perancangan kriptografi block cipher 64 bit berbasis pada...

Perancangan Kriptografi Block Cipher 64 Bit

Berbasis Pada Pola Formasi Sepak Bola 3-5-2

Artikel Ilmiah

Peneliti :

Tryanto Karinda (672011154)

Magdalena A. Ineke Pakereng, M.Kom.

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Mei 2017

ii



Artikel Ilmiah

Diajukan Kepada


Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Peneliti :

Tryanto Karinda (672011154)

Magdalena A. Ineke Pakereng, M.Kom.

Program Studi Teknik Informatika



Salatiga

Mei 2017

xi



1Tryanto Karinda, 2Magdalena A. Ineke Pakereng



Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia

Email: 1)[email protected], 2)[email protected]

Abstract

Cryptography is the study of techniques for secure data, and cryptography is

indispensableto increase the secure of data, therefore cryptography have to be always

upgraded. This research examine cryptography block cipher 64 bit with a football

formation pattern 3-5-2 in 5 times process of encryption and decryption.

The result of each round has a weak correlation value and is capable of producing

random ciphertext with Avalanche Effect testing reaching 48.5%. So a cryptographic

block cipher algorithm based on 3-5-2 football formation patterns can be used in

securing data.

Keywords: Cryptography,Cipher Block, 3-5-2 Football Formation Patterns

Abstrak

Kriptografi merupakan ilmu yang digunakan untuk menjaga dan mengamankan data,

dan kriptografi sangat dibutuhkan untuk meningkatkan kerahasiaan data, sehingga

kriptografi perlu untuk terus dikembangkan. Dalam penelitian ini dikembangkan

kriptografi block cipher 64 bit dengan pola formasi sepak bola 3-5-2 dengan proses

putaran sebanyak 5 (lima) kali pada proses enkripsi dan dekripsi. Hasil setiap putaran

memiliki nilai kolerasi lemah dan mampu menghasilkan ciphertext yang acak dengan

pengujian Avalanche Effect mencapai 48,5% Sehingga algoritma kriptografi block

cipher berbasis pada pola formasi sepak bola 3-5-2 dapat digunakan dalam

mengamankan data. Kata Kunci: Kriptografi, Block Cipher, Pola Formasi Sepak Bola 3-5-2

1)Mahasiswa Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya

Wacana. 2)Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana.

1

1. Pendahuluan

Perkembangan teknologi yang semakin maju di era globalisasi saat ini,

kebutuhan akan suatu informasi sekarang ini mencakup hampir disegala ruang

lingkup kehidupan, dimana setiap lapisan masyarakat maupun organisasi ingin

meningkatkan kebutuhan akan kerahasiaan data dengan akurat dan relavan, namun

dalam kenyataannya hal tersebut terkadang tidak sesuai dengan keinginan dan

harapan, dikarenakan kurang atau terbatasnya suatu tingkat keamanan yang baik

untuk menjaga kerahasiaan data.

Kriptografi (cryptography) merupakan ilmu dan seni penyimpanan pesan, data,

atau informasi secara aman. Kriptografi (Cryptography) berasal dari bahasa Yunani

yaitu dari kata Crypto dan Graphia yang berarti penulisan rahasia [1]. Kriptografi

merupakan bagian dari suatu cabang ilmu matematika yang disebut Cryptology.

Dalam mengenkripsi dan mendekripsi data, kriptografi membutuhkan suatu algoritma

(cipher) dan kunci (key). Cipher adalah fungsi matematika yang digunakan untuk

mengenkripsi dan mendekripsi. Sedangkan kunci merupakan sederetan bit yang

diperlukan untuk mengenkripsi dan mendekripsi data. Kriptografi sangat berperan

penting dalam keamanan informasi saat ini, mulai dari percakapan melalui telepon

genggam, transaksi di bank, sampai aktivasi peluru kendali pun menggunakan

kriptografi [2].

Block Cipher merupakan suatu algoritma yang mana input dan output-nya

berupa satu blok dan terdiri dari beberapa bit (1 blok terdiri dari 64 bit atau 128 bit).

Block cipher mempunyai banyak aplikasi, aplikasi tersebut digunakan untuk

memberikan layanan confidential (kerahasiaan), integritas data atau authentication

(pengesahan pengguna), dan juga dapat memberikan layanan key stream generator

untuk stream cipher [3].

Terdapat dua konsep utama dalam kriptografi yaitu enkripsi yang merupakan

proses mengubah data yang dikirim (Plaintext) menjadi sandi (Ciphertext) dan

dekripsi yang merupakan kebalikan dari enkripsi dimana ciphertext diubah kembali

menjadi plaintext [4].

