Bab 2
Desain Algoritma Berbasis Kubus Rubik dalam Perancangan Kriptografi Simetris
Vania Beatrice Liwandouw, Alz Danny Wowor
Seminar Teknik Informatika Sistem Informasi SeTISI, 9 April 2015, Halaman 42-47.
Abstract—Cryptography is an important requirement in securing the data and information. The problem is if cryptography have got cryptanalysis who
made it no longer safe. This paper try to designing rubik algorithm in making symmetric key cryptography. The result of the research showed that
this design has a good level of randomness. and has been successfully be a cryptosystem that can be used as an alternative in securing data and
information.
Keywords— Cryptography, Cryptanalysis, Symmetric Key, Rubik.
2.1 Pendahuluan
Salah satu hal yang penting dalam transfer data atau informasi adalah bagaimana menjaga keamanannya, sehingga dapat sampai ke
tujuan dengan aman dan tidak diketahui ataupun dimanipulasi oleh pihak yang tidak berkepentingan. Metode yang sering digunakan
untuk mengamankan informasi adalah kriptografi [9]. Metode ini sudah digunakan sejak 400 tahun SM oleh Caesar, selain itu juga
Nazi dengan Enigma-nya digunakan pada Perang Dunia II untuk pengamanan informasi. Sekarang ini, ketika komputer digital
berkembang membuat semua data yang diolah maupun ditransfer
5
berbasis digital atau binary digit bit. Perkembangan ini juga ikut berpengaruh pada kriptografi, sehingga kriptografi berbasis bit
kriptografi modern yang dirancang dan digunakan untuk pengamanan informasi.
Begitu banyak kriptografi modern berjenis block cipher yang digunakan sebagai pengamanan informasi hingga saat ini, misalnya
DES Data Encryption Standard yang pernah menjadi standart keamanan di Amerika Serikat, tetapi kemudian digantikan oleh AES
Advanced Encryption Standard pada Mey 2005 [10]. DES tergantikan karena NIST National Institute of Standard and
Technology mengatakan sudah tidak aman lagi untuk digunakan kerena sudah dapat dipecahkan.
Masalah yang sering muncul adalah ketika alat pengamanan informasi yang digunakan sudah tidak aman lagi, dalam artian sudah
ada kriptanalisisnya. AES yang menggantikan DES juga sudah dapat dipecahkan oleh para kriptografer Israel yaitu Eli Biham dan Adi
Shamir [11]. Munir [12], mengatakan bahwa transaksi bank di Indonesia masih menggunakan DES sebagai alat pengamanan,
sehingga menggunakan 8 karakter inputan yang terdiri dari PIN 4 atau 6 karakter dan ditambahkan 4 atau 2 karakter untuk melengkapi
proses enkripsi. Oleh karena itu diperlukan suatu kriptografi baru yang dapat
menyulitkan kriptanalisis untuk memecahkannya. Berdasarkan hal tersebut, maka penelitian ini merancang suatu kriptografi block
cipher yang berbasis pada kubus rubik.
6
Kubus Rubik adalah sebuah permainan puzzle mekanik tiga dimensi yang ditemukan pada tahun 1974 oleh seorang pemahat dan
profesor arsitektur dari Hungaria bernama Erno Rubik. Puzzle ini disebut sebagai mainan yang paling banyak terjual di dunia dan
sampai tahun 2010, telah lebih dari 350 juta buah Rubik’s Cube yang terjual di seluruh dunia [13].
Kubus rubik standar 3×3×3 merupakan satu dari sekian persoalan kombinatorial yang cukup dikenal karena kerumitannya,
dimana terdapat 4.32×10
19
43 quintilion konfigurasi berbeda yang mungkin dihasilkan dengan mengacaknya [14], sehingga akan
memperbesar ruang kemungkinan untuk menebak semua kunci. Kerumitan dan banyaknya kemungkinan inilah yang menjadi ide
dasar dalam penelitian ini untuk perancangan kriptografi simetris yang berbasis kubus rubik.
Perancangan sebuah kriptografi simetris yang baru sangat memerlukan penelitian terdahulu yang dapat digunakan sebagai
landasan penelitian atau pembanding dengan penelitian yang dilakukan sekarang ini. Selanjutnya diberikan penelitian terkait
kriptografi simetris yang telah dilakukan sebelumnya. Menurut Dafid [15], dalam penelitiannya yang berjudul
“Kriptografi kunci Simetris dengan Menggunakan Algoritma Crypton” membahas bagaimana menerapkan algoritma crypton
dalam menghasilkan sebuah kriptografi. Dalam penelitian tersebut, tiap blok data direpresentasikan ke dalam array berukuran 4×4 byte.
