Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Cryptosystem Pada Berkas Mp3 Dengan Menggunakan Algoritma Rijndael

Cryptosystem Pada Berkas Mp3 Dengan
Menggunakan Algoritma Rijndael

SKRIPSI

Diajukan kepada
Fakultas Teknologi Informasi
untuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Oleh:
Helda Jolanda Tisera
NIM: 672006708
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Juni 2012

i

Pernyataan

Tugas akhir yang berikut ini :
Judul

: Cryptosystem Pada Berkas Mp3
Menggunakan Algoritma Rijndael
Pembimbing : 1. Irwan Sembiring, S.T., M.Kom.
2. Dian Widiyanto Chandra, S.Kom.,
M.Cs.

adalah benar hasil karya saya :
Nama

: Helda Jolanda Tisera

NIM

: 672006708

Saya menyatakan tidak mengambil sebagian atau seluruhnya dari
hasil karya orang lain kecuali sebagaimana yang tertulis pada

daftar pustaka.

Pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya sesuai dengan ketentuan
yang berlaku dalam penulisan karya ilmiah.

Salatiga, Juni 2012

(Helda Jolanda Tisera)

iii

Prakata
Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala
limpahan berkat dan anugerahNya terhadap penulis, sehingga
penulis

mampu

menyelesaikan

skripsi

yang

berjudul

“Cryptosystem Pada Berkas Mp3 Menggunakan Algoritma
Rijndael” ini.
Skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu
persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Komputer, Fakultas
Teknologi

Informasi

Program

Studi

Teknik

Informatika,

Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.
Dalam penyelesaian skripsi ini, penulis tidak mungkin
lepas dari bantuan, doa, dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh
karena itu, pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan
terima kasih kepada:
1.

Bapak Andeka Rocky Tanaamah, SE., M.Cs, selaku Dekan
Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya
Wacana Salatiga.

2.

Bapak Dian W. Chandra, S.Kom., M.Cs, selaku Ketua
Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi
Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

3.

Bapak

Irwan

Sembiring,

S.T.,

M.Kom.,

sebagai

pembimbing pertama yang selalu membimbing penulis
dengan sabar dan banyak membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.

iv

4.

Bapak

Dian

W.

Chandra,

S.Kom.,

M.Cs,

sebagai

pembimbing kedua yang selalu membimbing dengan sabar,
memberikan ide, dan banyak membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.
5.

Adriyanto

Juliastomo

Gundo

S.Si.,

M.Pd,

selaku

Koordinator KP/TA.
6.

Papa dan Mama tercinta, terima kasih buat doa dan
dukungan walaupun jauh disana tetapi selalu memantau
melalui telepon.

7.

Adik-adikku terkasih dan tersayang, Gies (yang selalu
tanya-tanya tentang skripsiku), Vivi (yang selalu memberi
semangat ketika down), Rio dan Ino (yang selalu menemani
ketika buat skripsi).

8.

Saudari Santi di Kos Kauman 8, terima kasih ya mau
pinjamkan printer -nya untuk mencetak skripsi-skripsiku ini.

9.

Semua teman-teman angkatan 2006, terima kasih buat
kebersamaan, dukungan, dan semangat yang kalian berikan
selama ini. Semangat sixers.

10.

My beloved Nanda, yang sudah banyak membantu,

mengalah dan selalu mengerti ketika penulis sedang
konsentrasi dengan tugas akhir serta memberikan semangat
dan selalu menanyakan (Skripsinya udah sampai dimana?)
tentang tugas akhir ini.
11.

Semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu
yang turut membantu dan memberikan kontribusi hingga

v

skripsi ini terselesaikan. Thanks for all. You’re the best
thing I ever had. May God Bless always.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam
penyelesaian skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan
sumbang saran dan pikiran untuk perbaikan di masa yang akan
datang. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi
semua pihak.

