Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Perancangan Kriptografi Block Cipher Menggunakan Pola Tari Purisari Pati

  Perancangan Kriptografi Block Cipher Menggunakan Pola Tari Purisari Pati Artikel Ilmiah Peneliti : Ivan Dicky Hendrian (672013049) Magdalena A. Ineke Pakereng, M.Kom. Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga November 2017

  Perancangan Kriptografi Block Cipher Menggunakan Pola Tari Purisari Pati Artikel Ilmiah Diajukan Kepada Fakultas Teknologi Informasi Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Komputer Peneliti : Ivan Dicky Hendrian (672013049) Magdalena A. Ineke Pakereng, M.Kom. Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga November 2017

  

Perancangan Kriptografi Block Cipher Menggunakan Pola Tari

Purisari Pati

_{1 2} Ivan Dicky Hendrian , Magdalena A. Ineke Pakereng

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

  

Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia

_{1 2} E-mail: 672013049@student.uksw.edu , ineke.pakereng@staff.uksw.edu

Abstract

  

Cryptography is the knowledge that used to secure the data. To increase the security

level of the cryptography should be developed. In this study, Block Cipher

Cryptographic based at 64 Bit is designed with Dance purisari pati which yield a

random Ciphertext. The function cryptography is to make the data in the form of a

clear message (plaintext) into an unintelligible message (ciphertext), this pattern is

designed using a 64 bit size to create each new block. This cryptography is designed

using 4 20-round processes, where the 2nd and 4th processes are transformed using

the S-Box table to obtain more random Ciphertext . Testing is also done using

Avalanche Effect and Correlation value where character changes reach

49,21875%, so it can be used in securing data.

  Keyword : Block Cipher, Cryptography, Dance Purisari Pati, Avalanche Effect, Correlation, S-Box.

  

Abstrak

  Kriptografi merupakan ilmu yang digunakan untuk mengamankan data. Untuk meningkatkan tingkat keamanannya maka kriptografi perlu dikembangkan. Dalam penelitian ini dirancang Kriptografi Block Cipher 64 Bit Berbasis Pola Teknik Tarian purisari pati yang menghasilkan Ciphertext yang acak. Kegunaan kriptografi adalah membuat data berupa pesan yang jelas plaintext menjadi pesan yang tidak dapat dimengerti ciphertext , pola ini dirancang menggunakan ukuran 64 bit untuk membuat setiap blok baru. Kriptografi ini dirancang menggunakan 4 proses 20 putaran, dimana proses ke-2 dan ke-4 ditransformasikan menggunakan tabel S-Box untuk mendapatkan Ciphertext yang lebih acak. Pengujian juga dilakukan menggunakan Avalanche Effect dan nilai Korelasi dimana terjadi perubahan

  49,21875

  karakter mencapai %, sehingga dapat digunakan dalam mengamankan data.

  Kata Kunci : Block Cipher, Kriptografi, Tarian Purisari Pati, Avalanche ₁₎ Effect, Korelasi, S-Box.

  

Mahasiswa Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen

₂₎ Satya Wacana Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga

1. Pendahuluan

  Kriptografi merupakan sebuah metode yang sering digunakan untuk mengamankan data maupun informasi. Metode ini biasanya dibuat dengan menempatkan berbagai teknik dalam aturan matematika yang membentuk sebuah algoritma. Kegunaan kriptografi adalah membuat data atau informasi berupa pesan yang jelas plaintext menjadi pesan yang tidak dapat dimengerti ciphertext. Block

  

cipher menjadi salah satu kriptografi yang sekarang ini sering digunakan sebagai

  pengamanan dalam transfer informasi di internet dan sangat berperan penting dalam keamanan informasi saat ini, mulai dari percakapan melalui telepon genggam, transaksi di bank [1]. Kriptografi berasal dari kata Yunani kripto (tersembunyi) dan

  

grafia (tulisan). Secara harfiah, kriptografi dapat diartikan sebagai tulisan yang

  tersembunyi atau tulisan yang dirahasiakan. Tujuannya adalah supaya tulisan tersebut tidak dapat dibaca oleh setiap orang, hanya orang tertentu yang mengetahui cara menyembunyikan tulisan tersebut yang dapat membacanya. Di dalam kriptografi itu sendiri memiliki dua proses yaitu proses enkripsi dan proses dekripsi. Proses enkripsi merupakan proses mengkonversikan plaintext ke dalam ciphertext, sedangkan proses dekripsi merupakan kebalikan dari proses enkripsi yaitu mengkonversikan ciphertext kembali ke plaintext [2].

  Algoritma pada perancangan kriptografi dalam penelitian ini adalah algoritma berbasis Block Cipher 64 bit dengan pola tari purisari pati yang dikombinasikan dengan tabel substitusi atau S-Box. Block Cipher adalah algoritma enkripsi yang membagi plaintext yang akan dikirimkan dengan jumlah bit tertentu (block), dan setiap block akan dienkripsi dengan proses yang sama untuk menghasilkan ciphertext. Plaintext akan dimasukkan ke dalam blok-blok dimana setiap blok berjumlah 64 bit, terdapat 24 putaran kombinasi dan 20 putaran enkripsi dan dekripsi dimana setiap putaran terdapat 4 proses untuk proses plaintext maupun proses kunci (key). Hasil dari proses plaintext akan di-XOR dengan kunci untuk menghasilkan Ciphertext yang kemudian byte-nya akan dikombinasikan dengan S-

  Box untuk menghasilkan Avalanche Effect yang besar.

