Analisis Perbandingan Full Vigenère Chiper, Auto-key Vigenère Chiper dan Running-key Vigenère Chiper Ahmad Fauzi, Anto Septiana, Indriana Puspa Aliansa Teknik Informatika, Kriptografi dan Proteksi Data, STMIK Kharisma Karawang Jl. Raya Bay Pass / Tanjung Pura Karawang 2016 Abstrak Vigenère Chiper (Sandi Vigenère) adalah metode menyandikan teks alfabet dengan menggunakan deretan sandi Caesar berdasarkan huruf-huruf pada kata kunci. Sandi Vigenère merupakan bentuk sederhana dari sandi substitusi polialfabetik. Kelebihan sandi ini dibanding sandi Caesar dan sandi monoalfabetik lainnya adalah sandi ini tidak begitu rentan terhadap metode pemecahan sandi yang disebut analisis frekuensi. Dalam perkembangannya sandi Vigenère mengalami banyak modifikasi untuk menutupi kelemahan dari sandi Vigenère itu sendiri. Beberapa hasil modifikasi nya antara lain 1. Full Vigenère Chiper, 2. Auto-key Vigenère Chiper, 3. Running-key Vigenère Chiper. Penelitian ini menganalisis dan membandingkan kekuatan dari setiap modifikasi sandi Vigenère Chiper. Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode Komparatif dengan pendekatan deskriptif untuk membandingkan antara dua kelompok atau lebih dari suatu variabel tertentu. Hasil penelitian menunjukan adanya perbedaan kekuatan dari tiap-tiap jenis modifikasi terhadap metode serangan kriptanalis dengan metode Kaisiski. Kata kunci : Sandi Vigenère, Metode Komparatif, Kriptografi, vignere chiper 1. Pendahuluan Kriptografi adalah ilmu dan seni untuk menjaga keamanan dari data maupun pesan yang kita miliki. Kriptografi pada masa lalu lebih ditekankan pada menjaga kerahasiaan dari pesan yang dikirim pengirim kepada penerima. Cara yang dimaksud adalah mengganti pesan yang ada ke dalam suatu sandi sehingga tidak dapat dimengerti maksudnya. Akan tetapi, pada masa kini, pesan yang dimaksud dapat berbentuk apapun, dalam berbagai media. Oleh karena itu, cara-cara baru terus dicoba dan digunakan. Proses utama dalam kriptografi ada dua, yaitu enkripsi dan dekripsi. Enkripsi adalah proses penyembunyian pesan dengan menggunakan key tertentu. Sedangkan dekripsi adalah proses pembacaan atau ekstrasi pesan dari ciphertext. Berikut ini gambaran umum dari proses tersebut. Berikut ini penjelesana mengenai istilah dan component utama yang sering dipakai dalam kriptografi: 1. Plaintext Plaintext adalah pesan yang akan kita kirim atau simpan dalam bentuk aslinya. Plaintext dapat dibaca secara langsung dan bermakna. 2. Ciphertext Ciphertext adalah pesan yang sudah kita enkripsi. Ciphertext tidak dapat dibaca secara langsung dan tidak bermakna. 3. Enkripsi Enkripsi adalah proses penyembunyian pesan. Proses enkripsi merubah pesan plaintext menjadi ciphertext yang tidak
bermakna. Pada algoritma saat ini, untuk melakukan enkripsi diperlukan suatu kunci. 4. Dekripsi Dekripsi adalah proses mengekstraksi pesan yang ada dalam ciphertext. Proses dekripsi akan menghasilkan plaintext yang sama seperti sebelum dienkripsi. Dalam dekripsi diperlukan juga kunci. 5. Key / kunci Key adalah suatu parameter yang digunakan untuk melakukan enkripsi maupun dekripsi. Kunci yang digunkan dapat berbentuk apapun seperti abjad, bilangan, atau bahkan dalam kriptografi modern dapat berupa bit. Lewat notasi, proses tersebut dapat ditulis Enkripsi Ek(P) = C E P C K Dekripsi = fungsi enkripsi = plaintext = ciphertext = key Dk(C) = P D P C K = fungsi dekripsi = plaintext = ciphertext = key Karena plaintext yang dihasilkan dari dekripsi seharusnya sama dengan plaintext awal, maka persamaan tersebut dapat ditulis Dk(Ek(P)) = P E D P C K = fungsi enkripsi = fungsi dekripsi = plaintext = ciphertext = key Kekuatan algoritma cipher (algoritma kriptografi klasik) sangat bergantung pada key. Oleh karena itu perlu dilakukan memilihan key dengan baik. Ada dua syarat yang harus dipenuhi dalam memilih key agar terbentuk unbreakable cipher. Syarat tersebut adalah : 1. Pemilihan key harus benar-benar acak 2. Panjang key harus sama dengan plaintext. Apabila kedua syarat tersebut dapat terpenuhi maka ciphertext yang dihasilkan tidak miungkin dipecahkan. 2. Sandi Vigenère Metode ini pertama kali dijelaskan dalam buku La cifra del. Sig Giovan Batista Belaso (1553) oleh Giovan Batista Belaso dan disempurnakan oleh diplomat Perancis Blaise de Vigenère, pada 1586. Pada abad ke-19, banyak orang yang mengira Vigenère adalah penemu sandi ini, sehingga, sandi ini dikenal luas sebagai "sandi Vigenère". Sandi Vigenère sebenarnya merupakan pengembangan dari sandi Caesar. Pada sandi Caesar, setiap huruf teks terang digantikan dengan huruf lain yang memiliki perbedaan tertentu pada urutan alfabet. Misalnya pada sandi Caesar dengan geseran 3, A menjadi D, B menjadi E and dan seterusnya. Sandi Vigenère terdiri dari beberapa sandi Caesar dengan nilai geseran yang berbeda. Untuk menyandikan suatu pesan, digunakan sebuah tabel alfabet yang disebut tabel Vigenère (gambar).
