).

38 Keamanan DES Isu-isu yang menjadi perdebatan kontroversial menyangkut keamanan DES: 1. Panjang kunci 2. Jumlah putaran 3. Kotak-S

39 Keamanan DES # Panjang kunci Panjang kunci eksternal DES hanya 64 bit atau 8 karakter, itupun yang dipakai hanya 56 bit. Pada rancangan awal, panjang kunci yang diusulkan IBM adalah 128 bit, tetapi atas permintaan NSA, panjang kunci diperkecil menjadi 56 bit. Alasan pengurangan tidak diumumkan. Tetapi, dengan panjang kunci 56 bit akan terdapat 2 56 atau kemungkinan kunci. Jika diasumsikan serangan exhaustive key search dengan menggunakan prosesor paralel mencoba setengah dari jumlah kemungkinan kunci itu, maka dalam satu detik dapat dikerjakan satu juta serangan. Jadi seluruhnya diperlukan 1142 tahun untuk menemukan kunci yang benar. Tahun 1998, Electronic Frontier Foundation (EFE) merancang dan membuat perangkat keras khusus untuk menemukan kunci DES secara exhaustive search key dengan biaya $ dan diharapkan dapat menemukan kunci selama 5 hari. Tahun 1999, kombinasi perangkat keras EFE dengan kolaborasi internet yang melibatkan lebih dari komputer dapat menemukan kunci DES kurang dari 1 hari.

40 Keamanan DES #Jumlah putaran Sebenarnya, delapan putaran sudah cukup untuk membuat cipherteks sebagai fungsi acak dari setiap bit plainteks dan setiap bit cipherteks. Jadi, mengapa harus 16 kali putaran? Dari penelitian, DES dengan jumlah putaran yang kurang dari 16 ternyata dapat dipecahkan dengan knownplaintext attack lebih cepat daripada dengan brute force attack.

41 Keamanan DES #Kotak-S Pengisian kotak-s DES masih menjadi misteri tanpa ada alasan mengapa memilih konstanta-konstanta di dalam kotak itu.

42 Referensi : Miles E Smid & Dennis K Brandstad (1988).The Data Encryption Standart Past and Future. National Institute of Standards and Technology Coppersmith,D (1994). The Data Encryption Standart (DES) and Its Strength Against Attack.IBM Seung-Jo Han (1996).The improved Data Encryption Standard (DES) Algorithm. Heang-Soo Oh, Jongan Park

dokumen-dokumen yang mirip

Data Encryption Standard (DES)

Bahan Kuliah ke-12 IF5054 Kriptografi Data Encryption Standard (DES) Disusun oleh: Ir. Rinaldi Munir, M.T. Departemen Teknik Informatika Institut Teknologi Bandung 2004 12. Data Encryption Standard (DES)