  Berdasarkan latar belakang masalah maka dilakukan penelitian yang membahas tentang perancangan kriptografi Block Cipher menggunakan pola tari purisari pati. Penggunaan pola kaki dan gerakan tangan tarian purisari pati ini sesuai dengan kriptografi karena menggunakan pola dari tarian sebagai transposisi pada blok yang ada dan diterapkan sebagai pola pada proses pemasukan dan pengurutan kriptografi Block Cipher 64 bit sehingga menghasilkan teknik kriptografi yang dapat mengacak setiap blok secara unik sesuai dengan pola tarian.

2. Tinjauan Pustaka

  Terdapat banyak penelitian tentang kriptografi block cipher. Salah satunya yaitu yang berjudul Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis pada Teknik Tanam Padi dan Bajak Sawah, membahas tentang implementasi algoritma Block

Cipher untuk proses enkripsi dan dekripsi data yang dilakukan sebanyak 8 putaran.

Dengan algoritma tanam padi dan bajak sawah dapat membuktikan bahwa teknik tersebut dapat menghasilkan metodologi kriptografi simetris dan dapat memenuhi lima-tuple (Five-tuple). Rata-rata yang dihasilkan enkripsi dan dekripsi pada teknik tanam padi dengan AES-128. Hasilnya adalah teknik tanam padi sebesar 0,00682 ms sedangkan AES-128 sebesar 0,00821 ms maka dapat disimpulkan Teknik Tanam Padi lebih cepat dengan AES1-128 [3].

  Penelitian kedua berjudul Perancangan Kriptografi Block Cipher dengan Langkah Kuda, yang membahas tentang proses enkripsi dan dekripsi menggunakan pola langkah kuda yang dilakukan sebanyak 4 putaran. Algoritma langkah kuda lari dan langkah jalan dapat membuktikan bahwa pola ini dapat menghasilkan kriptografi simetris dan dapat memenuhi lima-tuple (Five-tuple). Penelitian ini dapat membandingkan proses keacakan dan proses nilai diferensiasi antara KS dengan AES-128. Hasil perbandingan dengan AES-128, rancangan berbasis langkah kuda lebih cepat 0.94869906 ms [4]. Penelitian ketiga yang berjudul Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pola Ikan Berenang, yang membahas tentang perancangan kriptografi baru menggunakan prinsip s-box,

  

iterated cipher dan jaringan fiestel yang dilakukan sebanyak 15 putaran dan diuji

  menggunakan avalanche effect dan nilai korelasi. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini bahwa penggunaan proses kotak

• – s, iterated cipher dan jaringan

  feistel menghasilkan hasil rata

• –rata 43% dan korelasi dari 15 putaran menghasilkan nilai 0.21708 [5]. Penelitian-penelitian yang sudah ada terkait perancangan algoritma kriptografi simetris block cipher menjadi acuan dalam membentuk ide untuk merancang penelitian baru tentang perancangan Kriptografi Block Cipher 64 bit Berbasis Pola Tari Purisari Pati. Pada penelitian ini dilakukan proses kombinasi pola sebanyak 24 putaran, kombinasi pola dengan nilai korelasi menjadi kombinasi pola yang terpilih untuk digunakan dalam proses enkripsi dan dekripsi. Pada proses enkripsi dan dekripsi dilakukan 20 putaran, dimana setiap putaran terdapat 4 proses untuk proses plaintext maupun proses kunci (key). Hasil dari proses plaintext akan di-XOR dengan kunci untuk menghasilkan Ciphertext yang kemudian byte-nya akan dikombinasikan dengan S-Box untuk menghasilkan Avalanche Effect yang besar. S-Box yang digunakan dalam penelitian ini adalah S-Box algoritma AES (Advanced Encryption Standard ).

  Skema proses enkripsi dan dekripsi block cipher secara umum ditunjukkan pada Gambar 1.

   Gambar 1 Skema Proses Enkripsi-Dekripsi Block Cipher [6]

  Misalkan blok plaintext (P) yang berukuran bit

  P p , p , , p

  (1)

      _{1 2 n}

  Blok ciphertext (C) maka blok C adalah (2)

  C   c , c ,  , c  _{1 2 n}

  Kunci (K) maka kunci adalah (3)

  K   k , k ,  , k  _{1 2 n}

  Sehingga proses enkripsi adalah (4)

  E   P  C _k

  Proses dekripsi adalah

  D   C  P (C) = P _k

  (5) Sebuah sistem kriptografi terdiri dari 5-tuple (Five Tuple) (P,C,K,E,D) yang memenuhi kondisi [5] :

  1. P adalah himpunan berhingga dari plaintext.

  2. C adalah himpunan berhingga dari ciphertext.

  3. K merupakan ruang kunci (Keyspace), himpunan berhingga dari kunci.

  4.

  k  E dan berkorespodensi

  Untuk setiap k  K, terdapat aturan enkripsi e

  k k

  dengan aturan dekripsi d  D. Setiap ek : P → C dan d : C → P adalah

  k k

  fungsi sedemikian hingga d (e (x)) = x untuk setiap plaintext x ∊ P. Dalam pengujian menggunakan korelasi yang merupakan teknik statistik untuk mengukur kekuatan hubungan antar dua variabel dan untuk mengetahui bentuk hubungan antara dua variabel tersebut dengan hasil yang bersifat kuantitatif. Kekuatan hubungan antar dua variabel itu disebut dengan koefisien korelasi. Untuk menentukan kuat atau lemahnya hubungan antara variabel yang diuji, interval koefisien dan tingkat hubungan antar variabel dapat dilihat pada Tabel 1. Koefisien korelasi yang yang ditunjukkan pada Tabel 1 berguna untuk menunjukkan tingkat hubungan antara data awal dan hasil enkripsi, jika nilai korelasi mendekati 0 maka memiliki tingkat hubungan yang rendah dan menunjukkan perubahan yang signifikan antara plaintext dan ciphertext.

