perancangan kriptografi block cipherberbasis pada teknik ......[5]. block cipher juga merupakan...

Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis pada

Teknik Burung Terbang

Artikel Ilmiah

Peneliti :

Andre William Muabuay (672009323)

Magdalena A. Ineke Pakereng, M.Kom.

Alz Danny Wowor, S.Si., M.Cs.

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Agustus 2015

1



Artikel Ilmiah

Diajukan kepada


Untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer

Peneliti :

Andre William Muabuay (672009323)

Magdalena A. Ineke Pakereng, M.Kom.

Alz Danny Wowor, S.Si., M.Cs.

Program Studi Teknik Informatika



Salatiga

Agustus 2015

8



1Andre William Muabuay, 2Magdalena A. Ineke Pakereng, 3Alz Danny Wowor



Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50771, Indonesia

Email: [email protected], [email protected], [email protected]

Abstract

By using cryptography, we can secure a datum in the presence of the third

parties. In the beginning, crypthography was used to secure a datum in a form of text.

There are a lot of block cipher cryptography techniques which are developed from

diferrent kinds of algorithm applied for securing data, such as DES, RC5, IDEA, RSA

etc. This research designs a new crypthography technique , i.e. block cipher algorithm

using the Flying Bird Technique which is applied in the research of symmetric key

cryptography. The result of this design can be used as a tool to secure confidential

messages, especially in the text character.

Key Words: Cryptography , Block Cipher, Flying Bird Technique, Symmetric Key.

Abstrak

Dengan kriptografi kita dapat menjaga keamanan suatu data dari pihak yang tidak

diinginkan. Pada permulaannya kriptografi digunakan untuk mengamankan sebuah data

berupa teks.Banyak teknik kriptografi block cipher yang dikembangkan dengan berbagai

macamalgoritma yangdigunakan dalam mengamankan sebuah data diantaranya adalah

DES, RC5,IDEA, RSA dan masih banyak lagi algoritma kriptografi lainnya.Penelitian ini

merancang sebuah teknik kriptografibaru yaitu algoritma block cipher dengan Teknik

Burung Terbang,yang digunakan dalam penelitian kriptografi kunci simetris. Hasil

perancangan ini dapat digunakan sebagai alat untuk mengamankan pesan rahasia,

terutama pada karakter teks.

Kata Kunci: Kriptografi, Block Cipher, Teknik Burung Terbang,Kunci Simetris.

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

Satya Wacana, Salatiga. 2Staff pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. 3Staff pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.

9

1. Pendahuluan

Menurut ITSEC (Information Technology Security Evaluatian Criteria ),

konsep dasar keamanan sistem informasi dilihat dari 3 aspek yaitu kerahasiaan

(confidentiality), keutuhan (integrity), dan ketersediaan (availability) [1].

Teknologi informasi memiliki peran vital dalam melakukan proses pengiriman

data. Masalah yang sering muncul dalam pengiriman data tersebut sangat rentan

terkait keamanan data itu sendiri. Berdasarkan pentingnya keamanan data maka

dibutuhkanlah suata sistem yang dapat mengamankan data tersebut.

Dengan kriptografi kita dapat menjaga keamanan suatu data dari pihak yang

tidak diinginkan. Pada permulaannya kriptografi digunakan untuk mengamankan

sebuah data berupa teks. Bermacam-macam algoritma yang digunakan dalam

mengamankan sebuah data diantaranya adalah DES, RC5,IDEA, RSA dan masih

banyak lagi algoritma kriptografi lainnya. Untuk menunjang keamanan data

tersebut maka dirancangalah algoritma kriptografi baru menggunakan block

cipher berbasis pada teknik burung terbangyang merupakan algoritma kunci

simetris.

Algoritma ini diadopsi ketika burung terbang berkelompok membentuk

formasi “V”, pola unik tersebut digunakan untuk pengambilan bit plainteks dan

kunci sebanyak empat putaran untuk proses enkripsi dan dekripsi dengan

mengunakan transposisi pada kotak 64-bit. Penelitian ini menghasilkan sebuah

teknik kriptografi baru yang digunakan dalam penelitian kriptografi simetris.

Hasil perancangan ini dapat digunakan sebagai alat untuk mengamankan pesan

rahasia, terutama pada karakter teks.

2. Tinjauan Pustaka

Landasan dari perancangan algoritma baru Teknik Burung Terbang,

merujuk pada penelitian-penelitian sebelumnya.