Algoritma yang digunakan dalam penelitian ini adalah algoritma block cipher

64 bit dengan menggunakan pola formasi sepak bola 3-5-2. Formasi tersebut

mempunyai tujuan agar kriptografi ini dapat menunjukkan ciri khas dari sebuah

permainan Sepak Bola dalam sebuah team dan pola yang digunakan (Formasi 3-5-2)

dipakai dalam proses pengambilan bit sehingga dapat menyembunyikan kerahasiaan

data dengan lebih baik

2

2. Tinjauan Pustaka

Pada penelitian sebelumnya yang menjadi acuan dalam penelitian ini terkait

Kriptografi ada berbagai metode yang telah dilakukan. Salah satunya dalam

penelitian berjudul “Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pola Formasi

Futsal 1-2-1”. Dalam penelitian ini membahas tentang sebuah metode kriptografi

Block Cipher dengan rancangan formasi khusus dalam dunia futsal yang biasa disebut

tiga satu dan dapat membuktikan bahwa pola ini dapat menyembunyikan kerahasiaan

data dengan sangat baik [5].

Penelitian selanjutnya yang berjudul “Pengaruh S-Box Advance Encryption

Standard (AES) pada Perubahan Ciphertext terhadap Perancangan Kriptografi Block

Cipher 64 Bit Berbasis Pola Huruf U“. Membahas mengenai algoritma kriptografi

dengan pendekatan block cipher berbasis 64 bit dengan pola huruf U sebagai pola

pengambilan bit-bit sebanyak 8 bit. Dimana juga terdapat pengaruh S-Box pada

perubahan ciphertext. Pola huruf U digunakan karena dapat memenuhi bit-bit pada

blok-blok yang ada yaitu 64 bit serta adanya transposisi pada pola huruf U [6].

Penelitian selanjutnya yang berjudul “Perancangan Kriptografi Block Cipher

Berbasis Pola Alat Musik Tifa Papua”. Dalam penelitian ini, membahas mengenai

kriptografi simetris yang mengenkripsi satu blok plaintext dengan jumlah bit tertentu

dan menghasilkan blok ciphertext dengan jumlah bit yang sama, sedangkan pola yang

digunakan (alat musik tifa Papua) dipakai dalam proses pengambilan bit [7].

Berdasarkan penelitian-penelitian yang sudah ada terkait perancangan

algoritma kriptografi blockcipher maka dilakukan penelitian yang berjudul

“Perancangan Kriptografi Block Cipher 64 Bit Berbasis Pada Pola formasi Sepak

Bola 3-5-2. Pada penelitian ini proses enkripsi dilakukan sebanyak lima (5) putaran

untuk melihat hasil dari keacakan ciphertext.

Permutasi berpengruh pada saat enkripsi tertentu yang sudah pasti rahasia,

karena permutasi tersebut adalah fungsi dari kunci rahasia. Jika pengguna

menggunakan satu block cipher untuk mengenkrip satu pesan dengan panjang

sembarang, pengguna menggunakan teknik yang dikenal sebagai modus operasi

untuk block cipher tersebut [8].

Skema proses enkripsi dan dekripsi block cipher secara umum digambarkan

pada Gambar 1.

3

Gambar 1 Skema Proses Enkripsi dan Dekripsi Pada Block Cipher[3].

Misalkan blok plainteks (P) yang berukuran n bit

npppP ,, 21 (1)

Blok ciphertext (C) maka blok C adalah

ncccC ,,, 21 (2)

Kunci (K) maka kunci adalah

nkkkK ,, 21 (3)

Sehingga proses Enkripsi adalah

CPEK (4)

Proses dekripsi adalah

PCDK (5)

Kriptografi harus melalui uji kriptosistem terlebih dahulu yang diuji dengan

metode Stinson. Sebuah sistem kriptografi harus memenuhi lima-tupel (Five-tuple)

(P, C, K, E , D) dengan kondisi [9] :

1. P adalah himpunan berhingga dari plainteks,

2. C adalah himpunan berhingga dari ciphertext,

3. K merupakan ruang kunci (keyspace), adalah himpunan berhingga dari kunci,

4

4. Untuk setiapk K,terdapat aturan enkripsiekEdan berkorespodensi dengan

aturan dekripsidkD.Setiapek : PCdan dk : C P adalah fungsi sedemikian

hingga dk(ek(x))= x untuk setiap plainteks xP.

Sehingga Untuk setiap 𝑘𝜖𝑲, terdapat aturan enkripsi 𝑒𝑘𝑬dan

berkorespondensi dengan aturan dekripsi 𝑑𝑘𝜖𝑫. Setiap 𝑒𝑘: 𝑷 → 𝑷dan dk:𝑪 → 𝑷

adalah fungsi sedemikian hingga 𝑑𝑘(𝑒𝑘(𝑥)) = 𝑥 untuk setiap plainteks 𝑥𝜖𝑷.

