Analisis Perbandingan Metode Playfair Cipher dan Elgamal pada Kriptografi Citra
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dewasa ini, perkembangan teknologi yang begitu pesat dan memungkinkan manusia
dapat berkomunikasi dan saling bertukar informasi secara jarak jauh, baik antar kota,
antar wilayah, antar negara bahkan antar benua bukan merupakan suatu kendala lagi
dalam melakukan komunikasi dan pertukaran data. Seiring dengan itu, tuntutan akan
sekuritas (keamanan) terhadap kerahasiaan informasi yang saling dipertukarkan
tersebut semakin meningkat. Begitu banyak pengguna seperti departemen pertahanan,
suatu perusahaan atau bahkan individu-individu tidak ingin informasi yang
disampaikannya diketahui oleh orang lain atau kompetitornya atau negara lain. Oleh
karena itu, dikembangkanlah cabang ilmu yang mempelajari tentang cara-cara
pengamanan data atau dikenal dengan istilah Kriptografi.
Dalam kriptografi terdapat dua konsep utama yakni enkripsi dan dekripsi. Enkripsi
adalah proses dimana informasi yang hendak dikirim diubah menjadi bentuk yang
hampir tidak dikenali sebagai informasi awalnya dengan menggunakan algoritma
tertentu. Dekripsi adalah kebalikan dari enkripsi yaitu mengubah kembali bentuk
tersamar tersebut menjadi informasi awal.
Berbagai hal telah dilakukan untuk mendapatkan jaminan keamanan informasi rahasia
ini. Salah satu cara yang digunakan adalah dengan menyandikan isi informasi menjadi
suatu kode-kode yang tidak dimengerti. Metode penyandian yang pertama kali dibuat
masih
menggunakan
metode
algoritma
rahasia.
Metode
ini
menumpukan
kemananannya pada kerahasiaan algoritma yang digunakan. Namun metode ini tidak
efisien saat digunakan untuk berkomunikasi dengan banyak orang [1].
Universitas Sumatera Utara
2
Algoritma tidak rahasia disebut algoritma kunci publik karena semua orang boleh
mengetahuinya. Sembarang orang dapat menggunakan kunci enkripsi tersebut untuk
mengenkrip pesan, namun hanya tertentu yang dapat melakukan dekripsi pada pesan
tersebut [4].
Algoritma Playfair Cipher ditemukan oleh Sir Charles Wheastone pada tahun 1854,
namun dipromosikan oleh Baron Lyon Playfair sehingga nama yang diabadikan
adalah nama terakhir. Algoritma ini merupakan salah satu dari kriptografi klasik yang
proses enkripsinya menggunakan pemrosesan dalam bentuk blok-blok yang sangat
besar. Metode ini merupakan salah satu cara untuk mengatasi kelemahan metode
kriptografi klasik lainnya yang mudah tertebak karena terdapat korespondensi satusatu antara plainteks dengan cipherteks [5].
Algoritma kriptografi ElGamal dibuat oleh Taher ElGamal pada tahun 1984 yang
pada mulanya diperuntukkan untuk digital signature, namun kemudian dimodifikasi
sehingga juga bisa digunakan untuk enkripsi dan dekripsi. Algoritma ini merupakan
kriptografi asimetris menggunakan kunci publik dan kunci rahasia yang menggunakan
beberapa persamaan untuk melakukan proses generate key, enkripsi dan proses
dekripsi [5].
Pada penelitian ini, proses enkripsi pada kedua algoritma ini untuk citra digital adalah
dengan menggunakan pasangan bilangan yang mewakili intensitas warna dari citra.
Citra yang digunakan dalam pengujian penelitian ini dibatasi pada citra dengan format
bmp dengan tingkat kontras dan kedetilan yang berbeda untuk membandingkan hasil
enkripsi citra. Berdasarkan uraian di atas, maka penulis bermaksud untuk menganalisa
dan membandingkan kriptografi citra digital dengan menggunakan algoritma Playfair
Cipher dengan ElGamal.
1.2. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana:
1. Mengamankan sebuah file citra digital agar tidak dapat dilihat oleh orang yang
tidak berhak dengan metode kriptografi.
Universitas Sumatera Utara
3
2. Mengimplementasikan algoritma Playfair cipher dan ElGamal untuk mengenkripsi
dan mendekripsi citra digital sehingga dapat dibandingkan algoritma terbaik untuk
citra digital dari kedua algoritma tersebut.
1.3. Batasan Masalah
Batasan-batasan masalah yang digunakan dalam tugas akhir ini, adalah:
Adapun yang menjadi batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
a.