Salatiga, Juni 2012

Helda Jolanda Tisera
Penulis

vi

Daftar Isi
Halaman
Halaman Judul ................................................................................
i
Halaman Persetujuan .........................................................................
ii
Halaman Pernyataan..........................................................................
iii
Prakata ............................................................................................
iv
Daftar Isi............................................................................................
vii

Daftar Gambar ...................................................................................
x
Daftar Tabel ......................................................................................
xii
Daftar Kode Program ........................................................................
xiii
Daftar Istilah......................................................................................
xiv
Abstrak ............................................................................................
xvi
Bab 1
Pendahuluan .................................................................
1
1.1 Latar Belakang ....................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ...............................................
4
1.3 Tujuan dan Manfaat ............................................
4
1.4 Batasan Masalah..................................................
5
1.5 Sistematika Penulisan .........................................
5
Bab 2
Tinjauan Pustaka ..........................................................
7
2.1 Penelitian Sebelumnya ........................................
7
2.2 Keamanan Data ...................................................
8
2.2.1 Ancaman Keamanan ...............................
9
2.3 Teori Dasar Kriptografi (Cryptography) ............
10
2.3.1 Tujuan Kriptografi ..................................
11
2.3.2 Kriptanalis ...............................................
13
2.3.3 Kriptosistem ............................................
13
2.3.4 Komponen Kriptografi ............................
16
2.3.5 Algoritma Kriptografi .............................
17
2.3.5.1 Algoritma Simetri ........................
20
2.3.3.2 Algoritma Tak Simetri .................
22
2.3.6 Teknik Dasar Kriptografi ........................
25
2.3.6.1 Metode Subsitusi .........................
25
2.3.6.2 Teknik Blok..................................
26
2.3.6.3 Teknik
Permutasi
atau
Tranposisi ...................................
27
2.4 Pengantar Matematis ..........................................
27
vii

Bab 3

2.4.1 Penjumlahan ............................................
2.4.2 Perkalian ..................................................
2.5 Algoritma Rijndael (AES). ..................................
2.5.1 Enkripsi Rijndael .....................................
2.5.1.1 SubBytes ......................................
2.5.1.2 ShiftRows .....................................
2.5.1.3 MixColumns .................................
2.5.1.4 AddRoundKey ..............................
2.5.2 Dekripsi Rijndael .....................................
2.5.2.1 InvShiftRows ................................
2.5.2.2 InvSubBytes .................................
2.5.2.3 InvMixColumns ............................
2.5.2.4 Inverse AddRoundKey .................
2.5.3 Ekspansi Kunci ........................................
2.6 Algoritma Rijndael (AES 128) ............................
2.7 Fungsi Hash .........................................................
2.8 Sejarah Singkat Mengenai Mp3 .........................
2.8.1 Teknik Kompresi Mp3 ............................
2.8.2 Struktur Berkas Mp3 ...............................
2.8.2.1 Header .........................................
2.8.2.2 CRC (Cyclic Redundancy
Check) .........................................
2.8.2.3 Side Information .........................
2.8.2.4 Main Data ....................................
Metode Penelitian .........................................................
3.1 Metode Pemgembangan Sistem...........................
3.2 Analisis Kebutuhan Sistem..................................
3.2.1 Analisis Kebutuhan Perangkat Keras .........
3.2.2 Analisis Kebutuhan Perangkat Lunak ........
3.2.2 Analisis Kebutuhan Input ...........................
3.3 Analisis Apilkasi .................................................
3.4 Analisis Algoritma Rijndael ................................
3.4.1
Proses
Enkripsi
Berkas
Mp3
Menggunakan Algoritma Rijndael .......
3.4.2
Proses
Dekripsi
Berkas
Mp3
Menggunakan Algoritma Rijndael .......
3.4.3
Analisis Proses Enkripsi dan Dekripsi
Mp3 .......................................................

viii

28
28
29
31
32
33
34
35
36
36
37
38
39
39
41
48
50
50
52
53
54
55
55
57
57
59
60
60
61
61
63
63
64
65