Penelitian pertama dengan judul “teknik langkah kuda catur”. Perancangan

algoritma langkah kuda catur menggunakan langkah kuda catur sebagai alur

pengacakan bit. Hasil rata–rata keacakan AES terhadap langkah kuda catur adalah

sebesar 0.364033347 [2]. Pada penelitian pertama digunakan sebagai acuan untuk

alur pengacakan bit pada pola masuk bit dan pola pengambilan bit.

Penelitian kedua dengan judul “perancangan algoritma kriptografi block

cipher dengan langkah kuda. Penelitian tersebut merancang Block Cipher dengan

pola langkah kuda lari dan langkah kuda jalan. Pola tersebut menghasilkan

algoritma kriptografi simetris dan dapat memenuhi lima–tupel (five–tuple). Hasil

perbandingan langkah kuda dan AES-128 lebih cepat 0.948699906 ms [3].

Penelitin kedua digunakan sebagai pembanding waktu dan memori pada proses

enkripsi dan dekripsi.

Penelitian ketiga dengan judul “Perancangan algoritma kriptografi berbasis

cabang dan ranting pohon”. Penelitian tersebut menggunakan kriptografi block

cipher dengan algoritma pola cabang ranting untuk proses pengacakan bit.

Kemudian diXOR dengan kunci yang sudah beregenerasi dalam proses enkripsi

selama empat putaran untuk menghasilkan cipherteks [4].

10

Penelitian ketiga digunakan sebagai acuan proses enkripsi sebanyak empat

putaran.

Pada penelitian ini akan dilakukan perancangan algoritma baru yang di

adopsi dari formasi burung terbang. Sejauh ini belum ada teknik kriptografi block

cipher yang menggunakan formasi burung terbang sebagai pola pengambilan bit

plainteks dan kunci. Pola pengambilan bit dengan formasi tersebut dilakukan

sebanyak empat putaran, setiap putaran memiliki pola pengambilan bit yang

berbeda. Kemudian akan dilakukan proses XOR pada plainteks dengan kunci

untuk menghasilkan putaran dalam proses enkripsi untuk menghasilkan

cipherteks.

Kemudian akan dilakukan perbandingan dengan algoritma langkah kuda

dari segi penggunaan memori dan waktu. Alasan dilakukan perbandingan dengan

Langkah Kuda karena algoritma langkah kuda lebih cepat dari AES- 128.

Selanjutnya akan dibahas dasar-dasar teori yang digunakan sebagai dasar

merancang kriptografi dalam penelitian ini. Block cipherdigolongkan 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)

[5]. Block cipher juga merupakan algoritma kunci simetri atau kriptografi kunci

private, dimana kunci untuk enkripsi sama dengan kunci untuk dekripsi [6].

Skema proses enkripsi dan dekripsi block cipher secara umum dapat digambarkan

pada Gambar 1.

Gambar 1 Skema Proses Enkripsi dan Dekripsi Pada Block Cipher [6]

Misalkan blok plainteks (P) yang berukuran n bit

npppP ,,, 21 (1)

Blok cipherteks (C) maka blok C adalah

ncccC ,,, 21 (2)

Kunci (K) maka kunci adalah

nkkkK ,,, 21 (3)

Sehingga proses Enkripsi adalah

11

CPEk (4)

Proses dekripsi adalah

PCDk (C) = P (5)

Enkripsi dilakukan terhadap block bit plainteks menggunakan bit–bit kunci

(yang ukuranya sama dengan block plainteks). Algoritma enkripsi menghasilkan

block cipherteks yang sama dengan block plainteks. Dekripsi dilakukan dengan

cara yang serupa seperti enkripsi. Kriptografi membentuk sebuah sistem yang

dinamakan sistem kriptografi. Sistem kriptografi (cryptosystem) adalah kumpulan

yang terdiri dari algoritma kriptografi, semua plainteks dan cipherteks yang

mungkin, dan kunci [6]. 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 plainteks.

2. adalah himpunan berhingga dari cipherteks.

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

4. Untuk setiap k K, terdapat aturan enkripsi E dan berkorespodensi dengan

aturan dekripsi . Setiap dan adalah fungsi

sedemikian hingga untuk setiap plainteks .