  Tabel 1 Klasifikasi Koefisien Korelasi [8]

Interval Koefisien Tingkat Hubungan

  Sangat Rendah 0,00 – 0,199

  Rendah 0,20 – 0,399

  Sedang 0,40 – 0,599

  Kuat 0,60 – 0,799

  Sangat Kuat 0,80 – 1,000

3. Metode Penelitian

  Perancangan kriptografi ini dilakukan dengan beberapa tahap penyusunan yaitu : identifikasi masalah, pengumpulan data, perancangan kriptografi, pengujian kriptografi, penulisan artikel ilmiah.

  Identifikasi Masalah Pengumpulan Data Perancangan Kriptografi Pengujian Kriptografi Penulisan Artikel Ilmiah Gambar 2 Tahapan Penelitian

  Tahapan penelitian berdasarkan Gambar 2, dijelaskan sebagai berikut : Identifikasi masalah : Pada tahapan ini dilakukan analisis terhadap permasalahan yang ada, terkait dengan proses perancangan Kriptografi berbasis tari purisari pati.

  Pengumpulan Data : Menemukan pola yang akan digunakan dalam proses perancangan kriptografi block cipher dan mengumpulkan data dari penelitian sebelumnya yang dapat dijadikan sebagai pembanding maupun landasan penelitian. Perancangan Kriptografi : Pada tahap ini akan dilakukan perancangan Kriptografi berbasis tari purisari pati, untuk pembuatan kunci, proses enkripsi dan proses

  

S-Box untuk transposisi byte. Uji Kriptografi : Setelah rancangan kriptografi dibuat

  perlu dilakukan pengujian, melakukan penghitungan mulai dari memasukkan

plaintext , mengubah text ke dalam bit lalu melakukan proses enkripsi-dekripsi.

Penulisan Artikel Ilmiah : Penulisan Laporan dilakukan untuk dokumentasi proses tentang perancangan kriptografi block cipher berbasis pada pola Tarian Purisari Pati dalam bentuk jurnal.

  Dalam perancangan kriptografi block cipher 64 bit menggunakan pola tari purisari pati ini dilakukan dua proses yaitu proses enkripsi dan proses dekripsi. Enkripsi dan dekripsi itu sendiri dilakukan dalam 20 putaran yang di setiap putarannya terdapat 4 proses.

  Putaran ke 1 Hingga Putaran ke 20

  Gambar 3 Alur Proses Enkripsi

  Gambar 3 menunjukkan alur proses enkripsi, langkah-langkah proses enkripsi, dijelaskan sebagai berikut : 1) Menyiapkan plaintext dan kunci. 2) Mengubah plaintext dan kunci menjadi biner sesuai dalam tabel ASCII. 3)

  Dalam perancangan enkripsi, plaintext dan kunci akan melewati empat

  4) Putaran pertama Plaintext 1 (P1) diproses dengan pola dan di-XOR dengan Kunci 1 (K1) menghasilkan Ciphertext 1 (C1).

  5) C1 ditransformasikan dengan pola menjadi P2 dan di-XOR dengan K2 menghasilkan C2.

  6) (P2) melakukan transformasi dengan pola tari purisari pati dan dilakukan proses perumusan menggunakan tabel substitusi S-Box kemudian baru di-

  XOR dengan (K2) sehingga menghasilkan Plaintext. 7)

  C2 ditransformasikan dengan pola menjadi P3 dan di-XOR dengan K3 menghasilkan C3. 8)

  (P4) melakukan transformasi dengan pola tari purisari pati dan dilakukan proses perumusan menggunakan tabel substitusi S-Box kemudian baru di-

  XOR dengan Kunci 4 (K4) menghasilkan (P5), Plaintext 5 (P5) dengan alur proses yang sama dengan putaran pertama, dan tahapan tersebut akan berlanjut sampai putaran ke 20 yang menghasilkan Ciphertext.

  Gambar 4 Alur Proses Dekripsi Gambar 4 menunjukkan alur proses dekripsi, langkah-langkah proses dekripsi tersebut dijelaskan sebagai berikut : a) Menyiapkan ciphertext dan kunci.

  b) Mengubah ciphertext dan kunci menjadi biner.

  c) Putaran pertama Ciphertext (C) di S-BOX kemudian dimasukkan ke dalam

  C20 diproses dengan pola, setelah itu C20 di-XOR dengan Kunci 20 (K20) menghasilkan Plaintext 20 (P20).

  d) P20 di S-BOX kemudian dimasukkan ke dalam C19 diproses dengan pola, setelah itu C19 di-XOR dengan K19 menghasilkan P19.

  e) P19 ditransformasikan dengan pola menjadi C18 dan di-XOR dengan K18 menghasilkan P18.

  f) P18 di S-BOX kemudian dimasukkan ke dalam C17 diproses dengan pola, setelah itu C17 di-XOR dengan K17 menghasilkan P17.

