Analisis dan Implementasi Algoritma Kriptografi Playfair Cipher dan Algoritma Kompresi Run Length Encoding Dalam Pengamanan dan Kompresi Data Teks

ANALISIS DAN IMPLEMENTASI ALGORITMA KRIPTOGRAFI
PLAYFAIR CIPHER DAN ALGORITMA KOMPRESI RUN
LENGTH ENCODING DALAM PENGAMANAN DAN
KOMPRESI DATA TEKS

ANANDA DWI PUTRI
121401050

PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

ANALISIS DAN IMPLEMENTASI ALGORITMA KRIPTOGRAFI PLAYFAIR
CIPHER DAN ALGORITMA KOMPRESI RUN LENGTH ENCODING
DALAM PENGAMANAN DAN KOMPRESI DATA TEKS

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Sarjana Ilmu Komputer

ANANDA DWI PUTRI
121401050

PROGRAM STUDI S-1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMI KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul

: ANALISIS DAN IMPLEMENTASI ALGORITMA

PLAYFAIR

CIPHER

DAN

ALGORITMA

KOMPRESI
RUN

LENGTH

ENCODING

DALAM

PENGAMANAN
DAN KOMPRESI DATA TEKS.
Kategori

: KRIPTOGRAFI

Nama

: ANANDA DWI PUTRI

Nomor Induk Mahasiswa

: 121401050

Program Studi

: S-1 ILMU KOMPUTER

Fakultas

:ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Herriyance, ST, M.Kom

Dian Rachmawati, S.Si., M.Kom

NIP. 198010242010121002

NIP. 198307232009122004

Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,

Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP. 196202171991031001

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

ANALISIS DAN IMPLEMENTASI ALGORITMA KRIPTOGRAFI PLAYFAIR
CIPHER DAN ALGORITMA KOMPRESI RUN LENGTH ENCODING
DALAM PENGAMANAN DAN KOMPRESI DATA TEKS

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

Medan, Mei 2016

Ananda Dwi Putri
121401050

Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah senantiasa memberikan
rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini
tepat waktu, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, pada Program
Studi S1 Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi
Universitas Sumatera Utara. Tak lupa shalawat beriring salam penulis hadiahkan
kepada Nabi Besar Muhammad SAW yang syafa‟atnya kita harapkan di hari akhir
kelak.

Penyusunan dan penulisan skripsi ini dapat terselesaikan berkat dukungan,
bimbingan dan bantuan banyak pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis
ingin mengucapkan rasa terima kasih dan penghargaan kepada :

1.

Prof. Dr. Runtung Sitepu, SH, M.Hum selaku Rektor Universitas Sumatera

Utara.

2.

Prof. Opim Salim Sitompul, M.Sc sebagai Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan
Teknologi Informasi.

3.

Dr. Poltak Sihombing, M.Kom sebagai Ketua Program Studi S1 Ilmu
Komputer.

4.

Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi Ilmu
Komputer.

5.

Ibu Dian Rachmawati, S.Si., M.Kom selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak

Herriyance, ST, M.Kom selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan
waktu, tenaga, dan pikiran dalam membimbing, mengarahkan, menasehati,
memotivasi, dan menyemangati penulis agar dapat menyelesaikan skripsi ini.

6.

Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku dosen Pembanding I dan Bapak Amer
Sharif, S.Si., M.kom selaku dosen Pembanding II yang telah memberikan
kritik dan saran yang membangun terhadap skripsi ini.

7.

Seluruh staf pengajar dan pegawai Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi
Informasi.

Universitas Sumatera Utara

8.

Yang teristimewa kepada ibunda tercinta Rusmiati S.pd yang selalu

memberikan do‟a, motivasi, dan menjadi sumber semangat bagi penulis dalam
segala hal.

9.

Kakak dan Adik tersayang Suci Wahyulan Sari dan Andika Wafi Rizaldi yang
selalu memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

10. Sahabat-sahabat terhebat Rahma Isnaini Masya, Ilmi Harahap, Rodiyah Aini
Manurung, Tristania Marcellina, Nurul Utami Marza yang selalu menemani,
membantu dan memberi motivasi kepada penulis.
11. Farid Akbar yang selalu memberikan perhatian, bantuan, semangat serta
dukungannya kepada penulis.
12. Teman – teman seperjuangan mahasiswa S-1 Ilmu Komputer stambuk 2012
yang selalu memberi dukungan.
13. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat
penulis ucapkan satu per satu yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini.

Penulis berharap semoga Allah SWT membalas kebaikan dari semua pihak yang telah
banyak membantu serta memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis

menyadari

bahwa

skripsi

ini

masih

memiliki

banyak

kekurangan

dan

ketidaksempurnaan, oleh karena itu penulis bersedia menerima kritik dan saran dari
pembaca dalam upaya perbaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi

penulis dan pembaca, akhir kata penulis ucapkan terima kasih.