Dasar teori pada pengujian dari perancangan kriptografi ini menggunakan

nilai keacakan dan diferensiasi data. Nilai keacakan digunakan untuk mencari

tahu seberapa besar nilai dari algoritma kriptografi yang dirancang mampu untuk

mengacak plainteks yang diinputkan [6].

Gambar 2Teknik Burung Terbang Membentuk Formasi “V” [7]

Perancangan algoritma kriptografi ini menggunakan teknik burung terbang

yang membentuk formasi “V”, Sebuah studi baru menerbitkan penelitian dalam

jurnal Nature yang dipimpin para peneliti dari Royal Veterinary College Inggris,

mengungkap misteri aneh dalam formasi kawanan burung terbang. Banyak

ilmuwan telah menyadari dan memahami bahwa burung memanfaatkan energi

12

udara ketika terbang dalam bentuk formasi 'V' [7]. oleh karena keunikan formasi

burung maka akan diterapkan pada alur pengambilan bit plainteks dan alur

kunci.Untuk mencari nilai keacakan diperoleh dari:

(6)

Dimana nilai acak Yi untuk tiap karakter diperoleh dari perbandingan antara selisih

plainteks pi dengan cipherteks ci terhadap plainteks pi. Dari persamaan 1 maka untuk

mencari nilai keacakan menggunakan rumus:

(7)

Diferensiasi data adalah perbandingan selisih antara dua titik. Dalam

kalkulus, metode ini sering disebut sebagai turunan atau kemiringan 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-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 sebagai berikut

Dy

Dx=

(yb - ya )

(xa - xb )(8)

dengan (xa, ya) sebagai titik pertama, dan titik berikutnya adalah (xb, yb).

Apabila terdapat n data maka dapat ditentukan rata-rata dari diferensiasi data

(Rataan diferensiasi (Rd))menggunakan Persamaan (9).

1

)/()()/()()/()( 1123231212

n

xxyyxxyyxxyyR nnnn

d

(9)

3. Metode penelitian

Pada bagian ini menjelaskan langkah–langkah penelitian dari kriptografi

yang dirancang. Langkah–langkah penelitian dalam menyelesaikan kriptografi

berbasis pada teknik burung terbang 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.

13

Gambar 3 Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian pada Gambar 3, dapat dijelaskan sebagai berikut :

Tahap satu: Identifikasi dan perumusan masalah, mengidentifikasi masalah yang

akan dibahas tentang kriptografi block cipher yang dijadikan landasan

perancangan algoritma baru. Menjelaskan perumusan masalah yang dibahas

dalam rancangan kriptografi block cipher berbasis pada alur teknik burung

terbang. Tahap dua: Pengumpulan bahan, yang terkait dengan proses enkripsi dan

dekripsi pada data teks menggunakan kriptografi block cipher, kunci simetris

melalui acuan yang ada. Tahap tiga: Perancangan algoritma, yaitu membuat

rancangan enkripsi dan dekripsi pada plainteks dengan alur teknik burung terbang

ke dalam block cipher dengan ukuran block 64-bit. Sedangkan pada kunci dibuat

sesuai dengan alur yang telah ditentukan hingga menghasilkan rancangan kunci.

Tahap empat: Pembuatan kriptografi yaitu bagaimana cara menerapkan algoritma

pada alur teknik burung terbang ke dalam block cipher dengan panjang block64-

bit, dengan melakukan proses perancangan enkripsi dan dekripsi pada kriptografi

yang dirancang. Tahap lima: Pengujian Kriptografi, yaitu menguji kriptografi

melakukan penghitungan secara manual, mulai dari memasukkan plainteks 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. Tahap enam: Pengujian kriptosistem, yaitu menguji

kriptografi yang dibuat dengan five-tuple dari Stinson sesuai dengan teori yang

sudah diberikan pada Definisi 1. Jika sudah memenuhi maka perancangan

algoritma kriptografi block cipher berbasis teknik burung terbang dapat dijadikan

sebagai teknik kriptografi baru. Tahap7: Penulisan laporan dari proses penelitian

14

dari tahap awal sampai tahap akhir ke dalam sebuah tulisan yang akan menjadi

laporan hasil penelitian.