3.5

Rancangan Antarmuka Sistem ...........................
3.5.1 Rancangan Form Encrypt Mp3 ..................
3.5.2 Rancangan Form Decrypt Mp3 ..................
3.5.3 Rancangan Form Other ..............................
3.5.4 Rancangan Form Author ............................
3.6 Rancangan Antarmuka Sistem ...........................
3.6.1 Use Case Diagram .....................................
3.6.2 Activity Diagram ........................................
3.6.3 Class Diagram ...........................................
3.6.4 Sequence Diagram .....................................
Bab 4
Hasil dan Pembahasan..................................................
4.1 Penerapan Perangkat Lunak ................................
4.1.1 Menu Utama ............................................
4.2 Pengujian .............................................................
4.2.1 Pengujian Aplikasi ..................................
4.2.2 Proses Enkripsi Menggunakan Rijndael .
4.2.3 Proses Dekripsi Menggunakan Rijndael .
4.2.4 Proses Menjalankan Tab Other ...............
4.2.5 Proses Menjalanakan Tab Author ...........
4.3 Analisis................................................................
4.3.1 Analisis Proses Enkripsi dan Dekripsi ....
4.3.2 Analisis Kesamaan & Perbedaan
Berkas ......................................................
4.3.3 Analisis
Perbandingan
Bentuk
Gelombang ..............................................
4.3.3 Analisis Pengujian Signal to Noise
Ratio ........................................................
Bab 5
Kesimpulan dan Saran..................................................
5.1 Kesimpulan ............................................................
5.2 Saran .......................................................................
Daftar Pustaka ................................................................................

ix

66
66
67
68
68
69
69
70
70
72
73
73
73
73
73
74
77
78
79
79
79
80
83
85
87
87
87
xvii

Daftar Gambar

Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 2.12
Gambar 2.13
Gambar 2.14
Gambar 2.15
Gambar 2.16
Gambar 2.17
Gambar 2.18
Gambar 2.19
Gambar 2.20
Gambar 2.21
Gambar 2.22
Gambar 2.23
Gambar 2.24
Gambar 2.25
Gambar 2.26
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7

Halaman
Proses Enkrpsi dan Dekripsi ...................................... 20
Algoritma Simetri ...................................................... 21
Algoritma Tak Simetri ............................................... 23
Permutasi ................................................................... 27
Diagram Alir Proses Enkripsi .................................... 32
Matriks Affine ............................................................ 33
Transformasi ShiftRows ............................................. 34
Transformasi MixColumns ........................................ 34
Hasil Perkalian dari Operasi Matriks Columns ......... 35
Diagram Alir Proses Dekripsi ................................... 36
Transformasi InvShiftRows ........................................ 37
Matriks Invers Affine ................................................. 38
Matriks InvMixColums .............................................. 38
Input State and Cipher Key ....................................... 41
Proses SubBytes ......................................................... 42
Hasil SubBytes ........................................................... 43
Proses Transformasi ShiftRows ................................. 43
Hasil Transformasi ShiftRows ................................... 44
Proses Operasi MixColumns ...................................... 45
Hasil Transformasi MixColumns ............................... 45
Proses dan Hasil AddRoundKey ................................ 46
Proses Ekspansi Kunci .............................................. 46
Proses Keseluruhan Rijndael ..................................... 48
Struktur Frame Mp3 .................................................. 52
Struktur Header pada Frame Mp3 ............................ 53
Contoh Byte-Byte Homogen pada Mp3 ..................... 56
Waterfall Model ......................................................... 57
Proses Enkripsi Dan Dekripisi Mp3
Menggunakan Rijndael .............................................. 62
Proses Enkripsi Mp3 Menggunakan Rijndael ........... 63
Proses Dekripsi Mp3 Menggunakan Rijndael ........... 64
Rancangan Antarmuka .............................................. 66
Enkripsi Form............................................................ 67
Dekripsi Form ........................................................... 67
x

Gambar 3.8
Gambar 3.9
Gambar 3.10
Gambar 3.11
Gambar 3.12
Gambar 3.13
Gambar 3.14
Gambar 3.15
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Gambar 4.9
Gambar 4.10
Gambar 4.11
Gambar 4.12
Gambar 4.13
Gambar 4.14

Form Other ...............................................................
Form Author ..............................................................
Use Case Diagram Enkripsi .....................................
Use Case Diagram Dekripsi .....................................
Activity Diagram .......................................................
Class Diagram aplikasi enkripsi dekripsi
Rijndael/AES ............................................................
Sequence Diagram Enkripsi......................................
Sequence Diagram Dekripsi .....................................
Menu Utama Aplikasi ...............................................
Exe Program ..............................................................
Tampilan Utama Program Ketika Dijalankan ...........
Terjadinya Proses Enkripsi .......................................
Tampilan Utama Dekripsi .........................................
Proses Terjadinya Dekripsi .......................................
Proses Menjalankan Tab Other .................................
Proses Terjadinya Tab Author ..................................
Proses Sebelum Enkripsi ...........................................
Proses Sesudah Enkripsi ...........................................
Mp3 Tag Asli ............................................................
Mp3 Tag Enkripsi .....................................................
Perbandingan Antara Waktu dan Besar Berkas Mp3
Grafik Linear Antara Waktu dan Besar Berkas Mp3

xi

68
68
69
69
70
71
72
72
73
74
74
75
77
78
78
79
81
82
83
83
85
86

Daftar Tabel
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 3.1
Tabel 3.2
Tabel 3.3
Tabel 3.4
Tabel 4.1