Untuk menguji nilai algoritma yang dirancang memiliki hasil ciphertext yang

acak dari plaintext maka digunakan Persamaan 6, dimana variable X merupakan

plaintext dan Y merupakan ciphertext.

𝑟 =nΣxy – (Σx) (Σy)

√{nΣx² – (Σx)²} {nΣy² – (Σy)²} (6)

Dimana:

n = Banyaknya pasangan data X dan Y

Σx = Total jumlah dari variabel X

Σy = Total jumlah dari variabel Y

Σx2 = Kuadrat dari total jumlah variabel X

Σy2 = Kuadrat dari total jumlah variabel Y

Σxy = Hasil perkalian dari total jumlah variabel X dan variabelY

Untuk mengetahui nilai keacakan dari hasil enkripsi antara ciphertextdengan

plaintext 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<xi+1 dimana i = 1…n. Data tersebut dapat divisualisasikan ke dalam

koordinat Cartesius untuk setiap x sebagai variabel bebas dan y atau kadang ditulis

sebagai f(x) sebagai variabel tak bebas. Untuk menentukan diferensiasi data pada dua

titik maka persamaan yang dapat dibentuk seperti persamaan 7.

)(

)(

ba

ab

xx

yy

x

y

(7)

Skema enkripsi dan dekripsi dengan block cipher ditunjukkan pada Gambar 1.

Setiap proses enkripsi maupun dekripsi dilakukan dalam bentuk blok-blok. Kunci

yang digunakan pada tiap blok adalah kunci yang sama.

5

Pengujian statistika dengan menggunakan korelasi untuk mengukur kekuatan

hubungan dua variable. Untuk memudahkan menentukan kuat lemahnya hubungan

antara variabel yang diuji maka dapat digunakan Tabel 1.

Tabel 1 Klasifikasi Koefisien Korelasi

Interval Koefisien Tingkat Hubungan

0,00 – 0,199 Sangat Rendah

0,20 – 0,399 Rendah

0,40 – 0,599 Sedang

0,60 – 0,799 Kuat

0,80 – 1,000 Sangat Kuat

3. Metode Penelitian

Perancangan kriptografi ini akan diselesaikan melalui beberapa tahapan

penelitianyaitu: (1) Identifikasi Masalah, (2)Pengumpulan Data, (3) Perancangan

Kriptografi, (4) Uji Kriptografi,dan (5) Penulisan Laporan.

Gambar 2 Tahapan Penelitian

Identifikasi Masalah

Pengumpulan Data

Perancangan Kriptografi

Uji Kriptografi

Penulisan Laporan

6

Tahapan penelitian pada Gambar 2, dapat dijelaskan sebagai berikut : Tahap

Identifikasi masalah : pada tahapan ini dilakukan analisa terhadap masalah yang ada,

dan tentang apa saja yang dibutuhkan dalam menyelesaikan perancangan kriptografi

ini. Batasan masalah yang dibahas dalam perancangan kriptografi berbasis pola

formasi sepak bola 3-5-2, yaitu : 1 Plaintext dan kunci dibatasi maksimal 8 karakter;

2) Block-block yang digunakan pada perancangan kriptografi block cipher ini

menggunakan block 8x8 (64-bit); Tahap pengumpulan data : Dalam tahap ini

dilakukan pengumpulan data yaitu menemukan pola yang akan digunakan dalam

proses perancangan kriptografi block cipher dan mengumpulkan data dari penelitian

sebelumnya; Tahap Perancangan Kriptografi : Pada tahap ini akan dirancang

kriptografi menggunakan pola formasi sepak bola 3-5-2 kemudian membuat

rancangan enkripsi dan dekripsi, enkripsi pada kunci dibuat sesuai alur yang telah

ditentukan pada kunci; Tahap pengujian kriptografi : Pada tahap ini akan dilakukan

pengujian tentang kriptografi yang sudah dirancang, serta menguji korelasi dari tiap

pola yang ada.

Dalam penelitian ini, perancangan kriptografi block cipher 64 bit berbasis

pola formasi sepak bola 3-5-2 dibuat kombinasi sebanyak 24 kombinasi yang terdiri

dari kombinasi A, B, C, D. Proses enkripsi sendiri dilakukan dalam 5 (lima) putaran,

yang ditunjukkan dalam Gambar 3.

