T1__Full text Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Desain dan Analisis Regenerasi Kunci Block Cipher 128 Bit sebagai Sebuah Algoritma Menggunakan Skema Transposisi Berbasis Struktur Tulang Daun T1 Full text
Desain dan Analisis Regenerasi Kunci Block Cipher 128 Bit
Sebagai sebuah Algoritma Menggunakan Skema Transposisi
Berbasis Struktur Tulang Daun.
Diajukan kepada
Fakultas Teknologi Informasi
untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer
Artikel Ilmiah
Peneliti :
Pastawa Charles Mamo (672012167)
Alz Danny Wowor, S.Si., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
November 2016
i
ii
iii
iv
1.
Pendahuluan
Keamanan data dan keutuhan data merupakan dua aspek penting dalam
keamanan jaringan. Oleh karena itu, untuk melindungi data dari akses, pengubahan dan
penghalangan yang tidak dilakukan oleh pihak-pihak yang berwenang, peranti
keamanan data yang melintas di jaringan komputer harus disediakan [1]. Regenerasi
kunci merupakan pembaruan kunci dari kunci yang sudah ada kemudian diganti dengan
pembentukan kunci yang baru . Untuk mewujudkan encipherment teknik regenerasi
kunci dapat digunakan.
Kunci memainkan peran tersendiri karena menjadi indikator kekuatan bagi
algoritma kriptografi. Kunci bertindak sebagai suatu password dalam algoritma
tersebut, artinya kunci merupakan suatu rahasia yang hanya dapat di ketahui oleh
pemilik kunci. Hanya pihak yang berwenang yang dapat mengetahui algoritma kunci
karena kemanan sistem enkripsi kunci sangat tergantung dari algoritma kunci yang
digunakan[2].
Algoritma ini diadopsi karena pola struktur tulang daun mempunyai pola yang
menyerupai garis diagonal dimana hal tersebut bisa dikatakan unik kemudian
digunakan untuk pengambilan bit pada kunci sebanyak delapan proses penagambilan
dan delapan pemasukan bit setelah itu ada 22 regenerasi kunci untuk proses enkripsi
dengan mengunakan transposisi pada kotak 128-bit. Penelitian ini menghasilkan
sebuah algoritma regenerasi kunci baru yang digunakan dalam penelitian kriptografi
simetris. Hasil perancangan ini dapat digunakan sebagai alat untuk mengamankan
pesan rahasia, terutama pada karakter teks dan juga secara statistika pola struktur tulang
daun sudah dilakukan pengujian sehingga bisa dijadikan sebagai sebuah algoritma
baru.
Penelitian ini mendesain dan menganalisis regenerasi kunci block cipher 128
Bit sebagai sebuah algoritma menggunakan skema transposisi berbasis struktur tulang
daun, yang mana setelah satu kunci hancur maka akan muncul kunci baru yang biasa
disebut sebagai generasi kunci. Pada algoritma regenerasi kunci yang dirancang dengan
menggunakan skema transposisi maka pola vertikal dan horizontal sebagai pemasukan
dan pola struktur tulang daun sebagai pengambilan bit pada sebuah kotak transposisi.
2.
Tinjauan Pustaka
Penelitian sebelumnya yang berjudul “Cryptographic key generation using
handwritten signature”. Pada penelitian ini membahas generasi kunci berbasis tanda
tangan digital yang menggunakan fitur lokal yang diterapkan untuk membangun
kriptografi bernama fuzzy vault. Awal penelitian ini mengungkapkan kelayakan sistem
biometrik kripto berdasarkan dinamika tanda tangan. Hasil menunjukkan penolakan
1
palsu tinggi tetapi penerimaan palsu sangat rendah untuk memecahkan kode data
rahasia [3].
