T1__Full text Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Desain Kotak Transposisi (PBox) dengan Nilai Indeks Berdasarkan Pola ZigZag dan Implementasi pada Block Cipher T1 Full text

Desain Kotak Transposisi (P-Box) dengan Nilai Indeks
Berdasarkan Pola Zig-Zag dan Implementasi pada
Block Cipher

Artikel Ilmiah

Peneliti :
Erich Agung Pratama (672012192)
Alz Danny Wowor, S.Si., M.Cs.

Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
November 2016

1

Desain Kotak Transposisi (P-Box) dengan Nilai Indeks
Berdasarkan Pola Zig-Zag dan Implementasi pada
Block Cipher

Artikel Ilmiah
Diajukan kepada
Fakultas Teknologi Informasi
Untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer

Peneliti :
Erich Agung Pratama (672012192)
Alz Danny Wowor, S.Si., M.Cs.

Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
November 2016

2

3

4

5

6

1. Pendahuluan
Data merupakan sesuatu yang sangat penting, karena jika disatukan dapat
menjadi suatu informasi. Proses pengiriman data merupakan salah satu faktor yang
sangat penting. Data dapat saja diubah oleh orang yang tidak bertanggung jawab,
sehingga dapat menghasilkan informasi yang berbeda bahkan dihilangkan. Untuk
itu sangat diperlukan sesuatu hal yang dapat melindungi keamanan data yaitu
kriptografi. Kriptografi Block Cipher merupakan salah satu algoritma kriptografi
yang diciptakan dan cara kerjanya mengirimkan data yang hendak dikirim dalam
bentuk block, dimana block ini dioperasikan dengan fungsi enkripsi dan dekripsi
[1].
Banyak sekali kriptografi Block Cipher yang sudah diciptakan dan juga
dipecahkan. Algoritma AES adalah salah satu contoh algoritma yang sudah
terpecahkan oleh kriptanalis. Untuk itu sangat diperlukan pembaharuan algoritma
kriptografi untuk tetap menjaga keamanan dalam pengiriman data. Avalanche
Effect menjadi salah satu parameter dalam menilai baik atau tidaknya suatu

kriptografi. Avalanche Effect merupakan perubahan yang terjadi bila ada karakter
bit (plaintext) diubah sehingga menghasilkan perbedaan Ciphertext yang berbeda
dari sebelumnya [2].
Penelitian ini mendesain kotak transposisi (Permutation-Box) dengan nilai
indeks berdasarkan pola Zig-Zag dan mengimplementasikannya kedalam
Algoritma Block Cipher berbasis 64 bit. Kriptografi ini menggunakan kunci
simetris dalam proses enkripsi dan dekripsi serta menggunakan S-Box untuk
membuat Ciphertext semakin acak dan menaikan nilai Avalanche Effect.
Pembuatan Algoritma kriptografi baru diharapkan dapat membantu mengamankan
pesan, dan juga memperbaharui kriptografi yang ada, Serta dapat menjadi acuan
pada penelitian kriptografi selanjutnya.
2. Tinjauan Pustaka
Landasan dari desain kotak transposisi pada pola Zig-Zag merujuk pada
penelitian-penelitian sebelumnya yaitu penelitian pertama dengan judul “Desain
Algoritma Berbasis Kubus Rubik dalam Perancangan Kriptografi Simetris”.
Perancangan ini membahas tentang rancangan kriptografi berbasis kubus rubik
4×4×4 merupakan sebuah kriptosistem karena memenuhi aturan 5-tuple dari
Stinson. Selain itu dari percobaan tingkat keacakan untuk plaintext dengan
karakter berbeda diperoleh tingkat keacakan rancangan lebih baik 7,56%
daripada tingkat keacakan AES. Sedangkan untuk plaintext dengan karakter yang

sama tingkat keacakan AES lebih baik 3,45% dari tingkat keacakan rancangan.
Berdasarkan hal tersebut dapat dikatakan bahwa desain algoritma berbasis rubik
memiliki tingkat keacakan yang baik [3].
Penelitian kedua dengan judul “Perancangan Kriptografi Block Cipher
Berbasis pada Teknik Tanam Padi dan Bajak Sawah membahas tentang
perancangan kriptografi dengan kunci simetris yang menggunakan tanam padi dan
bajak sawah sebagai dasar untuk merancang algoritma kriptografi blockcipher

