Penanganan File Teks dengan Hybrid Cryptosystem Algoritma Knapsack Naccache-Stern dan Algoritma Playfair Cipher
PENGAMANAN FILE TEKS DENGAN HYBRID CRYPTOSYSTEM
ALGORITMA KNAPSACK NACCACHE-STERN DAN
ALGORITMA PLAYFAIR CIPHER
SKRIPSI
RAVIZA SITEPU
131401078
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PENGAMANAN FILE TEKS DENGAN HYBRID CRYPTOSYSTEM
ALGORITMA KNAPSACK NACCACHE-STERN DAN
ALGORITMA PLAYFAIR CIPHER
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Sarjana Ilmu Komputer
RAVIZA SITEPU
131401078
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
i
PERSETUJUAN
Judul
: PENGAMANAN FILE TEKS DENGAN HYBRID
CRYPTOSYSTEM ALGORITMA KNAPSACK
NACCACHE-STERN DAN ALGORITMA
PLAYFAIR CIPHER
Kategori
: SKRIPSI
Nama
: RAVIZA SITEPU
Nomor Induk Mahasiswa : 131401078
Program Studi
: SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER
Fakultas
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Komisi Pembimbing:
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Amalia, S.T., M.T
M. Andri Budiman, ST, M.Comp.Sc, MEM
NIP. 197812212014042001
NIP. 197510082008011011
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M. Kom
NIP. 196203171991031001
Universitas Sumatera Utara
ii
PERNYATAAN
PENGAMANAN FILE TEKS DENGAN HYBRID CRYPTOSYSTEM
ALGORITMA KNAPSACK NACCACHE-STERN
DAN ALGORITMA PLAYFAIR CIPHER
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan,
Juni 2017
Raviza Sitepu
131401078
Universitas Sumatera Utara
iii
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat
rahmat dan ridho-Nya lah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Program Studi S1 Ilmu
Komputer Fakultas Ilmu Komputer & Teknologi Informasi Universitas Sumatera
Utara.
Dalam penulisan skripsi ini banyak sekali orang-orang yang telah membantu
dan mendukung penulis untuk menyelesaikannya. Untuk itu penulis ingin berterima
kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, S.H., M.Hum selaku Rektor Universitas
Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Si sebagai Dekan Fakultas Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku Ketua Program Studi S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak M. Andri Budiman, S.T., M.Comp.Sc., M.E.M. selaku Dosen
Pembimbing I yang selalu memberikan kritik dan saran serta motivasi yang
membangun untuk penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Ibu Amalia, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang selalu
memberikan arahan, bimbingan dan motivasi kepada penulis dalam
penyempurnaan skripsi ini.
6. Bapak Herriyance, S.T, M.Kom selaku Dosen Pembanding I yang
memberikan kritik dan saran untuk penyempurnaan skripsi ini.
7. Bapak Handrizal, S.Si, M.Comp.Sc selaku Dosen Pembanding II yang
meberi masukan-masukan untuk perbaikan skripsi ini.
8. Seluruh dosen dan staf pegawai Program Studi S1 Ilmu Komputer
Fasilkom-TI USU.
9. Almh. Mama yaitu Zuliana Kaspi, kedua orangtua penulis yaitu Papa
Budi Satria Edy Suranta Sitepu, Nande Sri Ulinta Keliat, kedua kakak
penulis yaitu Inggrid Puspita Sitepu, Vhani Paramitha Sitepu, adik penulis
yaitu Rezky Premapita Sitepu, Ibuk penulis yaitu Zelna Hemamalini yang
Universitas Sumatera Utara
iv
menjadi sumber motivasi penulis, kekuatan dan kesabaran dalam
menyelesaikan skripsi ini.
10. Sahabat terbaik penulis di kampus, yaitu Mahadi Putra dan M.
Abdurrahman Fira tempat bercerita keluh kesah dan penyemangat dalam
menyelesaikan skripsi dan perkuliahan di S1 Ilmu Komputer.
