SIMULASI SKEMA OTENTIKASI DAN TANDA TANGAN
DIGITAL SCHNORR BERBASIS WEB
FANDI ALI MUSTIKA 41509010072
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA
SIMULASI SKEMA OTENTIKASI DAN TANDA TANGAN DIGITAL SCHNORR
BERBASIS WEB
Laporan Tugas Akhir
Diajukan Untuk Melengkapi Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Oleh :
FANDI ALI MUSTIKA
41509010072
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS MERCU BUANA
JAKARTA
ii Yang bertanda tangan dibawah ini:
NIM : 41509010072
Nama : Fandi Ali Mustika
Judul Skripsi : Simulasi Skema Otentikasi dan Tanda Tangan Digital
Schnorr Berbasis Web
Menyatakan bahwa skripsi dengan judul yang tersebut diatas adalah hasil karya
saya sendiri dan bukan plagiat kecuali kutipan-kutipan dan teori-teori yang
digunakan dalam skripsi ini. Apabila ternyata ditemukan di dalam laporan skripsi
saya terdapat unsur plagiat, maka saya siap untuk mendapatkan sanksi akademik
yang terkait dengan hal tersebut.
Jakarta, September 2012
iii
Yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan bahwa Laporan Tugas akhir
dari mahasiswa berikut ini :
Nama : Fandi Ali Mustika
NIM : 41509010072
Jurusan : Teknik Informatika
Fakultas : Ilmu Komputer
Judul : Simulasi Skema Otentikasi dan Tanda Tangan Digital Schnorr
Berbasis Web
Telah diperiksa dan disetujui sebagai Laporan Tugas Akhir
Jakarta, September 2012
Raka Yusuf, ST., MTI., Pembimbing
iv
Otentikasi (authentication) merupakan identifikasi yang dilakukan oleh
masing-masing pihak yang saling berkomunikasi, maksudnya beberapa pihak
yang berkomunikasi harus mengidentifikasi satu sama lainnya. Informasi yang
didapatkan oleh satu pihak dari pihak lain harus diidentifikasi untuk memastikan
keaslian informasi yang diterima. Tanda tangan digital adalah suatu mekanisme
otentikasi yang memungkinkan pembuat pesan menambahkan sebuah kode yang
bertindak sebagai tanda tangannya. Skema yang dapat digunakan untuk
melakukan proses tanda tangan digital terhadap suatu pesan juga
bermacam-macam. Skema otentikasi dan tanda tangan digital Schnorr merupakan skema
tanda tangan digital yang mengambil keamanan dari permasalahan menghitung
logaritma diskrit.
Skema tanda tangan ini menggunakan bilangan prima dan perpangkatan
modulo dalam proses pembentukan kuncinya. Skema otentikasi dapat
dimodifikasi menjadi skema tanda tangan digital. Proses pembentukan kunci
privat dan publiknya sama seperti sekema otentikasi, namun pada skema tanda
tangan digital ditambahkan sebuah fungsi hash. Pengembangan sistem yang
digunakan dalam membangun perangkat lunak ini adalah metode Luther.
Perangkat lunak untuk simulasi skema otentikasi dan tanda tangan digital Schnorr
ini akan membantu pemahaman kriptografi terutama mengenai skema otentikasi
dan tanda tangan digital Schnorr dan perangkat lunak ini juga dapat digunakan
sebagai fasilitas pendukung dalam proses belajar mengajar mencakup input
variabel-variabel, kunci privat, kunci public, pesan, pembentukkan digital
signature, proses verifikasi dan proses deskripsi.
v
Otentikasi (authentication) constituting identification that did by each
mutually party gets communication, fathom a meaning severally party which get
communication shall identify one same another. Information that got by one party
of other party shall be identified to ensure accepted information authenticity.
Digital signature is an otentikasi's mechanism that enable order maker adds one
code which act as signature it. Scheme applicabling to do digital signature process
to an order also miscellaneous. otentikasi's scheme and undersign digital Schnorr
constitutes digital signature scheme that take security of about problem account
diskrit's logarithm.