Rancangan Umum Kriptografi

Dalam proses perancangan algoritma kriptografi terdapat proses enkripsi dan

dekripsi, sebagai penyamaran atau penyembunyian pesan plainteks dan menjadi

pesan yang tersembunyi pada cipherteks. Dimana dijelaskan dari empat putaran

proses rancangan kriptografi secara umum menggunakan pola teknik burung

terbang dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4 Proses umum Kriptografi Block cipher TBT

Plainteks dan kunci yang diinputkan terlebih dahulu oleh ASCII dan dirubah

menjadi biner dan dimasukan pada putaran proses yang berjumlah 4 putaran.

Setiap putaran terdapat proses untuk plainteks (Proses Plainteks-i, i = 1, 2, 3, 4)

dan proses untuk kunci (Proses Kunci-i, i = 1, 2, 3, 4). Setiap hasil dari Proses

Plainteks-i dan Proses Kunci-i dihubungkan dengan proses XOR untuk setiap

putaran ke i.

Plainteks 1 (P1) melakukan pengurutan dengan melakukan alur proses TBT

dan di XOR Kunci 1 (K1) dan menghasilkan Plainteks 2 (P2) kemudian Plainteks

2 (P2) melakukan pengurutan dengan melakukan alur proses TBT dan di XOR

Kunci 2 (K2) menghasilkan Plainteks 3 (P3) dan Plainteks 3 (P3) melakukan

pengurutan dengan melakukan alur proses TBT dan di XOR Kunci 3 (K3)

menghasilkan Plainteks 4 (P4) kemudian Plainteks 4 (P4) melakukan pengurutan

dengan melakukan alur proses TBT dan di XOR Kunci 4 (K4) untuk

menghasilkan Cipherteks, Kunci 1 sampai dengan kunci 4 dihasilkan dari hasil

perputaran matriks atau hasil acak dari masing-masing kunci secara berurutan

dengan menggunakan proses TBT.

4. Hasil dan Pembahasan

Pada bagian ini akan dijelaskan hasil dari perancangan kriptografi yang

diteliti. Hasil rancangan kriptografi kemudian diuji sebagai sebuah kriptosistem.

Perancangan TBT sebagai teknik kriptografi, terlebih dahulu dijelaskan proses

enkripsi secara keseluruhan.

15

Gambar 5 Rancangan Proses Enkripsi TBT

Berdasarkan Gambar 5, secara keseluruhan dari kriptografi yang dirancang,

terdapat 4 putaran proses untuk mengubah plainteks menjadi cipherteks.Pada

putaran proses plainteks, terdapat tiga tahap, yaitu merubah plainteks menjadi

biner, proses dimana bit–bit plainteks dimasukkan ke dalam kotak 64-bit

menggunakan Teknik Burung Terbang.

Bit kemudian diambil menggunakan teknik burung terbang. Plainteks dan

kunci yang sudah dirubah ke biner akan masuk pada putaran proses masing-

masing. Hasil dari proses Putaran 1 untuk plainteks adalah P1. Proses serupa juga

terjadi pada bit-bit kunci dimana hasil dari proses putaran 1 untuk kunci adalah

K1. Kemudian P1 diproses XOR dengan K1 menghasilkan bit cipherteks yang

akan menjadi inputan pada Putaran 2 dan K1 akan di lakukan proses pengambilan

bit dengan menggunakan alur ambil bit yang berbeda dengan K1untuk menjadi

inputan juga pada putaran 2 untuk kunci. Hasil dari putaran 2 adalah P2 dan K2,

keduanya kemudian akan diproses XOR kembali dan menghasilkan bit-bit baru

lagi yang akan diinput kembali pada putaran-putaran plainteks dan kunci

berikutnya sampaidengan Putaran 4, dimana P4 akan diproses XOR dengan K4 dan

menghasilkan cipherteks (C) yang berupa deret bit.

Karena kriptografi block cipher berbasis pada TBT merupakan algoritma

kunci simetris, untuk proses dekripsi algoritma ini merupakan proses kebalikan

dari proses enkripsi yang ditunjukkan pada Gambar 6.

Gambar 6 Rancangan Proses Dekripsi

16

Gambar 10 menjelaskan tentang proses dekripsi dimana bit cipherteks dan

K4 akan diproses XOR terlebih dahulu, sehingga menghasilkan P4. Kemudian P4

dan K4 akan diproses pada proses balik putaran plainteks dan kunci sampai pada

proses Putaran 1 yang menghasilkan teks plainteks dan teks kunci yang semula.