Tabel Vigenère berisi alfabet yang dituliskan dalam 26 baris, masing-masing baris digeser satu urutan ke kiri dari baris sebelumnya, membentuk ke-26 kemungkinan sandi Caesar. Setiap huruf disandikan dengan menggunakan baris yang berbeda-beda, sesuai kata kunci yang diulang. Kolom paling kiri dari bujursangkar menyatakan huruf-huruf kunci, sedangkan baris paling atas menyatakan huruf-huruf plaintext. Setiap baris di dalam bujursangkar menyatakan huruf-huruf ciphertext yang diperoleh dengan Caesar cipher, yang mana jumlah pergeseran huruf plaintext ditentukan nilai numerik huruf kunci tersebut (yaitu, a=0, b=1, c=2,, z=25). Sebagai contoh, huruf kunci c (=2) menyatakan huruf-huruf plaintext digeser sejauh 2 huruf ke kanan (dari susunan alfabetnya), sehingga huruf-huruf ciphertext pada baris c adalah: Bujursangkar vigènere digunakan untuk memperoleh ciphertext dengan menggunakan kunci yang sudah ditentukan. Jika panjang kunci lebih pendek daripada panjang plaintext, maka kunci diulang penggunaannya (sistem periodik). Bila panjang kunci adalah m, maka periodenya dikatakan m. Proses sebaliknya (disebut dekripsi), dilakukan dengan mencari huruf teks bersandi pada baris berjudul huruf dari kata kunci. Rumus enkripsi Vigenère cipher : Pi = (Ci-Ki) mod 26 atau Ci = ( Pi + Ki ) 26 kalau hasil penjumlahan Pi dan Ki lebih dari 26 Keterangan: Ci = nilai desimal karakter ciphertext ke-i Pi = nilai desimal karakter plaintext ke-i Ki = nilai desimal karakter kunci ke-i Nilai desimal karakter: A=0 B=1 C=2... Z=25 Sebagai contoh, jika plaintext adalah KHARISMA dan kunci adalah KAMPUS maka proses enkripsi yang terjadi adalah Plaintext Key Chiper 3. Landasan Teori : KHARISMA : KAMPUSKA : UHMGCKWA Kelemahan utama dari vigènere cipher adalah adanya perulangan susunan huruf yang diakibatkan oleh key yang diulang agar sesuai dengan panjang plaintext. Untuk mengurangi kelemahan tersebut dibuatlah beberapa variasi dari vigènere cipher. Perbedaan berbagai variasi vigènere cipher pada dasarnya terletak pada cara membentuk tabel atau cara menghasilkan kuncinya, sedangkan enkripsi dan dekripsi tidak berbeda dengan vigènere cipher standar. Beberapa variasi tersebut a. Full Vigènere Cipher Pada varian ini, setiap baris di dalam tabel tidak menyatakan pergeseran huruf, tetapi merupakan permutasi huruf-huruf alfabet. Misalnya, pada baris a susunan hurufhuruf alfabet adalah acak seperti di bawah ini: Gambar 5 Contoh Potongan Tabula Recta Full Vigenère Cipher Rumus dekripsi Vigenère cipher : Pi = (Ci-Ki) mod 26 atau Pi = ( Ci Ki ) + 26 kalau hasil pengurangan Ci dengan Ki minus b. Auto-Key Vigènere cipher Idealnya kunci tidak digunakan secara berulang. Pada auto-key vigènere cipher, jika panjang kunci lebih kecil dari panjang plaintext, maka kunci disambung dengan plaintext tersebut. Misalnya, untuk
mengenkripsi pesan NEGARA PENGHASIL MINYAK dengan kunci INDO, maka kunci tersebut disambung dengan plaintext semula sehingga panjang kunci menjadi sama dengan panjang plaintext: Plaintext : NEGARA PENGHASIL MINYAK Kunci : INDONEGARAPENGH ASILMI c. Running-Key Vigènere cipher Pada varian ini, kunci bukan string pendek yang diulang secara periodik seperti pada vigènere cipher standar, tetapi kunci adalah string yang sangat panjang yang diambil dari teks bermakna (misalnya naskah proklamasi, naskah Pembukaan UUD 1945, terjemahan ayat di dalam kitab suci, dan lainlain). Misalnya untuk mengenkripsi plaintext NEGARA PENGHASIL MINYAK dapat menggunakan kunci berupa sila ke-2 Pancasila: KEMANUSIAAN YANG ADIL DAN BERADAB. Selanjutnya enkripsi dan dekripsi dilakukan seperti biasa. (Munir, 2006) 4. Proses Enkripsi