Analisis Perancangan Sistem Keamanan Data dengan Algoritma Kriptografi Simetri IDEA

Analisis Perancangan Sistem Keamanan Data dengan Algoritma Kriptografi Simetri IDEA

Fauzan Azhmi Siregar G1A011022

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknik

Universitas Bengkulu, Jl. W. R. Supratman, Kandang Limun 38371 A, Indonesia

fadlan.ahmad5@gmail.com

Abstact – Pada saat ini banyak metode-metode atau yang sering disebut dengan algoritma yang sangat banyak bermunculan terutama dalam hal ini untuk menjaga keamanan atau privasi dari sebuah data. Namun dengan banyaknya algoritma-algoritma tersebut tidak sedikit masyarakat awam yang mengeluhkan akan hal itu dikarenakan susahnya mempelajari cara kerja dan alur dari algoritma tersebut. Untuk itu algoritma kriptografi Simetri IDEA ini dibangun, selain dapat menjaga keamanan data yang cukup aman dan handal, algoritma ini juga mudah dipelajari dan dipahami oleh masyarakat awam. Karena semakin maraknya bermunculan para kriptanalis yang selalu ingin mengetahui data-data orang lain, maka dibangunlah sebuah algoritma yang tidak mudah untuk ditembus keamanannya dan juga mudah dimengerti banyak orang.

Kata Kunci – Algoritma Block Chiper, Kriptografi, Subkey, Simetri IDEA.

I.  PENDAHULUAN

Dengan buah pemikiran para ahli di bidang teknologi informasi, maka dengan perkembangan zaman yang diiringi dengan berkembangnya pengetahuan dan teknologi, untuk itu peluang persaingan pemikiran terkait dengan penemuan-penemuan baru yang dapat menjadi pemicu lahirnya ide-ide dan pemikiran baru yang dapat menimbulkan persaingan pengetahuan demi terwujudnya tujuan dan keinginan dalam suatu organisasi, baik individu dataupun kelompok. Dalam hal ini persaingan algoritma ekrinpsi dan dekripsi data.

Dalam dunia informasi banyak kejahatan-kejahatan yang terus bermunculan, salah satu contohnya adalah bentuk penyadapan dan perubahan informasi yang semakin hari semakin marak. Untuk itu juga banyak sekali metode-metode yang muncul sebagai bentuk penangkalan tindakan-tindakan tersebut. Sekarang ini sedang dan telah dikembangkan cara-cara untuk menangkal perbuatan-perbuatan tersebut salah satunya dengan kriptografi untuk keamanan data yaitu dengan algoritma kriptografi simetri IDEA.

Enkripsi adalah salah satu proses atau teknik mengubah informasi dalam bentuk sedemikian rupa dengan menggunakan prinsip matematika yang dapat menjadi informasi kembali setelah proses dekripsi. Proses enkripsi dan dekripsi merupakan bagian dari disiplin keamanan yaitu kriptografi yang telah dikembangkan selama berabad-abad.

Simetri IDEA adalah salah satu jenis algoritma kriptografi yaitu algoritma simetri block chiper. IDEA (International Data Encyption Algorithm) diciptakan di ETH, Institut Teknologi Federal Swiss pada tahun 1992. Algoritma IDEA mulai digunakan secara luas di Eropa pada pengamanan sistem electronic mail (email), PGP (Pretty Good Privacy) pada tahun 1999.Algoritma IDEA ini sudah dipatenkan dan dipegang oleh Ascom di Swiss, namun penggunaan non-komersial masih dapt dilakukan secara gratis. IDEA juga sudah dipatenkan di Austria, Perancis, Jerman, Itali, Belanda, Spanyol, Swedia, Inggris Raya, (Paten Eropa EP-B-0482154), Amerika Serikat (Paten AS #5, 214, 703), dan Jepang (JP 3225440).

II. DASAR TEORI

1.   Kriptografi

Kriptografi terdiri dari dua kata yaitu “kryptos” yang artinya disembunyikan, tersembunyi dan “graphia” yang brarti tulisan. Secara garis besar kriptografi dapat diartikan sebagai tulisan yang disembunyikan. Secara harafiah sering disebut juga sebagai seni dan ilmu tulisan rahasia.

Kriptografi atau yang juga disebut dengan ilmu penyandian data adalah suatu bidang ilmu dan seni yang digunakan untuk menyimpan pesan dalam bentuk yang tidak mudah untuk diartikan (rahasia). Dan secara umum ilmu ini dibagi menjadi dua bagian yaitu ilmu penyandian klasik dan modern.