Aplikasi yang dibuat akan melakukan proses enkripsi dan dekripsi pada data

teks, setelah dimasukkan sejumlah karakter sebagai kunci dengan batasan 8

karakter maka proses enkripsi akan ditampilkan pada output text, dan langsung

dilakukan proses dekripsi.Untuk menguji perancangan kriptografi simetris ini

sebagai sebuah teknik kriptografi, dilakukan proses enkripsi-dekripsi. Proses

dilakukan sesuai dengan langkah-langkah yang telah dilakukan pada perancangan.

Rancangan Algoritma Teknik Burung Terbang (TBT)

Algoritma yang dirancang memiliki 4 putaran proses untuk mengubah plainteks

menjadi cipherteks. Untuk mengubah plainteks menjadi biner, menggunakan kode

ASCII (American Standard Code of Information Interchange) biner tersebut

dimasukan kedalam kotak 64 bit dan diambil berdasarkan pola teknik burung

terbang. Teknik burung terbang tidak hanya digunakan pada proses plainteks

namun juga pada proses kunci.Setelah melalui proses masuk bit dan ambil bit

maka akan di lakukan XOR bit plainteks dan kunci untuk menghasilkan

cipherteks, setiap putaran bit menggunakan pola masuk dan pola pengambilan bit

yang berdeda sesuai dengan pola teknik burung terbang.seperti pada Gambar 5

dan Gambar 6.

Pada Gambar 7 menggambarkan pola masuk bit dimana plainteks akan

dirubah menjadi biner dan dimasukan kedalam kotak 64-bit, langkah pertama

memasukan bit dilakukan secara vertikal dari kolom pertama adalah P1,P2,…,P64.

Pada Gambar 6 menjelaskan pola pengambilan bit berdasarkan Algoritma Burung

Terbang yang dimulai dari P25,P26,P18…,P5.

Gambar 7 Pola Masuk Bit Pada Teknik

Burung Terbang Pada Kotak 64-Bit

p1 p9 p17 p25 p33 p41 p49 p57

p2 p10 p18 p26 p34 p42 p50 p58

p3 p11 p19 p27 p35 p43 p51 p59

p4 p12 p20 p28 p36 p44 p52 p60

p5 p13 p21 p29 p37 p45 p53 p61

p6 p14 p22 p30 p38 p46 p54 p62

p7 p15 p23 p31 p39 p47 p55 p63

p8 p16 p24 p32 p40 p48 p56 p64

Gambar 8 Pola Pengambilan Bit Pada Teknik

Burung Terbang Pada Kotak 64-Bit

p1 p9 p17 p25 p33 p41 p49 p57

p2 p10 p18 p26 p34 p42 p50 p58

p3 p11 p19 p27 p35 p43 p51 p59

p4 p12 p20 p28 p36 p44 p52 p60

p5 p13 p21 p29 p37 p45 p53 p61

p6 p14 p22 p30 p38 p46 p54 p62

p7 p15 p23 p31 p39 p47 p55 p63

p8 p16 p24 p32 p40 p48 p56 p64

17

Pada Gambar 8 adalah proses ambil bit dengan alur TBT, hal tersebut

dimaksudkan supaya membentuk keacakan bit yang baik. Sebagai contoh, bit

diambil mengikuti arah yang sudah diberikan pada penjelasan sebelumnya dan

pola warna pada Gambar 8, maka diperoleh urutan bit berdasarkan karakter.

Dimisalkan plainteks = Tt = karakter plainteks, dan p = biner karakter, maka:

nppppT ,,,, 321 dimana Znn ,8|

;,,,, 83211 ppppt

;,,,, 16111092 ppppt

;,,,, 241918173 ppppt

nnnnn ppppt 8586878 ,,,, (10)

Plainteks yang diinputkan haruslah kelipatan dari 8. Jika tidak kelipatan 8, maka

akan dilakukan padding karakter.

, maka

71;8|)(

,,,,,,,, 2121

kkn

ppppppP knnnn (11)

Sesuai dengan Gambar 6 maka didalam 1 blok matriks terdapat 64-bit, dan urutan

pengambilan rangkaian bit-bit tersebut dijabarkan sebagai berikut. (12)

Pada Gambar 9 menjelasakan pola masuk bit kunci dimana plainteks akan

dirubah menjadi biner dan dimasukan kedalam kotak 64-bit, langkah pertama

memasukan bit dilakukan secara horisontal dari kanak ke kiri kolom pertama

adalah k1,k2,…,k64. Pada Gambar 7menjelaskan pola pengambilan bit berdasarkan

Algoritma Burung Terbang yang dimulai dari k25, k18, k26…, k5.