File citra yang diproses adalah file citra digital true color 24 bit.
b.
Format file citra yang digunakan adalah BMP.
c.
Bilangan Prima yang digunakan pada algoritma ElGamal untuk proses generate
key adalah 257.
d.
Bahasa program menggunakan Microsoft Visual 2010.
e.
Parameter yang digunakan untuk analisis perbandingan adalah:
1. Kualitas citra hasil proses enkripsi dan dekripsi.
2. Kecepatan proses enkripsi dan deskripsi.
3. Nilai Mean Squared Error (MSE), yang merupakan angka perubahan nilai
piksel citra sebelum dan sesudah proses enkripsi dan dekripsi.
1.4. Tujuan Penelitian
Tugas akhir ini bertujuan untuk merancang perangkat lunak yang mampu
mengamankan sebuah citra digital dengan algoritma Playfair Cipher dan ElGamal
untuk mendapatkan analisis perbandingan hasil enkripsi dan dekripsi.
1.5. Manfaat Penelitian
Sehubungan dengan telah dirumuskannya masalah penelitian, maka diharapakan
aplikasi ini dapat memberikan manfaat, diantaranya:
1. Sebagai bahan referensi mengenai algoritma Playfair Cipher dan ElGamal dalam
proses enkripsi dan dekripsi file citra.
2. Untuk mengetahui perbandingan hasil enkripsi dan dekripsi dari citra digital.
Universitas Sumatera Utara
4
1.6. Metodologi Penelitian
Metode penelitian yang digunakan pada tugas akhir ini, adalah :
a. Studi Literatur
Mempelajari teori tentang enkripsi dan dekripsi file citra dengan menggunakan
algoritma Playfair Cipher dan ElGamal. Dalam tahap ini juga dikumpulkan teoriteori mengenai citra digital dan teknik kriptografi.
b. Analisa dan Perancangan
Pada tahap ini dilakukan untuk menganalisa proses kerja pengamanan file citra
menggunakan algoritma Playfair Cipher dan ElGamal, dan selanjutnya dilakukan
perancangan sistem yang meliputi perancangan proses kerja sistem, perancangan
interface, serta algoritma pemograman.
c. Implementasi
Tahap ini digunakan mengimplementasikan hasil analisa dan perancangan sistem
ke dalam bahasa pemograman agar bisa digunakan untuk pengamanan file citra
dengan algoritma Playfair Cipher dan ElGamal.
d. Pengujian
Tahap ini digunakan untuk menguji coba sistem kriptografi yang dibuat untuk
mengetahui sudah berjalan sesuai dengan tujuan penelitian atau tidak yaitu
parameter perbandingan yaitu dapat menampilkan ukuran sebelum dan sesudah
enkripsi, kecepatan proses serta nilai MSE.
e. Dokumentasi dan Laporan Akhir
Tahap ini dilakukan dokumentasi dari analisa dan implementasi yang digunakan
untuk menyajikan hasil penelitian tersebut ke dalam sebuah skripsi
1.7. Sistematika Penulisan
Agar penulisan menjadi lebih terstruktur, maka penulisan ini dibagi menjadi lima bab,
antara lain sebagai berikut:
BAB 1 : Pendahuluan
Pada bab ini penulis menguraikan latar belakang, perumusan masalah,
batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian
dan sistematika penulisan.
Universitas Sumatera Utara
5
BAB 2 : Tinjauan Pustaka
Pada bab ini penulis menguraikan tentang dasar - dasar teoritis algoritma
Playfair Chiper dan ElGamal untuk melandasi teori - teori sehubungan
dengan Visual Basic 2010 sebagai teknologi yang digunakan dalam
pembuatan tugas akhir ini.
BAB 3 : Analisis Dan Perancangan
Pada bab ini penulis menguraikan tentang analisis masalah yang akan
dibangun pada sistem ini, dan menganalisis apa saja kebutuhan sistem yang
akan
dibangun
kemudian
tahapan
selanjutnya
adalah
melakukan
perancangan sistem yakni dengan membuat Data Flow Diagram (DFD) atau
Diagram Aliran Data (DAD), Flowchart, basis data pengetahuan dan
merancang antarmuka sistem.
BAB 4 : Implementasi Dan Pengujian Aplikasi
Pada bab ini penulis menyajikan tentang implementasi sistem berdasarkan
tahapan perancangan dengan menggunakan Visual Basic 2010 serta tahapan
pengujian sistem untuk melihat apakah sistem sudah berjalan sesuai
perancangan atau tidak.