11. Gadis-gadis yang baik hati tempat berbagi referensi dan tempat bertanya
dalam menyelesaikan skripsi Noer Inda Chayanie, Sandra Putri Junika, Tia
Rahmadianti.
12. Sahabat baik yang sudah seperti adik sendiri yaitu Afifuddin Ishlah
Nasution dan Balya yang selalu memberi semangat untuk penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.
13. Sahabat-sahabat seperjuangan penulis yaitu Mega, Syara, Nisa, Winda,
Pece, Jeje, Tiara, Wahyu, Madan, Riki, Fariz, Alwi, Paulus, Ilyas, Ardan,
Fikri yang sama-sama berjuang untuk menyelesaikan skripsi ini.
14. Teman-teman stambuk 2013, abang-kakak senior, adik-adik junior yang
memberikan semangat untuk menyelesaikan skripsi ini.
15. Dan semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu per
satu.
Terimakasih kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu
yang telah membantu, memberikan ide serta saran dan motivasi kepada penulis.
Semoga semua kebaikan, perhatian, bantuan serta dukungan yang telah diberikan
kepada penulis mendapatkan pahala dan karunia yang melimpah dariNya. Semoga
Skripsi ini dapat bermanfaat bagi orang banyak. Amin
Medan, Juni 2017
Penulis
Universitas Sumatera Utara
v
ABSTRAK
Pertukaran informasi dapat dilakukan dengan banyak media perantara. Media yang
paling banyak digunakan adalah internet. Namun, kecurangan sering sekali terjadi
seperti pencurian informasi, perubahan informasi dan penyadapan. Diperlukan sebuah
solusi untuk menjaga kerahasian informasi tersebut. Salah satunya adalah kriptografi.
Metode kriptografi yang dapat digunakan adalah Hybrid Cryptosystem. Metode ini
menggunakan algoritma simetris dan algoritma asimetris. Algoritma simetris memiliki
ketepatan dalam penyandian namun sangat rentan terhadap pertukaran kunci,
sedangkan algoritma asimetris aman dalam pertukaran kunci, karena pengirim dan
penerima memiliki kunci yang berbeda. Algoritma simetris yang digunakan adalah
algoritma Playfair Cipher yang memanfaatkan substitution cipher, yaitu mengenkripsi
2 buah huruf sekaligus, sedangkan algoritma asimetris yang digunakan adalah
algoritma Knapsack Naccache-Stern yang memanfaatkan komputasi matematika.
Kesimpulan pada waktu proses menyatakan bahwa waktu rata-rata proses enkripsi
plaintext dengan 10 karakter adalah 62,87278 milisecond sedangkan waktu rata-rata
proses enkripsi plaintext dengan 100000 karakter adalah 367,1999 milisecond.
Kemudian untuk waktu rata-rata proses enkripsi kunci simetris adalah 2.2442
milisecond. Untuk waktu rata-rata proses dekripsi ciphertext dengan 10 karakter
adalah 74.01362 milisecond sedangkan waktu rata-rata proses dekripsi dengan 100000
karakter adalah 380,89688 milisecond. Kemudian untuk waktu rata-rata proses
dekripsi kunci simetris adalah 0,44536 milisecond. Kesimpulan pada ukuran data
ciphertext menyatakan bahwa ukuran plaintext selalu lebih besar daripada ukuran
ciphertext. Untuk plaintext dengan 100000 karakter yang memiliki ukuran data
sebesar 191 kilobyte memiliki ciphertext dengan ukuran data sebesar 101,2 kilobyte.