Gambar 3Rancangan Alur Proses Putaran Enkripsi

7

Gambar 3 merupakan rancangan alur proses enkripsi pada perancangan

kriptografi block cipher berbasis pola formasi sepak bola 3-5-2. Langkah-langkah

proses enkripsi dapat dijabarkan sebagai berikut: a) Menyiapkan plaintext; b)

Mengubah plaintext menjadi biner sesuai dalam tabel ASCII; c) Dalam rancangan

enkripsi plaintext dan kunci akan melewati empat proses pada setiap putaran: 1)

Putaran pertama pengambilan bit Plaintext (P1) melakukan transformasi dengan pola

formasi sepak bola 3-5-2 dan di-XOR dengan Kunci 1 (K1) menghasilkan Plaintext 2

(P2); 2) Plaintext 2 (P2) melakukan transformasi dengan pola formasi sepak bola 3-5-

2 dan di-XOR dengan Kunci 2 (K2) menghasilkan Plaintext 3 (P3); 3) Plaintext 3

(P3) melakukan transformasi dengan pola sepak bola 3-5-2 dan di-XOR dengan

Kunci 3 (K3) sehingga menghasilkan Plaintext 4 (4); 4) plaintext 4 (P4) di-XOR

dengan Kunci 4 (K4) kemudian hasil XOR ditransformasikan lagi dengan table

substitusi S-Box sehingga menghasilkan ciphertext 4; 5) Ciphertext 4 (C4) masuk

pada putaran berikutnya sampai putaran ke 5 dengan alur proses yang sama dengan

putaran pertama, dan hasil Ciphertext 4 putaran 5 merupakan Ciphertext (C) final.

4 Hasil dan Pembahasan

Pada bagian ini akan membahas secara rinci mengenai perancangan algoritma

kriptografi block cipher 64 bit berbasis pada pola formasi sepak bola 3-5-2. Pada

Bagian ini juga akan membahas tentang proses enkripsi dan dekripsi. Teknik proses

enkripsi melibatkan tabel subtitusi untuk memperbesar analisis avalanche effect.

Dalam algoritma ini pola formasi sepak bola 3-5-2 digunakan dalam proses

pengambilan bit. Pembuatan pola formasi 3-5-2 dapat dilihat dalam Gambar 4.

Pengambilan bit pada Pola A Pengambilan bit pada Pola B

8

Pengambilan bit pada Pola C Pengambilan bit pada Pola D

Gambar 4 Rancangan Pola Formasi Sepak Bola 3-5-2

Gambar 4 menjelaskan tentang pengambilan bit-bit yang terlewati pada pola

formasi 3-5-2. Cara pengambilan bit-bit tersebut mengikuti angka 1 sampai dengan

angka 64. Dimulai dengan blok berwarna merah, kemudian warna hijau, dilanjutkan

ke warna ungu, dilanjutkan ke warna merah muda, dan selanjutnya ke warna biru.

Dan block yang berwarna putih untuk pengambilan bit sisa diluar dari pola 3-5-2.

Dalam proses enkripsi dan deskripsi juga terdapat pola pemasukan bit

kedalam blok-blok plainteks dan kunci. Ada 4 pola pemasukan bilangan yang

digunakan sebagai alur pemasukan bilangan pada proses ini, dapat dilihat dalam

Gambar 5, Gambar 6, Gambar 7, dan Gambar8.

Gambar 5 Proses Pemasukan Bit (P1) Gambar 6 Proses Pemasukan Bit (P2)

Gambar 7 Proses Pemasukan Bit (P3) Gambar 8 Proses Pemasukan Bit (P4)

9

Pola pemasukan bit untuk pola A (proses 1), pola B (proses 2), pola C (proses

3), dan pola D (proses 4). Proses pemasukan bit yang pertama yaitu bit diambil dan

dimasukkan dari kiri ke kanan dan pemasukkan bit ini berada di proses 1. Pada proses

berikutnya bit yang masuk dari atas ke bawah, proses 3 menggunakan pemasukan

bilangan dari kanan ke kiri dan proses 4 pemasukan bilangannya dari bawah ke atas

seperti yang sudah ditunjukkan oleh Gambar 5 sampai Gambar 8.

Alur proses enkripsi telah dijelaskan di pembahasan sebelumnya yaitu pada

bagian metode dan perancangan algoritma. Proses dari setiap kombinasi dapat

menghasilkan kombinasi plaintext sebanyak 24 kombinasi dan kunci ABCD agar

dapat mengetahui nilai korelasi atau keterkaitan antara ciphertext dan plaintext.