18

k8 k7 k6 k5 k4 k3 k2 k1

k16 k15 k14 k13 k12 k11 k10 k9

k24 k23 k22 k21 k20 k19 k18 k17

k32 k31 k30 k29 k28 k27 k26 k25

k40 k39 k38 k37 k36 k35 k34 k33

k48 k47 k46 k45 k44 k43 k42 k41

k56 k55 k54 k53 k52 k51 k50 k49

k64 k63 k62 k61 k60 k59 k58 k57

k8 k7 k6 k5 k4 k3 k2 k1

k16 k15 k14 k13 k12 k11 k10 k9

k24 k23 k22 k21 k20 k19 k18 k17

k32 k31 k30 k29 k28 k27 k26 k25

k40 k39 k38 k37 k36 k35 k34 k33

k48 k47 k46 k45 k44 k43 k42 k41

k56 k55 k54 k53 k52 k51 k50 k49

k64 k63 k62 k61 k60 k59 k58 k57

Gambar 9 Pola Masuk Bit Kunci Pada

Teknik Burung Terbang Pada Kotak 64-Bit Gambar 10 Pola Pengambilan Bit KunciPada

Teknik Burung Terbang Pada Kotak 64-Bit

Pola pengambilan kunci pada matriks 64-bit seperti Gambar 10. Merupakan pola

pengambilan rangkaian biner pada kunci diputaran ke-1. Berikut adalah

penjabaran dari urutan pengambilan rangkaian biner putaran ke-1

Kemudian dimisalkan kunci = X, x = karakater kunci, dan k= biner karakter

kunci,maka:

nkkkkX ,,,, 321 dimana Znn ,8|

;,,,, 83211 kkkkx

;,,,, 16111092 kkkkx

;,,,, 241918173 kkkkx

⋮

nnnnn kkkkx 8586878 ,,,, (13)

Kunci yang diinputkan haruslah kelipatan dari 8. Jika tidak kelipatan 8, maka

akan dilakukan padding karakter.

, maka

71;8|)(

,,,,,,,, 2121

kkn

kkkkkkX knnnn (14)

Sesuai dengan Gambar 8 maka didalam 1 blok matriks terdapat 64-bit, dan urutan

pengambilan rangkaian bit-bit kunci tersebut dijabarkan sebagai berikut.

.

19

(15)

Teknik Burung Terbang Sebagai Teknik Kriptografi

Suatu kriptografi dapat dikatakan sebagai sebuah teknik kriptografi jika

vnmemenuhi 5-tuple yaitu P, C, K, E, dan D. Akan ditunjukan bahwa

perancangan ini memenuhi kelima (5-tuple). Padalah himpunan berhingga dari

plainteks, Dalam penelitian perancangan ini menggunakan 256 karakter ASCII

yang di ambil dari table ASCII, himpunan plainteks pada Teknik Burung Terbang

merupakan himpunan berhingga. Cadalah himpunan berhingga dari cipherteks.

Cipherteks dihasilkan dalam 256 karakter ASCII. K, keyspace adalah himpunan

berhingga dari kunci. Jumlah ruang kunci yang dipakai dalam perancangan ini

adalah 256 karakter yang diambil dari ASCII. Sehingga ruang kunci merupakan

himpunan berhingga . E, enkripsi, dan D, dekripsi, setiap ek : P→C dandk : C → P

adalah fungsi sedemikian hingga dk(ek(x)) = x, untuk setiap plainteks x∊P.

Pembahasan sebelumnya telah membahas proses enkripsi dan dekripsi sehingga

telah memenuhi tuple E dan D. karena telah memenuhi kelima kondisi maka

Teknik Burung Terbang merupakan sebuah sistem kriptografi. Pengujian ini

menunjukkan bahwa rancangan kriptografi dapat melakukan proses enkripsi dan

dekripsi, maka telah memenuhi dua dari 5-tuple Stinson untuk sebuah

kriptosistem [8].

Gambar 10 dan Gambar 11 menjelaskan tampilan proses enkripsi dan proses

dekripsi dengan mengisi karakter teks dan kunci. Untuk memperoleh cipherteks

maka harus diinputkan plainteks serta kunci yang sudah ditentukan pada input

teks. Dimana cipherteks yang dihasilkan dari proses enkripsi digunakan dalam

proses dekripsi untuk mengembalikan pesan ke bentuk awal untuk memperoleh

plainteks.