Kata kunci: Hybrid Cryptosystem, Kriptografi, Playfair Cipher, Knapsack NaccacheStern
Universitas Sumatera Utara
vi
FILE TEXT SECURITY WITH HYBRID CRYPTOSYSTEM
KNAPSACK NACCACHE-STERN ALGORITHM
AND PLAYFAIR CIPHER ALGORITHM
ABSTRACT
The exchange of information can be done with many media intermediaries. The most
widely used media is internet. However, frauds are frequent such as information theft,
information changes and eavesdropping. A solution is needed to keep the information
confidential. One of them is cryptography. Cryptographic method that can be used is
Hybrid Cryptosystem. This method uses symmetric algorithms and asymmetric
algorithms. Symmetric algorithms have precision in encryption but are very
susceptible to key exchange, while asymmetric algorithms are safe in exchange of
keys, because the sender and receiver have different keys. The symmetric algorithm
used is the Playfair Cipher algorithm that utilizes the substitution cipher, which
encrypts two letters at once, while the asymmetric algorithm used is the Knapsack
Naccache-Stern algorithm that utilizes mathematical computation. The conclusion at
the time of the process states that the average time of plaintext encryption process
with 10 characters is 62.87278 milisecond while the average time of plaintext
encryption process with 100000 characters is 367,1999 milisecond. Then the average
time for the symmetric key encryption process is 2,2442 milisecond. For the average
time of ciphertext decryption process with 10 characters is 74.01362 milisecond while
the average time of decryption process with 100000 characters is 380,89688
milisecond. Then the average time for the symmetric key decryption process is
0.44536 milisecond. The conclusion of the ciphertext data size states that the plaintext
size is always greater than the size of the ciphertext. For plaintext with 100000
characters that has a data size 191 kilobytes has a ciphertext with a data size 101.2
kilobytes.
Keywords: Hybrid Cryptosystem, Cryptography, Knapsack Naccache-Stern, Playfair
Cipher
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR ISI
Persetujuan
Pernyataan
Ucapan Terima Kasih
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
Bab 1
Bab 2
Bab 3
Halaman
i
ii
iii
v
vi
vii
ix
x
xi
Pendahuluan
1.1.Latar Belakang
1.2.Rumusan Masalah
1.3.Tujuan Penelitian
1.4.Ruang Lingkup Penelitian
1.5.Manfaat Penelitian
1.6.Metodologi Penelitian
1.7.Sistematika Penulisan
1
3
3
3
4
4
5
Landasan Teori
2.1.Kriptografi
2.1.1. Definisi Kriptografi
2.1.2. Tujuan Kriptografi
2.1.3. Jenis-Jenis Algoritma Kriptografi
2.1.3.1. Algoritma Simetris
2.1.3.2. Algoritma Asimetris
2.1.4. Hybrid Cryptosystem
2.2.Algoritma Playfair Cipher
2.2.1. Proses Enkripsi dan Dekripsi Algoritma Playfair Cipher
2.2.2. Modifikasi Algoritma Playfair Cipher Matriks 16x16
2.3.Algoritma Knapsack Naccache-Stern
2.3.1. Landasan Teori Matematika Algoritma Knapsack
Naccache-Stern
2.3.2. Pembangkitan Kunci Algoritma Knapsack Naccache-Stern
2.3.3. Proses Enkripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
2.3.4. Proses Dekripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
2.4.Penelitian yang Terdahulu
Analisis dan Perancangan
3.1.Analisis Sistem
3.1.1. Analisis Masalah
3.1.2. Analisis Kebutuhan
3.1.3. Arsitektur Umum Sistem
3.1.4. Pemodelan Sistem
6
6
7
8
8
8
9
9
10
12
14
15
16
18
19
20
22
22
23
25
26
Universitas Sumatera Utara
viii
Bab 4
Bab 5
3.1.5. Flowchart
3.2.Perancangan Sistem
31
37
Implementasi dan Pengujian Sistem
4.1.Implementasi Sistem
4.1.1. Interface Halaman Awal
4.1.2. Interface Halaman Pembangkit Kunci
4.1.3. Interface Halaman Enkripsi