Undersign scheme this utilize prime number and about rank modulo in
processes its key forming. Scheme otentikasi can be modified as digital signature
scheme. Forming process keys privat and its public as as sekema otentikasi, but on
undersign scheme digital enhanced one hash's function. System development that
is utilized in build this software Luther's method. Software for simulated
schematic otentikasi and undersign digital Schnorr this will help kriptografi's
grasp especially about scheme otentikasi and undersign digital Schnorr and this
software can also be utilized as facility of supporting in processes tea ching and
learning to range variable inputs, privat's key, public's key, send away for, digital
pembentukkan signature, process verification and description process.
vi
Puji Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
karunia yang telah diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat
menyelesaikan Laporan Tugas Akhir tepat pada waktunya, dimana Laporan Tugas
Akhir tersebut merupakan salah satu persyaratan untuk dapat menyelesaikan
Program Studi Strata Satu (S1) pada Jurusan Teknik Informatika Universitas
Mercu Buana.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih belum dapat
dikatakan sempurna. Karena itu, kritik dan saran akan diterima dengan senang
hati. Penulis juga menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini takkan dapat selesai
tepat pada waktunya tanpa bantuan, bimbingan, dan motivasi dari berbagai
pihak. Maka dari itu, dengan segala kerendahan hati, Penulis ingin
menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Raka Yusuf, ST, M.T.I,selaku Pembimbing Tugas Akhir yang
telah membimbing penulis dengan semua nasihat, semangat, ilmu dan
segala bantuan yang tidak dapat disebutkan satu per satu oleh penulis
dikarenakan jumlah bantuan yang diberikan memang sangat amat banyak.
2. Bapak Anis Cherid, SE., M.T.I., selaku KaProdi pada Jurusan Teknik
Informatika Universitas Mercu Buana.
3. Bapak Tri Daryanto, S.Kom, M.T., selaku Koordinator Tugas Akhir pada
Jurusan Teknik Informatika Universitas Mercu Buana.
4. Bapak Dr. Harwi Karya, selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Mercu Buana atas nasihat, saran, motivasi, dan juga
keramah-tamahannya kepada penulis sehingga penulis merasa lebih terpacu untuk
dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
5. Kedua orang tua yang selama ini telah membesarkan penulis.
6. Beserta semua pihak yang telah memotivasi dan ikut memberikan
bantuannya kepada penulis yang namanya tidak dapat penulis sebutkan
vii kedepannya, Terima Kasih.
Jakarta, Agustus 2012
viii
Hal.
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PERNYATAAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
ABSTRAK ... iv
ABSTRACT ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR TABEL ... xv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan dan Manfaat ... 3
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 Metodologi Penyelesaian ... 3
1.6 Sistematis Penulisan ... 4
BAB II LANDASAN TEORI ... 7
2.1 Kriptografi ... 7
2.2 Aplikasi Kriptografi ... 8
2.2.1 Kerahasian ... 8
2.2.2 Otentikasi ... 9
2.2.3 Integritas ... 10
2.2.4 Nir-Penyangkalan ... 11
2.3 Fungsi One-Way Hash SHA 1 ... 12
2.4 Landasan Matematis Kriptografi ... 17
2.4.1 Bilangan Prima ... 17
ix
2.4.4 Aritmatika Modular ... 19
2.4.5 Inverse Aritmatika Modular ... 20
2.4.6 Logaritma Diskrit ... 21
2.5 Otentikasi dan Tanda Tangan Digital ... 22
2.5.1 Otentikasi ... 22
2.5.2 Digital Signature ... 23
2.6 Schnorr Authentication and Digital Signature Scheme ... 24
2.6.1 Key Generation ... 25
2.6.2 Protokol Otentikasi ... 26
2.6.3 Protokol Tanda Tangan Digital ... 27
2.7 Flowchart ... 29
2.7.1 Simbol-simbol Flowchart ... 29
2.8 PHP ... 31
2.9 Xampp ... 32
2.10 Metodologi Pengembangan Aplikasi (Luther) ... 33