BAB 5 : Kesimpulan Dan Saran
Bab ini berisi mengenai kesimpulan yang diperoleh selama penulisan dan
saran yang diberikan untuk pengembangan lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dewasa ini, perkembangan teknologi yang begitu pesat dan memungkinkan manusia
dapat berkomunikasi dan saling bertukar informasi secara jarak jauh, baik antar kota,
antar wilayah, antar negara bahkan antar benua bukan merupakan suatu kendala lagi
dalam melakukan komunikasi dan pertukaran data. Seiring dengan itu, tuntutan akan
sekuritas (keamanan) terhadap kerahasiaan informasi yang saling dipertukarkan
tersebut semakin meningkat. Begitu banyak pengguna seperti departemen pertahanan,
suatu perusahaan atau bahkan individu-individu tidak ingin informasi yang
disampaikannya diketahui oleh orang lain atau kompetitornya atau negara lain. Oleh
karena itu, dikembangkanlah cabang ilmu yang mempelajari tentang cara-cara
pengamanan data atau dikenal dengan istilah Kriptografi.
Dalam kriptografi terdapat dua konsep utama yakni enkripsi dan dekripsi. Enkripsi
adalah proses dimana informasi yang hendak dikirim diubah menjadi bentuk yang
hampir tidak dikenali sebagai informasi awalnya dengan menggunakan algoritma
tertentu. Dekripsi adalah kebalikan dari enkripsi yaitu mengubah kembali bentuk
tersamar tersebut menjadi informasi awal.
Berbagai hal telah dilakukan untuk mendapatkan jaminan keamanan informasi rahasia
ini. Salah satu cara yang digunakan adalah dengan menyandikan isi informasi menjadi
suatu kode-kode yang tidak dimengerti. Metode penyandian yang pertama kali dibuat
masih
menggunakan
metode
algoritma
rahasia.
Metode
ini
menumpukan
kemananannya pada kerahasiaan algoritma yang digunakan. Namun metode ini tidak
efisien saat digunakan untuk berkomunikasi dengan banyak orang [1].
Universitas Sumatera Utara
2
Algoritma tidak rahasia disebut algoritma kunci publik karena semua orang boleh
mengetahuinya. Sembarang orang dapat menggunakan kunci enkripsi tersebut untuk
mengenkrip pesan, namun hanya tertentu yang dapat melakukan dekripsi pada pesan
tersebut [4].
Algoritma Playfair Cipher ditemukan oleh Sir Charles Wheastone pada tahun 1854,
namun dipromosikan oleh Baron Lyon Playfair sehingga nama yang diabadikan
adalah nama terakhir. Algoritma ini merupakan salah satu dari kriptografi klasik yang
proses enkripsinya menggunakan pemrosesan dalam bentuk blok-blok yang sangat
besar. Metode ini merupakan salah satu cara untuk mengatasi kelemahan metode
kriptografi klasik lainnya yang mudah tertebak karena terdapat korespondensi satusatu antara plainteks dengan cipherteks [5].
Algoritma kriptografi ElGamal dibuat oleh Taher ElGamal pada tahun 1984 yang
pada mulanya diperuntukkan untuk digital signature, namun kemudian dimodifikasi
sehingga juga bisa digunakan untuk enkripsi dan dekripsi. Algoritma ini merupakan
kriptografi asimetris menggunakan kunci publik dan kunci rahasia yang menggunakan
beberapa persamaan untuk melakukan proses generate key, enkripsi dan proses
dekripsi [5].
Pada penelitian ini, proses enkripsi pada kedua algoritma ini untuk citra digital adalah
dengan menggunakan pasangan bilangan yang mewakili intensitas warna dari citra.
Citra yang digunakan dalam pengujian penelitian ini dibatasi pada citra dengan format
bmp dengan tingkat kontras dan kedetilan yang berbeda untuk membandingkan hasil
enkripsi citra. Berdasarkan uraian di atas, maka penulis bermaksud untuk menganalisa
dan membandingkan kriptografi citra digital dengan menggunakan algoritma Playfair
Cipher dengan ElGamal.
1.2. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana:
1. Mengamankan sebuah file citra digital agar tidak dapat dilihat oleh orang yang
tidak berhak dengan metode kriptografi.
Universitas Sumatera Utara
3
2. Mengimplementasikan algoritma Playfair cipher dan ElGamal untuk mengenkripsi
dan mendekripsi citra digital sehingga dapat dibandingkan algoritma terbaik untuk
citra digital dari kedua algoritma tersebut.
1.3. Batasan Masalah
Batasan-batasan masalah yang digunakan dalam tugas akhir ini, adalah:
Adapun yang menjadi batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
a.
File citra yang diproses adalah file citra digital true color 24 bit.
b.