4.1.4. Interface Halaman Dekripsi
4.1.5. Interface Halaman Bantuan
4.2.Pengujian Sistem
4.2.1. PengujianPembangkit Kunci
4.2.2. Pengujian Enkripsi
4.2.3. Pengujian Dekripsi
4.2.4. Waktu Proses (Real Running Time)
4.2.5. Ukuran File Ciphertext
44
44
45
45
46
47
47
48
50
53
55
64
Kesimpulan dan Saran
5.1.Kesimpulan
5.2.Saran
66
67
Daftar Pustaka
68
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Tabel 4.6
Tabel 4.7
Tabel 4.8
Tabel 4.9
Tabel 4.10
Tabel 4.11
Tabel 4.12
Tabel 4.13
Tabel 4.14
Tabel 4.15
Tabel 4.16
Halaman
Aritmatika Modulo 11
15
Nilai vi yang diperoleh dari Perhitungan
17
Nilai �� � � dengan Kode Karakter 202
19
Perhitungan Ciphertext dengan Nilai 7202882
20
Nilai vi dari Pembangkitan Kunci
49
Nilai �� � � dengan Karakter 75
52
Hasil Enkripsi Kunci Simetris “Kriptografi”
52
Perhitungan Dekripsi Cipherkey dengan Nilai 4895229
54
Hasil Dekripsi Seluruh Cipherkey
55
Percobaan Enkripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 10
56
Karakter
Percobaan Enkripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 20
56
Karakter
Percobaan Enkripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 30
57
Karakter
Percobaan Enkripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 40
57
Karakter
Percobaan Enkripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
59
Percobaan Dekripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
60
Percobaan Dekripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 10
61
Karakter
Percobaan Dekripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 20
61
Karakter
Percobaan Dekripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 30
62
Karakter
Percobaan Dekripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 40
62
Karakter
Ukuran File Ciphertext Hasil Enkripsi
64
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
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 3.16
Gambar 3.17
Gambar 3.18
Gambar 3.19
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
Halaman
Bagan Proses Enkripi dan Dekripsi
7
Bagan Cara Kerja Algoritma Kunci Simetris
8
Bagan Cara Kerja Algoritma Kunci Asimetris
9
Bagan Proses Hybrid Cryptosystem
9
Matriks dengan Kunci “SITEPU”
10
Matriks 16x16 Playfair Cipher
13
Matriks 16x16 dengan Kunci “Raviza Sitepu”
13
Diagram Ishikawa Penelitian
23
Arsitektur Umum Sistem
25
Use Case Diagram Penelitian
27
Activity Diagram Pembangkit Kunci
28
Activity Diagram Enkripsi
29
Activity Diagram Dekripsi
30
Sequence Diagram Sistem
31
Flowchart Sistem
32
Flowchart Enkripsi Algoritma Playfair Cipher
33
Flowchart Dekripsi Algoritma Playfair Cipher
34
Flowchart Pembangkit Kunci Algoritma Knapsack Naccache-Stern 35
Flowchart Enkripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
35
Flowchart Dekripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
36
Flowchart Penguji Bilangan Prima Algoritma AKS
37
Halaman Awal
38
Halaman Pembangkit Kunci
38
Halaman Enkripsi
40
Halaman Dekripsi
41
Halaman Bantuan
43
Halaman Awal
44
Halaman Pembangkit Kunci
45
Halaman Enkripsi
46
Halaman Dekripsi
46
Halaman Bantuan
47
Pengujian Pembangkit Kunci
48
Pengujian Enkripsi
50
Matriks Playfair Cipher 16x16 dengan Kunci “Kriptografi”
51
Pengujian Dekripsi
53
Grafik Hubungan Panjang Plaintext dengan Waktu Proses Enkripsi 58
Algoritma Playfair Cipher
Grafik Hubungan Panjang Kunci Simetris dengan Waktu Proses
59
Enkripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
Grafik Hubungan Panjang Cipherkey dengan Waktu Proses
60
Dekripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
Grafik Hubungan Panjang Ciphertext dengan Waktu Proses
63
Dekripsi Algoritma Playfair Cipher