Penelitian kedua yaitu “Ensuring High-Quality Randomness in Cryptographic
Key Generation”. Pada penelitian ini menyajikan solusi sistemik untuk masalah kunci
rendah entropi. Menyajikan model ancaman baru, diperangkat yang menghasilkan
rahasia kriptografi mungkin memiliki satu sesi komunikasi dengan otoritas entropi
yang tingkat kebocoran tidak dapat diketahui. Dengan model ancaman ini, kami
menjelaskan protokol untuk menghasilkan RSA dan DSA keypairs yang tidak
melemahkan kunci untuk perangkat yang memiliki sumber entropi yang kuat, tapi itu
cukup dapat memperkuat kunci yang dihasilkan dari perangkat low-entropy. Protokol
pembangkitan kunci ini dikenakan ditoleransi lambat, bahkan di CPU yang memiliki
router terbatas. Model ancaman dan protokol yang disajikan di sini menawarkan solusi
yang menjanjikan untuk masalah lama dari kunci kriptografi lemah [4].
Penelitian ketiga yaitu “A Cryptographic Key Generation Scheme for Multilevel
Data Security”. Pada penelitian ini membahas solusi yang sistematis baru untuk
masalah pembangkitan kunci bertingkat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa skema
kami lebih baik dalam pemanfaatan memori karena kebutuhan sedikit ruang untuk
menyimpan informasi publik dan dapat menangani penyisipan baru pengguna tanpa
mengubah semua kunci [5].
Berdasarkan penelitian-penelitian tersebut maka akan dijadikan acuan dalam
desain dan analisis regenerasi kunci block cipher 128 bit sebagai sebuah algoritma
menggunakan skema transposisi berbasis struktur tulang daun. Pada penelitian ini
menggunakan algoritma block cipher berukuran 16x8 (128 Bit), serta menggunakan
motif struktur tulang daun. Perbedaan penelitian ini dengan penelitian sebelumnya
yaitu terdapat pada kunci yang digunakan dengan menggunakan 8 proses pemasukan
dan pengambilan yang mana pada penelti terdahulu hanya menggunakan 4 proses
pengambilan dan pemasukan. Pada penelitian ini proses kunci di regenerasi sebanyak
22 kunci dan pada setiap Kunci di kombinasikan dengan tabel S-Box.
Pada bagian ini juga akan membahas teori pendukung yang digunakan dalam
desain dan analisis regenerasi kunci block cipher 128 bit sebagai sebuah algoritma
menggunakan skema transposisi berbasis struktur tulang daun.
Salah satu metode dalam kriptografi modern yaitu Block Cipher. Block Cipher
merupakan algoritma simetris yang mempunyai input dan output yang berupa blok dan
setiap bloknya biasanya terdiri dari 64 bit atau lebih. Pada Block Cipher, hasil enkripsi
berupa blok ciphertext biasanya mempunyai ukuran yang sama dengan blok plaintext.
Dekripsi pada Block Cipher dilakukan dengan cara yang sama seperti pada proses
enkripsi. Secara umum dapat dilihat pada Gambar 1.
Untuk menguji nilai algoritma yang dirancang memiliki hasil ciphertext yang
2
acak dari plaintext maka digunakan Persamaan 1, dimana variable X merupakan
plaintext dan Y merupakan ciphertext:
�=
�Σ
√{�Σ 2 − Σ
Dimana:
n
=
Σx
=
Σy
=
2
Σx
=
Σy2
=
Σxy =
− Σ
Σ
2 }{�Σ 2 −
Σ
(1)
2}
Banyaknya pasangan data X dan Y
Total jumlah dari variabel X
Total jumlah dari variabel Y
Kuadrat dari total jumlah variabel X
Kuadrat dari total jumlah variabel Y
Hasil perkalian dari total jumlah variabel X dan variabel Y
Untuk mengetahui nilai keacakan dari hasil enkripsi antara cipherteks dengan
plainteks digunakan diferensiasi data yang dimana perbandingan selisih antara dua titik
dalam kalkulus, Metode ini sering disebut sebagai turunan atau kemeringan dari data.