4. Hasil Pembahasan

  Dalam bagian ini akan membahas tentang algoritma perancangan kriptografi

  

block cipter 64 bit menggunakan pola tari purisari pati secara lebih rinci. Teknik

  proses enkripsi yang melibatkan tabel substitusi untuk memperbesar analisis

  

avalanche effect . Sedangkan gambar pola tari purisari pati yang digunakan untuk

merancang kriptografi dapat ditunjukkan pada Gambar 5.

  Dalam algoritma ini pola tari Purisari Pati digunakan sebagai proses pengambilan bit di dalam matriks plaintext. Pola tersebut ditunjukkan pada Gambar

  6. Gambar 6 Pola Tari Purisari Pati Pada Gambar 6 terdapat pola (A, B, C, D) pola tari purisari pati yang berbeda, pola-pola tersebut menunjukkan cara pengambilan bit yang berbeda-beda berdasarkan yang sudah dirancang, setelah itu dilakukan proses pengujian kolerasi dengan mengkombinasikan urutan pola-pola untuk mendapatkan nilai korelasi yang terbaik. Pengujian menggunakan plaintext

  “Iv4Nd1KY” dan menggunakan kunci “h3NdR14N”.

  Berdasarkan pada Gambar 6 pengambilan bit dilakukan dengan 4 cara yang berbeda-beda yaitu : Pola A diambil dari tengah yang berwarna hitam (1, 2, 3,...8) setelah itu diambil dari yang berwarna kuning (9, 10, 11,..16) selanjutnya mengikuti seperti

  Gambar 6. Pola B proses pengambilan dari tengah berwarna putih (1, 2, 3,...8) setelah itu dari yang berwarna kuning (9, 10, 11,...16) dan selanjutnya mengikuti angka-angka seperti Gambar 6. Pola C proses pengambilan dari pojok kiri berwarna pengambilan sesuai rancangan. Selanjutnya pengambilan Pola D dilakukan dari pojok kanan berwarna pink (1, 2, 3,..8) dan selanjutnya mengikuti angka-angka seperti Gambar 6.

  Berdasarkan hasil pengujian korelasi, maka hasil terbaiklah yang akan digunakan sebagai acuan perancangan dalam proses enkripsi dan dekripsi.

  

Tabel 2 Tabel Rata Korelasi

RATA-RATA NILAI KORELASI

POLA RATA-RATA POLA RATA-RATA

A-B-C-D 0,455496218 C-A-B-D 0,015927503

  

A-B-D-C 0,260355467 C-A-D-B 0,368867205

A-C-B-D 0,358175796 C-B-A-D 0,108182983

A-C-D-B 0,450882077 C-B-D-A 0,039704756

A-D-B-C 0,278822842 C-D-A-B 0,416098755

A-D-C-B 0,002855879 C-D-B-A 0,1891925

B-A-C-D 0,330061726 D-A-B-C 0,301241009

B-A-D-C 0,195218097 D-A-C-B 0,167371613

B-C-A-D 0,073916744 D-B-A-C 0,418061076

B-C-D-A 0,707829904 D-B-C-A 0,749980025

B-D-A-C 0,31563201 D-C-A-B 0,002096567

B-D-C-A 0,275332583 D-C-B-A 0,013648207

  Tabel 2 menunjukkan hasil kombinasi pola dan mendapatkan nilai korelasi terbaik pada kombinasi pola D-C-A-B sebesar 0,002096567. Tingkat keamanan tergantung pada nilai koefisien korelasi terbaik, dalam kasus ini ditunjukkan bahwa nilai koefisien korelasi yang mendekati 0 adalah kombinasi pola terbaik dalam mengamankan data dibandingkan dengan kombinasi

• –kombinasi lainnya, yang ditunjukkan dengan warna kuning pada Tabel 2. Kombinasi pola D-C-A-B yang akan digunakan untuk melanjutkan proses enkripsi hingga putaran ke-20 untuk menghasilkan ciphertext.

  Perancangan algoritma kriptografi Block Cipher 64 bit berbasis pola tari purisari pati ini dilakukan dengan 20 putaran untuk mendapatkan ciphertext dan dalam setiap putaran terdapat empat proses pola. Proses enkripsi dapat dilihat pada Gambar 3.

  Mengubah plaintext dan kunci menjadi biner sesuai dalam tabel ASCII,

  (P1) diproses dengan pola dan di-XOR dengan Kunci 1 (K1) menghasilkan

  

Ciphertext 1 (C1), C1 ditransformasikan dengan pola menjadi P2 dan di-XOR

  dengan K2 menghasilkan C2, (P2) melakukan transformasi dengan pola tari purisari pati dan dilakukan proses perumusan menggunakan tabel substitusi S-Box kemudian baru di-XOR dengan (K2) sehingga menghasilkan Plaintext, C2 ditransformasikan dengan pola menjadi P3 dan di-XOR dengan K3 menghasilkan C3, kemudian (P4) melakukan transformasi proses perumusan menggunakan tabel substitusi S-Box lalu di-XOR dengan Kunci 4 (K4) menghasilkan (P5), Plaintext 5 (P5) dengan alur proses yang sama dengan putaran pertama, dan tahapan tersebut akan berlanjut sampai putaran ke 20 yang menghasilkan Ciphertext.

  Untuk menjelaskan secara detail proses pemasukan bit dalam matriks maka diambil proses 1 pada putaran 1 sebagai contoh. Misalkan angka 1 merupakan inisialisasi setiap bit yang merupakan hasil konversi plaintext maka urutan bit adalah sebagai berikut 1, 2, 3, 4,..64.