7

berbasis 64 bit, jumlah kunci dan plaintext-nya menampung 8 karakter serta proses
putarannya terdiri dari 8 putaran [4].
Pada penelitian ini akan dilakukan perancangan algoritma baru yang
menggunakan pola Zig-Zag. Sejauh ini belum ada teknik kriptografi block cipher
yang menggunakan pola Zig-Zag sebagai pengambilan bit plaintext dan kunci. Pola
pengambilan bit dengan teknik tersebut dilakukan sebanyak n putaran, dan pada
setiap putaran dikombinasikan dengan S-Box. Jumlah data yang diacak sebanyak
64 bit dan setiap putaran memiliki 4 proses. Setiap n putaran dikombinasikan S-Box
untuk menciptakan ciphertext yang semakin acak.
Block cipher

digolongkan sebagai kriptografi moderen, input dan output dari algoritma block
cipher berupa block dan setiap block terdiri dari beberapa bit (1 block terdiri dari
64-bit atau 128-bit) [1]. Block cipher juga merupakan algoritma kunci simetri atau
kriptografi kunci private, dimana kunci untuk enkripsi sama dengan kunci untuk
dekripsi [5]. Skema proses enkripsi dan dekripsi block cipher secara umum dapat
digambarkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Skema Proses Enkripsi-Dekripsi Pada Block Cipher [5]

Misalkan blok plaintext (P) yang berukuran n bit

P   p1 , p2 ,, pn 

(1)

Blok ciphertext (C) maka blok C adalah

C  c1 , c2 ,, cn 

(2)

Kunci (K) maka kunci adalah

K  k1 , k 2 ,, k n 

(3)

Sehingga proses Enkripsi adalah

E K P   C

(4)

Proses dekripsi adalah

DK C   P

(5)

Sebuah kriptografi dapat dikatakan sebagai sistem kriptografi jika memenuhi

kelima-tupel (Five-tuple) (P, C, K, E, D) yang memenuhi kondisi :
1. � adalah himpunan berhingga dari plaintext.
2. � adalah himpunan berhingga dari ciphertext.
3. � merupakan ruang kunci (keyspace), adalah himpunan berhingga dari kunci.
8

4. Untuk setiap k ϵ K, terdapat aturan enkripsi ek ϵ E dan berkorespodensi dengan
aturan dekripsi dk ϵ D. Setiap ek : P  C dan d k : C  P adalah fungsi
sedemikian hingga d k (ek ( x)) untuk setiap plaintext x ϵ P [5].
Perubahan block cipher pada satu buah bit menghasilkan perubahan lebih
dari satu bit setelah satu putaran, bit lebih banyak berubah pada putaran berikutnya.
Hasil perubahan tersebut dinamakan sebagai avalanche effect. Sebuah algoritma
kriptografi memenuhi kriteria avalanche effect apabila satu buah bit input
mengalami perubahan, maka probabilitas semua bit berubah adalah setengahnya[2].

Avalanche Effect ( AE ) 

 bit berbeda  100%
 bit total

(6)

Gambar 2. Rumus avalanche effect (AE) [2]

Avalanche effect menjadi acuan untuk menentukan baik atau tidaknya
algoritma kriptografi Block Cipher.
Panduan umum dalam menentukan kriteria kolerasi ditunjukkan pada Tabel
1 [6].

Tabel 1 Kriteria Korelasi

Nilai Korelasi
0
0.00-0.19
0.20-0.39
0.40-0.59
0.60-0.79
0.80-1.0

Kriteria Korelasi

Tidak ada korelasi
Korelasi sangat lemah
Korelasi lemah
Korelasi sedang
Korelasi kuat
Korelasi sangat kuat

9

Gambar 3. Tabel S-Box AES [7]

Gambar 3 merupakan tabel S-box yang digunakan dalam proses enkripsi.
Tahap pertama sebelum subtitusi yaitu mengkonversi nilai bit menjadi
hexadecimal. Cara melakukan subtitusi yaitu: misalkan byte yang akan disubtitusi
adalah S[r,c] = xy, dimana xy merupakan nilai digit hexadecimal dari S[r,c], maka
hasil subtitusinya dinyatakan dengan S’[r,c] yang adalah nilai yang didapat dari
perpotongan baris x dan kolom y dalam S-box.
3. Metode penelitian
Pada bagian ini menjelaskan langkah–langkah penelitian dari kriptografi
yang dirancang. Langkah–langkah penelitian dalam menyelesaikan kriptografi

berbasis pada pola Zig-Zag ditunjukan pada Gambar 2. Dalam Perancangan
kriptografi simetris ini diselesaikan melalui tahapan penelitian yang terbagi dalam
tujuh tahapan, yaitu: (1) Identifikasi dan Perumusan Masalah (2) Pengumpulan
Bahan (3) Perancangan Algoritma (4) Pembuatan Kriptografi (5) Uji Kriptografi
(6) Uji Kriptosistem (7) Penulisan Laporan.

