T1 672009243 Ful text

Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pada
Teknik Lipat Amplop dan Linear Congruential Generator (LCG)

Artikel Ilmiah

Peneliti :
Aprilio Luhukay (672009243)
Hindriyanto D. Purnomo, S.T., MIT., Ph.D.
Alz Danny Wowor, S.Si., M.Cs.

Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Agustus 2015

1

Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pada
Teknik Lipat Amplop dan Linear Congruential Generator (LCG)


Artikel Ilmiah

Diajukan kepada
Fakultas Teknologi Informasi
Untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer

Peneliti :
Aprilio Luhukay (672009243)
Hindriyanto D. Purnomo, S.T., MIT., Ph.D.
Alz Danny Wowor, S.Si., M.Cs.

Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Agustus 2015

2

Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pada

Teknik Lipat Amplop dan Linear Congruential Generator (LCG)
1

Hindriyanto D. Purnomo, 3 Alz Danny Wowor
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia
Email: 1)aprilioluhukay@gmail.com, 2) hindriyanto.purnomo@staff.uksw.edu,
3)
alzdanny.wowor@staff.uksw.edu
Aprilio Luhukay,

2

Abstract
Cryptography has a very important role in the security of the data or information.
However there is a lot af cryptography which has been solved by cryptanalyst, therefore
it is necessary to design a new cryptography as substitute algorithm has been solved. This
research designs a Block Cipher cryptography using the flip envelop technique and the
Linear Congruential Generator (LCG)

were created as a generate key, then the
encryption and decryption process designed in four iteration to get a ciphertext and
plaintext after using XOR with the key that has been regenerated. The result of this
research can be used as an alternative for data security and also as new cryptography.
Keywords : Cryptography, Cryptanalysis, Block Cipher, Technique Flip Envelope, ASCII
Abstrak
Kriptografi sangat berperan dalam keamanan suatu data atau informasi. Namun, banyak
kriptografi yang telah dipecahkan oleh kriptanalis, oleh karena itu perlu adanya
perancangan algoritma kriptografi baru sebagai pengganti alogoritma yang sudah
terpecahkan. Penelitian ini merancang sebuah kriptografi Block Cipher menggunakan
teknik lipat amplop dan linear congruental generator (LCG) sebagai pembangkit kunci,
kemudian proses enkripsi dan dekripsi dirancang sebanyak empat putaran untuk
mendapatkan ciphertext dan plaintext setelah di-XOR dengan kunci yang sudah
diregenerasi. Hasil dari penelitian ini dapat digunakan sebagai alternatif pengamanan data
dan juga sebagai teknik kriptografi baru.
Kata Kunci : Kriptografi, Kriptanalis, Block Cipher, Teknik Lipat Amplop, LCG

1)

Mahasiswa Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi Universitas

Kristen Satya Wacana, Salatiga.
2)
Staff pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.
3)
Staff pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.

1.

Pendahuluan

Keamanan dan kerahasiaan data merupakan salah satu aspek penting dalam
komunikasi data. Dalam proses pertukaran data, data dapat saja diubah, disisipkan
atau dihilangkan oleh pihak yang tidak bertanggung jawab. Untuk meningkatkan
sistem keamanan data dari pihak yang tidak bertanggung jawab atau lebih dikenal
dengan istilah hacker, maka dibutuhkan cara untuk pengamanan data dan pesan
yaitu dengan menggunakan kriptografi. Salah satu algoritma kriptografi modern
yang biasa digunakan adalah Block Cipher. Pada Block Cipher, rangkaian bit-bit
plaintext dibagi menjadi blok-blok bit dengan panjang sama [1].
Kriptografi Block Cipher memiliki beberapa keunggulan, yaitu mudahnya
implementasi algoritma Block Cipher ke dalam software. Error Propagation yang

