Penggunaan Metode Modifikasi Hill Cipher pada Kriptografi.

i _{Universitas Kristen Maranatha}

PENGGUNAAN METODE MODIFIKASI HILL CIPHER PADA

KRIPTOGRAFI

Disusun oleh :

BudimanMarpaung (1022066)

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH, No. 65, Bandung, Indonesia

E – mail : budimanmarpaung29@yahoo.com

ABSTRAK

Hill cipher merupakan sebuah teknik kriptografiklasik, yang menggunakan matriks sebagai kunci. Karena menggunakan matriks sebagai kunci, Hill cipher merupakan algoritma kriptografi kunci simetris yang sulit dipecahkan. Penggunaan metode Hill Cipher diperluas dari teks ke Citra Digital bertipe JPG,BMPdan GIF.

Algoritma Hill cipher menggunakan matriks berukuran m x m sebagai kunci untuk melakukan enkripsi dan dekripsi. Dasar teori matriks yang digunakan dalam Hill cipher antara lain adalah perkalian antar matriks dan melakukan invers pada kunci matriks. Hill Cipher menggunakan matriks persegi sebagai kunci dalam proses penyandiannya. Dengan pemilihan matriks kunci yang baik, Hill Cipher dapat dipakai untuk penyandian karena hanya melibatkan operasi matriks biasa, sehingga prosesnya relatif cepat.

ii _{Universitas Kristen Maranatha}

The Use Methods of Modification Hill Cipher in Cryptography

Compose by :

BudimanMarpaung (1022066)

Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Maranatha Christian University

Jl. Prof. Drg. SuriaSumantri, MPH, No. 65, Bandung, Indonesia E – mail :budimanmarpaung29@yahoo.com

ABSTRACT

Hill Cipher is a classical cryptography techniques, use a matrix as a key. Because of using matrix as a key,Hill Cipher is a symmetric key cryptography algorithm that is difficult to solve. Hill Cipher method was expanded from text to digital images (JPG, BMP and GIF).

Hill Cipher algorithm uses matrix of size mxn as the key for encryption and decryption. Basic theory of matrix used in Hill cipher is the multiplication between the matrix and the inverse of the matrix keys. Hill Cipher uses a square matrix as key in its encryption process. With the selection of matrix key,Hill Cipher can be used for encryption because it involves only the usual matrix operations,sothe process is relatively quick.

v _{Universitas Kristen Maranatha}

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 1

1.3 Tujuan ... 1

1.4 Pembatasan Masalah ... 1

1.5 Sistematika Penulisan ... 2

BAB II LANDASAN TEORI ... 3

2.1 Pengertian Citra ... 3

2.2 Citra RGB ... 3

2.3 Matriks dan Vektor ... 4

2.3.1 Matriks Identitas...6

2.3.2 Determinan Suatu Matriks...6

2.3.3 Invers Matriks...7

2.4 Kriptografi ... 8

2.5 Hill Cipher ... 9

vi _{Universitas Kristen Maranatha}

2.5.2 Proses Penyandian Kembali ( Dekripsi ) ... 10

2.6 MOS ... 10

2.7 PSNR...11

BAB III PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK ... 13

3.1 Diagram Blok Sistem ... 13

3.2 Kriptografi dengan Metode Hill Cipher ... 15

3.3 Rancangan Tampilan GUI (Graphic User Interface) Program ... 18

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS ... 22

4.1 Data Pengamatan ... 22

4.2 Analisis Data ... 30

4.3 Hasil Survey 15 Responden ... 30

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 31

5.1 Simpulan ... 31

5.2 Saran ... 31

DAFTAR PUSTAKA ... 31 LAMPIRAN A LISTING PROGRAM ...A―1 LAMPIRAN B DATA MOS ... B―1

vii _{Universitas Kristen Maranatha}

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Gambar Representasi Warna pada RGB...4