10

Gambar 4. Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian pada Gambar 4, dapat dijelaskan sebagai berikut :
Tahap satu: Identifikasi dan perumusan masalah, mengidentifikasi masalah yang
akan dibahas tentang kriptografi block cipher dipadukan dengan tabel S-box yang
akan dijadikan landasan perancangan algoritma baru. Menjelaskan perumusan
masalah yang dibahas dalam rancangan kriptografi block cipher berbasis pada alur
pola Zig-Zag. Tahap dua: Pengumpulan bahan, yang terkait dengan proses enkripsi
dan dekripsi pada data teks menggunakan kriptografi block cipher, kunci simetris
melalui acuan yang ada, serta tabel S-Box yang akan digunakan didalam
perancangan kriptografi block cipher. Tahap tiga: Perancangan algoritma, yaitu
membuat rancangan enkripsi dan dekripsi pada plaintext dengan pola Zig-Zag ke

dalam block cipher dengan ukuran block 64-bit. Sedangkan pada kunci dibuat
sesuai dengan alur yang telah ditentukan hingga menghasilkan rancangan kunci,
dan pada setiap hasil XOR enkripsi akan diinputkan kedalam tabel S-Box
sedangkan pada proses dekripsi, hasil XOR dala subtitusi tabel S-box dikembalikan
kedalam XOR sebelum S-box. Tahap empat: Pembuatan kriptografi yaitu
bagaimana cara menerapkan algoritma pada pola Zig-Zag ke dalam block cipher
dengan panjang block64-bit, dengan melakukan proses perancangan enkripsi,
dekripsi, dan tabel S-box pada kriptografi yang dirancang. Tahap lima: Pengujian
Kriptografi, yaitu menguji kriptografi melakukan penghitungan secara manual,
mulai dari memasukkan plaintext dan mengubah teks ke dalam bit lalu melakukan
proses enkripsi dan dekripsi. Jika tidak dapat melakukan enkripsi dan dekripsi maka
dilakukan pengecekan kembali atau kembali ke tahap 4, dan juga melihat pengaruh
penggunaan tabel S-box . Tahap enam: Pengujian kriptosistem, yaitu menguji
kriptografi yang dibuat. Jika sudah memenuhi maka perancangan algoritma
kriptografi block cipher berbasis pola Zig-Zag dapat dijadikan sebagai teknik

11

kriptografi baru. Tahap7: menuliskan laporan dari hasil penelitian yang dilakukan
mengenai Desain Kotak Transposisi (P-Box) dengan Nilai Indeks Berdasarkan pola
Zig-Zag dan Implementasi pada Block Cipher.

Plaintext

Kunci

Proses 1

Kunci 1

Proses 2

Kunci 2

Proses 3

Kunci 3

Proses 4

Kunci 4

Ciphertext

Gambar 5. Alur Proses Enkripsi

Setiap putaran terdiri dari proses plaintext ke-n dan juga proses kunci ke-n,
dengan n = 1, …, 4. Kedua proses untuk tiap putaran memerlukan 8 karakter yang
sebanding dengan 64 bit, kemudian dirancang dengan pola tertentu untuk
menempati 64 kotak dan selanjutnya bagaimana mengambil 64 bit dari kotak
tersebut. Sehingga untuk satu kotak pada satu proses akan memerlukan satu kali
pemasukan bit dan juga satu kali pengambilan bit.
Dimisalkan plaintext = P,i = karakter plaintext, dan x = biner karakter,
maka:

P  i1 , i2 , i3 ,, t n  dimana n | 8, n  Z
i1  x1 , x2 , x3 , , x8 ;