Medan,

Mei 2016

Penulis

Ananda Dwi Putri

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Komunikasi dan bertukar informasi secara jarak jauh sudah sangat mudah dan
praktis. Kemudahan ini menuntut peningkatan keamanan terhadap kerahasiaan data
yang dikirim. Kriptografi adalah salah satu cara yang digunakan untuk menjaga
kerahasian dari sebuah pesan, dimana pesan disamarkan menjadi sandi. Selain
keamanan data yang perlu diperhatikan juga adalah kecepatan dalam pengiriman data
tersebut. Kecepatan pengiriman ini tergantung dari ukuran informasi tersebut.
Kompresi adalah proses pengubahan sekumpulan data menjadi bentuk kode dengan
tujuan untuk menghemat kebutuhan tempat penyimpanan dan waktu untuk transmisi
data. Dalam penelitian ini penulis mengkombinasi algoritma kriptografi Playfair
Cipher dengan algoritma kompresi Run Length Encoding, serta menganalisa kedua
algoritma menggunakan kompleksitas algoritma. waktu eksekusi pesan dengan 16
karakter adalah 0.54423 sekon, waktu eksekusi pesan dengan 78 karakter adalah
1.14617 sekon, dan waktu eksekusi pesan dengan 189 karakter adalah 1.51715
sekon. Hasil pengujian proses kompresi string Homogen dengan kompresi rasio ratarata sebesar 33.83% dan sring Heterogen dengan kompresi rasio rata-rata sebesar
15,54%. Dapat disimpulkan jumlah karakter pada pesan berbanding lurus terhadap
waktu.
Kata Kunci : Kriptografi, Playfair Cipher, Kompresi, Run Length Encoding.

Universitas Sumatera Utara

ANALYSIS AND IMPLEMENTATION PLAYFAIR CIPHER
CRYPTOGRAPHY ALGORITHM AND RUN LENGTH
ENCODING COMPRESSION ALGORITHM IN TEXT
DATA SECURITY AND COMPRESSION

Communication and information exchange in long distance have been very simple
and practical. This simplicity demands security increment toward data privacy that is
sent. Cryptography is one of some techniques which is used to keep message privacy,
which is, message is encrypted to be ciphertext. Besides data security, point that also
need to be concerned is speed of data transmission. Speed of data transmission
depends on size of that data. Compression is conversion process of data set to be
code form that purposed to decrease memory usage and time of transmission data. In
this experiment, writer combines Playfair Cipher cryptography algorithm with Run
Length Encoding compression algorithm, and analyze both of algorithm by using
algorithm complexity. Execution time for 16 characters is 0.54423 second, execution
time for 78 characters is 1.14617 second, and execution time for 189 characters is
1.51715 second. The result of research show that the compression process of
Homogeneous String with the average of compression ratio is 42.39 %, and the
compression process of Heterogeneous String with the average of compression ratio
is 84.36 %. So it can be concluded that amount of character in message is directly
propotional to the time.
Keywords : Cryptography, Playfair Cipher, Compression, Run Length Encoding.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Hal.
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Bab 1

Bab 2

Bab 3

ii
iii
iv
vi
vii
viii
x
xi

Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Ruang Lingkup Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Metodologi Penelitian
1.7 Sistematika Penulisan

1
2
3
3
3
4
5

Landasan Teori
2.1 Kriptografi
2.1.1 Pengertian Kriptografi
2.1.2 Jenis-jenis Algoritma Kriptografi
2.1.2.1 Algoritma Simetris
2.1.2.2 Algoritma Asimetris
2.2 Playfair Cipher
2.3 Kompresi Data
2.4 Run Length Encoding
2.5 Kompleksitas Algoritma
2.6 Penelitian yang Relevan

6
6
8
8
8
9
13
15
15
18

Analisis dan Perancangan
3.1 Analisis Sistem
3.1.1 Analisis Masalah
3.1.2 Analisis Kebutuhan
3.1.2.1 Kebutuhan Fungsional
3.1.2.2 Kebutuhan Nonfungsional
3.2 Perancangan Sistem
3.2.1 Flowchart
3.2.4.2 Flowchart Enkripsi Playfair Cipher
3.2.4.2 Flowchart Kompresi RLE
3.2.4.3 Flowchart Dekripsi Playfair Cipher
3.2.4.2 Flowchart Dekompresi RLE
3.2.4.4 Flowchart Sistem
3.2.2 Use Case Diagram
3.2.3 Activity Diagram

19
19
21
21
21
22
22
23
24
25
26
27
27
30

Universitas Sumatera Utara

3.2.4
3.3

Bab 4

Bab 5

Sqeuence Diagram

32

Perancangan Antarmuka
3.3.1 Halaman Beranda
3.3.2 Halaman Enkripsi-Kompresi
3.3.3 Halaman Dekripsi-Dekompresi
3.3.4 Halaman Tentang
3.2.5 Halaman Bantuan