Halaman
Teknik Blok ............................................................... 26
Perbandingan Jumlah Round dan Key....................... 31
S-Box Rijndael ...........................................................
42
Tabel Keterangan Struktur Header Pada Frame Mp3 53
S-Box Rijndael ........................................................... 54
S-Box.......................................................................... 63
S-Box Inver ................................................................ 65
Tabel Operasi Blok 128 Bit dan 256 Bit ................... 66
Perbandingan Ukuran Byte Asli dan Hasil Enkripsi
Menggunakan Signal to Noise Ratio (SNR) ........... .. 85

xii

Daftar Kode Program

Kode Program
Kode Program
Kode Program
Kode Program
Kode Program
Kode Program
Kode Program
Kode Program
Kode Program

2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
3.1
3.2
3.3

Halaman
Proses Enkripsi ..............................................
19
Proses Dekripsi ..............................................
19
Proses Enkripsi Dekripsi................................
16
Fungsi Enkripsi Dekripsi ...............................
19
Fungsi Enkripsi Dekripsi ...............................
19
Pseudocode ....................................................
26
Pembentukan Kunci .......................................
75
Membentuk Kunci IV ....................................
76
Proses Enkripsi dan Dekripsi .........................
76

xiii

Daftar Istilah
AES
: Advanced Encryption Standard
MPEG : Moving Picture Experts Group

xiv

Abstract

The development of this technology is now very quick and
sophisticated. Especially in the field of entertainment. Where will
access the downloading of mp3 files is easy. But on the other side
of this simplicity would also cause losses to the creator or a
singer. Is due to the ease of accessing the internet world is very
easy.
Problems that arise are then led to an idea to design
applications using techniques cryptosystems on mp3 files using
the algorithm Rijndael, which is a standard algorithm in the
National Institute of Standards and Technology (NIST), which is
effective in safety standards since 2002.
As it is known that the technique cryptosystem is one of
cryptography

for

encryption

and

decryption

techniques.

Encryption and decryption techniques are performed directly be
applied on mp3 than it will create encrypting mp3. That it make
mp3 will converting into ciphertext from plaintext and finally the
result is mp3 encrypting will not recognized by the music player.

Keywords:

Rijndael

Algorithm,

Cryptosistem.

xv

Mp3,

Cryptography,

Abstrak
Perkembangan teknologi sekarang ini sangatlah cepat dan
canggih. Terutama dalam bidang entertainment. Dimana akses
akan pengunduhan berkas mp3 sangatlah mudah. Namun di lain
sisi kemudahan ini tentu juga menimbulkan kerugian terhadap
pencipta atau penyanyi. Kemudahan ini dikarenakan pengaksesan
di dunia internet sangat mudah.
Masalah yang muncul ini kemudian memunculkan suatu
gagasan untuk merancang aplikasi dengan menggunakan teknik
kriptosistem pada berkas mp3 dengan menggunakan algoritma
Rijndael, yang mana algoritma ini merupakan standar dalam
National Institute of Standar and Technology (NIST), yang

merupakan standar efektif dalam keamanan sejak tahun 2002.
Seperti yang diketahui bahwa teknik kriptosistem ini
merupakan salah satu dari kriptografi untuk melakukan teknik
enkripsi dan dekripsi. Teknik enkripsi dan dekripsi yang
dilakukan yaitu menggaplikasikan penyandian langsung pada
mp3 sehingga mengubah mp3 tersebut dari plainteks menjadi
cipherteks sehingga tidak dikenali oleh pemutar musik.

Kata

Kunci:

Algoritma

Rijndael,

Kriptosistem.

xvi

Mp3,

Kriptografi,