2.   Cryptanalysis (Kriptanalisis)

Kriptanalis adalah ilmu yang digunakan untuk mendapatkan pesan rahasia (dekripsi) tanpa harus mengetahui kata kunci yang sebenarnya secara wajar. Pendapat mengenai kriptanalisis ini pertamaka kali dikemukakan oleh Dutchman A Kerckhoffs pada abad ke-19, bahwa kerahasiaannya terletak pada kunci, dan analisis sandi memiliki rincian lengkap mengenai algoritma kriptografi dan implementasinya.

Menurut Lars Knudsen ada beberapa jenis penggolongan pemecahan algoritmanya, yaitu :

-     Total Break (pemecahan total) yang behasil menemukan key (kunci) yang digunakan untuk melindungi data dalam rumus D_k(C) = P.

-     Global Deduction (dedukasi global) dengan mendapatkan algoritma alternatif yang ekuivalen dengan rumus diatas, tanpa harus mengetahui kunci.

-     Instace / Local Deduction (deduksi lokal) dengan mendapatkan plaintext atau chipertext yang disadap.

-     Information Deduction (deduksi informasi) memperoleh informasi tentang kuci atau plaintextnya.

3.   Serangan Keamanan Kriptografi

Menurut Stalling (1995, p5) ada beberapa jenis serangan yang ada dalam suatu sistem komputer, dan dapat dikelompokkna berdasarkan fungsi dari sistem komputer.

Sumber Informasi

|

\|/

Tujuan Informasi

(Aliran data normal)

Sumber Informasi à|Tujuan Informasi

Interupsi

Interupsi merupakan aset yang dapat merusak dan  menghancurkan, sehingga tidak dapat digunakan lagi.

Sumber Informasi à Tujuan Informasi

|

\|/

X

Hal ini disebut dengan intersepsi, yaitu pihak yang sebenarnya tidak memiliki hak akses atas suatu informasi.

Sumber Informasi

|

\|/

X

|

\|/

Tujuan Informasi

Hal ini disebut dengan modifikasi, X adalah pihak ketiga yang tidak memiliki hak untuk mengakses suatu data tetapi juga merusak data tersebut.

Sumber Informasi

X

|

\|/

Tujuan Informasi

Ini yang disebut dengan pemalsuan data dan informasi dengan penyisipan objek tiruan kedalam sistem yang telah dibangun.

4.   Algoritma Simetri

Algoritma simetri adalah algorima yang sama-sama digunakan untuk proses enkripsi dan dekripsi.

Algoritma simetri terbagi menjadi dua jenis,  yaitu block chiper dan stream chiper. Block chiper adalah algoritma yang masukan dan keluarannya sebuah blok yang terdiri dari 64 bit atau 128 bit. Jenis algoritma Data Encryption Standard (DES) dan International Data Encryption Algorithm (IDEA) tergolong dalam algoritma simetri dengan block chiper. Terdapat empat jenis mode yang sering digunakan dalam enkripsi dalam hal memudahkan dan mengamankan cara penyandian, yaitu :

1.     Mode Electronic Code Book (ECB)

Mengenkripsi setiap blok palintext menjadi satu blok chipertext tanpa mempengaruhi blok pesan yang lain.

2.     Mode Cipher Block Chaining (CBC)

Mengenkripsi plaintext yang sama dengan chipertext yang berbeda.

3.     Mode Cipher Feed Back (CFB)

Mengenkripsi aliran chipertext.

4.     Mode Output Feed Back (OFB)

Tidak mengalirkan kesalahan.

III. PEMBAHASAN

1.     Algoritma IDEA

IDEA (International Data Encryption Algorithm) adalah algoritma yang dibuat oleh Xuejia Lai dan James Massey dari ETH Zurich, sebagai pengganti algoritma DES dikenalkan pada tahun 1991.

IDEA beroperasi pada blok plaintext 64 bit dengan panjang kunci 128 bit. Dengan algoritma yang sama untuk proses enkripsi dan dekripsi. Sama seperti algortma lai pada umumnya, IDEA juga menggunakan confusion dan diffusion, dan ini sebagai pembeda dengan algoritma DES yang menggunakan permutasi dan kombinasi sebagai confusion dan diffusionnya.