Grafik Hubungan Perubahan File Plaintext Menjadi Ciphertext
65
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Listing Program
Curriculum Vitae
Halaman
A-1
B-1
Universitas Sumatera Utara
ALGORITMA KNAPSACK NACCACHE-STERN DAN
ALGORITMA PLAYFAIR CIPHER
SKRIPSI
RAVIZA SITEPU
131401078
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PENGAMANAN FILE TEKS DENGAN HYBRID CRYPTOSYSTEM
ALGORITMA KNAPSACK NACCACHE-STERN DAN
ALGORITMA PLAYFAIR CIPHER
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Sarjana Ilmu Komputer
RAVIZA SITEPU
131401078
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
i
PERSETUJUAN
Judul
: PENGAMANAN FILE TEKS DENGAN HYBRID
CRYPTOSYSTEM ALGORITMA KNAPSACK
NACCACHE-STERN DAN ALGORITMA
PLAYFAIR CIPHER
Kategori
: SKRIPSI
Nama
: RAVIZA SITEPU
Nomor Induk Mahasiswa : 131401078
Program Studi
: SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER
Fakultas
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Komisi Pembimbing:
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Amalia, S.T., M.T
M. Andri Budiman, ST, M.Comp.Sc, MEM
NIP. 197812212014042001
NIP. 197510082008011011
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M. Kom
NIP. 196203171991031001
Universitas Sumatera Utara
ii
PERNYATAAN
PENGAMANAN FILE TEKS DENGAN HYBRID CRYPTOSYSTEM
ALGORITMA KNAPSACK NACCACHE-STERN
DAN ALGORITMA PLAYFAIR CIPHER
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan,
Juni 2017
Raviza Sitepu
131401078
Universitas Sumatera Utara
iii
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat
rahmat dan ridho-Nya lah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Program Studi S1 Ilmu
Komputer Fakultas Ilmu Komputer & Teknologi Informasi Universitas Sumatera
Utara.
Dalam penulisan skripsi ini banyak sekali orang-orang yang telah membantu
dan mendukung penulis untuk menyelesaikannya. Untuk itu penulis ingin berterima
kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, S.H., M.Hum selaku Rektor Universitas
Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Si sebagai Dekan Fakultas Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku Ketua Program Studi S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak M. Andri Budiman, S.T., M.Comp.Sc., M.E.M. selaku Dosen
Pembimbing I yang selalu memberikan kritik dan saran serta motivasi yang
membangun untuk penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Ibu Amalia, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang selalu
memberikan arahan, bimbingan dan motivasi kepada penulis dalam
penyempurnaan skripsi ini.
6. Bapak Herriyance, S.T, M.Kom selaku Dosen Pembanding I yang
memberikan kritik dan saran untuk penyempurnaan skripsi ini.
7. Bapak Handrizal, S.Si, M.Comp.Sc selaku Dosen Pembanding II yang
meberi masukan-masukan untuk perbaikan skripsi ini.
8. Seluruh dosen dan staf pegawai Program Studi S1 Ilmu Komputer
Fasilkom-TI USU.
9. Almh. Mama yaitu Zuliana Kaspi, kedua orangtua penulis yaitu Papa
Budi Satria Edy Suranta Sitepu, Nande Sri Ulinta Keliat, kedua kakak
penulis yaitu Inggrid Puspita Sitepu, Vhani Paramitha Sitepu, adik penulis
yaitu Rezky Premapita Sitepu, Ibuk penulis yaitu Zelna Hemamalini yang
Universitas Sumatera Utara
iv
menjadi sumber motivasi penulis, kekuatan dan kesabaran dalam
menyelesaikan skripsi ini.
10. Sahabat terbaik penulis di kampus, yaitu Mahadi Putra dan M.
Abdurrahman Fira tempat bercerita keluh kesah dan penyemangat dalam
menyelesaikan skripsi dan perkuliahan di S1 Ilmu Komputer.
11. Gadis-gadis yang baik hati tempat berbagi referensi dan tempat bertanya
dalam menyelesaikan skripsi Noer Inda Chayanie, Sandra Putri Junika, Tia
Rahmadianti.