BAB III KONSEP, PERANCANGAN, DAN PENGUMPULAN MATERIAL ... 36
3.1 Konsep ... 36
3.1.1 Tujuan ... 36
3.1.2 Macam Aplikasi ... 36
3.2 Perancangan ... 37
3.2.1 Perancangan Proses ... 37
3.2.1.1 Key Generation ... 37
3.2.1.2 Otentikasi ... 39
3.2.1.3 Tanda Tangan Digital ... 40
3.2.2 Perancangan Interface ... 42
3.2.2.1 Form Utama ... 42
3.2.2.2 Form Pembentukan Kunci ... 43
3.2.2.3 Form Skema Otentikasi ... 44
x
3.2.2.6 Form Input Variabel s ... 47
3.2.2.7 Form Input Variabel r ... 48
3.2.2.8 Form Input Variabel e ... 49
3.2.2.9 Form Test GCD ... 49
3.2.2.10 Form Teori ... 50
3.2.2.11 Form About ... 51
3.3 Pengumpulan Bahan ... 52
3.3.1 Gambar ... 52
3.3.2 Teori ... 53
3.3.2.1 Proses Pembentukan Kunci ... 53
3.3.2.2 Proses Kerja Skema Otentikasi ... 54
3.3.2.3 Proses Kerja Skema Tanda Tangan Digital ... 55
3.3.3 Skenario ... 55
BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN ... 58
4.1 Pembuatan ... 58
4.1.1 Proses Pembuatan Kunci ... 58
4.1.2 Proses Otentikasi ... 59
4.1.3 Proses Tanda Tangan Digital ... 60
4.2 Pengujian ... 72
4.2.1 Metode Black Box Testing ... 73
4.2.1.1 Skenario Pengujian Terhadap Form Utama ... 73
4.2.1.2 Skenario Pengujian Terhadap Form Key Generation ... 74
4.2.1.3 Skenario Pengujian Terhadap Form Input Nilai p, q, dan a ... 74
4.2.1.4 Skenario Pengujian Terhadap Form GCD ... 75
4.2.1.5 Skenario Pengujian Terhadap Form Authentication ... 75
4.2.1.6 Skenario Pengujian Terhadap Form Nilai r ... 76
4.2.1.7 Skenario Pengujian Terhadap Form Nilai e ... 77
4.2.1.8 Skenario Pengujian Terhadap Form Digital Signature ... 77
4.2.1.9 Skenario Pengujian Terhadap Form Teori ... 78
xi
4.2.2.1 Hasil Pengujian Form Utama ... 79
4.2.2.2 Hasil Pengujian Form Key Generation ... 80
4.2.2.3 Hasil Pengujian Form Input Nilai p, q, dan a ... 81
4.2.2.4 Hasil Pengujian Form GCD ... 81
4.2.2.5 Hasil Pengujian Form Authentication ... 82
4.2.2.6 Hasil Pengujian Form Nilai r ... 83
4.2.2.7 Hasil Pengujian Form e ... 83
4.2.2.8 Hasil Pengujian Form Digital Signature ... 84
4.2.2.9 Hasil Pengujian Form Teori ... 85
4.2.2.10 Hasil Pengujian Form About ... 85
4.2.3 Pengujian Tatap Muka ... 81
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 93
5.1 Kesimpulan ... 93
5.2 Saran ... 93
DAFTAR PUSTAKA ... 94
xiii
Hal.
Gambar 2.1 Gambaran Umum Proses Kriptografi ... 6
Gambar 2.2 Simbol Flow Direction ... 30
Gambar 2.3 Simbol Terminator ... 30
Gambar 2.4 Simbol Processing ... 30
Gambar 2.5 Simbol Decision ... 31
Gambar 2.6 SImbol Input-Output ... 31
Gambar 2.7 Xampp ... 33
Gambar 2.8 Metode Pengembangan Aplikasi ... 34
Gambar 3.1 Flowchart Key Generation ... 38
Gambar 3.2 Flowchart Otentication ... 39
Gambar 3.3 Flowchart Digital Signature ... 40
Gambar 3.4 Rancangan Form Utama ... 42
Gambar 3.5 Rancangan Form Pembentukan Kunci ... 43
Gambar 3.6 Rancangan Form Skema Otentication ... 44
Gambar 3.7 Rancangan Form Skema Tanda Tangan Digital ... 45
Gambar 3.8 Rancangan Form Input Variabel p, q, dan a ... 46
Gambar 3.9 Rancangan Form Input Variabel s ... 47
Gambar 3.10 Rancangan Form Input Variabel r ... 48
Gambar 3.11 Rancangan Form Input Variabel e ... 49
Gambar 3.12 Rancangan Form Test GCD ... 50
Gambar 3.13 Rancangan Form Teori ... 51
Gambar 3.14 Rancangan Form About ... 52
Gambar 3.15 Seha Sedang Mengetik ... 53
Gambar 3.16 Fandi Sedang Mengetik ... 53
Gambar 3.17 (a) Gambar Surat Mewakili Objek Yang Akan Dikirimkan Oleh Seha ... 53
Gambar 3.17 (b) Gambar Surat Mewakili Objek Yang Akan Dikirimkan Oleh Fandi ... 53
xiv
Gambar 3.20 (a) Gambar Surat Mewakili Objek Yang Akan Dikirimkan
Oleh Seha ... 57
Gambar 3.20 (b) Gambar Surat Mewakili Objek Yang Akan Dikirimkan Oleh Fandi ... 57
Gambar 4.1 Form Utama ... 81
Gambar 4.2 Form Key Generation ... 82
Gambar 4.3 Form Input Nilai Variabel p, q, dan a ... 83
Gambar 4.4 Form Authentication ... 84
Gambar 4.5 Form Digital Signature ... 85
Gambar 4.6 Form Teori ... 86
xv
Hal.
