JURNAL ILMIAH CORE IT ISSN 2339-1766 Perancangan Perangkat Lunak Bantu Bantu Pemahaman Kritografi Menggunakan Metode MMB (MODULAR MULTIPLICATION-BASED BLOCK CIPHER) Yudi 1), Albert 2) STMIK IBBI Jl. Sei Deli No. 18 Medan e-mail: ynn_linc@yahoo.com ABSTRAK Metode MMB dirancang dengan tujuan untuk memperbaiki kelemahan dari metode IDEA yang menggunakan plaintext 64 bit dan operasi perkalian modulo 2 16 + 1. Metode MMB ini dirancang agar dapat bekerja pada 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 yang ditentukan oleh sebuah operasi perkalian modulo 2 32 1 dengan faktor konstan. MMB menggunakan 32 bit subblock text (x 0, x 1, x 2, x 3 ) dan 32 bit subblock kunci (k 0, k 1, k 2, k 3 ) serta sebuah fungsi non linier, f, diterapkan enam kali bersama dengan fungsi XOR. Perangkat lunak pembelajaran metode kriptografi ini melakukan beberapa proses (tahapan). Proses dimulai dari pembacaan dan pengkonversian data input (berupa plaintext, kunci atau ciphertext) ke bentuk ASCII Code. Proses dilanjutkan dengan menampilkan tahapan-tahapan proses pembentukan kunci, enkripsi dan dekripsi. Proses diakhiri dengan menampilkan hasil proses yaitu subkey untuk proses pembentukan kunci, ciphertext untuk proses enkripsi dan plaintext untuk proses dekripsi. Perangkat lunak pembelajaran ini akan menampilkan tahapan-tahapan proses pembentukan kunci, enkripsi dan dekripsi secara tahap demi tahap. Perangkat lunak pembelajaran juga menyediakan fasilitas Simpan untuk menyimpan proses pembentukan kunci, enkripsi dan dekripsi serta Load Data untuk membuka kembali data yang telah disimpan sebelumnya. Kata kunci: MMB, kunci, plaintext, enkripsi, dekripsi, kunci simetris, plaintext, ciphertext ABSTRACT MMB method is designed to fix the weaknesses of IDEA method by using 64 bit plaintext and multiplication operation modulo 2 16 + 1. MMB method is designed so that it could works in 32 bit processor. MMB cryptography method uses 128 bit plaintext and iterative algorithm which consists of linear steps such as XOR and key application and parallel application from four non linear substitution which is determined by using multiplication modulo 2 32 1 with constant factor. MMB used 32 bit subblock text (x 0, x 1, x 2, x 3 ) and 32 bit subblock key (k 0, k 1, k 2, k 3 ) with one non linear function, f, applied six times with XOR functions. This cryptography method learning software do several processes. Process is started from reading and converting the input data (includes plaintext, key or ciphertext) to ASCII Code. Then, the process is continued by showing the key generation process, encryption process and decryption process. Finally, the process will show the process result, i.e. subkey for key generation, ciphertext for encryption and plaintext for decryption process. This learning software will show the computation of key generation, encryption and decryption steps by steps. This learning sotware also prepares Save feature for saving the key generation, encryption and decryption process, and Load Data for open the saved data before. Keywords: MMB, key, plaintext, encryption, decryption, simetric key, plaintext, ciphertext 1. Pendahuluan Dalam sebuah algoritma yang dinamakan MMB (Modular Multiplication-based Block cipher), Joan Daemen memperbaiki kelemahan metode IDEA yang menggunakan plaintext 64 bit dan operasi perkalian modulo 2 16 + 1. 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 2 32 1 dengan faktor konstan, yang memiliki tingkat sekuritas lebih tinggi bila dibandingkan dengan metode IDEA yang hanya menggunakan operasi perkalian modulo 2 16 + 1. MMB menggunakan 32 bit subblock text (x 0, x 1, x 2, x 3 ) dan 32 bit subblock kunci (k 0, 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 Kerumitan algoritma ini, yang terletak pada proses operasi perkalian modulo 2 32 1, perhitungan fungsi non linier f pada proses enkripsi dan dekripsi, serta operasi invers pada proses dekripsi, menyebabkan algoritma ini sulit diproses secara manual. Masalah pada pembuatan perangkat lunak bantu pemahaman kriptografi metode MMB ini dapat dirumuskan sebagai berikut : 1. Metode MMB menggunakan operasi perkalian modulo 2 32, namun bahasa pemrograman Microsoft Visual Basic 6.0 hanya mendukung bilangan numerik maksimal 32 bit, sehingga diperlukan pembuatan fungsi-fungsi khusus untuk melakukan operasi perkalian modulo 2 32 tersebut. 2. Bagaimana menampilkan animasi prosedur kerja dari proses enkripsi, dekripsi dan fungsi f pada metode MMB. Pembatasan permasalahan dalam membuat perangkat lunak bantu pemahaman kriptografi metode MMB adalah sebagai berikut : 1. Perangkat lunak akan menampilkan tahap tahap perhitungan dalam bentuk biner. 