Tabel 2 Hasil Kombinasi Pola

KOMBINASI

POLA NILAI KORELASI POLA NILAI KORELASI

A-B-C-D 0.136949291 C-A-B-D -0.06564861 A-B-D-C -0.457516531 C-A-D-B -0.231021383 A-C-B-D 0.09251155 C-B-A-D -0.10455052 A-C-D-B -0.193197121 C-B-D-A -0.037090052 A-D-B-C - 0.488066007 C-D-A-B -0.341487301 A-D-C-B -0.438427285 C-D-B-A -0.273200765 B-A-C-D 0.577399136 D-A-C-B -0.666022146 B-A-D-C -0.341487301 D-A-B-C -0.666022146 B-C-A-D -0.10455052 D-B-A-C -0.22287943 B-C-D-A -0.039098283 D-B-C-A -0.041329038 B-D-A-C -0.341487301 D-C-A-B -0.139664188 B-D-C-A -0.273200765 D-C-B-A 0.109182389

Tabel 2 menunjukkan bahwa urutan kombinasi pola dengan nilai korelasi

yang terbaik terdapat pada urutan pola kombinasi C-B-D-A dengan nilai korelasinya

mendekati 0.

Berdasarkan pola-pola yang sudah dirancang, dilakukan pengujian korelasi

atau nilai keterikatan antara plaintext dan ciphertext dengan menkombinasikan urutan

pola untuk mendapatkan rata-rata korelasi terbaik. Pengujian dilakukan dengan

menggunakan 3 (tiga) contoh plaintext yang berbeda yaitu:

- gbipUKSW

- F4KULT4$

- I@A4”.x>

menggunakan kunci : mAiP2472

10

Berdasarkan hasil pengujian korelasi dengan mengganti plaintext dengan karakter

yang berbeda, maka hasil rata-rata korelasi terbaik yang akan digunakan sebagai

acuan untuk perancangan proses enkripsi.

Tabel 3 Tabel Rata-Rata Hasil Korelasi

RATA-RATA NILAI KORELASI

POLA RATA-RATA POLA RATA-RATA

A-B-C-D 0.05607848 C-A-B-D -0.290855051

A-B-D-C -0.073973213 C-A-D-B -0.202896089

A-C-B-D 0.183819708 C-B-A-D 0.138672634

A-C-D-B -0.158897496 C-B-D-A 0.126523983

A-D-B-C -0.183052365 C-D-A-B -0.0327015772

A-D-C-B -0.454922498 C-D-B-A -0.226188722

B-A-C-D 0.20899247 D-A-C-B -0.571975854

B-A-D-C -155453557.2 D-A-B-C -0.571975854

B-C-A-D 0.138672634 D-B-A-C -0.365296066

B-C-D-A 0.137655527 D-B-C-A -0.112876674

B-D-A-C -0.327015662 D-C-A-B -0.49431708

B-D-C-A -0.22618872 D-C-B-A 0.144552776

Tabel 3 menunjukkan bahwa setelah mendapatkan urutan proses kombinasi yang

terbaik dari pengujian hasil rata-rata korelasi, didapatkan rata-rata hasil korelasi

terbaik yaitu 0.05607848 dengan urutan proses plaintext A-B-C-D. Kombinasi ini

pun akan dilanjutkan ke dalam konsep kerja enkripsi algoritma kriptografi sampai

putaran ke-5 untuk menghasilkan ciphertext.

Sebelumnya sudah dijelaskan bahwa perancangan algoritma kriptografi Block

Cipher 64 bit berbasis pola formasi sepak bola 3-5-2 ini hanya dilakukan dalam 5

putaran untuk mendapatkan ciphertext dan dalam setiap putaran terdapat 4 (empat)

proses. Proses enkripsi secara umum dapat dilihat pada Gambar 3. Proses pertama

plaintext dan kunci dikonversi menjadi ASCII kemudian diubah ke bilangan biner.

Plaintext kemudian dimasukkan ke dalam kolom matriks 8 x 8 menggunakan pola

11

pemasukan bit dan dilakukan pengambilan dengan pola formasi sepak bola 3-5-2

pada setiap proses.

Gambar 9 Tabel Subtitusi S-Box

Gambar 9 merupakan tabel substitusi S-box yang digunakan dalam proses

enkripsi. Cara pensubstitusian adalah sebagai berikut: untuk setiap byte pada array

state, misalkan S[r, c] = xy, yang dalam hal ini xy adalah digit heksadesimal dari nilai

S[r, c], maka nilai substitusinya, dinyatakan dengan S’[r, c], adalah elemen di dalam

S-box yang merupakan perpotongan antara baris x dengan kolom y.

Misalnya S[0, 0] = 19,maka S’[0, 0] = d4.

Tabel 4 Hasil Setiap Putaran

Putaran Ciphertext

Putaran 1 BF53523BE3CAC5B8

Putaran 2 4B0F298C0CC1A824

Putaran 3 26075CE593D104C7

Putaran 4 0C00E9D950813352

Putaran 5 1329AA633CF7C76C

Tabel 4 merupakan hasil enkripsi dari setiap putaran. Hasil dari putaran 5

12

merupakan final ciphertext. Nilai korelasi antara plaintext dan ciphertext dapat

digunakan untuk mengukur seberapa acak hasil enkripsi ciphertext dengan plaintext.