12



i2  x9 , x10 , x11, , x16;

i3  x17 , i18 , i19 , , i24 ;
⋮
in  x8n7 , x8n6 , x8n5 , , x8n 
(7)
Plaintext yang diinputkan haruslah kelipatan dari 8. Jika tidak kelipatan 8, maka
akan dilakukan padding karakter.
��� � ∤ 8; � ∈ + , maka
I  i1 , i2 ,, in , in 1 , in 2 ,, in k ,
(8)
(n  k ) | 8; k  17
Kemudian dimisalkan kunci = K, o = karakater kunci, dan p = biner karakter
kunci, maka:

K  p1 , p2 , p3 ,, pn  dimana n | 8, n  Z
o1  p1 , p2 , p3 , , p8 ;

o2  p9 , p10 , p11, , p16 ;

o3  p17 , p18 , p19 , , p24 ;
⋮
on  o8n7 , o8n6 , o8n5 , , o8n 

(9)

Sama dengan plaintext, jika kunci yang diinputkan tidak kelipatan 8 maka
dilakukan padding karakter kunci.
��� � ∤ 8; � ∈ + , maka
O  o1 , o2 ,, on , on1 , on  2 ,, on k ,

(n  k ) | 8; k  17

13

(10)

4. Hasil dan Pembahasan
Bagian ini akan membahas mengenai desain kotak transposisi (P-box) dengan
nilai indeks berdasarkan pola Zig-Zag dan implementasi pada Block Cipher. Bagian
ini juga akan membahas tentang proses enkripsi dan dekripsi yang melibatkan tabel
S-Box untuk memperbesar analisis Avalanche Effect.
Pada perancangan kriptografi Block Cipher pola Zig-Zag ini menggunakan
skema transposisi pada n putaran. Dimana pada setiap putaran memiliki 4 proses.
Pada masing-masing proses menggunakan Block Cipher 64-bit dimana skema
transposisi yang digunakan untuk memasukan dan mengambil bit dengan
menggunakan persamaan yang sudah dijelaskan. Untuk lebih jelasnya akan
dijelaskan contoh proses 1 pada putaran 1 yang kemudian akan menghasilkan
sebuah P-Box.

Gambar 6. Pola Pemasukan Bit Plaintext

Gambar 7. Pola Pengambilan Bit Plaintext

Gambar 6 dan 7 menjelaskan tentang pola pemasukan dan pengambilan bit
Plaintext. Dimana pada pola masuk, bit diinputkan secara horizontal dari kiri ke
kanan sesuai pada indeks yang sudah ditentukan. Sedangkan pada pengambilan bit,
bit diambil secara Zig-Zag.

14

Gambar 8. Pola Masuk Bit Kunci

Gambar 9. Pola Ambil Bit Kunci

Gambar 8 menjelaskan tentang pola masuk yang terjadi didalam proses 1
pada putaran 1 kunci. Dimana penginputan dilakukan secara diagonal dari bawah
kiri turun ke kanan dari indeks ke 1 sampai pada indeks ke 64. Untuk pengambilan
pada bit kunci proses 1 dilakukan secara Zig-Zag sesuai dengan arah garis menurun.

Gambar 10. Hasil Transposisi Plaintext

15

Gambar 11. Hasil Transposisi Kunci

Hasil transposisi plaintext pada proses 1 = P1 dan hasil transposisi Kunci
pada proses 1 = K1 pada gambar 10 dan 11. P1 dan K1 kemudian diXORkan
sehingga didapatlah hasil C1 pada proses 1 yang kemudian diproses kedalam tabel
S-box. C1 yang telah diproses kedalam tabel S-Box akan menjadi inputan untuk
proses berikutnya pada putaran pertama sampai mendapatkan hasil C4, dimana C4
menjadi inputan kembali untuk putaran berikutnya.
Dalam penelitian ini, dilakukan pengujian untuk mendapatkan urutan yang
paling baik dalam setiap putaran dari kunci maupun plaintext. Dalam setiap putaran
memiliki 4 proses, dimisalkan pola yang terbaik untuk digunakan adalah DBCA
proses 1(Pola D), proses 2(Pola B), proses 3 (Pola C), proses 4 (Pola A). Sebelum
mendapatkan urutan terbaik dari DBCA, setiap pola harus diuji terlebih dahulu
tanpa melakukan XOR pada pola Plaintext dan kunci. Sebagai contoh, ada 3 buah
inputan untuk masing-masing plaintext dan kunci yaitu MAIP2004, FTIUKSW,
dan Z. Urutan pola plaintext maupun kunci yang memiliki nilai rata-rata korelasi
terkecil (mendekati 0) akan menjadi pola yang pertama dilakukan pada kriptografi
ini.

Gambar 12. Pengujian Pola plaintext

Gambar 13. Pengujian Pola Kunci

Pada Gambar 12 yang merupakan hasil pengujian pada plaintext, maka
didapatkan susunan pola terbaik berdasarkan nilai rata-rata korelasi terkecil yaitu
ABCD dimana A merupakan proses 1 yang menggunkan pola 2, B proses 2 yang
menggunakan pola 1, C proses 3 yang menggunakan pola 4, dan D proses 4 yang
menggunakan pola 3 pada plaintext. Untuk urutan kunci pada Gambar 13, maka
didapatkan juga urutan terbaik ABCD dimana dimana A merupakan proses 1 yang
menggunkan pola 2, B proses 2 yang menggunakan pola 3, C proses 3 yang

16

menggunakan pola 1, dan D proses 4 yang menggunakan pola 4 pada kunci.
Setelah didapatkan urutan terbaik pada plaintext dan kunci yaitu berbentuk
ABCD, dilakukan perhitungan untuk menentukan kombinasi terbaik untuk
melakukan sebuah putaran. Syarat untuk mencari kombinasi terbaik adalah tidak
boleh dilakukannya perulangan, misal ACDD dimana proses D adalah proses
perulangan dari sebelumnya. Dengan tidak adanya perulangan proses dari setiap
kombinasi, dapat diperoleh hasil kombinasi plaintext sebanyak 24 kombinasi dan
hasil kombinasi kunci sebanyak 24 kombinasi. Masing-masing hasil 24 kombinasi
dari plaintext dan kunci dapat dilihat sebagai berikut ABCD, ABDC, ACBD,
ACDB, ADBC, ADCB, BACD, BADC, BCAD, BCDA, BDAC, BDCA, CABD,
CADB, CBAD, CBDA, CDAB, CDBA, DABC, DACB, DBAC, DBCA, DCAB,
dan DCBA.
Seperti pada Gambar 5 alur proses enkripsi algoritma kriptografi adalah
sebagai berikut : 1) P1 XOR K1 = C1, C1 kemudian kembali menjadi inputan untuk
P2 sehingga P2 XOR K2 = C2 2) dilakukan proses berulang sampai mendapatkan
C4 sehingga terjadi 1 putaran kriptografi. Dari hasil kombinasi terbaik didapatkan
kombinasi DBCA pada Gambar 14 sebagai rata-rata korelasi terbaik dari setiap
inputan sehingga digunakanlah D sebagai proses 1, B sebagai proses 2, C sebagai
proses 3, dan A sebagai proses 4 untuk melakukan 1 putaran.

Gambar 14. Nilai Korelasi Kombinasi

Untuk mennguji Avalanche Effect dalam penelitian ini urutan proses
transposisi digabungkan dengan tabel subtitusi S-Box yang akan di tunjukan pada
Gambar 15.

17

Gambar 15. Rancangan Proses Enkripsi dengan S-box

Gambar 15 menjelaskan tentang proses enkripsi skema transposisi yang
telah digabungkan dengan tabel subtitusi. Alur kerja enkripsi dilakukan dengan cara
plaintext dan kunci yang sudah dalam bentuk biner masuk kedalam proses 1, dari
proses 1 dapat menghasilkan P1 dan K1 dan hasil XOR antara P1 dan K1
disubstitusikan ke tabel S-Box kemudian hasil subtitusi dilanjutkan ke proses
berikutnya sampai pada proses 4 dimana hasil dari proses 4 putaran ke-n
menghasilkan Chipertext.
Untuk menentukan jumlah putaran yang digunakan dalam proses enkripsi
dalam penelitian ini dilakukan dengan cara menguji avalanche effect dari plaintext
dan kunci yang akan digunakan yaitu ERICHFTI, FT1 UK5W, Z dengan kunci
ALZDANNY. Kemudian plaintext akan diubah menjadi ER1CHFTI, DTI UK5W,
M dengan menggunakan kunci yang tetap. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan
jumlah putaran yang akan digunakan dalam desain transposisi (P-Box) dengan nilai
indeks berdasarkan pola Zig-Zag. Menentukan banyaknya putaran dapat ditentukan
dengan melihat titik jenuh pada Avalanche Effect yang dilakukan perulangan
(putaran) sebanyak 20 putaran.

18

70
60
50
40
30

AE 1

20

AE 2

10

AE 3
Putaran 20

Putaran 19

Putaran 18

Putaran 17

Putaran 16

Putaran 15

Putaran 14

Putaran 13

Putaran 12

Putaran 11

Putaran 10

Putaran 9

Putaran 8

Putaran 7

Putaran 6

Putaran 5

Putaran 4

Putaran 3

Putaran 2

Putaran 1

0

Gambar 16. Grafik Avalanche Effect

Pada gambar Grafik pengujian Avalanche Effect yang dilakukan
peningkatan avalanche effect yang tertinggi terjadi pada putaran ke 9 dengan nilai
rata-rata 56.25 %, pencapaian nilai rata-rata tersebut dihasilkan dengan cara
mencari nilai rata-rata dari ke 3 hasil percobaan avalanche effect yang dilakukan.

Gambar 17. Hasil Avalanche Effect secara statistik

19

Setelah melakukan pengujian Avalanche Effect dan melihat hasil yang ada
dalam pengujian. Maka, jumlah putaran yang akan digunakan dalam penelitian ini
yaitu 9 putaran. perbedaan hasil avalanche effect secara visual dan statistik, jumlah
putaran yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan jumlah putaran yang di
hasilkan dari hasil avalanche effect secara statistic sebanyak 9 putaran. Jumlah
putaran yang didapatkan akan dilakukan pengujian Avalanche Effect kembali
menggunakan plaintext DISASTER dan dilakukan perubahan 1 karakter sehingga
menjadi DISCSTER dengan kunci yaitu SRIRAMSR. Didapatkan hasil pengujian
Avalanche Effect dari 9 putaran yaitu 42,1875% dengan perubahan bit sebanyak 27
seperti pada Gambar 18.

Gambar 18. Hasil pengujian Avalanche Effect DISASTER-DISCSTER key SRIRAMSR

20

Gambar 19. Nilai Rata-Rata Korelasi

Tabel 2 Algoritma Proses Enkripsi dan Dekripsi.

PROSES ENKRIPSI (DBCA)
Masukan plaintext
Plaintetext diubah ke ASCII
ASCII diubah ke BINER
Bit BINER dimasukan ke kolom
P1
menggunakan pola masuk Plaintext
Bit P1 ditransposisikan dengan pola Zig-Zag
D
P1 diXOR dengan K1 menghasilkan C1
C1 diubah ke Biner
BINER diubah ke HEXA
HEXA dimasukan kedalam tabel S-BOX
Hasil HEXA invers diubah ke BINER
Biner dimasukkan kedalam kolom P2
menggunakan pola masuk plaintext
Bit P2 ditransposisi menggunakan pola Zig-

PROSES DEKRPSI
Masukan C4
C4 diubah ke ASCII
ASCII diubah ke BINER
Bit BINER dimasukan ke kolom
menggunakan pola masuk Plaintext

P4

C4 diXOR dengan K4
Hasil XOR ditransposisikan terbalik dengan
pola Zig-Zag A menghasilkan P4
Bit P4 diubah ke BINER
BINER diubah ke HEXA
HEXA dimasukan kedalam tabel S-BOX
Hasil HEXA invers diubah ke BINER
BINER dimasukan kedalam kolom C3
menggunakan pola masuk plaintext

21

Zag B
P2 diXOR dengan K2 menghasilkan C2
C2 diubah ke Biner
BINER diubah ke HEXA
HEXA dimasukan kedalam tabel S-BOX
Hasil HEXA invers diubah ke BINER
Biner dimasukkan kedalam kolom P3
menggunakan pola masuk plaintext
Bit P3 ditransposisi menggunakan pola ZigZag C
P3 diXOR dengan K3 menghasilkan C3
C3 diubah ke Biner
BINER diubah ke HEXA
HEXA dimasukan kedalam tabel S-BOX
Hasil HEXA invers diubah ke BINER
Biner dimasukkan kedalam kolom P4
menggunakan pola masuk plaintext
Bit P4 ditransposisi menggunakan pola ZigZag A
P3 diXOR dengan K3 menghasilkan C3
C3 diubah ke Biner
BINER diubah ke HEXA
HEXA dimasukan kedalam tabel S-BOX
Hasil HEXA invers diubah ke BINER
BINER diubah ke ASCII
ASCII diubah ke HEXA