12. Sahabat baik yang sudah seperti adik sendiri yaitu Afifuddin Ishlah
Nasution dan Balya yang selalu memberi semangat untuk penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.
13. Sahabat-sahabat seperjuangan penulis yaitu Mega, Syara, Nisa, Winda,
Pece, Jeje, Tiara, Wahyu, Madan, Riki, Fariz, Alwi, Paulus, Ilyas, Ardan,
Fikri yang sama-sama berjuang untuk menyelesaikan skripsi ini.
14. Teman-teman stambuk 2013, abang-kakak senior, adik-adik junior yang
memberikan semangat untuk menyelesaikan skripsi ini.
15. Dan semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu per
satu.
Terimakasih kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu
yang telah membantu, memberikan ide serta saran dan motivasi kepada penulis.
Semoga semua kebaikan, perhatian, bantuan serta dukungan yang telah diberikan
kepada penulis mendapatkan pahala dan karunia yang melimpah dariNya. Semoga
Skripsi ini dapat bermanfaat bagi orang banyak. Amin
Medan, Juni 2017
Penulis
Universitas Sumatera Utara
v
ABSTRAK
Pertukaran informasi dapat dilakukan dengan banyak media perantara. Media yang
paling banyak digunakan adalah internet. Namun, kecurangan sering sekali terjadi
seperti pencurian informasi, perubahan informasi dan penyadapan. Diperlukan sebuah
solusi untuk menjaga kerahasian informasi tersebut. Salah satunya adalah kriptografi.
Metode kriptografi yang dapat digunakan adalah Hybrid Cryptosystem. Metode ini
menggunakan algoritma simetris dan algoritma asimetris. Algoritma simetris memiliki
ketepatan dalam penyandian namun sangat rentan terhadap pertukaran kunci,
sedangkan algoritma asimetris aman dalam pertukaran kunci, karena pengirim dan
penerima memiliki kunci yang berbeda. Algoritma simetris yang digunakan adalah
algoritma Playfair Cipher yang memanfaatkan substitution cipher, yaitu mengenkripsi
2 buah huruf sekaligus, sedangkan algoritma asimetris yang digunakan adalah
algoritma Knapsack Naccache-Stern yang memanfaatkan komputasi matematika.
Kesimpulan pada waktu proses menyatakan bahwa waktu rata-rata proses enkripsi
plaintext dengan 10 karakter adalah 62,87278 milisecond sedangkan waktu rata-rata
proses enkripsi plaintext dengan 100000 karakter adalah 367,1999 milisecond.
Kemudian untuk waktu rata-rata proses enkripsi kunci simetris adalah 2.2442
milisecond. Untuk waktu rata-rata proses dekripsi ciphertext dengan 10 karakter
adalah 74.01362 milisecond sedangkan waktu rata-rata proses dekripsi dengan 100000
karakter adalah 380,89688 milisecond. Kemudian untuk waktu rata-rata proses
dekripsi kunci simetris adalah 0,44536 milisecond. Kesimpulan pada ukuran data
ciphertext menyatakan bahwa ukuran plaintext selalu lebih besar daripada ukuran
ciphertext. Untuk plaintext dengan 100000 karakter yang memiliki ukuran data
sebesar 191 kilobyte memiliki ciphertext dengan ukuran data sebesar 101,2 kilobyte.