Format file citra yang digunakan adalah BMP.
c.
Bilangan Prima yang digunakan pada algoritma ElGamal untuk proses generate
key adalah 257.
d.
Bahasa program menggunakan Microsoft Visual 2010.
e.
Parameter yang digunakan untuk analisis perbandingan adalah:
1. Kualitas citra hasil proses enkripsi dan dekripsi.
2. Kecepatan proses enkripsi dan deskripsi.
3. Nilai Mean Squared Error (MSE), yang merupakan angka perubahan nilai
piksel citra sebelum dan sesudah proses enkripsi dan dekripsi.
1.4. Tujuan Penelitian
Tugas akhir ini bertujuan untuk merancang perangkat lunak yang mampu
mengamankan sebuah citra digital dengan algoritma Playfair Cipher dan ElGamal
untuk mendapatkan analisis perbandingan hasil enkripsi dan dekripsi.
1.5. Manfaat Penelitian
Sehubungan dengan telah dirumuskannya masalah penelitian, maka diharapakan
aplikasi ini dapat memberikan manfaat, diantaranya:
1. Sebagai bahan referensi mengenai algoritma Playfair Cipher dan ElGamal dalam
proses enkripsi dan dekripsi file citra.
2. Untuk mengetahui perbandingan hasil enkripsi dan dekripsi dari citra digital.
Universitas Sumatera Utara
4
1.6. Metodologi Penelitian
Metode penelitian yang digunakan pada tugas akhir ini, adalah :
a. Studi Literatur
Mempelajari teori tentang enkripsi dan dekripsi file citra dengan menggunakan
algoritma Playfair Cipher dan ElGamal. Dalam tahap ini juga dikumpulkan teoriteori mengenai citra digital dan teknik kriptografi.
b. Analisa dan Perancangan
Pada tahap ini dilakukan untuk menganalisa proses kerja pengamanan file citra
menggunakan algoritma Playfair Cipher dan ElGamal, dan selanjutnya dilakukan
perancangan sistem yang meliputi perancangan proses kerja sistem, perancangan
interface, serta algoritma pemograman.
c. Implementasi
Tahap ini digunakan mengimplementasikan hasil analisa dan perancangan sistem
ke dalam bahasa pemograman agar bisa digunakan untuk pengamanan file citra
dengan algoritma Playfair Cipher dan ElGamal.
d. Pengujian
Tahap ini digunakan untuk menguji coba sistem kriptografi yang dibuat untuk
mengetahui sudah berjalan sesuai dengan tujuan penelitian atau tidak yaitu
parameter perbandingan yaitu dapat menampilkan ukuran sebelum dan sesudah
enkripsi, kecepatan proses serta nilai MSE.
e. Dokumentasi dan Laporan Akhir
Tahap ini dilakukan dokumentasi dari analisa dan implementasi yang digunakan
untuk menyajikan hasil penelitian tersebut ke dalam sebuah skripsi
1.7. Sistematika Penulisan
Agar penulisan menjadi lebih terstruktur, maka penulisan ini dibagi menjadi lima bab,
antara lain sebagai berikut:
BAB 1 : Pendahuluan
Pada bab ini penulis menguraikan latar belakang, perumusan masalah,
batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian
dan sistematika penulisan.
Universitas Sumatera Utara
5
BAB 2 : Tinjauan Pustaka
Pada bab ini penulis menguraikan tentang dasar - dasar teoritis algoritma
Playfair Chiper dan ElGamal untuk melandasi teori - teori sehubungan
dengan Visual Basic 2010 sebagai teknologi yang digunakan dalam
pembuatan tugas akhir ini.
BAB 3 : Analisis Dan Perancangan
Pada bab ini penulis menguraikan tentang analisis masalah yang akan
dibangun pada sistem ini, dan menganalisis apa saja kebutuhan sistem yang
akan
dibangun
kemudian
tahapan
selanjutnya
adalah
melakukan
perancangan sistem yakni dengan membuat Data Flow Diagram (DFD) atau
Diagram Aliran Data (DAD), Flowchart, basis data pengetahuan dan
merancang antarmuka sistem.
BAB 4 : Implementasi Dan Pengujian Aplikasi
Pada bab ini penulis menyajikan tentang implementasi sistem berdasarkan
tahapan perancangan dengan menggunakan Visual Basic 2010 serta tahapan
pengujian sistem untuk melihat apakah sistem sudah berjalan sesuai
perancangan atau tidak.
BAB 5 : Kesimpulan Dan Saran
Bab ini berisi mengenai kesimpulan yang diperoleh selama penulisan dan
saran yang diberikan untuk pengembangan lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara