Implementasi Algoritma GOST pada file serta penyembunyian text terenkripsi ke dalam gambar dengan algoritma LSB

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring perkembangan teknologi, berbagai macam dokumen kini tidak lagi dalam
bentuknya yang konvensional di atas kertas. Dokumen-dokumen kini sudah
disimpan sebagai arsip-arsip elektronik pada berbagai media komputer.
Digitalisasi dokumen ini membawa perubahan terutama dalam hal pengelolaan,
pemanfaatan, dan distribusi dokumen yang kini menjadi semakin mudah untuk
dilakukan.

Sama halnya dengan dokumen konvensional di atas kertas, dokumen
elektronik pun membutuhkan berbagai aspek keamanan. Keamanan telah menjadi
aspek yang sangat penting dari suatu sistem informasi. Sebuah informasi
umumnya hanya ditujukan bagi segolongan tertentu. Oleh karena itu sangat
penting untuk mencegahnya jatuh kepada pihak-pihak lain yang tidak
berkepentingan. Untuk melaksanakan tujuan tersebutlah dirancang suatu sistem
keamanan yang berfungsi melindungi sistem informasi.

Salah satu upaya pengamanan sistem informasi yang dapat dilakukan

adalah kriptografi. Kriptografi sesungguhnya merupakan studi terhadap teknik
matematis yang terkait dengan aspek keamanan suatu sistem informasi, antara lain

1
Universitas Sumatera Utara

2

seperti kerahasiaan (confidentiality), integritas data (data integrity), otentikasi
(authentication), dan pembuktian yang tak tersangkal (non-repudiation). Ke
empat aspek tersebut merupakan tujuan fundamental dari suatu sistem kriptografi.

Salah satu aspek keamanan yang perlu dijamin dalam suatu dokumen, baik
konvensional

maupun

digital,

adalah

kerahasiaannya

(confidentiality).

Kerahasiaan adalah layanan yang digunakan untuk menjaga informasi dari setiap
pihak yang tidak berwenang untuk mengaksesnya. Dengan demikian informasi
hanya akan dapat diakses oleh pihak-pihak yang berhak saja.

Kebutuhan untuk menjaga aspek keamanan dari dokumen elektronik
semakin penting terutama karena semakin mudahnya distribusi dokumen
elektronik. Teknik kriptografi dapat dimanfaatkan untuk menjamin aspek
keamanan dokumen elektronik. Salah satu teknik kriptografi yang dapat
dimanfaatkan adalah enkripsi dan dekripsi data atau dengan kata lain
menyandikan data sehingga hanya orang yang berhak saja yang dapat mengetahui
isi data tersebut.

Kriptografi merupakan ilmu yang mempelajari tentang pengamanan data
atau informasi, dalam kriptografi banyak ditemukan metoda-metoda kriptografi.
Salah satunya adalah metoda GOST, GOST ini merupakan singkatan dari

“Gosudarstvennyi Standard” atau “Government Standard”. Algoritmanya
merupakan algoritma enkripsi sederhana yang memiliki jumlah proses sebanyak
32 round dan menggunakan 64 bit block cipher dengan 256 bit key. Metoda

Universitas Sumatera Utara

3

GOST juga menggunakan 8 buah S-Box yang permanen dan operasi XOR serta
Rotate Left Shift. Kelemahan GOST yang diketahui sampai saat ini adalah karena
key schedule-nya yang sederhana, sehingga pada keadaan tertentu menjadi titik
lemahnya terhadap metoda kriptanalisis seperti Related-key Cryptanalysis. Penulis
memilih topik Implementasi Algoritma GOST pada File karena penulis ingin
membuat perangkat lunak yang handal untuk pengamanan file baik digunakan
untuk transfer file jarak jauh maupun local dengan memperbaiki kelemahan pada
pembangkit kunci GOST.

Pesan yang dienkripsi dengan menggunakan metoda kriptografi akan
menimbulkan suatu kecurigaan oleh penyerang yang ingin mendapatkan informasi
secara tidak resmi. Untuk mengelabui para penyerang tersebut,

user

membutuhkan suatu sistem keamanan untuk menyamarkan pesan yang akan
dikirimkannya untuk mengurangi rasa kekhawatiran terhadap penyadapan.

Steganografi merupakan seni penyembunyian pesan ke dalam pesan
lainnya sedemikian rupa sehingga orang lain tidak menyadari ada sesuatu di
dalam pesan tersebut. Kata steganografi (steganography) berasal dari bahasa
Yunani yaitu steganos yang artinya tersembunyi atau terselubung dan graphein,
yang artinya menulis, sehingga kurang lebih artinya adalah “menulis tulisan yang
tersembunyi atau terselubung” (Sellars, 1996). Teknik ini meliputi banyak sekali
metoda komunikasi untuk menyembunyikan pesan rahasia. Metoda ini termasuk
tinta yang tidak tampak, microdots, pengaturan kata, tanda tangan digital, jalur
tersembunyi dan komunikasi

spektrum lebar. Catatan pertama tentang

Universitas Sumatera Utara

4

steganografi ditulis oleh seorang sejarawan Yunani, Herodotus, yaitu ketika
Histaeus seorang raja kejam Yunani dipenjarakan oleh Raja Darius di Susa,
Azerbaijan, pada abad 5 sebelum Masehi.

Steganografi pada media digital gambar digunakan untuk mengeksploitasi
keterbatasan kekuatan sistem penglihatan manusia dengan cara menurunkan
kualitas warna pada file gambar yang belum disisipkan pesan rahasia. Sehingga
dengan keterbatasan tersebut manusia sulit menemukan degradasi penurunan
kualitas warna pada file gambar yang telah disisipkan pesan rahasia. Contohnya
pada file gambar, pesan dapat disembunyikan dengan menggunakan cara
menyisipkanya pada bit rendah disebut juga LSB (least significant bit) pada data
pixel yang menyusun file tersebut. Seperti yang diketahui untuk file BMP 24 bit,
setiap pixel (titik) pada gambar tersebut terdiri dari susunan 3 (tiga) warna merah,
hijau dan biru (RGB) yang masing-masing disusun oleh bilangan 8 bit (byte) dari
0 sampai 255 atau dengan format biner 00000000 sampai 11111111. Dengan
demikian pada setiap pixel file bitmap 24 bit dapat menyisipkan 3 bit data.

Steganografi berbeda dengan kriptografi yaitu pada hasil keluarannya.

Hasil dari kriptografi biasanya berupa data yang berbeda dari bentuk aslinya dan
biasanya datanya seolah-olah berantakan (tetapi dapat dikembalikan ke bentuk
semula) sedangkan hasil keluaran dari steganografi ini memiliki bentuk persepsi
yang sama dengan bentuk aslinya, tentunya persepsi disini oleh indera manusia,
tetapi tidak oleh komputer atau perangkat pengolah digital lainnya. Dengan

Universitas Sumatera Utara

5

demikian kombinasi kriptografi dan steganografi adalah penyelesaian bagi user
yang menginginkan sistem keamanan data yang handal.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana

mengimplementasikan

algoritma

GOST

pada

file

serta

menyembunyikan text yang telah terenkripsi ke dalam gambar dengan algoritma
LSB.

1.3 Batasan Masalah

Dalam tugas akhir ini hanya membatasi pada beberapa bagian masalah yaitu:
1. Pesan yang akan disembunyikan ke dalam gambar hanya dalam bentuk
teks.
2. Gambar yang digunakan untuk penyembunyian teks hanya gambar bitmap
24 bit warna.

1.4 Tujuan Penelitian

Penulisan tugas akhir ini bertujuan:
1. Mengkaji dan memahami konsep steganografi gambar dengan teknik LSB.
2. Membangun perangkat lunak yang mengimplementasikan kriptografi
dengan algoritma GOST dan steganografi gambar dengan teknik LSB.

Universitas Sumatera Utara

6

1.5 Manfaat Penelitian

1. Penulisan tugas akhir ini bermanfaat untuk menjaga kerahasiaan dan
keamanan data sehingga orang-orang yang berhak saja yang dapat
mengakses data tersebut.
2. Menghasilkan

sistem

keamanan

data

yang

lebih

baik

karena

mengkombinasikan kriptografi GOST dengan steganografi LSB.

1.6 Tinjauan Pustaka

Kriptografi (Cryptography) berasal dari bahasa Yunani yaitu dari kata Crypto dan
Graphia yang berarti penulisan rahasia. Kriptografi adalah suatu ilmu yang
mempelajari penulisan secara rahasia. Kriptografi merupakan bagian dari suatu
cabang matematika yang disebut Cryptology. Kriptografi bertujuan menjaga

kerahasiaan informasi yang terkandung dalam data sehingga informasi tersebut
tidak dapat diketahui oleh pihak yang tidak sah. (Dony, 2006).

Plaintext (message) merupakan pesan asli yang ingin dikirimkan dan
dijaga keamanannya. Pesan ini tidak lain dari informasi tersebut. Ciphertext
merupakan pesan yang telah dikodekan (disandikan) sehingga siap untuk
dikirimkan. Cipher merupakan algoritma matematis yang digunakan untuk proses
penyandian plaintext menjadi ciphertext. Enkripsi (encryption) merupakan proses
yang dilakukan untuk menyandikan plaintext sehingga menjadi ciphertext.

Universitas Sumatera Utara

7

Dekripsi (decryption) merupakan proses yang dilakukan untuk memperoleh
kembali plaintext dari ciphertext.