Kata kunci: Hybrid Cryptosystem, Kriptografi, Playfair Cipher, Knapsack NaccacheStern
Universitas Sumatera Utara
vi
FILE TEXT SECURITY WITH HYBRID CRYPTOSYSTEM
KNAPSACK NACCACHE-STERN ALGORITHM
AND PLAYFAIR CIPHER ALGORITHM
ABSTRACT
The exchange of information can be done with many media intermediaries. The most
widely used media is internet. However, frauds are frequent such as information theft,
information changes and eavesdropping. A solution is needed to keep the information
confidential. One of them is cryptography. Cryptographic method that can be used is
Hybrid Cryptosystem. This method uses symmetric algorithms and asymmetric
algorithms. Symmetric algorithms have precision in encryption but are very
susceptible to key exchange, while asymmetric algorithms are safe in exchange of
keys, because the sender and receiver have different keys. The symmetric algorithm
used is the Playfair Cipher algorithm that utilizes the substitution cipher, which
encrypts two letters at once, while the asymmetric algorithm used is the Knapsack
Naccache-Stern algorithm that utilizes mathematical computation. The conclusion at
the time of the process states that the average time of plaintext encryption process
with 10 characters is 62.87278 milisecond while the average time of plaintext
encryption process with 100000 characters is 367,1999 milisecond. Then the average
time for the symmetric key encryption process is 2,2442 milisecond. For the average
time of ciphertext decryption process with 10 characters is 74.01362 milisecond while
the average time of decryption process with 100000 characters is 380,89688
milisecond. Then the average time for the symmetric key decryption process is
0.44536 milisecond. The conclusion of the ciphertext data size states that the plaintext
size is always greater than the size of the ciphertext. For plaintext with 100000
characters that has a data size 191 kilobytes has a ciphertext with a data size 101.2
kilobytes.
Keywords: Hybrid Cryptosystem, Cryptography, Knapsack Naccache-Stern, Playfair
Cipher
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR ISI
Persetujuan
Pernyataan
Ucapan Terima Kasih
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
Bab 1
Bab 2
Bab 3
Halaman
i
ii
iii
v
vi
vii
ix
x
xi
Pendahuluan
1.1.Latar Belakang
1.2.Rumusan Masalah
1.3.Tujuan Penelitian
1.4.Ruang Lingkup Penelitian
1.5.Manfaat Penelitian
1.6.Metodologi Penelitian
1.7.Sistematika Penulisan
1
3
3
3
4
4
5
Landasan Teori
2.1.Kriptografi
2.1.1. Definisi Kriptografi
2.1.2. Tujuan Kriptografi
2.1.3. Jenis-Jenis Algoritma Kriptografi
2.1.3.1. Algoritma Simetris
2.1.3.2. Algoritma Asimetris
2.1.4. Hybrid Cryptosystem
2.2.Algoritma Playfair Cipher
2.2.1. Proses Enkripsi dan Dekripsi Algoritma Playfair Cipher
2.2.2. Modifikasi Algoritma Playfair Cipher Matriks 16x16
2.3.Algoritma Knapsack Naccache-Stern
2.3.1. Landasan Teori Matematika Algoritma Knapsack
Naccache-Stern
2.3.2. Pembangkitan Kunci Algoritma Knapsack Naccache-Stern
2.3.3. Proses Enkripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
2.3.4. Proses Dekripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
2.4.Penelitian yang Terdahulu
Analisis dan Perancangan
3.1.Analisis Sistem
3.1.1. Analisis Masalah
3.1.2. Analisis Kebutuhan
3.1.3. Arsitektur Umum Sistem
3.1.4. Pemodelan Sistem
6
6
7
8
8
8
9
9
10
12
14
15
16
18
19
20
22
22
23
25
26
Universitas Sumatera Utara
viii
Bab 4
Bab 5
3.1.5. Flowchart
3.2.Perancangan Sistem
31
37
Implementasi dan Pengujian Sistem
4.1.Implementasi Sistem
4.1.1. Interface Halaman Awal
4.1.2. Interface Halaman Pembangkit Kunci
4.1.3. Interface Halaman Enkripsi
4.1.4. Interface Halaman Dekripsi
4.1.5. Interface Halaman Bantuan