Berikut adalah pengujian proses enkripsi dan dekripsi:

a) Plainteks yang digunakan adalah “FAKULTAS”

20

b) Kunci yang digunakan yaitu “FTI-UKSW”

c) Setelah tahap persiapan selesai dilakukan, kemudian melakukan proses

enkripsi dan dekripsi.

d) Maka pada proses enkripsi dari plainteks dan kunci tadi maka akan

menghasilkan nilai hexa“45138873EEAB3507”

e) Setelah menghasilkan hasil cipherteks, maka aplikasi akan menampilkan

lamanya proses enkripsi “0.0236” detik.

f) Setelah menghasilkan hasil cipherteks, juga akan menampilkan perbedaan

byte sebanyak 3758kb.

Gambar 11 Tampilan Proses Enkripsi

Setelah tahap input karakter dan kunci selesai dilakukan, kemudian melakukan

proses enkripsi. Waktu yang dibutuhkan “0.0236” detik, dan memori yang

digunakan pada saat proses enkripsi adalah 3758 Kb.Setelah cipherteks diketahui,

selanjutnya adalah melakukan proses dekripsi, hasil cipherteks yang didapatkan

merupakan nilai hexa sebab kombinasi angka hexa terdari dari 1-9 karakter

numerik dan A-F karakter alfabet.

Setelah cipherteks diketahui, maka selanjutnya adalah melakukan proses

dekripsi, hasil cipherteks yang didapatkan merupakan nilai hexa sebab kombinasi

angka hexa terdari dari 1-9 karakter numerik dan A-F karakter alfabet. Proses

yang dilakukan sesuai dengan langkah-langkah yang sudah dijelaskan pada tahap

perancangan.

a) Cipherteks yang diperoleh pada proses enkripsi yaitu

"45138873EEAB3507”

b) Hasil dari cipherteks kemudian dimasukan ke dalam input teks dan

melakukan proses dekripsi maka menghasilkan “FAKULTAS”

c) Lamanya proses dekripsi yaitu “0.7415” detik, dan perbedaan kb yaitu

3498kb.

21

Gambar 12 Tampilan Proses Dekripsi

Perbandingan dengan plainteks awal dan cipherteks dapat dilihat pada grafik

Gambar 13.

Gambar 13 Grafik nilai Keacakan dan Diferensiasi.

Pengujian pertama yang dilakukan adalah mencari nilai keacakan

berdasarkan Persamaan ke (7) maka diperoleh nilai -0.3139. menunjukan

informasi dari rata-rata perbandingan antara selisih plainteks dan

chiperteksterhadap plainteks, kecenderungan kriptografi ini membawa lebih

banyak cipherteks keatas plainteks.

Pengujian berikutnya merujuk dari Persamaan ke (9) maka di peroleh nilai

diferensiasi data sebesar -8.8571.Nilai tersebut menunjukan bahwa adanya

hubungan negatif antara plainteks dan cipherteks.

Algoritma ini akan diuji menggunakan nilai waktu dan memori dari pada

algoritma Langkah Kuda (LK) sehingga dapat melihat perbandingan pada hasil uji

Gambar 14 GrafikPerbandingan Waktu TBT Dan LK

22

Gambat 14 berdasarkan banyaknya data yg diuji secara acak, dan banyaknya

karakter yang dipilih dengan angka sembarang. data terbesar yang diinputkan

adalah 1008 karakter, dan data terkecil adalah 1. Lamanya waktu berdasarkan

karakter yang diinputkan, secara statistik menginformasikan algoritma kriptografi

TBT, pada proses enkripsi dengan inputan yang sama dengan algoritma LK

memperoleh waktu lebih cepat pada proses enkripsi dibandingkan dengan

algoritma LK.

Grafik hasil pengujian fitting berdasarkan banyaknya data yang diuji maka

di dapatkan R2 = 1 . Berdasarkan hasil pengujian dapat diperoleh model

persamaan sebagai berikut.

(16)

Model ini dapat digunakan untuk memproyeksikan kebutuhan waktu

berdasarkan banyaknya inputan karakter, contoh inputan data sebanyak 3000

karakter maka berdasarkan persamaan (12) diperoleh.