Proses dekripsi merupakan kebalikan dari proses enkripsi atau suatu proses

untuk mengembalikan ciphertext menjadi plaintext awal. Proses dekripsi yang dibuat

harus sesuai dengan urutan pola pada tiap proses agar pesan yang sudah dirubah

kedalam ciphertext dapat kembali ke plaintext.

Gambar 10 Konsep Proses Dekripsi

Gambar 10 menjelaskan alur proses pengembalian ciphertext ke plaintext.

Untuk mengembalikan pesan enkripsi ke pesan asli, perlu dilakukan tahapan-tahapan

sesuai Gambar 10, dimana antara kunci di proses 4 (K4) dengan Plaintext 4 (P4) di-

XOR sehingga mendapatkan Ciphertext 3 (C3) selanjutnya selanjutnya kunci dari

proses 3 (K3) di-XOR lagi dengan Plaintext 3 (P3) sehingga menghasilkan

Ciphertext 2 (C2), proses ini dilakukan terus sebanyak 5 (lima) putaran sesuai jumlah

putaran yang digunakan dalam perancangan sehingga akan mengembalikan

Ciphertext kedalam Plaintext.

13

Gambar 11 Pemasukan Bit pada Proses Dekripsi

Gambar 11 menjelaskan tentang proses pemasukan per 8 bit kedalam matriks saat

proses dekripsi dengan menggunakan pola formasi sepak bola 3-5-2 yang diurutkan

mulai dari angka 1.

Gambar 12 Pengambilan Bit pada Proses Dekripsi

Gambar 12 menjelaskan tentang proses pengambilan per 8 bit menggunakan pola

formasi sepak bola 3-5-2 yang diurutkan mulai dari arah anak panah kiri atas hingga

sampai pada angka 6 pada gambar matriks tersebut.

Alur proses pengembalian ciphertext ke plaintext, pola yang digunakan dalam

pengambilan bit pada proses enkripsi akan dipakai sebagai pola pemasukan pada

proses dekripsi. Sebaliknya pola pemasukan yang digunakan pada proses enkripsi

akan dipakai dalam pola pengambilan proses dekripsi.

Tabel 5 Hasil Perubahan Bit pada putaran

Putaran Perubahan Bit AE

Putaran 1 1 1.5625

Putaran 2 6 9.375

Putaran 3 10 15.625

Putaran 4 19 29.6875

Putaran 5 31 48.4375

14

Pada Tabel 5 merupakan hasil enkripsi dari setiap putaran untuk mengukur

seberapa acak hasil enkripsi ciphertext. Nilai keacakan bit antara putaran pertama

hanya 1 bit yang berubah kemudian pada putaran 2 terjadi perubahan pada 6 bit,

putaran 3 menunjukkan perubahan pada 10 bit, sampai dengan putaran 5

menunjukkan peningkatan perubahan bit sebanyak 31.

Gambar 10 Grafik Nilai Avalanche Effect

Pengujian Avalanche effect dilakukan untuk mengetahui seberapa besar

(persen) nilai keacakan bit. Melihat hasil perubahan pada Grafik gambar 10,

pengujian nilai bit Avalanche effect yang terjadi pada setiap proses putaran

mendapatkan hasil nilai terbaik dengan nilai presentase sebesar 48.4375%.

Tabel 6 Algoritma Proses Enkripsi dan Dekripsi.

Algoritma Proses Enkripsi Algoritma Proses Dekripsi 1. Masukkan plaintext

2. Plaintext diubah ke ASCII

3. ASCII diubah ke BINER

4. Bit BINER dimasukkan ke kolom matriks

P1 menggunakan pola pemasukan bit

proses A padaPlaintext

5. Bit P1 ditransposisikandari kolom matriks

P1 dengan pola pengambilan bit proses A

pada plaintext

1. Masukkan C4

2. Nilai C4 disubstitusikan dengan tabel

S-BOX

3. Hasil subtitusi diubah ke Biner

4. Bit biner C4 dimasukkan ke kolom

matriks P4 menggunakan pola

pengambilan bit proses D pada

plaintext

5. Bit C4 ditransposisikan dari kolom

matriks P4 dengan pola pemasukan bit

15

Tabel 6 menjelaskan tentang proses enkripsi dan dekripsi dari Ciphertext menjadi

karakter semula (karakter input).