Tabel 2.1 Daftar-daftar Properti Dari Keempat SHA ... 14
Tabel 4.1 Skenario Pengujian Form Utama ... 73
Tabel 4.2 Skenario Pengujian Form Key Generation ... 74
Tabel 4.3 Skenario Pengujian Form Input Variabel p, q, dan a ... 74
Tabel 4.4 Skenario Pengujian Form GCD ... 75
Tabel 4.5 Skenario Pengujian Form Authentication ... 76
Tabel 4.6 Skenario Pengujian Form Nilai r ... 76
Tabel 4.7 Skenario Pengujian Form Nilai e ... 77
Tabel 4.8 Skenario Pengujian Form Digital Signature ... 77
Tabel 4.9 Skenario Pengujian Form Teori ... 78
Tabel 4.10 Skenario Pengujian Form About ... 79
Tabel 4.11 Hasil Pengujian Form Utama ... 79
Tabel 4.12 Hasil Pengujian Form Key Generation... 80
Tabel 4.13 Hasil Pengujian Form Input Variabel p, q, dan a... 81
Tabel 4.14 Hasil Pengujian Form GCD ... 82
Tabel 4.15 Hasil Pengujian Form Authentication... 82
Tabel 4.16 Hasil Pengujian Form Nilai r ... 83
Tabel 4.17 Hasil Pengujian Form Nilai e ... 84
Tabel 4.18 Hasil Pengujian Form Digital Signature ... 84
Tabel 4.19 Hasil Pengujian Form Teori ... 85
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Simulasi sebagai proses pengolahan data dengan penggunaan rangkaian
model-simbolik pada pengoperasian sistem tiruan tidak mengharuskan dan tidak
mengajukan penggunaan fungsi-fungsi dan persamaan tertentu sebagai model
simbolik penyelesaian persoalan, tetapi sebaliknya simulasi yang terdiri dari
tahapan-tahapan dan langkah-langkah pengolahan data haruslah dilengkapi
dengan model-model simbolik yang sesuai dengan memberikan hasil
pengoperasian tiruan dalam bentuk data output yang berguna untuk penyelesaian
persoalan.
Sesuai dengan bentuk simulasi yang terdiri dari tahapan dan
langkah-langkah pengolahan data, aplikasi simulasi untuk setiap persoalan haruslah
berdasarkan pemodelan untuk persoalan yang perlu diselesaikan. Simulasi bersifat
terbuka dan dapat digunakan untuk penyelesaian berbagai bentuk persoalan sistem
yang sesuai dengan berbagai bidang, namun kegunaannya relatif tergantung pada
kelayakan serta manfaat dari hasil simulasi yang diperoleh pada penyelesaian
persoalan yang berlatar belakang sistem.