C3 diXORd dengan K3
Hasil XOR ditransposisikan terbalik dengan
pola Zig-Zag C menghasilkan P3
Bit P3 diubah ke BINER
BINER diubah ke HEXA
HEXA dimasukan kedalam tabel S-BOX
Hasil HEXA invers diubah ke BINER
BINER dimasukan kedalam kolom C2
menggunakan pola masuk plaintext
C2 diXORd dengan K2
Hasil XOR ditransposisikan terbalik dengan
pola Zig-Zag B menghasilkan P2
Bit P2 diubah ke BINER
BINER diubah ke HEXA
HEXA dimasukan kedalam tabel S-BOX
Hasil HEXA invers diubah ke BINER
BINER dimasukan kedalam kolom C1
menggunakan pola masuk plaintext
C1 diXORd dengan K1
Hasil XOR ditransposisikan terbalik dengan
pola Zig-Zag D menghasilkan P1
Bit P1 diubah ke BINER
BINER diubah ke HEXA
HEXA dimasukan kedalam tabel S-BOX
Hasil HEXA invers diubah ke BINER
BINER diubah ke ASCII
ASCII diubah ke CHAR

Tabel 2 merupakan algoritma proses enkripsi dan dekripsi. Proses enkripsi
menghasilkan C4 sedangkan proses dekripsi menghasilkan P1.

Algoritma proses Kunci (Key) :
1. Masukan Kunci
2. Kunci diubah ke ASCII
3. ASCII diubah ke BINER
4. Bit BINER dimasukan ke kolom K1 menggunakan pola masuk Kunci
5. Bit Kunci ditransposisikan dengan pola Kunci D
6. Transposisi K1 = K2
7. K2 ditransposisikan menggunakan pola Kunci C
8. Transposisi K2 = K3
9. K3 ditransposisikan menggunakan pola Kunci B
10. Transposisi K3 = K4
11. K4 ditransposisikan menggunakan pola Kunci A
5. Kesimpulan

22

Berdasarkan penelitian dan pengujian terhadap Desain Kotak Transposisi
(P-Box) dengan Nilai Indeks Berasarkan Pola Zig-Zag dan Implementasi pada
Block Cipher dapat disimpulkan: 1) dapat menghasilkan P-Box; 2) Pengujian
avalanche effect menghasilkan jumlah putaran yang akan dipakai yaitu 9 putaran
dengan nilai Avalance Effect rata-rata tertinggi 56,25%; 3) ketika diuji dengan
DISASTER nilai Avalanche Effect pada 9 putaran yaitu 42,1875 dengan 27 bit yang
berubah; 4) nilai rata-rata pengujian avalanche effect berkisar antara 44% – 57%
sehingga dapat dikatakan bahwa kriptosistem ini layak dipakai untuk alternative
menjaga kerahasiaan data; 5) Memiliki nilai korelasi rata-rata yang didapatkan pada
20 putaran adalah -0.3407227, pada 9 putaran senilai -0.3259767 dimana terdapat
selisih sebesar 0.01474, dan berdasarkan Tabel 1 dapat digolongkan sebagai kriteria
korelasi lemah; 6) Dapat menggunakan S-Box karena berpengaruh positif didalam
kriptografi ini.
6. Daftar Pustaka
[1] Ariyus, D., 2006, “Computer Security”, Yogyakarta: C.V Andi Offset.
[2] Ramanujam, S. & Karuppiah, M. 2011, Design an Algorithm with high
Avalanche Effect, International Journal of Computer Science and Network
Security, IJCSNS VOL 11.
[3] Liwandow, V. B. & Wowor A. D. 2015, “Desain Algoritma Berbasis Kubus
Rubik dalam Perancangan Kriptografi Simestris”, Seminar Nasional
Teknologi dan Sistem Informasi (SETISI), Bandung; Universitas Kristen
Maranatha.
[4] Achmad, W., Wowor A. D., Mailoa E. & Pakereng M. A. I., 2015,
Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis pada Teknik Tanam Padi
dan Bajak Sawah, Seminar Nasional Teknologi dan Sistem Informasi
(SETISI), Bandung; Universitas Kristen Maranatha.
[5] Stinson, D. R. 1995, “Cryptography: Thory and Practic”, London: CRC
Press.
[6] Evans, J. D. 1996, “Straightforward statistics for the behavioral sciences.
Pacific Grove”, CA: Brooks/Cole Publishing.
[7] Daemen, J. & Rijmen, V., 2002, “The Design of Rijndael: AES-the Advanced
Encryption Standard”, Springer-Verlag.

23

24