4.2.Pengujian Sistem
4.2.1. PengujianPembangkit Kunci
4.2.2. Pengujian Enkripsi
4.2.3. Pengujian Dekripsi
4.2.4. Waktu Proses (Real Running Time)
4.2.5. Ukuran File Ciphertext
44
44
45
45
46
47
47
48
50
53
55
64
Kesimpulan dan Saran
5.1.Kesimpulan
5.2.Saran
66
67
Daftar Pustaka
68
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Tabel 4.6
Tabel 4.7
Tabel 4.8
Tabel 4.9
Tabel 4.10
Tabel 4.11
Tabel 4.12
Tabel 4.13
Tabel 4.14
Tabel 4.15
Tabel 4.16
Halaman
Aritmatika Modulo 11
15
Nilai vi yang diperoleh dari Perhitungan
17
Nilai �� � � dengan Kode Karakter 202
19
Perhitungan Ciphertext dengan Nilai 7202882
20
Nilai vi dari Pembangkitan Kunci
49
Nilai �� � � dengan Karakter 75
52
Hasil Enkripsi Kunci Simetris “Kriptografi”
52
Perhitungan Dekripsi Cipherkey dengan Nilai 4895229
54
Hasil Dekripsi Seluruh Cipherkey
55
Percobaan Enkripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 10
56
Karakter
Percobaan Enkripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 20
56
Karakter
Percobaan Enkripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 30
57
Karakter
Percobaan Enkripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 40
57
Karakter
Percobaan Enkripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
59
Percobaan Dekripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
60
Percobaan Dekripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 10
61
Karakter
Percobaan Dekripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 20
61
Karakter
Percobaan Dekripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 30
62
Karakter
Percobaan Dekripsi Playfair Cipher dengan Kunci Simetris 40
62
Karakter
Ukuran File Ciphertext Hasil Enkripsi
64
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
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 3.16
Gambar 3.17
Gambar 3.18
Gambar 3.19
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
Halaman
Bagan Proses Enkripi dan Dekripsi
7
Bagan Cara Kerja Algoritma Kunci Simetris
8
Bagan Cara Kerja Algoritma Kunci Asimetris
9
Bagan Proses Hybrid Cryptosystem
9
Matriks dengan Kunci “SITEPU”
10
Matriks 16x16 Playfair Cipher
13
Matriks 16x16 dengan Kunci “Raviza Sitepu”
13
Diagram Ishikawa Penelitian
23
Arsitektur Umum Sistem
25
Use Case Diagram Penelitian
27
Activity Diagram Pembangkit Kunci
28
Activity Diagram Enkripsi
29
Activity Diagram Dekripsi
30
Sequence Diagram Sistem
31
Flowchart Sistem
32
Flowchart Enkripsi Algoritma Playfair Cipher
33
Flowchart Dekripsi Algoritma Playfair Cipher
34
Flowchart Pembangkit Kunci Algoritma Knapsack Naccache-Stern 35
Flowchart Enkripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
35
Flowchart Dekripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
36
Flowchart Penguji Bilangan Prima Algoritma AKS
37
Halaman Awal
38
Halaman Pembangkit Kunci
38
Halaman Enkripsi
40
Halaman Dekripsi
41
Halaman Bantuan
43
Halaman Awal
44
Halaman Pembangkit Kunci
45
Halaman Enkripsi
46
Halaman Dekripsi
46
Halaman Bantuan
47
Pengujian Pembangkit Kunci
48
Pengujian Enkripsi
50
Matriks Playfair Cipher 16x16 dengan Kunci “Kriptografi”
51
Pengujian Dekripsi
53
Grafik Hubungan Panjang Plaintext dengan Waktu Proses Enkripsi 58
Algoritma Playfair Cipher
Grafik Hubungan Panjang Kunci Simetris dengan Waktu Proses
59
Enkripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
Grafik Hubungan Panjang Cipherkey dengan Waktu Proses
60
Dekripsi Algoritma Knapsack Naccache-Stern
Grafik Hubungan Panjang Ciphertext dengan Waktu Proses
63
Dekripsi Algoritma Playfair Cipher
Grafik Hubungan Perubahan File Plaintext Menjadi Ciphertext
65
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Listing Program
Curriculum Vitae
Halaman
A-1
B-1
Universitas Sumatera Utara