terjadi tidak merambat ke ciphertext lainnya karena enskripsi masing-masing
bloknya independen, namun Block Cipher sangat mudah dianalisis karena blokblok yang dienskripsi saling independen dan kuncinya sama, hal ini dapat
memudahkan kriptanalis untuk mengetahui kunci yang digunakan. Oleh karena
itu, perlu adanya modifikasi algoritma atau perancangan algoritma baru sebagai
pengganti algoritma yang sudah terpecahkan.
Berdasarkan permasalahan di atas, maka dalam penelitian ini dirancang
kriptografi baru dari Block Cipher yang berbasis pada teknik lipat amplop.
Keunikan dari penggunaan teknik lipat amplop ini adalah dengan memasukkan bit
secara horizontal, kemudian dilipat sesuai dengan pola lipat amplop sebagai
pengacakan pada plaintext yang sudah diubah kedalam bit dan dikombinasikan
dengan proses XOR dengan kunci yang sudah diregenerasi dan diterapkan pada
block yang berukuran (64-bit).
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan kriptografi baru sebagai
metodologi kriptografi simetris yang berbasis pada Block Cipher yang selanjutnya
dapat digunakan secara otomatis untuk melakukan proses enkripsi dan dekripsi.
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah memberikan hasil penelitian yang
diharapkan dapat digunakan sebagai langkah keamanan data dalam proses
pertukaran data.
Amplop merupakan salah satu media yang digunakan untuk mengirim surat,
dapat juga digunakan sebagai tempat kartu ucapan. Seni lipat kertas untuk

membuat amplop telah banyak dilakukan dengan kreasi yang unik dan menarik.
Setiap lipatan amplop dapat menghasilkan pola yang berbeda-beda. Oleh karena
itu, saya menggunakan teknik lipat amplop sederhana, sebagai pola untuk
diterapkan pada algoritma kriptografi Block Cipher. Penggunaan teknik ini
mempunyai proses yang unik, karena disetiap lipatan menghasilkan bit-bit yang
berbeda dan membuatnya semakin acak.
Berdasarkan pada latar belakang ini, maka dilakukan penelitian yang
membahas tentang “Perancangan dan Implementasi Algoritma Kriptografi Cipher
Block Berbasis pada teknik Lipat Amplop dan Linear Congruential Generator”
sebagai pembangkit kunci. Penelitian ini dibuat dengan tujuan agar dapat
menghasilkan sebuah algoritma baru yang dapat membantu untuk melindungi dan
meningkatkan keamanan data, serta untuk menambah variasi baru dari teknikteknik kriptografi yang telah ada

1

2.

Tinjauan Pustaka

Penelitian sebelumnya yang pertama adalah “Penerapan Prinsip Operasi

Cipher Block Chaining (CBC) Pada Algoritma Kriptografi Klasik” membahas
tentang implementasi prinsip dasar operasi yang digunakan pada algoritma
kriptografi modern yaitu Cipher Block Chaining pada algoritma kriptografi klasik
yaitu Cipher Abjad Majemuk dengan Substitusi Periodik. Hal ini dilakukan untuk
lebih memperkuat algoritma klasik tersebut dimana akan dapat menutupi ataupun
memberikan lapisan terhadap pola penggunaan kunci yang sama dalam
melakukan substitusi periodik [2].
Penelitian kedua dengan judul “Penggunaan Motif Kain Tenun Timor dan
Linear
Congruential
Generator
(LCG)
Dalam
Merancang
dan
Mengimplementasikan Algoritma Kriptografi Cipher Block ” membahas tentang
perancangan algoritma Kain Tenun Timor (KTT) dan Linear Congruential
Generator (LCG) sebagai pembangkit kunci. Perancangan algoritma kriptografi
Cipher Block dengan menggunakan motif Kain Tenun Timor (KTT) dari berbagai
suku di Timor yang dikombinasikan dengan motif kain tenun Timor. Penggunaan