Algoritma kriptografi simetri IDEA adalah sebagai berikut:

1. Proses Enkripsi : E_k(M) = C

2. Proses Dekripsi : D_k(C) = M

Dimana:

E       : Fungsi Enkripsi

M      : Teks

C       : Chipertext

D       : Fungsi Dekripsi

K      : Kunci Enkripsi atau Dekripsi

Chipertext yang dihasilkan dari algoritma IDEA adalah chipertext dengan lebar satu blok 64 bit. IDEA menggunakan sebuah sistem yang dapat melakukan pengujian sebanyak 10⁹ kunci per detiknya dan membutuhkan waktu 10¹³ tahun untuk menemukan kuncinya.

Proses enkripsi dilakukan dengan menggunakan enam buah kunci dalam setiap putaran yang dilakukan sebanyak delapan buah putaran. Berikut struktur dan skema IDEA:

Gambar 1.1. Struktur dan skema IDEA

Prinsip algoritma kriptografi simetri IDEA adalah :

1. Confusion

          Konsep ini dilakukan dengan menggabungkan tiga prinsip operasi yang berbeda.

- XOR (penambahan modulo 2)

- Penambahan modulo 2¹⁶

- Perkalian dengan modulo 2¹⁶ + 1

2. Diffusion

          Konsep ini dilakukan dengan mengusahakan setiap bit pada plaintext dan setiap bit pada kunci mempengaruhi chipertext.

2.     Metode Enkripsi IDEA

Metode enkripsi IDEA adalah sebagai berikut.

Gambar 2.1. Enkripsi IDEA

Pertama, plaintext 64 bit dibagi menjadi 4 buah sub blok yang masing-masing dengan panjang 16 bit, yaitu X₁, X₂, X₃, Dan X₄. Ada delapan buah iterasi, dimana setiap iterasi , 4 sub blok di XOR-kan, ditambahkan, dan dikalikan dengan yang lain dan dengan subkey 16 bit sebanyak 6 buah.

Urutan yang dilakukan dalam setiap tahapan.

1. X₁ * K_1­ mod (2¹⁶ + 1)

2. X₂ + K₂ mod 2¹⁶

3. X₃ + K₃ mod 2¹⁶

4. X₄ * K_4­ mod (2¹⁶ + 1)

5. XOR hasil langkah 1 dan 3

6. XOR hasil langkah 2 dan 4

7. Hasil langkah 5 * K_5­ mod (2¹⁶ + 1)

8. Hasil langkah 6 + Langkah 7 _­ mod 2¹⁶

9. Hasil langkah 6 * K₆ mod (2¹⁶ + 1)

10. Hasil langkah 7 + Langkah 9_­

11. XOR hasil langkah 1 dan 9

12. XOR hasil langkah 3 dan 9

13. XOR hasil langkah 2 dan 10

14. XOR hasil langkah 4 dan 10

Gambar 2.2. Siklus IDEA

Setelah 8 kali iterasi langkah yang dilakukan selanjutnya adalah :

1. X₁ * subkey K_1­ mod (2¹⁶ + 1)

2. X₂ * subkey K_2­ mod 2¹⁶

3. X₃ * subkey K₃ mod 2¹⁶

4. X₄ * subkey K_4­ mod (2¹⁶ + 1)

Gambar 2.3. Hasil IDEA putaran terakhir

Gambar diatas menunjukkan putaran terakhir dari proses enkripsi menggunakan algoritma IDEA. Notasi K⁹_n menunjukkan banyaknya iterasi dari upa-kunci (subkey).

3.     Metode Dekripsi IDEA

Metode atau prose dekripsi sam dengan proses pada enkripsi, yang membedakan hanya pada aturan dan subkey nya. Proses ini menggunakan 52 buah sub blok kunci yang digunakan, masing-masing merupakan turunan dari 52 buah sub blok kunci enkripsi.

Gambar 3. 1. Metode Dekripsi IDEA

Berikut 52 sub blok kunci yang diturunkan dari proses enkripsi.

Tabel 3.1. Sub blok kunci Dekripsi

Dimana :

- Z^-1 : invers perkalian modulo 2¹⁶ + 1 dari Z

                Z Z^-1 = 1

- -Z : invers penjumlahan modulo 2¹⁶ dari Z

                Z Z^-1 = 0

Pada kasus ini akan diambil invers dari operasi penambahan oleh modulo 216 dan perkalian modulo 2¹⁶ + 1, namun hal ini tergantung pada operasi yang dibuat pada tahap enkripsi. Setiap subkey dekripsi adalah salah satu invers dari penambahan ataupun perkalian yang berkoresponden si dengan subkey enkripsi.