Jika diberikan kumpulan data ((x1,y1), (x2,y2), (x3,y3), …, (xn,yn)) dengan syarat bahwa
xi
Sebagai sebuah Algoritma Menggunakan Skema Transposisi
Berbasis Struktur Tulang Daun.
Diajukan kepada
Fakultas Teknologi Informasi
untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer
Artikel Ilmiah
Peneliti :
Pastawa Charles Mamo (672012167)
Alz Danny Wowor, S.Si., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
November 2016
i
ii
iii
iv
1.
Pendahuluan
Keamanan data dan keutuhan data merupakan dua aspek penting dalam
keamanan jaringan. Oleh karena itu, untuk melindungi data dari akses, pengubahan dan
penghalangan yang tidak dilakukan oleh pihak-pihak yang berwenang, peranti
keamanan data yang melintas di jaringan komputer harus disediakan [1]. Regenerasi
kunci merupakan pembaruan kunci dari kunci yang sudah ada kemudian diganti dengan
pembentukan kunci yang baru . Untuk mewujudkan encipherment teknik regenerasi
kunci dapat digunakan.
Kunci memainkan peran tersendiri karena menjadi indikator kekuatan bagi
algoritma kriptografi. Kunci bertindak sebagai suatu password dalam algoritma
tersebut, artinya kunci merupakan suatu rahasia yang hanya dapat di ketahui oleh
pemilik kunci. Hanya pihak yang berwenang yang dapat mengetahui algoritma kunci
karena kemanan sistem enkripsi kunci sangat tergantung dari algoritma kunci yang
digunakan[2].
Algoritma ini diadopsi karena pola struktur tulang daun mempunyai pola yang
menyerupai garis diagonal dimana hal tersebut bisa dikatakan unik kemudian
digunakan untuk pengambilan bit pada kunci sebanyak delapan proses penagambilan
dan delapan pemasukan bit setelah itu ada 22 regenerasi kunci untuk proses enkripsi
dengan mengunakan transposisi pada kotak 128-bit. Penelitian ini menghasilkan
sebuah algoritma regenerasi kunci baru yang digunakan dalam penelitian kriptografi
simetris. Hasil perancangan ini dapat digunakan sebagai alat untuk mengamankan
pesan rahasia, terutama pada karakter teks dan juga secara statistika pola struktur tulang
daun sudah dilakukan pengujian sehingga bisa dijadikan sebagai sebuah algoritma
baru.
Penelitian ini mendesain dan menganalisis regenerasi kunci block cipher 128
Bit sebagai sebuah algoritma menggunakan skema transposisi berbasis struktur tulang
daun, yang mana setelah satu kunci hancur maka akan muncul kunci baru yang biasa
disebut sebagai generasi kunci. Pada algoritma regenerasi kunci yang dirancang dengan
menggunakan skema transposisi maka pola vertikal dan horizontal sebagai pemasukan
dan pola struktur tulang daun sebagai pengambilan bit pada sebuah kotak transposisi.
2.
Tinjauan Pustaka
Penelitian sebelumnya yang berjudul “Cryptographic key generation using
handwritten signature”. Pada penelitian ini membahas generasi kunci berbasis tanda
tangan digital yang menggunakan fitur lokal yang diterapkan untuk membangun
kriptografi bernama fuzzy vault. Awal penelitian ini mengungkapkan kelayakan sistem
biometrik kripto berdasarkan dinamika tanda tangan. Hasil menunjukkan penolakan
1
palsu tinggi tetapi penerimaan palsu sangat rendah untuk memecahkan kode data
rahasia [3].