Gambar 3.1.1 Diagram Blok Sistem, (a) proses enkripsi, (b) proses dekripsi...13

Gambar 3.1.2 Diagram Alir Sistem Secara Keseluruhan...15

Gambar 3.2.1 Diagram Alir Enkripsi...17

Gambar 3.2.2 Diagram Alir Dekripsi...20

viii _{Universitas Kristen Maranatha}

DAFTAR TABEL

Tabel.2.6. Parameter Penilaian Mos...11

Tabel 4.1.1 Percobaan 1 Untuk Format Citra JPEG………...19

Tabel 4.1.2 Percobaan 2 Untuk Format Citra JPEG……......20

Tabel 4.1.3 Percobaan 3 Untuk Format Citra JPEG……......20

Tabel 4.1.4 Percobaan 4 Untuk Format Citra JPEG………...21

Tabel 4.1.5 Percobaan 5 Untuk Format Citra JPEG………...21

Tabel 4.1.6 Percobaan 6 Untuk Format Citra BMP………...22

Tabel 4.1.7 Percobaan 7 Untuk Format Citra BMP……….....22

Tabel 4.1.8 Percobaan Untuk Format Citra BMP…………...23

Tabel 4.1.9 Percobaan Untuk Format Citra BMP…………...23

Tabel 4.1.10 Percobaan 10 Untuk Format Citra BMP.………....24

Tabel 4.1.11 Percobaan 11 Untuk Format Citra PNG………...24

Tabel 4.1.12 Percobaan 12 Untuk Format Citra PNG………....25

Tabel 4.1.13 Percobaan 13 Untuk Format Citra PNG……….....25

Tabel 4.1.14 Percobaan 14 Untuk Format Citra PNG……….....26

Tabel 4.1.15 Percobaan 15 Untuk Format Citra PNG.………....26

ix _{Universitas Kristen Maranatha} Tabel4.3.1 Hasil survey 15 respondenuntukcitra JPEG 200 x 200 pixel...27 Tabel4.3.2 Hasil survey 15 respondenuntukcitra BMP 200 x 200 pixel...28 Tabel4.3.3Hasil survey 15 respondenuntukcitra PNG 200 x 200 pixel...28

Bab I Pendahuluan ₁

Universitas Kristen Maranatha

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini, dijelaskan tentang pendahuluan dari pengerjaan Tugas Akhir yang terdiri atas latar belakang dari topik Tugas Akhir, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.

1.1 LATAR BELAKANG

Kriptografi dirasakan semakin penting pada saat ini. Kriptografi merupakan seni atau ilmu pengetahuan untuk menyandikan data dengan mengubahnya menjadi kode tertentu. Kriptografi mencakup dua buah proses yaitu melakukan proses enkripsi pada pesan atau tulisan yang bersifat rahasia maupun melakukan proses kebalikannya yaitu proses dekripsi pesan rahasia (kode atau cipher) dengan menggunakan kunci.

Dalam tugas akhir ini digunakan metode Hill Cipher untuk menyandikan sebuah citra, yaitu dengan melakukan perubahan perhitungan pada nilai RGB ( Red Green Blue ) citra. Hill Cipher menggunakan matriks persegi sebagai kunci dalam proses penyandiannya. Dengan pemilihan matriks kunci yang baik, Hill Cipher dapat dipakai untuk penyandian karena hanya memakai operasi matriks biasa sehingga proses nya relatif cepat. Dalam hal ini penggunaan Hill Cipher pada citra bertipe jpg, bmp dan png, karena tiap komponen RGB piksel memiliki panjang 8 bit yang bernilai 0-255, maka sistem modulo yang digunakan adalah modulo 256.

1.2 RUMUSAN MASALAH

 Bagaimana mengimplementasikan metode Hill Cipher yang biasanya dipakai untuk menyandikan teks untuk dipakai menyandikan citra.

 Bagaimana cara merealisasikan perangkat lunak enkripsi file citra format menggunakan metode Hill Cipher.

Bab I Pendahuluan ₂

Universitas Kristen Maranatha

1.3 TUJUAN TUGAS AKHIR

Tujuan Tugas Akhir ini adalah untuk :

 merealisasikan teknik penyandian sebuah citra dengan menggunakan metode Hill Cipher.

 Menganalisa kualitas citra yang telah disandikan dengan metode Hill Cipher.

1.4 BATASAN MASALAH

 Format file citra yang digunakan adalah format file yang umum seperti jpg, bmp, png.

 Kunci akan dipakai sebuah matriks persegi dengan 4x4 dengan elemen berupa bilangan bulat.

 Format warna yang digunakan adalah RGB ( Red Green Blue ).  Citra dapat disandikan jika pilihan matriks kunci mempunyai invers.  Untuk perancangan perangkat lunak tersebut digunakan bahasa

pemrograman MATLAB.

1.5 SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini disusun menjadi 5 bab sebagai berikut:

BAB I: PENDAHULUAN

Dalam bab ini dibahas mengenai permasalahan yang melatar belakangi penulisan laporan Tugas Akhir, rumusan masalah, tujuan Tugas Akhir, pembatasan masalah dan sistematika penulisan.

Bab I Pendahuluan ₃

Universitas Kristen Maranatha

BAB II: LANDASAN TEORI

Pada bab ini dibahas mengenai teori-teori yang digunakan sebagai panduan untuk membuat laporan Tugas Akhir, dengan teori PSNR, MOS dan metode Hill Cipher.

BAB III: PERANCANGAN DAN REALISASI PERANGKAT

LUNAK

Bab ini berisi penjelasan desain yang akan dilakukan untuk merealisasikan perangkat lunak kriptografi pada Citra Digital berwarna dengan metoda Hill Cipher untuk bagian

enkripsi dan dekripsi.

BAB IV: DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS

Bab ini berisi hasil yang diperoleh dari data pengamatan dan analisa data yang diperoleh melalui Tugas Akhir ini.

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi simpulan dari percobaan yang didapat dari Tugas Akhir dan saran-saran untuk pengembangan Tugas Akhir.

Bab V Simpulan Dan Saran 33

Universitas Kristen Maranatha

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Simpulan yang dapat diperoleh dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Pada Tugas Akhir ini telah berhasil direalisasikan dengan teknik penyandian suatu citra dengan metode Hill Cipher. 2. Kualitas citra rekonstruksi setelah disandikan dengan metode

Hill cipher memiliki PSNR :

 23,4993 sampai 33,1764 untuk format citra JPEG,  23,4969 sampai 33,0457 untuk format citra BMP,  23,4969 sampai 33,0457 untuk format citra PNG. Dan memiliki MOS :

 2.26 _sampai 3.2 _{untuk format citra JPEG}  2.06 _sampai 3.8 _{untuk format citra BMP}  2.06 _sampai 3.8 _{untuk format citra PNG}

5.2 Saran

Saran yang dapat diberikan untuk memperbaiki dan mengembangkan Tugas Akhir ini adalah :

1. Untuk lebih baik dari segi keamanannya, dapat dicoba dengan metode LUC, Mc ellice, RSA, dan metode lainnya.

DaftarPustaka34

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Adams, Carlisle M. “The CAST-128 Encryption Algorithm. 1997. Canada: Entrust Technologies.

[2]. Ariyus D. PengantarIlmuKriptografi( Teori, Analisis, danImplementasi ). Yogyakarta

[3]. Chase John & Davis Matthew. “Extending the Hill Cipher”. 2010. Base on opinion.

[4]. Lester S. Hill. Cryptography in an Algebraic Alphabet. Amer. Math. Monthly, 36(6):306–312, 1929.

[5]. Munir, Rinaldi, Kriptografi, PenerbitInformatika, 2006

[6]. Parmar, Narendra B. “Hill Cipher Modifications: A Detailed Review” . 2015. India: SardarVallabhbhai Patel Institute of Technology Vasad.

[7]. http://rumus-matematika.com/materi-matriks-lengkap-dan-contohnya/(di akses tanggal 07-03-2016)

[8]. https://id.wikipedia.org/wiki/Kriptografi ( diakses tanggal 07-03-2016 )

[9]. http://achmadrizal.staff.telkomuniversity.ac.id/2014/06/19/pengolahan-citra/ ( diakses tanggal 07-03-2016 )

ix _{Universitas Kristen Maranatha} Tabel4.3.1 Hasil survey 15 respondenuntukcitra JPEG 200 x 200 pixel...27 Tabel4.3.2 Hasil survey 15 respondenuntukcitra BMP 200 x 200 pixel...28 Tabel4.3.3Hasil survey 15 respondenuntukcitra PNG 200 x 200 pixel...28

Bab I Pendahuluan ₁

Universitas Kristen Maranatha

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini, dijelaskan tentang pendahuluan dari pengerjaan Tugas Akhir yang terdiri atas latar belakang dari topik Tugas Akhir, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.

1.1 LATAR BELAKANG

Kriptografi dirasakan semakin penting pada saat ini. Kriptografi merupakan seni atau ilmu pengetahuan untuk menyandikan data dengan mengubahnya menjadi kode tertentu. Kriptografi mencakup dua buah proses yaitu melakukan proses enkripsi pada pesan atau tulisan yang bersifat rahasia maupun melakukan proses kebalikannya yaitu proses dekripsi pesan rahasia (kode atau cipher) dengan menggunakan kunci.

Dalam tugas akhir ini digunakan metode Hill Cipher untuk menyandikan sebuah citra, yaitu dengan melakukan perubahan perhitungan pada nilai RGB ( Red Green Blue ) citra. Hill Cipher menggunakan matriks persegi sebagai kunci dalam proses penyandiannya. Dengan pemilihan matriks kunci yang baik, Hill Cipher dapat dipakai untuk penyandian karena hanya memakai operasi matriks biasa sehingga proses nya relatif cepat. Dalam hal ini penggunaan Hill Cipher pada citra bertipe jpg, bmp dan png, karena tiap komponen RGB piksel memiliki panjang 8 bit yang bernilai 0-255, maka sistem modulo yang digunakan adalah modulo 256.

1.2 RUMUSAN MASALAH

 Bagaimana mengimplementasikan metode Hill Cipher yang biasanya dipakai untuk menyandikan teks untuk dipakai menyandikan citra.

 Bagaimana cara merealisasikan perangkat lunak enkripsi file citra format menggunakan metode Hill Cipher.

Bab I Pendahuluan ₂

Universitas Kristen Maranatha

1.3 TUJUAN TUGAS AKHIR

Tujuan Tugas Akhir ini adalah untuk :

 merealisasikan teknik penyandian sebuah citra dengan menggunakan metode Hill Cipher.

 Menganalisa kualitas citra yang telah disandikan dengan metode Hill Cipher.

1.4 BATASAN MASALAH

 Format file citra yang digunakan adalah format file yang umum seperti jpg, bmp, png.

 Kunci akan dipakai sebuah matriks persegi dengan 4x4 dengan elemen berupa bilangan bulat.

 Format warna yang digunakan adalah RGB ( Red Green Blue ).  Citra dapat disandikan jika pilihan matriks kunci mempunyai invers.  Untuk perancangan perangkat lunak tersebut digunakan bahasa

pemrograman MATLAB.

1.5 SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini disusun menjadi 5 bab sebagai berikut:

BAB I: PENDAHULUAN

Dalam bab ini dibahas mengenai permasalahan yang melatar belakangi penulisan laporan Tugas Akhir, rumusan masalah, tujuan Tugas Akhir, pembatasan masalah dan sistematika penulisan.

Bab I Pendahuluan ₃

Universitas Kristen Maranatha

BAB II: LANDASAN TEORI

Pada bab ini dibahas mengenai teori-teori yang digunakan sebagai panduan untuk membuat laporan Tugas Akhir, dengan teori PSNR, MOS dan metode Hill Cipher.

BAB III: PERANCANGAN DAN REALISASI PERANGKAT

LUNAK

Bab ini berisi penjelasan desain yang akan dilakukan untuk merealisasikan perangkat lunak kriptografi pada Citra Digital berwarna dengan metoda Hill Cipher untuk bagian enkripsi dan dekripsi.

BAB IV: DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS

Bab ini berisi hasil yang diperoleh dari data pengamatan dan analisa data yang diperoleh melalui Tugas Akhir ini.

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi simpulan dari percobaan yang didapat dari Tugas Akhir dan saran-saran untuk pengembangan Tugas Akhir.

Bab V Simpulan Dan Saran 33

Universitas Kristen Maranatha

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Simpulan yang dapat diperoleh dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Pada Tugas Akhir ini telah berhasil direalisasikan dengan teknik penyandian suatu citra dengan metode Hill Cipher. 2. Kualitas citra rekonstruksi setelah disandikan dengan metode

Hill cipher memiliki PSNR :

 23,4993 sampai 33,1764 untuk format citra JPEG,  23,4969 sampai 33,0457 untuk format citra BMP,  23,4969 sampai 33,0457 untuk format citra PNG. Dan memiliki MOS :

 2.26 _sampai 3.2 _{untuk format citra JPEG}  2.06 _sampai 3.8 _{untuk format citra BMP}  2.06 _sampai 3.8 _{untuk format citra PNG}

5.2 Saran

Saran yang dapat diberikan untuk memperbaiki dan mengembangkan Tugas Akhir ini adalah :

1. Untuk lebih baik dari segi keamanannya, dapat dicoba dengan metode LUC, Mc ellice, RSA, dan metode lainnya.

DaftarPustaka34

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Adams, Carlisle M. “The CAST-128 Encryption Algorithm. 1997. Canada: Entrust Technologies.

[2]. Ariyus D. PengantarIlmuKriptografi( Teori, Analisis, danImplementasi ). Yogyakarta

[3]. Chase John & Davis Matthew. “Extending the Hill Cipher”. 2010. Base on opinion.

[4]. Lester S. Hill. Cryptography in an Algebraic Alphabet. Amer. Math. Monthly, 36(6):306–312, 1929.

[5]. Munir, Rinaldi, Kriptografi, PenerbitInformatika, 2006

[6]. Parmar, Narendra B. “Hill Cipher Modifications: A Detailed Review” . 2015. India: SardarVallabhbhai Patel Institute of Technology Vasad.

[7]. http://rumus-matematika.com/materi-matriks-lengkap-dan-contohnya/(di akses tanggal 07-03-2016)

[8]. https://id.wikipedia.org/wiki/Kriptografi ( diakses tanggal 07-03-2016 )

[9]. http://achmadrizal.staff.telkomuniversity.ac.id/2014/06/19/pengolahan-citra/ ( diakses tanggal 07-03-2016 )