Tabel 3. 2. Sub blok kunci Enkripsi

Berikut tabel perbedaan yang terdapat pada proses enkripsi dan dekripsi.

Tabel 3.3. Perbandingan kunci

4.     Contoh Komputasi Penggunaan Algoritma IDEA

Komputasi penggunaan algoritma IDEA dapat kita lihat pada tabel dan pemaparan berikut ini.

Untuk sebuah pesan terbuka yang berbentuk integer 11121314 yang telah dibagi menjadi 4 buah bagian, yaitu :

- X₁ = 11

- X₂ = 12

- X₃ = 13

- X₄ = 14

Dan pembagian kunci :

- Z₁₁ = 2           - Z₂₁ = 4

- Z₃₁ = 6            - Z₄₁ = 8

- Z₅₁ = 10         - Z₆₁ = 12

- Z₁₂ = 14         - Z₂₂ = 16

Tabel 4. 1. Hasil Enkripsi

Dari hasil proses ekripsi diatas diperoleh nilai Y pada setiap nilai X, maka :

- Y₁ = 25112

- Y₂ = 33467

- Y₃ = 31031

- Y₄ = 35414

Dengan menggunakan kunci yang diperoleh dari hasil turunan proses enkripsi dapat dilihat bahwa pesan tersebut kembali pada pesan asli atau pesan sebelumnya.

Tabel 4. 2. Hasil Dekripsi

Maka hasil dekripsi akan sesuai dengan teks aslinya. Yaitu : 11 12 13 14.
Bukan hanya pada proses komputasi saja, algoritma IDEA juga dapat digunakan dalam berbagai macam mode operasi, diantaranya mode ECB, CBC, CFB, dan OFB.

IV. KESIMPULAN

• Algoritma IDEA merupakan salah satu algoritma blok chiper yang memiliki tingkat keamanan yang cukup kuat dan tangguh dalam hal mengamankan data dan informasi. Hal ini dikarenakan pada algoritma IDEA menggunakan Confusion (pengacakan) dan Deffusion (penyebaran). Sebagaimana confusion merupakan keterikatan antara plaintext dan junci terhadap chipertext dan diffusion sebagai gabungan dari beberapa operasi aljabar yang berbeda.

• Algoritma IDEA proses enkripsi dan dekripsi dapat juga digunakan untuk format file .txt dan .doc. Berdasarkan penjabaran disimpulkan bahwa semakin panjang dan besar plainteks yang akan di enkripsi dan di dekripsikan berbanding lurus dengan waktu dan kapasitas memori yang dibutuhkan, yaitu semakin panjang palinteks maka akan semakin lama pula waktu yang dibutuhkan dan juga memerlukan kapasitas ruang memori yang cukup besar.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Agustina, Dewi Try. 2008. Perancangan dan ImplementasiSistem Keamanan Data Menggunakan Algoritma Kriptografi Simetri IDEA. Univ. Sumatera Utara.

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16431/7/Cover.pdf

[2] http://library.binus.ac.id/eColls/eThesis doc/Bab2/2012-1-00553-mtif%202.pdf

[3] http://thesis.binus.ac.id/Asli/Bab2/2006-2-01268-IF-Bab%202.pdf

[4] Jaja. 2008. Keamanan Komputer dan Jaringan Kriptografi. Universitas Subang.

http://zaj09.files.wordpress.com/2009/01/sistem-kriptografi1.doc

[5] Jethefer, Stevens. Studi dan

 Perbandingan Algoritma IDEA (International Data Encryption Algorithm) dengan DES (Data Encryption Standard). ITB : STEI

http://informatika.stei.itb.ac.id/~rinaldi.munir/Kriptografi/2006-2007/Makalah1/Makalah1-005.pdf

[6] Wardani, Kholidya Yuli, dkk.

Implementasi Metode Kriptografi Idea pada Priority Dealer untuk Layanan Pemesanan dan Laporan Penjualan Handphone Berbasis Web. ITS : Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

http://repo.eepis-its.edu/506/1/1289.pdf

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa makalah yang saya tulis ini adalah tulisan saya sendiri, bukan saduran, atau terjemahan dari makalah orang lain, dan bukan plagiasi.

Bengkulu, 05 November 2013

Fauzan Azhmi Siregar G1A011022