Otentikasi (authentication) merupakan identifikasi yang dilakukan oleh
masing-masing pihak yang saling berkomunikasi, maksudnya beberapa pihak
yang berkomunikasi harus mengidentifikasi satu sama lainnya. Informasi yang
didapat oleh suatu pihak dari pihak lain harus diidentifikasi untuk memastikan
keaslian dari informasi yang diterima. Identifikasi terhadap suatu informasi dapat
berupa tanggal pembuatan informasi, isi informasi, waktu kirim, dan hal-hal
lainnya yang berhubungan dengan informasi tersebut. Otentikasi pesan memang
berhasil melindungi kedua belah pihak yang saling bertukar pesan dari pihak
ketiga. Tetapi, otentikasi pesan tidak bisa mencegah kemungkinan kedua belah
pihak saling menyerang satu sama lain. Pada situasi dimana tidak ada kepercayaan
penuh antara pengirim dan penerima pesan, diperlukan suatu mekanisme yang
lebih daripada sekedar otentikasi. Solusi yang paling menarik dari masalah ini
mekanisme otentikasi yang memungkinkan pembuat pesan menambahkan sebuah
kode yang bertindak sebagai tanda tangannya. Tanda tangan tersebut menjamin
integritas dan sumber dari sebuah pesan.
Skema otentikasi dan tanda tangan digital mengambil sekuritas dari
permasalahan menghitung logaritma diskrit. Skema ini menggunakan bilangan
prima dan perpangkatan modulo dalam proses pembentukan kuncinya. Skema ini
dipatenkan di Amerika Serikat dan akan berakhir pada tanggal 19 Februari 2008.
Skema otentikasi dapat dimodifikasi menjadi skema tanda tanda digital. Proses
pembentukan kunci privat dan publiknya sama seperti skema otentikasi, hanya
saja pada skema tanda tangan digital ditambahkan sebuah fungsi hash.
Berdasarkan uraian di atas, penulis bermaksud untuk mengambil tugas
akhir (skripsi) dengan judul Perangkat Lunak Simulasi skema otentikasi dan tanda
tangan digital.
1.2 Perumusan Masalah
Permasalahan yang diambil pada tugas akhir ini adalah
1. Bagaimana memanfaatkan teknologi komputer unutk membuat simulasi
Otentikasi dan Tanda Tangan Digital Schnorr.
2. Bagaimana menampilkan prosedur kerja dari otentikasi dan tanda tangan
digital schnorr diweb.
3. Bagaimana membangun sebuah simulasi tentang otentikasi dan tanda tangan
digital schnorr.
1.3Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari tugas akhir ini adalah:
1. Membuat aplikasi simulasi skema otentikasi dan tanda tangan digital
Schnorr yang mampu menjelaskan secara terinci prosedur kerja dari skema
tersebut.
2. Menghasilkan kunci privet dan publik yang akan digunakan oleh tanda
tangan digital sebagai verifikasi.
1. Dapat membantu pemahaman terhadap skema otentikasi dan tanda tangan
digital Schnorr.
2. Sebagai fasilitas pendukung dalam proses belajar mengajar yang dapat
membantu pemahaman kriptografi terutama menguasai skema otentikasi
dan tanda tangan digital Schnorr.
1.4 Batasan Masalah
Batasan permasalahan dalam membuat perangkat lunak simulasi skema
otentikasi dan tanda tangan digital Schnorr adalah sebagai berikut:
1. Perangkat lunak akan menampilkan tahap-tahap perhitungan dalam bentuk
desimal.
2. Pihak yang berinteraksi hanya 2 orang, yaitu Seha sebagai pihak pertama dan
Fandi sebagai pihak kedua.
1.5 Metodologi Penyelesaian
Metode yang akan digunakan dalam pembuatan perangkat lunak ini
menggunakan metode Luther yang terdiri dari langkah-langkah berikut :
1. Konsep (Concept)
Tahap konsep adalah tahap untuk menentukan tujuan dan siapa pengguna
program. Selain itu menentukan macam aplikasi (presentasi, interaktif, dan
lain) dan tujuan aplikasi (hiburan, pelatihan, pembelajaran, dan
lain-lain).
2. Perancangan (Disign)
Perancangan adalah tahap pembuatan spesifikasi mengenai arsitektur
program, tampilan, dan kebutuhan material/bahan untuk program.
3. Pengumpulan Bahan (Material Collecting)
Pengumpulan bahan adalah tahap dimana pengumpulan bahan yang sesuai
dengan kebutuhan yang dilakukan seperti teks, gambar, animasi, suara,
dan lain-lain yang diperlukan untuk tahap berikutnya.