Algoritma proses kunci (Key), adalah sebagai berikut :

1. Masukkan Kunci

2. Kunci diubah ke ASCII

3. ASCII diubah ke BINER

4. Bit kunci dimasukkan ke kolom matriks K1 menggunakan pola pemasukan bit

proses A pada kunci

5. Bit kunci ditransposisikan dari kolom matriks K1 menggunakan pola

pengambilan bit proses A pada kunci

6. Hasil transposisi K1 dimasukkan ke kolom matriks K2 menggunakan pola

pemasukan bit proses B pada kunci

6. P1 di-XOR dengan K1 menghasilkan C1

7. C1 = P2

8. Bit Biner dimasukan ke kolom matriks P2

menggunakan pola pemasukan proses B

pada plaintext

9. Bit P2 ditransposisikan dari kolom matriks

P2 dengan pola pengambilan bit proses B

pada plaintext


11. C2 = P3

12. Bit Biner dimasukkan ke kolom matriks P3

menggunakan bit proses C pada plaintext

13. Bit P3 ditransposisikan dari kolom matriks

P3 dengan pola pengambilan bit proses C

pada plaintext


15. C3 = P4

16. Bit Biner dimasukkan ke kolom matriks P4

menggunakan pola bit pemasukan proses D

pada plaintext

17. Bit P4 ditransposisikkan dari kolom

matriks P4 dengan pola pengambilan

proses D pada plaintext

18. P4 di-XOR dengan K4 menghasilkan C4,

hasil C4 merupakan nilai biner

19. BINER C4 diubah ke HEXA

20. Nilai HEXA disubstitusikan dengan

tabel S-Box.

proses D pada plaintext

6. C4 di-XOR dengan K4 menghasilkan P4

7. P4 = C3

8. Bit biner C3 dimasukkan ke kolom matriks

P3 menggunakan pola pengambilan bit

proses C pada plaintext

9. Bit C3 ditransposisikan dari kolom matriks

P3 dengan pola pemasukan bit C pada

plaintext

10. C3 di-XOR dengan K3 menghasilkan P3

11. P3 = C2

12. Bit biner C2 dimasukan ke kolom matriks

P2 menggunakan pola pengambilan bit B

pada plaintext



proses B pada plaintext

14. C2 di-XOR dengan K2 menghasilkan

P2

15. P2 =C1

16. Bit biner C1 dimasukkan ke kolom

matriks P1 menggunakan pola

pengambilan bit proses A pada

plaintext



proses A pada plaintext

18. C1 di-XOR dengan K1 menghasilkan

P1

19. P1 = Plaintext

20. Hasil plaintext dalam bentuk biner

21. Biner Plaintext diubah kedalam

desimal

22. Decimal Plaintext diubah ke karakter

16

7. Bit K2 ditransposisikan dari kolom matriks K2 menggunakan pola

pengambilan bit proses B pada kunci


pemasukan bit proses C pada kunci


pengambilan bit proses C pada kunci


pemasukan bit proses D pada kunci


pengambilan bit proses D pada kunci

Berdasarkan algoritma enkripsi dan dekripsi yang telah dijelaskan sebelumnya,

Pseudocode proses enkripsi dan dekripsi dapat dituliskan sebagai berikut :

Proses Enkripsi

{Program ini digunakan untuk melakukan proses enkripsi data}

Kamus

P,K,P1,P2,P3,P4,K1,K2,K3,K4, = integer

C1,C2,C3,C4 = integer

Start

C1 <- P1 ⨁ K1

Input P

Read P

P to ASCII

ASCII to BINER

Dari BINER = kolom matriks P1, masukkan BINER

P1 Transposisi mengunakan Pola Formasi 3-5-2 A

Output P1

Input K

Read K

K to ASCII

ASCII to BINER

Dari BINER = kolom matriks K1, masukkan BINER

K1 Transposisi mengunakan Kunci A

Output K1

Print C1

C1 = P2

C2 <- P2 ⨁ K2

Dari C1 = kolom matriks P2, masukkan C1

P2 Transposisi menggunakan Pola Formasi 3-5-2 B

Output P2

Dari K1 = kolom matriks K2, masukkan K1

K2 Transposisi menggunakan pola Kunci B

Ouput K2

Print C2

C2=P3

C3 <- P3 ⨁ K3

Dari C2= kolom matriks P3, Masukkan C2

P3 Transposisi menggunakan Pola Formasi 3-5-2 C

Output P3

17

Dari K2 = kolom matriks K3, masukkan K2

K3 Transposisi menggunakan pola Kunci C

Output K3

Print C3

C3=P4

C4<-P4⨁K4

Dari C3=kolom matriks P4, masukkan C3

P4 Transposisi menggunakan Pola Formasi 3-5-2 D

Output P4

Dari K3=kolom matriks K4, masukkan K3

K4 Transposisi menggunakan pola kunci D

Output K4

Print C4

Biner S-Box <- Invers Hexa C4

C4 to BINER

BINER to HEXA

Dari HEXA = Tabel S-Box, masukkan HEXA

HEXA Substitusi menggunakan S-Box

Print BINER S-Box

C4 = P (Putaran++)

Repeat (Putaran = 5)