  Gambar 7 Pola Pemasukan Bit Plaintext dan Kunci (Key) Gambar 7 menjelaskan proses pemasukan bit karakter plaintext dan kunci.

  Setiap 8 bit dari setiap karakter dimasukkan berurutan dengan mengisi blok bagian kiri terlebih dahulu mengikuti garis anak panah berwarna hitam hingga penuh, setelah itu baru blok bagian kanan mengikuti garis anak panah hingga penuh.

  Gambar 8 merupakan pola pengambilan dan transpose plaintext dan kunci. Bit diambil setiap 8 bit mengikuti urutan angka. Kemudian dimasukkan kembali ke dalam kolom matriks baris pertama dari kiri ke kanan, dan untuk baris kedua dari kanan ke kiri, selanjutnya mengikuti anak panah dan urutan angka pada Gambar 8. Dari proses tersebut menghasilkan P1 dan K1. Setelah itu P1 dan K1 akan di-XOR kan menghasilkan C1.

  

Gambar 9 Pola Pengambilan dan Pola Transpose Plaintext dan Kunci Proses 2

  Gambar 9 plaintext dan kunci dilakukan dengan alur proses plaintext menggunakan tabel S-Box. Hasil dari XOR C1 yang ditransformasikan ke dalam P2 diambil setiap 8 bit mengikuti urutan angka. Sedangkan untuk K2 didapat dari tansformasi K1. Kemudian P2 diproses menggunakan S-Box, setelah itu dimasukkan kembali ke dalam baris matriks kolom pertama dari bawah ke atas (1, 2, 3....8) kolom kedua dari atas ke bawah (9, 10, 11....16) dan untuk kolom selanjutnya mengikuti anak panah dan urutan angka pada Gambar 9. Setelah itu P2 dan K2 akan di-XOR kan menghasilkan C2.

  

Gambar 10 Pola Pengambilan dan Pola Transpose Plaintext dan Kunci Proses 3

  Gambar 10 proses pola transpose Plaintext dan kunci proses 3. Hasil dari

  XOR C2 yang ditransformasikan ke dalam P3 diambil setiap 8 bit mengikuti urutan angka. Sedangkan untuk K3 didapat dari tansformasi K2. Kemudian dimasukkan kedua dari kanan ke kiri (9, 10, 11...16) dan untuk baris selanjutnya mengikuti anak panah dan urutan angka pada Gambar 10. Setelah itu P3 dan K3 akan di-XOR kan menghasilkan C3.

  

Gambar 11 Pola Pengambilan dan Pola Transpose Plaintext dan Kunci Proses 4

  Gambar 11 plaintext dan kunci dilakukan dengan alur proses Plaintext menggunakan tabel S-Box. Hasil dari XOR C3 yang ditransformasikan ke dalam P4 diambil setiap 8 bit mengikuti urutan angka. Sedangkan untuk K4 didapat dari tansformasi K3. Kemudian P4 diproses menggunakan S-Box, setelah itu dimasukkan kembali ke dalam baris matriks kolom pertama dari atas ke bawah (1, 2, 3,...8) kolom kedua dari bawah ke atas (9, 10, 11,..16) dan untuk kolom selanjutnya mengikuti anak panah dan urutan angka pada Gambar 11. Setelah itu P4 dan K4 akan di-XOR kan menghasilkan C4. Proses putaran 1 telah selesai, kemudian dilakukan proses yang sama secara terus-menerus hingga putaran ke 20 untuk mendapatkan ciphertext.

  

Gambar 12 Tabel Substitusi S-Box AES

  Gambar 12 merupakan tabel substitusi S-Box yang digunakan dalam proses enkripsi. Cara pensubstitusian adalah sebagai berikut : untuk setiap byte pada array nilai S[r, c], maka nilai substitusinya, dinyatakan dengan S ’[r, c], adalah elemen di dalam S-Box yang merupakan perpotongan baris x dengan kolom y.

  Untuk pengujian algoritma dilakukan dengan mengambil plaintext adalah Iv4Nd1KY dan kunci adalah h3NdR14N. Setelah melewati proses enkripsi yang telah dijabarkan sebelumnya maka mendapatkan ciphertext yang telah dikonversi ke dalam nilai hexadecimal.

  