a. Pesan Untuk mengetahui sejauh mana kekuatan ketiga varian vignere chiper tersebut kami menggunakan satu kalimat yang akan dienkripsi dengan menggunakan tiga varian vignere tersebut. Kalimat yang digunakan dalam bahasa inggris. Serangan akan dilakukan kepada ketiga chipertext hasil enkripsi setiap varian. Berikut kalimat yang digunakan: THE DOG WENT ROUND THE HYDRANT THE CAT INTO THE HIGHEST SPOT HE COULD FIND b. Enkripsi Full Vignere Chiper Dengan menggunakan kata kunci SCRAM dihasilkan chipertext sebagai berikut: LJV DAY YVNF JQLNP LJV HKVTRNF LJV CML KETA LJV HUYJVSF KRFT TW EFUXV HZNP c. Enkripsi Auto-key Vignere Dengan menggunakan kata kunci SCRAM yang digabungkan dengan sebagian plaintext sehingga key menjadi SCRAMTHEDOGWENTROUNDTHEH YDRANTTHECATINTOTHEHIGHEST SPOTHECOUL menghasilkan chipertext LJV DAZ DIQH XKYAW KVY UBWYEUR WYE PTM PRVO MPR AWZOIZB YWSL AW RCNSH HWHO d. Enkripsi Running-key Vignere Karena metode Running-key Vignere menggunakan satu kalimat atau paragraf yang lebih panjang dari plaintext maka kami menggunakan sila ke-4 pancasila sebagai kata kunci yaitu KERAKYATAN YANG DIPIMPIN OLEH HIKMAT KEBIJAKSANAAN DALAM PERMUSYAWA maka didapatkan chipertext DLV DYE WXNG POHTG BWM TNLEOYX AOM MMT BXXP BQE RAGUESG VPZT TT GFGFV DIJD 5. Serangan Manual Serangan yang akan dilakukan adalah dengan menggunakan metode kasiski. Penggunaan ini digunakan untuk mencari panjang kunci vignere chiper secara umum. Metode ini ditemukan oleh Friedrich Kasiski pada tahun 1863. Dari ciphertext yang ada, dilakukan analisis berupa perhitungan frekuensi n-graph pada varian full vignere. Terdapat beberapa data yang menarik pada chipertext hasil enkripsi full vignere chiper LJV DAY YVNF JQLNP LJV HKVTRNF LJV CML KETA LJV HUYJVSF KRFT TW EFUXV HZNP LJV (1) - LJV (2) : 15 LJV (2) - LJV (3) : 10 LJV (3) - LJV (4) : 10 f(15) = {3, 5, 15} f(10) = {2, 5, 10}
Irisan : 5 Maka panjang kunci diperkirakan : 5 c. Serangan pada varian Running-key Vignere Chiper 6. Serangan Menggunakan Tool Serangan masih menggunakan metode yang sama namun menggunakan aplikasi online, dengan hasil sebagai berikut : a. Serangan pada varian Full Vignere Chiper Serangan pada chipertext hasil enkripsi varian full vignere chiper sebagai berikut: 7. Kesimpulan 1. Variasi-variasi vigènere cipher pada dasarnya perbedaannya terletak pada cara membentuk tabel atau cara menghasilkan kuncinya, sedangkan enkripsi dan dekripsi tidak berbeda dengan vigènere cipher standar. 2. Full Vigenère Chiper & Auto-key Vigenère Chiper masih di anggap lemah karena masih menggunakan perulangan kata kunci. Sehingga mudah di prediksi menggunakan metode Kaisiski. 3. Running-key Vigenère Chiper dianggap tidak bisa dipecahkan oleh metode Kaisiski karena penggunaan kunci yang lebih bervariasi. b. Serangan pada varian Auto-key Vignere Chiper Serangan pada chipertext hasil enkripsi varian full vignere chiper sebagai berikut: 8. Daftar Pustaka Achmad, Rezan, Pengukuran Kekuatan Kunci pada Vigenère Cipher, STEI ITB, Bandung, 2011 Ariyus, Dony, Kamus Hacker, Andy Offset, Yogyakarta, 2005 Ariyus, Dony, Kriptografi Kemananan Data dan Komunikasi, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2006 Sadikin, Rifki, Kriptografi untuk keamanan jaringan, Andy Offset, Yogyakarta, 2012
Safei, Timotius Triputra, Pengukuran dan Pengujian Kekuatan Algoritma Autokey Vegenere Cipher, STEI ITB, Bandung, 2012 Rinaldi, Munir, ITB, http://williamstallings.com/extras/securit y-notes https://id.wikipedia.org/wiki/sandi_vigen %C3%A8re http://arfianhidayat.com/algoritmakriptografi-vigenère -cipher http://cs.colgate.edu/~chris/fsemweb/too ls/kasiski.html