4. Pembuatan (Assembly)
Tahap pembuatan simulasi otentikasi dan tanda tangan digital Schnorr
aplikasi didasarkan pada tahap perancangan yag di lanjutkan ke tahap
pembuatan apa yang telah direncanakan pada tahap perancangan.
5. Pengujian (Testing)
Dilakukan setelah selesai tahap pembuatan dengan menjalankan aplikasi
dan di lihat apakah tepat sasaran pada tujuan pembuatan aplikasi tersebut
serta adanya kesalahaan atau tidak. Fungsi dari pengujian ini adalah untuk
melihat apakah hasil pembuatan aplikasi sesuai dengan yang direncanakan.
6. Penulisan Sistem
Tahap ini dilakukan setelah tahap pengujian selesai, maka diadakannya
penulisan sistem yang bertujuan sebagai instruksi atau buku petunjuk.
Pada tahap ini disusun buku sebagai dokumentasi dari pelaksanaan tugas
akhir.
1.6 Sistematika Penulisan
Dalam penulisan tugas akhir ini digunakan susunan bab sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini diuraikan latar belakang masalah, perumusahan
masalah, tujuan dan manfaat, batasan masalah, dan metodologi
penyelesaian.
BAB II LANDASAN TEORI
Dalam bab ini diuraikan landasan teori yang digunakan sebagai
kerangka berfikir dan menjadi landasan bagi penulis untuk
menganalisa dan memecahkan suatu masalah dalam pembuatan
aplikasi ini.
BAB III KONSEP, PERANCANGAN, DAN
PENGUMPULAN MATERIAL
Dalam bab ini diuraikan perancangan program aplikasi skema
otentikasi dan tanda tangan digital Schnorr ini, meliputi analisa
dan rancangan sistem, sehingga pembuatan program berjalan
sesuai dengan tujuan yang diharapkan.
BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN SISTEM
Dalam bab ini diuraikan penjelasan kebutuhan sistem yang
digunakan untuk melakukan uji coba terhadap program aplikasi
skema otentikasi dan tanda tanga digital Schnorr ini.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini diuraikan hasil yang diperoleh dari perancangan
program aplikasi skema otentikasi dan tanda tangan digital Schnorr
7
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1Kriptografi
Menurut Munir (1996:2) kriptografi adalah ilmu yang mempelajari
teknik-teknik matematika yang berhubungan dengan aspek-aspek pada keamanan
informasi misalnya kerahasiaan, integritas data, otentikasi pengirim/penerima
data, dan otentikasi data. kriptografi berasal dari bahasa Yunani yaitu dari kata ‘cryptos’ dan ‘graphia’ yang berarti penulisan rahasia. Kriptografi adalah suatu
ilmu yang mempelajari penulisan secara rahasia. Kriptografi bertujuan menjaga
kerahasiaan informasi yang terkandung dalam data sehingga informasi tersebut
tidak dapat diketahui oleh pihak yang tidak sah.
Suatu pesan yang tidak disandikan disebut sebagai plaintext ataupun dapat
disebut juga sebagai cleartext. Proses yang dilakukan untuk mengubah plaintext
ke dalam ciphertext disebut encryption atau encipherment. Sedangkan proses
untuk mengubah ciphertext kembali ke plaintext disebut decryption atau
decipherment.
Secara sederhana, konsep umum kriptografi dapat dilihat pada Gambar 2.1
berikut.
Enkripsi Dekripsi
Plain Text Cipher Text Plain Text
KUNCI KUNCI
Gambar 2.1 Gambaran umum proses kriptografi
Kriptografi merupakan suatu ilmu atau seni mengamankan pesan yang
dilakukan oleh seorang cryptographer. Sedangkan cryptanalysis adalah suatu ilmu
dan seni membuka (breaking) ciphertext dan orang yang melakukannya disebut
cryptanalyst.
Cryptographic system atau cryptosystem adalah suatu fasilitas untuk
seperangkat parameter yang menentukan transformasi pen-cipher-an tertentu
disebut suatu set kunci. Proses enkripsi dan dekripsi diatur oleh satu atau beberapa
kunci kriptografi. Secara umum, kunci-kunci yang digunakan untuk proses
pengenkripsian dan pendekripsian tidak perlu identik, tergantung pada sistem
yang digunakan.