Tabel 3 Hasil Ciphertext Setiap Putaran

  Putaran Hasil Hexadecimal Putaran Hasil Hexadecimal

  79E1A1FAC362D735

  7FDD62ACA9698D

  1

  11

  630AF59A3D885CFA B1EEE9E9A36AA9C1

  2

  12

  6EA9DBCF2BC44E26 C3B882698BA9113

  3

  13 CDB9DC27EC5448E9

  3DD5E982B296B370

  4

  14

  46FCEEE43C624913 C4FEC93A729939F3

  5

  15

  72B5968F7B7563D7 C6BA17C291FE656

  6

  16

  29C12679BD7FDC07 7750EF6412707953

  7

  17

  49E2CF0B750E8493 C5FBD181446C3DC

  8

  18

  1E3B2F7911870B96 EE8ECB71248CCF

  9

  19 D78F3839602BED15

  61DB81B3AED6CA1F

  10

  20 Tabel 3 merupakan hasil enkripsi dari setiap putaran. Hasil dari putaran 20 merupakan final ciphertext. Proses dekripsi adalah proses merubah ciphertext menjadi plaintext awal. Dekripsi dilakukan sama seperti enkripsi, tetapi dekripsi dimulai dari putaran ke 20 menuju putaran ke 1 untuk mendapatkan plaintext awal. Pola pengambilan pada proses enkripsi akan menjadi pola pemasukan pada proses dekripsi, sedangkan pola pemasukan pada enkripsi akan digunakan sebagai pola pengambilan pada dekripsi. Proses dekripsi dimulai dari memasukkan ciphertext ke kolom matriks C4 kemudian di-XOR dengan K4 dan pada proses tersebut akan menghasilkan P4. Kemudian P4 ditransformasikan dengan S-Box untuk mendapatkan hasil akhir P4, P4 digunakan sebagai C3, lalu C3 di-XOR dengan K3 dan menghasilkan P3, P3 digunakan sebagai C2, C2 lalu di-XOR dengan K2 dan menghasilkan P2 kemudian ditransformasikan dengan S-Box untuk mendapatkan hasil akhir P2, lalu P2 digunakan sebagai C1, C1 kemudian di-XOR dengan K1 untuk menghasilkan P1, proses itu dilakukan berulang-ulang sebanyak 20 putaran sesuai dengan banyaknya putaran enkripsi dan hasil akhir dari dekripsi putaran ke 20 adalah plaintext awal.

  Tabel 4 Algoritma Enkripsi dan Dekripsi

  Tabel 4 merupakan algoritma proses enkripsi dan dekripsi. Proses enkripsi menghasilkan C4 dan proses dekripsi menghasilkan P1 awal. Algoritma proses Kunci (key), dijelaskan sebagai berkut: 1. Masukkan Kunci 2. Kunci diubah ke ASCII 3. ASCII diubah ke BINER 4. Bit BINER dimasukkan ke kolom K1 menggunakan pola masuk Kunci 5. Bit Kunci ditransposisikan dengan pola Kunci D 6. Transposisi K1 = K2

  

Proses Enkripsi Proses Dekripsi

1) Masukkan plaintext

  1) Masukkan C4 2) Plaintext dirubah ke ASCII

  2) C4 dirubah ke ASCII 3)

   Bit BINER dimasukkan ke kolom matrik P1 dengan pola pemasukan proses 1

  4) Bit pada kolom matriks diambil dengan 3) ASCII diubah ke BINER 4) Bit BINER dimasukkan ke kolom matriks C4 dengan pola pemasukan Proses pengambilan 5)

  Masukkan bit K4 menggunakan pola pemasukan 5)

   Bit pengambilan dimasukkan lagi ke dalam matrik untuk mendapatkan hasil akhir P1

  6) P1 di XOR dengan K1 menghasilkan C1 7) C1 = P2 diambil menggunakan pola pemasukan 8) BINER diubah menjadi DEC 9) DEC diubah menjadi HEX 10) HEX ditransformasikan menggunakan S-BOX 11) Hasil HEX diubah menjadi BINER 12) Hasil BINER dimasukkan ke blok matriks P2 13) P2 di XOR dengan K2 menghasilkan C2 14) C2 = P3 diambil menggunakan pola pemasukan 15) C3 diubah ke DEC 16) P3 di XOR dengan K3 menghasilkan C3 17) C3 = P4 diambil menggunakan pola pemasukan 18) P4 diproses dengan pola pengambilan proses P4 19) BINER diubah menjadi DEC 20) DEC diubah menjadi HEX 21) HEX ditransformasikan menggunakan S-BOX 22) Hasil HEX diubah menjadi BINER 23) Hasil BINER dimasukkan ke blok matriks P4 24) P4 di XOR dengan K4 menghasilkan C4 25) C4 diubah ke DEC 26) DEC diubah ke HEX, Sebagai Ciphertext 6) C4 di XOR dengan K4 7) Bit P4 diubah ke BINER 8) BINER diubah ke HEX 9) HEX ditransformasikan dengan tabel S-BOX 10) Hasil konversi diubah ke BINER 11) BINER P4 dimasukkan ke kolom matriks dengan pola pengambilan 12)

  P4 = P3 13) C3 di XOR dengan K3 menghasilkan C3 14) P3 = C2 diambil menggunakan pola pemasukan 15) P2 di XOR dengan K2 menghasilkan C2 16) BINER dimasukkan ke kolom C2 menggunakan pola masuk

  17) Masukkan bit K2 menggunakan pola pemasukan 18) C2 di XOR dengan K2 menghasilkan P2 19) BINEER diubah ke HEX 20) Hasil HEX ditransformasikan dengan tabel S-

  BOX 21) Hasil konversi diubah menjadi BINNER 22) Bit pengambilan dimasukkan lagi ke dalam kolom matriks 2

  23) P2 = C1 24) C1 di XOR dengan K1 menghasilkan P1 25) P1 diproses dengan pola pengambilan 26) Bit pengambilan dimasukkan lagi ke dalam kolom matriks P1 27)

  Hasil akhir BINER P1 diubah ke DEC 28) DEC diubah ke HEX 29) HEX diubah ke CHAR, Sebagai plaintext

8. Transposisi K2 = K3 9.

  K3 ditransposisikan menggunakan pola Kunci A 10.