2. Input data berupa karakter (string) dengan panjang plaintext, ciphertext dan key adalah 16 karakter. 3. Perangkat lunak tidak menampilkan tahap tahap konversi string ke dalam biner. 4. Perangkat lunak menyediakan teori teori dasar dari kriptografi metode MMB. 5. Perangkat lunak akan menampilkan tahapan tahapan pembentukan kunci, enkripsi, dekripsi dan fungsi f. 6. Perangkat lunak juga menyediakan fitur untuk pengaturan kecepatan proses. Secara umum, tujuan dari penelitian ini adalah memperkenalkan metode kriptografi MMB, serta membuat suatu perangkat lunak untuk membantu pemahaman terhadap kriptografi dengan menggunakan metode MMB. 2. Metode Penelitian 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 bagan berikut ini : Gambar 1. Proses Pembentukan Kunci pada Metode MMB Proses enkripsi tersebut dapat ditunjukkan dalam bentuk bagan seperti berikut ini: JURNAL ILMIAH CORE IT Vol. 2 No. 1, Maret 2014
Gambar 2. Proses Enkripsi pada Metode MMB Fungsi f diatas dapat digambarkan dalam bentuk bagan seperti berikut ini : Gambar 3. Fungsi f pada Proses Enkripsi Metode MMB
Proses dekripsi tersebut dapat ditunjukkan dalam bentuk bagan seperti berikut ini : Gambar 4. Proses Dekripsi pada Metode MMB Fungsi f diatas dapat digambarkan dalam bentuk bagan seperti berikut ini : Gambar 5. Fungsi f pada Proses Dekripsi Metode MMB JURNAL ILMIAH CORE IT Vol. 2 No. 1, Maret 2014
3. Analisa & Hasil 3.1 Analisa Kriptografi metode MMB 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 2 32 1. 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. 3.1.1 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 masingmasing sub kunci adalah sebesar 32 bit. 3.1.2 Proses Enkripsi Proses enkripsi dari metode MMB ini memiliki input data plaintext 128 bit yang identik dengan 32 digit heksadesimal atau 16 karakter. 3.1.3 Proses Dekripsi Proses dekripsi ini merupakan proses kebalikan dari proses enkripsi. Perbedaannya terletak pada fungsi yang digunakan, dimana urutan fungsi yang digunakan akan dieksekusi dari bawah ke atas. 3.2 HASIL DAN PERANCANGAN 3.2.1 Perancangan Animasi Perangkat lunak bantu pemahaman ini menggunakan animasi dalam tahapan proses pembentukan kunci, enkripsi, dekripsi dan fungsi f. Teknik animasi yang digunakan pada bagan proses adalah teknik pertukaran gambar. Proses kerjanya adalah sebagai berikut : 1. Gambar bagan dari proses pembentukan kunci, enkripsi, dekripsi dan fungsi f dirancang dengan menggunakan Microsoft Visio dengan warna default dari objek adalah sebagai berikut : a. Warna teks (textcolor) : hitam. b. Warna garis (linecolor) : hitam. c. Warna isian pada objek (fillcolor) : putih. 2. Gambar-gambar hasil rancangan tersebut di-copy dan paste ke Adobe Photoshop C.S. untuk disimpan ke dalam format gambar *.gif. 3. Setelah itu, baru dibuat gambar-gambar untuk masing-masing tahapan pada proses pembentukan kunci, enkripsi, dekripsi dan fungsi f dengan rincian warna yang digunakan adalah sebagai berikut : a. Warna teks (textcolor) : merah. b. Warna garis (linecolor) : merah. c. Warna isian pada objek (fillcolor) : kuning. 3.2.2 Perancangan Tampilan Perangkat lunak bantu pemahaman ini dirancang dengan menggunakan beberapa form yaitu : 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. 3.2.3 Hasil Tampilan Output Tampilan output dari perangkat lunak ini adalah sebagai berikut : 1. Tampilan form Main :
Gambar 6. Tampilan form Main 2. Tampilan form Teori : Gambar 7. Tampilan form Teori 3. Tampilan form Proses Pembentukan Kunci : JURNAL ILMIAH CORE IT Vol. 2 No. 1, Maret 2014
4. Tampilan form Proses Enkripsi : Gambar 8. Tampilan form Proses Pembentukan Kunci 5. Tampilan form Proses Dekripsi : Gambar 9. Tampilan form Proses Enkripsi
6. Tampilan form Kecepatan Animasi : Gambar 10. Tampilan form Proses Dekripsi Gambar 11. Tampilan form Kecepatan Animasi 4. Kesimpulan Dengan adanya perangkat lunak bantu pemahaman kriptografi dengan Metode MMB (Modular Multiplication based Block cipher), user dapat 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. 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. Selain itu user juga dapat mempelajari metode kriptografi MMB secara tahap demi tahap. Hal ini didukung dengan adanya menu untuk mengatur kecepatan proses (animasi). JURNAL ILMIAH CORE IT Vol. 2 No. 1, Maret 2014
Daftar Pustaka [1] Ario Suryokusumo, 2001, Microsoft Visual Basic 6.0, PT. Elex Media Komputindo [2] Bruce Schneier, 1996, Applied Crytography, Second Edition, John Willey and Sons Inc [3] Djoko Pramono, 2002, Mudah menguasai Visual Basic 6, PT. Elex Media Komputindo [4] Jennifer Seberpy, Jojef Pieprzyk, Cryptography : An Introduction to Computer Security. [5] Jusuf Kurniawan, 2004, Kriptografi, Keamanan Internet dan Jaringan Komunikasi, Penerbit Informatika Bandung