Secara umum operasi enkripsi dan dekripsi dapat diterangkan secara
matematis sebagai berikut :
EK (M) = C (Proses Enkripsi)
DK (C) = M (Proses Dekripsi)
Pada saat proses enkripsi, pesan M (message) disandikan dengan suatu
kunci K (key), sehingga dihasilkan pesan C (ciphertext). Pesan C adalah pesan
terenkripsi dan tidak dapat dibaca. Dalam hal ini, C berfungsi sebagai sandi
rahasia yang hanya dapat dibaca oleh pihak-pihak yang berhak. Sedangkan pada
proses dekripsi, pesan C tersebut disandikan kembali dengan menggunakan kunci
K sehingga dihasilkan pesan M yang sama seperti pesan sebelumnya.
Dengan demikian, keamanan suatu pesan tergantung pada kunci yang
digunakan dan tidak tergantung pada algoritma yang digunakan. Sehingga
algoritma-algoritma yang digunakan tersebut dapat dipublikasikan dan dianalisis,
serta produk-produk yang menggunakan algoritma tersebut dapat diproduksi
massal. Tidak menjadi masalah apabila seseorang mengetahui algoritma yang kita
gunakan. Selama ia tidak mengetahui kunci yang dipakai, ia tetap tidak dapat
membaca pesan.
2.2Aplikasi Kriptografi
Untuk meningkatkan sebuah aplikasi yang akan dibangun, penulis akan
membahas mengenai aspek keamanan yang disediakan oleh kriptografi yang
diungkapkan oleh Munir (1996:239).
2.2.1Kerahasian
Kerahasian terkait dengan kerahasiaan data atau informasi. Pada sistem
pemerintahan kerahasiaan data-data pribadi (privacy) sangat penting. Hal ini
jika data pribadi anda, misalnya data KTP atau kartu keluarga, dapat diakses
secara online. Maka setiap orang dapat melihat tempat dan tanggal lahir anda,
alamat anda, dan data lainnya. Data ini dapat digunakan untuk melakukan
penipuan dan pembobolan dengan mengaku-aku sebagai anda (atau keluarga
anda).
Ancaman atau serangan terhadap kerahasiaan data ini dapat dilakukan
dengan menggunakan penerobosan akses, penyadapan data (sniffer, key logger),
dan melalui kebijakan yang tidak jelas (tidak ada).
Untuk itu kerahasiaan data ini perlu mendapat perhatian yang besar dalam
implementasi sistem pemerintahan di Indonesia. Proteksi terhadap data ini dapat
dilakukan dengan menggunakan firewall (untuk membatasi akses), segmentasi
jaringan (juga untuk membatasi akses), enkripsi (untuk menyandikan data
sehingga tidak mudah disadap), serta kebijakan yang jelas mengenai kerahasiaan
data tersebut.
Pengujian terhadap kerahasian data ini biasanya dilakukan secara berkala dengan
berbagai metode.
Ada beberapa jenis informasi yang tersedia didalam sebuah jaringan
komputer. Setiap data yang berbeda pasti mempunyai grup pengguna yang
berbeda pula dan data dapat dikelompokkan sehingga beberapa pembatasan
kepada pengunaan data harus ditentukan. Pada umumnya data yang terdapat
didalam suatu perusahaan bersifat rahasia dan tidak boleh diketahui oleh pihak
ketiga yang bertujuan untuk menjaga rahasia perusahaan dan strategi perusahaan.
Backdoor, sebagai contoh, melanggar kebijakan perusahaan dikarenakan
menyediakan akses yang tidak diinginkan kedalam jaringan komputer perusahaan.
Kerahasiaan dapat ditingkatkan dan didalam beberapa kasus
pengengkripsian data. Kontrol akses adalah cara yang lazim digunakan untuk
membatasi akses kedalam sebuah jaringan komputer. Sebuah cara yang mudah
tetapi mampu untuk membatasi akses adalah dengan menggunakan kombinasi dari
username dan password untuk proses otentikasi pengguna dan memberikan akses
kepada pengguna yang telah dikenali. Didalam beberapa lingkungan kerja
keamanan jaringan komputer, ini dibahas dan dipisahkan dalam konteks
Dalam menjaga kerahasiaan data, kriptografi mentransformasikan data
jelas (plaintext) ke dalam bentuk data sandi (ciphertext) yang tidak dapat dikenali.