  Transposisi K3 = K4 11. K4 ditransposisikan menggunakan pola Kunci B

  Proses Enkripsi {Program ini digunakan untuk melakukan proses enkripsi data} Kamus P,K,P1,K1,P2,K2,P3,K3,P4,K4 = integer C1,C2,C3,C4 = integer Start

  C1 <- P1 ⊕ K1 Input P Read P P to ASCII ASCII to BINER

  Dari BINER = blok matriks P1, masukkan BINER

P1 menggunakan Pola pemasukan awal

Dari blok matriks P1 = BINER, ambil bit P1 dengan Pola Tari Purisari Pati D

  Dari BINER = blok matriks P1, masukkan BINER P1 dengan pola pemasukan proses 1 Output P1 Input K Read K K to ASCII

  ASCII to BINER Dari BINER = blok matriks K1, masukkan BINER

K1 menggunakan Pola pemasukan awal

Dari blok matriks K1 = BINER, ambil bit K1

  K1 dengan pola pengambilan D Dari BINER = blok matriks K1, masukkan BINER K1 dengan pola pemasukan proses 1 Output K1

  Print C1 C1 = P2 C2 <- P2 ⊕ K2

  Dari C1 = blok matriks P2, masukkan C1 P3 menggunakan Pola pemasukan awal

Dari blok matriks P2 = BINER, ambil bit

P2 dengan pola Tari Purisari Pati C

  

BINER to HEXA

Dari HEXA = Tabel S-box, masukkan HEXA HEXA konversi menggunakan S-box Print BINER S-box

  Dari BINER = blok matriks P2, masukkan BINER P2 menggunakan pola pemasukan proses 2 Output P2 Dari K1 = blok matriks K2, masukkan K2

  Dari blok matriks K2 = BINER, ambil bit K2 K2 dengan pola pengambilan C Dari BINER = blok matriks K2, masukkan BINER K2 K3 menggunakan pola pemasukan proses 2

  Output K2 Print C2 C2 = P3 C3 <- P3

  ⊕ K3 Dari C2 = blok matriks P3, masukkan C2 P2 menggunakan Pola pemasukan awal

Dari blok matriks P3= BINER, ambil bit

  P2 dengan pola Tari Purisari Pati A Dari BINER = blok matriks P3, masukkan BINER P3 dengan pola pemasukan proses 3 Input K Read K K to ASCII ASCII to BINER Dari BINER = blok matriks K3, masukkan BINER

K1 menggunakan Pola pemasukkan awal

  Dari blok matriks K3 = BINER, ambil bit K3 K3 dengan pola pengambilan A Dari BINER = blok matriks K3, masukkan BINER K3 dengan pola pemasukan proses 3

  Output K3 Print C3 C3 = P4 C4 <- P4

  ⊕ K4

Dari C3 = blok matriks P4, masukkan C3

P4 menggunakan Pola pemasukan awal Dari blok matriks P4 = BINER, ambil bit

  P4 dengan pola Tari Purisari Pati B BINER to HEXA Dari HEXA = Tabel S-box, masukkan HEXA HEXA konversi menggunakan S-box

  Print BINER S-box Dari BINER = blok matriks P4, masukkan BINER P3 menggunakan pola pemasukan proses 4 Output P4 N Dari K3 = blok matriks K4, masukkan K3

Dari blok matriks K4 = BINER, ambil bit K4

  K4 dengan pola pengambilan B Dari BINER = blok matriks K4, masukkan BINER K4 K4 menggunakan pola pemasukan proses 4 Output K4

  Print C4 Repeat End Proses Dekripsi {Program ini digunakan untuk melakukan proses dekripsi data} Kamus P,K,P1,K1,P2,K2,P3,K3,P4,K4 = integer C1,C2,C3,C4 = integer Start

  Input K Read K K to ASCII ASCII to BINER Dari BINER = blok matriks K1, masukkan BINER K1 menggunakan Pola pemasukan awal

  Dari blok matriks K1 = BINER , ambil bit K1 K1 dengan pola Tari Purisari Pati B Dari BINER = blok matriks K1, masukkan BINER K1 Output K1

  K1 = K2 Dari K1 = blok matriks K2, masukkan Bit K1 dengan pola pemasukan awal

Dari blok matriks K2 = BINER, ambil bit

  K2 dengan pola pengambilan B Dari BINER = blok matriks K2, masukkan BINER K2 Output K2 K2 = K3

  Dari K2 = blok matriks K3, masukkan Bit K2 K2 dengan pola pemasukan awal

Dari blok matriks K3 = BINER, ambil bit K3 Output K3 K3 = K4 Dari K3 = blok matriks K4, masukkan K3 Dari blok matriks K4 = BINER, ambil bit K4

  K4 dengan pola pengambilan A Dari BINER = blok matriks K4, masukkan BINER K4 Output K4 P4 <- C4

  ⊕ K4 Input C Read C C4 to ASCII

  ASCII to BINER Dari BINER = blok matriks C4, masukkan BINER C4 ⊕ K4

  Print P4 Dari blok matriks P4 = BINER, ambil bit P4 Dari BINER P4 = blok matrik P4, masukkan BINER Menggunakan pola pengambilan C

  Output P4 P4 = C3 P3 <- C3 ⊕ K3 Dari P4 = blok matriks C3, masukkan BINER C3

  ⊕ K3 Print P3 Dari blok matriks P3 = BINER, ambil bit P3 BINER to HEXA

  Dari HEXA = Tabel S-Box, masukkan HEXA HEXA ditranformasi menggunakan S-Box Dari BINER P3 = blok matriks P3, masukkan BINER

Menggunakan pola pengambilan C

  Output P3 P3 = C2 P2 <- C2 ⊕ K2 Dari P3 = blok matriks C2, masukkan BINER C2

  ⊕ K2 Print P2 Dari blok matriks P2 = BINER, ambil bit P2 Dari BINER P2 = blok matriks P2, masukkan BINER