Kriptosistem merupakan sistem yang dirancang untuk mengamankan suatu
sistem informasi dengan memanfaatkan kriptografi. Urutan-urutan proses
kriptografi dapat digambarkan sebagai berikut.

plaintext

ciphertext
Enkripsi

plaintext
Dekripsi

Gambar 1.1. Mekanisme kriptografi
Dari Gambar 1.1, didapatlah rumus sebagai berikut:
E(m) = c
D(c) = m
D(E(m)) = m

Prosesnya sangat sederhana, sebuah plaintext (m) akan dilewatkan pada
proses enkripsi (E) sehingga menghasilkan suatu ciphertext (c). Kemudian untuk
memperoleh kembali plaintext, ciphertext (c) melalui proses dekripsi (D) yang
akan menghasilkan kembali plaintext (m).

GOST merupakan blok cipher dari Uni Sovyet (yang sekarang dikenal
dengan Rusia), yang merupakan singkatan dari "Gosudarstvennyi Standard" atau

Universitas Sumatera Utara

8

Standar Pemerintah, standar ini bernomor 28147-89 oleh sebab itu metoda ini
sering disebut sebagai GOST 28147-89.

GOST merupakan blok cipher 64 bit dengan panjang kunci 256 bit.
Algoritma ini mengiterasi algoritma enkripsi sederhana sebanyak 32 putaran
(round). Untuk mengenkripsi pertama-tama plainteks 64 bit dipecah menjadi 32
bit bagian kiri, L dan 32 bit bagian kanan, R. Subkunci (subkey) untuk putaran i
adalah Ki. Pada satu putaran ke-i operasinya adalah sebagai berikut:

Li = Ri-1
Ri = Li-1 xor f(Ri-1,Ki)

Sedangkan pada fungsi f mula-mula bagian kanan data ditambah dengan
subkunci ke-i modulus 232. Hasilnya dipecah menjadi delapan bagian 4 bit dan
setiap bagian menjadi input s-box yang berbeda. Di dalam GOST terdapat 8 buah
s-box, 4 bit pertama menjadi s-box pertama, 4 bit ke dua menjadi s-box ke dua,
dan seterusnya. Output dari 8 s-box kemudian dikombinasikan menjadi bilangan
32 bit kemudian bilangan ini dirotasi 11 bit kekiri. Akhirnya hasil operasi ini dixor dengan data bagian kiri yang kemudian menjadi bagian kanan dan bagian
kanan menjadi bagian kiri (swap). Pada implementasinya nanti rotasi pada fungsi
f dilakukan pada awal saat inisialisasi sekaligus membentuk s-box 32 bit dan
dilakukan satu kali saja sehingga lebih menghemat operasi dan dengan demikian
mempercepat proses enkripsi/dekripsi.

Universitas Sumatera Utara

9

Subkunci dihasilkan secara sederhana yaitu dari 256 bit kunci yang dibagi
menjadi delapan 32 bit blok: k1, k2, …, k8. Setiap putaran menggunakan subkunci
yang berbeda. Dekripsi sama dengan enkripsi dengan urutan k i dibalik. Standar
GOST tidak menentukan hasil s-box sehingga ada spekulasi bahwa sebagian
organisasi di (eks) Sovyet mempunyai s-box yang baik dan sebagian diberi s-box
yang buruk sehingga mudah diawasi/dimata-matai. Kelemahan GOST yang
diketahui sampai saat ini adalah karena key schedule-nya yang sederhana,
sehingga pada keadaan tertentu menjadi titik lemahnya terhadap metoda
kriptanalisis seperti Related-key Cryptanalysis. Tetapi hal ini dapat diatasi dengan
melewatkan kunci kepada fungsi hash yang kuat secara kriptografi seperti SHA-1,
kemudian menggunakan hasil hash untuk input inisialisasi kunci.

Fungsi hash sering juga disebut fungsi enkripsi satu arah, atau disebut juga
message diggest. Fungsi hash digunakan untuk menjamin servis otentikasi dan
integritas suatu pesan atau file. Suatu fungsi hash h memetakan bit-bit string
dengan panjang sembarang ke sebuah string dengan panjang tertentu. Secure Hash
Algoritm (SHA) dirancang oleh National Institute of Standard and Technology
(NIST) USA.Bagian dari standar DSS(Decision Support Sistem) USA dan bekerja
sama dengan DES untuk digital signature. SHA-1 menyediakan 160-bit message
digest.

Universitas Sumatera Utara

10

Gambar 1.2 Diagram Alir Fungsi Hash SHA-1 satu putaran

1. A, B, C, D and E adalah 32-bit Integers dalam state;
2. F adalah sebuah fungsi nonlinear yang berubah–ubah.
3.