33
33
34
36
38
39

Implementasi dan Pengujian
4.1 Implementasi
4.1.1 Halaman Beranda
4.1.2 Halaman Proses
4.1.3 Halaman Tentang
4.1.4 Halaman Bantuan
4.2 Pengujian
4.2.1 Pengujian Proses Enkripsi-Kompresi
4.2.2 Pengujian Proses Dekompresi-Dekripsi
4.2.3 Pengujian Proses Kompresi-Enkripsi
4.2.4 Pengujian Proses Dekripsi-Dekompresi
4.2.5 Hasil Pengujian Algoritma Terhadap Waktu
4.2.6 Pengujian Kompleksitas Algoritma

40
40
41
44
44
45
46
50
52
54
56
59

Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

63
64

Daftar Pustaka

65

Listing Program

A-1

Curriculum Vitae

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

TABEL 2.1. Contoh Matriks Kunci „ILKOM‟
TABEL 2.2. Contoh Matriks Kunci
TABEL 2.3. Matriks Kunci 4 Huruf disekitar Huruf „A‟ Sebelum diputar
TABEL 2.4. Matriks Kunci 4 Huruf disekitar Huruf „A‟ Setelah diputar
TABEL 2.5. Matriks Kunci 4 Huruf disekitar Huruf „N‟ Sebelum diputar
TABEL 2.6. Matriks Kunci 4 Huruf disekitar Huruf „N‟ Setelah diputar
TABEL 2.7. Format Kode Karakter Berulang
TABEL 2.8. Perbandingan Pertumbuhan fungsi f dan g
TABEL 3.1. Spesifikasi Use Case Enkripsi Pesan
TABEL 3.2. Spesifikasi Use Case Kompresi Pesan
TABEL 3.3. Spesifikasi Use Case Dekompresi Pesan
TABEL 3.4. Spesifikasi Use Case Dekripsi Pesan
TABEL 4.1. Karakter ASCII yang digunakan
TABEL 4.2. Matriks Kunci
TABEL 4.3. Matriks 4 Huruf disekitar Huruf „M‟ Setelah diputar
TABEL 4.4. Matriks 4 Huruf disekitar Huruf „A‟ Setelah diputar
TABEL 4.5. Matriks Hasil Perputaran „M‟ dan „A‟
TABEL 4.6. Matriks Hasil disekitar „4‟ Setelah diputar
TABEL 4.7. Matriks Hasil disekitar „A‟ Setelah diputar
TABEL 4.8. Matriks Hasil Perputaran „4‟ dan „A‟
TABEL 4.9. Pengujian Terhadap Waktu Proses
TABEL 4.10. Hasil Pengujian String Homogen
TABEL 4.11. Hasil Pengujian String Heterogen
TABEL 4.12. Kompleksitas Algoritma Enkripsi Playfair Cipher
TABEL 4.13. Kompleksitas Algoritma Kompresi RLE
TABEL 4.14. Kompleksitas Algoritma Dekripsi Playfair Cipher
TABEL 4.15. Kompleksitas Algoritma Dekompresi RLE

Hal.
9
11
12
12
13
13
15
17
28
29
29
30
45
47
47
48
50
52
53
55
56
59
59
59
60
61
62

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Hal.
GAMBAR 2.1.
GAMBAR 2.2.
GAMBAR 2.3.
GAMBAR 2.4.
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 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.

Skema Proses Enkripsi dan Dekripsi
Skema Kriptografi Simetris
Skema Kriptografi Asimetris
Grafik fungsi f dan g
Diagram Ishikawa Masalah Penelitian
Flowchart Enkripsi Playfair Cipher
Flowchart Kompresi RLE
Flowchart Dekripsi Playfair Cipher
Flowchart Dekompresi RLE
Flowchart Sistem
Use Case Diagram
Activity Diagram Enkripsi-Kompresi
Activity Diagram Dekompresi-Dekripsi
Sequence Diagram Sistem
Rancangan Antarmuka Beranda
Rancangan Antarmuka Enkripsi-Kompresi
Rancangan Antarmuka Dekompresi-Dekripsi
Rancangan Antarmuka Tentang
Rancangan Antarmuka Bantuan
Antar Muka Menu Utama
Antar Muka Enkripsi-Kompresi
Antar Muka Dekompresi-Dekripsi
Antar Muka Kompresi-Enkripsi
Antar Muka Dekripsi-Dekompresi
Antar Muka Tentang
Antar Muka Bantuan
Tampilan Pengujian Enkripsi-Kompresi
Tampilan Pengujian Dekompresi-Dekripsi
Tampilan Pengujian Kompresi - Enkripsi
Tampilan Pengujian Dekripsi-Dekompresi
Grafik Hubungan Panjang Plainteks dengan Waktu

6
8
9
17
20
23
24
25
26
27
28
31
32
33
34
35
37
38
39
40
41
42
43
43
44
45
49
51
54
56
58

Universitas Sumatera Utara