Tiap blok data tersebut diproses dengan menggunakan rangkaian
7
putaran transformasi. Tiap putaran transformasi terdiri dari empat tahap yaitu: substitusi byte, permutasi bit, transposisi byte dan
penambahan kunci. Dari hasil pengujian terlihat bahwa baru tiga putaran perbedaan yang terjadi mencapai 60 bit atau hampir setengah
dari besar cipherteks 128 bit. Semakin banyak perubahan yang terjadi, akan semakin sulit bagi kriptanalis untuk dapat melakukan
kriptanalisis. Bila perubahan bit yang terjadi hanya sedikit, hal ini dapat mempermudah dalam mencari plainteks atau kunci. Penelitian
ini menyimpulkan bahwa semakin kompleks metode pengacakan yang digunakan maka semakin sulit untuk membongkar pesan yang
terenkripsi ke dalam bentuk aslinya. Penelitian Nugroho [16] dengan topik “Perancangan dan
implementasi algoritma kriptografi kunci simetri Alay-Yielded Octal” mengerjakan pada setiap putaran dilakukan pembangkitan sebuah
kunci dengan sumber asal kunci yang telah masuk sepanjang maksimum 26 karakter lalu pemetaan kunci kepada papan kunci dan
translasi string pesan menjadi biner, kemudian menjadi senarai bilangan oktal dan pemetaan oktal – keypad. Hasil penelitian ini
mengatakan bahwa algoritma tersebut memenuhi kebutuhan coffusion dan diffusion sesuai aturan Stinson. Penelitian ini juga menyimpulkan
bahwa masih banyak sisi kehidupan yang bila ditelaah lebih jauh akan bisa menjadikan dunia ini semakin berkembang menuju ke arah
yang lebih baik, walaupun dimulai dengan cara yang tidak disukai oleh sebagian orang. “Alay-Yielded Octal” berusaha menunjukkan
bahwa selama manusia bisa diam merenung untuk beberapa saat
8
tanpa menghakimi hal yang tidak disetujui, ia pasti bisa menemukan sesuatu yang membangun atau mengambil hikmah dari kejadian yang
ada. Joan Daemen dan Vincent Rijmen dalam buku “The Design
of Rijndael”[17] memaparkan desain dari algoritma Rijndael yang kemudian menjadi AES. Rijndael adalah block cipher yang memiliki
sebuah blok variabel dan sebuah blok variabel kunci. Panjang blok dan panjang kunci dapat dipilih secara independen untuk setiap
kelipatan 32 bit, dengan minimal 128 bit dan maksimal 256 bit. Secara garis besar Rijndael melakukan XOR antara plainteks dengan
cipher key Tahap Initial Round, lalu dikenakan putaran sebanyak Nr – 1 kali. Pada setiap putaran dilakukan Substitusi byte dengan
menggunakan tabel substitusi SubBytes, pergeseran baris-baris array state secara wrapping ShiftRows, mengacak data di masing-
masing kolom array state MixColumns, dan melakukan XOR antara state sekarang dengan round key AddRoundKey. Proses yang
dilakukan untuk putaran terakhir adalah SubBytes, Shift Rows, dan AddRoundKey.
Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah dapat menghasilkan kriptosistem baru dengan algoritma Kubus Rubik.
Tujuan yang kedua, menghasilkan sebuah metodologi terkait perancangan kriptografi simetris yang dapat digunakan sebagai
alternatif penggunaan pengamanan data. Manfaat yang bisa dihasilkan melalui penelitian ini adalah memperkaya kajian teoritis
terkait dengan penggunaan aplikasi pengamanan data.
9
Mengacu pada perumusan masalah, maka ruang lingkup permasalahan dibatasi pada perancangan kriptografi merupakan
kriptografi simetris artinya kunci untuk enkripsi dan dekripsi sama dengan panjang 12 karakter, input yang digunakan berupa teks
berbasis pada ASCII American Standard Code for Information Interchange, dan rubik yang digunakan adalah kubus rubik 4×4×4.
2.2 Landasan Teori