Penelitian kedua yaitu “Ensuring High-Quality Randomness in Cryptographic
Key Generation”. Pada penelitian ini menyajikan solusi sistemik untuk masalah kunci
rendah entropi. Menyajikan model ancaman baru, diperangkat yang menghasilkan
rahasia kriptografi mungkin memiliki satu sesi komunikasi dengan otoritas entropi
yang tingkat kebocoran tidak dapat diketahui. Dengan model ancaman ini, kami
menjelaskan protokol untuk menghasilkan RSA dan DSA keypairs yang tidak
melemahkan kunci untuk perangkat yang memiliki sumber entropi yang kuat, tapi itu
cukup dapat memperkuat kunci yang dihasilkan dari perangkat low-entropy. Protokol
pembangkitan kunci ini dikenakan ditoleransi lambat, bahkan di CPU yang memiliki
router terbatas. Model ancaman dan protokol yang disajikan di sini menawarkan solusi
yang menjanjikan untuk masalah lama dari kunci kriptografi lemah [4].
Penelitian ketiga yaitu “A Cryptographic Key Generation Scheme for Multilevel
Data Security”. Pada penelitian ini membahas solusi yang sistematis baru untuk
masalah pembangkitan kunci bertingkat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa skema
kami lebih baik dalam pemanfaatan memori karena kebutuhan sedikit ruang untuk
menyimpan informasi publik dan dapat menangani penyisipan baru pengguna tanpa
mengubah semua kunci [5].
Berdasarkan penelitian-penelitian tersebut maka akan dijadikan acuan dalam
desain dan analisis regenerasi kunci block cipher 128 bit sebagai sebuah algoritma
menggunakan skema transposisi berbasis struktur tulang daun. Pada penelitian ini
menggunakan algoritma block cipher berukuran 16x8 (128 Bit), serta menggunakan
motif struktur tulang daun. Perbedaan penelitian ini dengan penelitian sebelumnya
yaitu terdapat pada kunci yang digunakan dengan menggunakan 8 proses pemasukan
dan pengambilan yang mana pada penelti terdahulu hanya menggunakan 4 proses
pengambilan dan pemasukan. Pada penelitian ini proses kunci di regenerasi sebanyak
22 kunci dan pada setiap Kunci di kombinasikan dengan tabel S-Box.
Pada bagian ini juga akan membahas teori pendukung yang digunakan dalam
desain dan analisis regenerasi kunci block cipher 128 bit sebagai sebuah algoritma
menggunakan skema transposisi berbasis struktur tulang daun.
Salah satu metode dalam kriptografi modern yaitu Block Cipher. Block Cipher
merupakan algoritma simetris yang mempunyai input dan output yang berupa blok dan
setiap bloknya biasanya terdiri dari 64 bit atau lebih. Pada Block Cipher, hasil enkripsi
berupa blok ciphertext biasanya mempunyai ukuran yang sama dengan blok plaintext.
Dekripsi pada Block Cipher dilakukan dengan cara yang sama seperti pada proses
enkripsi. Secara umum dapat dilihat pada Gambar 1.
Untuk menguji nilai algoritma yang dirancang memiliki hasil ciphertext yang
2
acak dari plaintext maka digunakan Persamaan 1, dimana variable X merupakan
plaintext dan Y merupakan ciphertext:
�=
�Σ
√{�Σ 2 − Σ
Dimana:
n
=
Σx
=
Σy
=
2
Σx
=
Σy2
=
Σxy =
− Σ
Σ
2 }{�Σ 2 −
Σ
(1)
2}
Banyaknya pasangan data X dan Y
Total jumlah dari variabel X
Total jumlah dari variabel Y
Kuadrat dari total jumlah variabel X
Kuadrat dari total jumlah variabel Y
Hasil perkalian dari total jumlah variabel X dan variabel Y
Untuk mengetahui nilai keacakan dari hasil enkripsi antara cipherteks dengan
plainteks digunakan diferensiasi data yang dimana perbandingan selisih antara dua titik
dalam kalkulus, Metode ini sering disebut sebagai turunan atau kemeringan dari data.
Jika diberikan kumpulan data ((x1,y1), (x2,y2), (x3,y3), …, (xn,yn)) dengan syarat bahwa
xi