  

Menggunakan pola pengambilan D

Output P2 P2 = C1 P1 <- C1

  ⊕ K1 Dari P2 = blok matriks C1, masukkan BINER C1 ⊕ K1

  Print P1 Dari blok matriks P1 = BINER, ambil bit P1 BINER to HEXA Dari HEXA = Tabel S-Box, masukkan HEXA HEXA ditranformasi menggunakan S-Box Dari BINER P1 = blok matriks P1, masukkan BINER

  

Menggunakan pola pengambilan D

Output P1 P1 to BINER BINER to ASCII ASCII to CHAR Print P

  End

  Pengujian korelasi digunakan untuk mengukur perbandingan antara plaintext dan ciphertext. Nilai korelasi berkisar antara 1 sampai -1, jika nilai korelasi mendekati angka 1 maka plaintext dan ciphertext memiliki hubungan yang kuat.

• 0,578739762
• 0,182677669
• 0,076081575

  4 0,31913001

  19

  9

  18 0,152715404

  8 0,426132324

  7 0,400862502 17 -0,695956459

  16

  6 0,433795044

  5 0,047055334 15 0,234170445

  14 0,093750068

  3 -0,444912572 13 0,211143616

  12 0,383432036

  2

  11 0,002922037

  1 0,354039771

  

Putaran Korelasi Putaran Korelasi

• 0,058890056

  Gambar 12 menunjukkan bahwa antara putaran satu dan putaran yang lain memiliki perbedaan yang signifikan antara plaintext dan ciphertext. Pengujian

  

Gambar 12 Grafik Perbandingan Plaintext dan Ciphertext

  Tabel 5 setiap putarannya menunjukkan nilai korelasi lemah sehingga dapat disimpulkan bahwa algoritma kriptografi block cipher 64 bit menggunakan Pola Tari Purisari Pati dapat menghasilkan nilai korelasi enkripsi acak yang dapat dibuat dalam bentuk grafik pada Gambar 12.

  

Tabel 5 Nilai Korelasi Setiap Putaran

  Sebaliknya jika mendekati angka 0 maka plaintext dan ciphertext memiliki hubungan yang lemah.

  10 0,188537675 20 0,067952583

  plaintext diubah. Pengujian dilakukan dengan merubah karakter yang terdapat pada plaintext awal, sehingga akan menghasilkan perbedaan pada setiap putaran.

  4 38 59,375 14 45 70,3125

  8 28 43,75

  17 30 46,875

  7 33 51,5625

  57,8125

  6 22 34,375 16 37

  5 33 51,5625 15 34 53,125

  3 32 50 13 30 46,875

  Gambar 13 Grafik Avalanche Effect

  12 27 42,1875

  2 36 56,25

  11 30 46,875

  1 30 46,875

  Tabel 6 Tabel Presentase Avalanche Effect

Jumlah Jumlah

Putaran Bit Presentase (%) Putaran Bit Presentase (%) berubah berubah

  Pada Gambar 13 yaitu hasil dari pengujian Avalanche Effect, pada penelitian ini plaintext awal adalah Iv4Nd1KY yang kemudian diubah menjadi AnaKPAt1. Pada putaran ke 14 perubahan bitnya terjadi cukup besar yaitu 70,3125%, tetapi juga terjadi perubahan bit yang kecil pada putaran ke 19 yaitu sebesar 29,6875%. Berdasarkan rata-rata hasil pengujian Avalanche Effect ini yaitu sebesar 49,21875%. Presentase setiap putaran dapat dilihat pada Tabel 6.

  18 30 46,875

  53,125 20 29 45,3125

  10

   34 Rata-Rata 49,21875%

  5. Simpulan

  Berdasarkan penelitian yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa kriptografi block cipher 64 bit menggunakan pola Tari Purisari Pati dapat dikatakan sebagai sistem kriptografi. Dalam proses enkripsi, rancangan kriptografi block

  

cipher 64 bit menggunakan pola Tari Purisari Pati ini mengahasilkan output yang

  acak sehingga dapat digunakan sebagai alternatif dalam pengamanan data. Dalam pengujian avalanche effect yang dilakukan menunjukkan bahwa proses enkripsi di

  49,21875 setiap putaran memiliki perubahan yang mencapai %.

  6. Daftar Pustaka

  [1] J. Menezes, P.C. van Oorschot, and S.A. Vanstone, Handbook of Applied Cryptography, CRC Press, 1997. [2]

  Pakereng, M. A. I., 2008, “Kriptografi menggunakan Algoritma Genetika Pada Data Citra”. Salatiga : Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana.

  [3] Widodo, A, dkk., 2015 “Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis pada Teknik Tanam Padi dan Bajak Sawah”. Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana.

  [4] Bili, D. D. Pakereng, M. A. I., Wowor, A.D., 2015, Perancangan Kriptografi

  Block Cipher Dengan Langkah Kuda. Salatiga: Jurusan Teknik Informatika Universitas Kristen Satya Wacana.

  [5] Guntoro, Pakereng, M. A. I., 2016 “Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pola Ikan Berenang”. Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana.

  [6] Munir, R., 2006, Kriptografi, Bandung: Informatika. [7] R. Y. Adiningtyas. https://www.youtube.com/watch?v=oL9sG_DDvQk diambil pada tanggal 1 Agustus 2017 pukul 22:04 WIB.

  [8] Santoso, H. Y., 2012. Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis pada Alur Clamshell ’s Growth Rings. Universitas KristenSatya Wacana.