End

Proses Dekripsi

{Program ini digunakan untuk melakukan proses dekripsi data}

Kamus

P,C,K,P1,P2,P3,P4,K1,K2,K3,K4, = integer

C1,C2,C3,C4 = integer

Start

K2 <- Traposisi K1

Input K

Read K

K to ASCII

ASCII to BINER

Dari BINER = kolom matriks K1, masukkan BINER

K1 Transposisi menggunakan pola Kunci A

Output K2

K3 <- Traposisi K2

K2 Transposisi mengunakan pola Kunci B

Output K3

K4 <- Traposisi K3

K3 Transposisi mengunakan pola Kunci C

Output K4

K4 Transposisi menggunakan pola Kunci D

P4 <- Transposisi dari hasil C4 ⨁ K4

Biner S-box <-invers Hexa P4

P4 to BINER

BINER to HEXA

Dari Biner=Tabel S-Box, masukkan HEXA

18

HEXA Subtitusi menggunakan S-Box

Dari BINER S-Box=kolom matriks C4 masukkan BINER S-Box

C4 ⨁ K4

Transposisi terbalik menggunakan Pola Formasi 3-5-2 D

Print P4

P3 <- Transposisi dari hasil C3 ⨁ K3

Input C

Read C

C3 to ASCII

ASCII to BINER

Dari Biner=kolom matriks C3, masukkan Biner

C3 ⨁ K3

Transposisi terbalik menggunakan Pola Formasi 3-5-2 C

Print P3

P2 <- Transposisi dari hasil C2⨁ K2

Input C

Read C

C2 to ASCII

ASCII to BINER

Dari Biner=kolom matriks C2, masukkan Biner

C2 ⨁ K2

Transposisi terbalik menggunakan Pola Formasi 3-5-2 B

Print P2

P2=C1

P1<- Transposisi dari hasil C1 ⨁ K1

P1⨁ K1

Transposisi terbalik menggunakan Pola Formasi 3-5-2 A

Print P1

P1 to BINER

BINER to ASCII

ASCII to CHAR

Print P

End

5. Simpulan

Berdasarkan penelitian dan pengujian yang dilakukan pada perancangan

kriptografi block cipher 64 bit berbasis pada pola formasi sepak bola 3-5-2, maka

dapat disimpulkan formasi 3-5-2 dapat digunakan sebagai pola pengambilan plaintext

dan menghasilkan ciphertext yang acak dan jauh berbeda dengan plaintext. Algoritma

kriptografi block cipher 64 bit berbasis pola formasi sepak bola 3-5-2 terdiri dari 5

putaran untuk setiap proses enkripsi, dimana setiap putaran terdiri dari 4 proses dan

disubstitusi menggunakan tabel substitusi S-Box dan menunjukkan perubahan bit

yang cukup besar pada setiap proses putaran dan mampu menghasilkan enkripsi yang

acak dengan pengujian avalanche effect mencapai 48.4375% dan memenuhi konsep

five-tuple Stinson dan prinsip block cipher sehingga dapat digunakan sebagai

alternative dalam pengamanan data atau informasi berupa teks.

19

6. Daftar Pustaka

[1] Forouzan, B. A., 2007. Cryptography & Network Security. McGraw-Hill, Inc.

[2] Munir, R., 2006. Kriptografi. Informatika, Bandung

[3] Ariyus, D., 2008. Pengantar Kriptografi Teori, Analisis dan Implementasi,

Penerbit Andi.

[4] Dipanegara, A., 2011, New Concept Hacking. Jakarta: Agogos Publishig.

[5] Louhenapessy, N.M., Pakereng, M. A. I., 2017, Perancangan Kriptografi

Block Cipher Berbasis Pola Formasi Futsal 1-2-1. Salatiga : Jurusan Teknik

Informatika Universitas Kristen Satya Wacana.

[6] Parapat, F. A. C., Pakereng, M. A. I., 2017, Pengaruh S-Box pada Perubahan

Ciphertext Terhadap Perancangan Kriptografi Block Cipher 64 Bit Berbasis

Pola Huruf U. Salatiga : Jurusan Teknik Informatika Universitas Kristen

Satya Wacana.

[7] Heipon, Y. A., Pakereng, M. A. I., 2017, Perancangan Kriptografi Block

Cipher Berbasis Pola Alat Musik Tifa Papua. Salatiga : Jurusan Teknik

Informatika Universitas Kristen Satya Wacana.

[8] Schneier, B., 1996, Applied Cryptography, Secon Editor, New York: John

Wiley and Sons.

[9] Stinson, D. R., 1995, Cryptography: Theory and Practice. CRC Press, Boca

Raton, London, Tokyo

perancangan kriptografi block cipher 64 bit berbasis pada...

Documents