teknik ini membentuk alur horizontal-vertikal dan juga alur spiral. Hasil dari
perancangan algoritma ini dapat digunakan untuk mengenkripsi dan mendekripsi
teks yang kemudian diimplementasikan kedalam bentuk aplikasi. Proses enkripsi
dan dekripsi pada algoritma ini dilakukan empat kali proses putaran dari proses
pengacakan menggunakan motif kain tenun Timor yang berbeda-beda dan
menggunakan matrix 16x16 [3].
Penelitian ketiga berjudul “Perancangan dan Implementasi Algoritma
Kriptografi Cipher Block Berbasis pad Bentuk Piramida dan Linear Congruential
Generator” dalam penelitian ini banyaknya proses (putaran) pada transposisi
dalam algoritma kriptografi Cipher Block berbasis pada piramida dan Linear
Congruential Generator, dan tidak terlalu berpengaruh pada kekuatan algoritma
untuk menyamarkan plaintext. Proses enkripsi dan dekripsi pada algoritma ini
dilakukan empat kali proses putaran dan menggunakan matirx 16x8 [4].
Berdasarkan penelitian yang ada terkait kriptografi, maka dilakukan
penelitian yang membahas tentang “Perancangan Kriptografi Block Cipher
Berbasis pada Teknik Lipat Amplop dan Linear Congruental Generator (LCG)”.
Penelitian yang dilakukan ini membahas algoritma kriptografi Block Cipher
dengan blok 64-bit, dimana enkripsi-dekripsi pada plaintext dan ciphertext
menggunakan alur teknik lipat amplop sebagai pengacakan. Perbedaan pada
perancangan kriptografi ini dengan perancangan kriptografi sebelumnya terdapat

pada teknik dan proses rancangan pada plaintext dan kunci. Proses rancangan
menggunakan 4 putaran pada plaintext dan di modulasi Exclusive-OR dengan
kunci yang sudah diregenerasi sebanyak 4 putaran yang telah ditentukan.
Selanjutnya akan dibahas dasar-dasar teori yang digunakan sebagai dasar
untuk merancang kriptografi dalam penelitian ini. Kriptografi adalah ilmu yang
mempelajari teknik-teknik yang berhubungan dengan aspek keamanan informasi
seperti kerahasiaan, integritas data, dan otentikasi [5].
Pada block cipher, rangkaian bit-bit plaintext dimasukkan block-block
dengan panjang yang sama, biasanya 64 bit.[1]. Proses enkripsi yang digunakan

2

terhadap block bit plaintext dan menghasilkan block bit ciphertext dengan ukuran
yang sama antara plaintext dan ciphertext. Dekripsi digunakan kebalikan dari cara
yang sama seperti enkripsi. Kebanyakan block cipher menggunakan sistem
kriptografi kunci simetris yaitu antara kunci enkripsi dan dekripsi sama
panjangnya. Skema proses enkripsi – dekripsi pada block cipher secara umum
dapat digambarkan pada Gambar 1

Gambar 1 Skema Proses Enkripsi-Dekripsi Pada Block Cipher [1]


Misalkan blok plaintext (P) yang berukuran n bit

P   p1 , p2 ,, pn 

(1)

Blok ciphertext (C) maka blok C adalah

C  c1 , c2 ,, cn 

(2)

Kunci (K) maka kunci adalah

K  k1 , k 2 ,, k n 

(3)

Sehingga proses Enkripsi adalah


E k P   C

(4)

Proses dekripsi adalah

Dk C   P (C) = P

(5)

Suatu kriptografi dapat disebut sebagai teknik kriptografi, harus melalui uji
kriptosistem terlebih dahulu yaitu dengan diuji dengan metode Stinson.
Definisi 1 : terdiri dari 5-tuple (Five tuple) (P, C, K, E, D) yang memenuhi
kondisi [6]:
1. P adalah himpunan berhingga dari plaintext,
2. C adalah himpunan berhingga dari ciphertext,
3. K merupakan ruang kunci (Keyspace), adalah himpunan berhingga dari
kunci,
4. Untuk setiap
, terdapat aturan enkripsi
dan berkorespodensi
dengan aturan dekripsi
Setiap
dan

3

adalah fungsi sedemikian hingga

(

)

untuk setiap plaintext

Definisi 1.1: Untuk mengetahui besaran nilai algoritma kriptografi yang
dirancang mampu untuk mengacak plaintext yang diinputkan maka digunakan
nilai keacakan yang diproleh dari persamaan (6):
(6)
Dimana nilai acak Yi untuk tiap karakter diperoleh dari perbandingan antara selisih
plaintext pi dengan ciphertext ci terhadap plaintext pi. Dari persamaan 1 maka untuk

mencari nilai keacakan menggunakan rumus:
̅



(7)

Diferensiasi data adalah perbandingan selisih antar dua titik. Dalam
kalkulus, metode ini sering disebut sebagai turunan atau kemiringan dari data.
Jika diberikan kumpulan data ((x1,y1), (x2,y2), (x3,y3), …, (xn,yn)) dengan syarat
bahwa xi