0846.0)3000(0057.0)3000( f . (17)

= 17.0154detik.

Gambar 14 menunjukan hasil pengujian plainteks terhadap memori berdasarkan

banyaknya karakter. Dimana sumbu x menunjukan banyaknya karakter, dan

sumbu y menunjukan banyaknya memori yang digunakan.

Gambar 15 Grafik Perbandingan Memori TBT Dan LK

Berdasarkan Gambar 15 Menunjukan hasil pengujian plainteks terhadap

memori, berdasarkan banyaknya karakter yang dipilih dengan angka sembarang.

Menggunakan inputan yang sama antara algoritma TBT dan LK secara statistik

menginformasikan bahwa algoritma TBT menggunakan memori yang cukup kecil

di bandingkan dengan algoritma LK pada proses enkripsi .

Berdasarkan uji waktu dan memori menggunakan model fitting

Menggunakan inputan yang sama antara algoritma teknik burung terbang dan

langkah kuda secara statistik menginformasikan bahwa algoritma teknik burung

terbang melakukan proses enkripsi yang lebih cepat dan menggunakan memori

yang lebih sedikit di bandingkan dengan algoritma langkah kudapada proses

enkripsi .

0846.00057.0)( xxf

23

5. Simpulan dan Saran

Simpulan yang dapat diambil adalah rancangan algoritma kriptografi

dengan teknik Burung Terbang dapat dikatakan sebuah teknik kriptografi karena

dapat melakukan proses enkripsi dan dekripsi, dan telah memenuhi (five tuple).

Simpulan kedua adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan proses enkripsi

memerlukan waktu lebih cepat sebesar 0,0057 detik dari proses dekripsi.

Kebutuhan memori terhadap banyak karakter plainteks yang diinputkan

selalu berbanding lurus dengan laju kenaikan. Hal yang sama juga untuk

kebutuhan memori terhadap banyak karakter plainteks, selalu berbanding lurus

dengan laju kenaikan sebanyak 70357 kb. Banyak proses yang sedikit dapat

menjamin keamanan pesan bila dilakukan dengan kombinasi pola dalam

pemasukan dan pengambilan bit dari kotak 64-bit.

Saran dari penelitian ini adalah dapat ditambahkan proses s-box untuk

membuat hungan non-linier yang kuat dan dapat menutupi kekurangan dari

operasi XOR dan proses transposisi. Atau juga dapat ditambahkan fungsi

pembangkit acak untuk memperkuat proses pembangkitan kuci yang dinamis

sehingga dapat meningkatkan keamanan dari serangan brute force atack.

6. Daftar Pustaka

[1] [CEC 1990] (Informal) EC advisory group SOG-IS: Information

Technology Security Evaluation Criteria (ITSEC), Harmonised Criteria of

France, Germany, the Netherlands, the United Kingdom – Version 1; 02

May 1990

[2] Setiawan, A. N., Wowor, A. D., Magdalena, A. I. P., 2015.Perancangan

AlgoritmaPada Kriptografi Block Cipher dengan Teknik Langkah Kuda

Dalam Permainan Catur.Prociding Seminar Teknik Informatika dan

Sistem Informasi, Bandung.

[3] Bili,D. D& Wowor, A. D, 2015. Perancangan Kriptografi Block Cipher

dengan Langkah Kuda, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.

[4] Setiawan, E. F & Wowor, A. D, Magdalena, A. I. P., 2015.Perancangan

AlgoritmaKriptografi Block Cipher Berbasis Pola Cabang dan Ranting

Pohon. Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.

[5] Ariyus, Dony. 2006. Kriptografi Keamanan Data dan Komunikasi.

Yogyakarta: Graha Ilmu.

[6] Munir, Rinaldi, 2006. Kriptografi, Bandung: Informatika.

24

[7] S.J., Hubel, T.Y., Fritz, J., Heese, S., Trobe, D., Voelkl, B., Hailes, S.,

Wilson, A.M. & Usherwood, J.R. 2014. Upwash exploitation and

downwash avoidance by flap phasing in ibis formation flight. Portugal.

Nature 505, 399-402.

[8] Stinson, D.R. 1995. Cryptography Theory and Practice. Florida: CRC

Press, Inc.

perancangan kriptografi block cipherberbasis pada teknik ......[5]. block cipher juga merupakan...

Documents