Ciphertext inilah yang kemudian dikirimkan oleh pengirim (sender) kepada
penerima (receiver). Setelah sampai di penerima, data sandi tersebut
ditranformasikan kembali ke dalam bentuk data jelas agar dapat dikenali.
2.2.2Otentikasi
Otentikasi merupakan identifikasi yang dilakukan oleh masing–masing
pihak yang saling berkomunikasi, maksudnya beberapa pihak yang berkomunikasi
harus mengidentifikasi satu sama lainnya. Informasi yang didapat oleh suatu pihak
dari pihak lain harus diidentifikasi untuk memastikan keaslian dari informasi yang
diterima. Identifikasi terhadap suatu informasi dapat berupa tanggal pembuatan
informasi, isi informasi, waktu kirim dan hal-hal lainnya yang berhubungan
dengan informasi tersebut. Aspek ini berhubungan dengan metode untuk
menyatakan bahwa informasi betul-betul asli, orang yang mengakses atau
memberikan informasi adalah betul-betul orang yang dimaksud, atau server yang
kita hubungi adalah betul-betul server yang asli.
Masalah pertama, membuktikan keaslian dokumen, dapat dilakukan
dengan teknologi pemberian cap air dan tanda tangan digital. Pemberian cap air
juga dapat digunakan untuk menjaga hak milik intelektualitas, yaitu dengan menandai dokumen atau hasil karya dengan “tanda tangan” pembuat. Masalah kedua biasanya berhubungan dengan akses kontrol, yaitu berkaitan dengan
pembatasan orang yang dapat mengakses informasi.
Dalam hal ini pengguna harus menunjukkan bukti bahwa memang dia
adalah pengguna yang sah, misalnya dengan menggunakan kata sandi aspek/servis
dari security biometric (ciri-ciri khas orang), dan sejenisnya. Ada tiga hal yang
dapat ditanyakan kepada orang untuk menguji siapa dia:
A. What you have (misalnya kartu ATM)
B. What you know (misalnya PIN atau password)
C. What you are (misalnya sidik jari, biometric)
Penggunaan teknologi smart card, saat ini kelihatannya dapat
menggunakan sertifikat digital. Otentikasi biasanya diarahkan kepada orang
(pengguna), namun tidak pernah ditujukan kepada server atau mesin. Pernahkan
kita bertanya bahwa mesin ATM yang sedang kita gunakan memang benar-benar
milik bank yang bersangkutan? Bagaimana jika ada orang nakal yang membuat
mesin seperti ATM sebuah bank dan meletakkannya di tempat umum? Dia dapat
menyadap data-data (informasi yang ada di magnetic strip) dan PIN dari orang
yang tertipu. Memang membuat mesin ATM palsu tidak mudah.
Tetapi, bisa anda bayangkan betapa mudahnya membuat halaman web
palsu yang menyamar sebagai web sebuah bank yang memberikan layanan bank
internet. (Ini yang terjadi dengan kasus klikBCA.com)
2.2.3Integritas
Aspek integritas terkait dengan keutuhan data. Aspek ini menjamin bahwa
data tidak boleh diubah tanpa ijin dari pihak yang memiliki hak. Acaman terhadap
aspek integritas dilakukan dengan melalui penerobosan akses, pemalsuan
(spoofing), virus yang mengubah atau menghapus data, dan man in the middle
attack (yaitu penyerangan dengan memasukkan diri di tengah-tengah pengiriman
data). Proteksi terhadap serangan ini dapat dilakukan dengan menggunakan tanda
tangan digital, sertifikat digital, code otentikasi pesan, fungsi hash, dan checksum.
Pada prinsipnya mekanisme proteksi tersebut membuat kode sehingga perubahan
satu bit pun akan mengubah kode.
Contoh permasalahan integritas dapat dilihat pada sistem perhitungan
pemilihan umum tahun 2004 kemarin, dimana pada awal proses perhitungan
masih terdapat data uji coba. Hal ini menimbulkan keraguan atas integritas dari
data yang berada di dalamnya.
Jaringan komputer yang dapat diandalkan juga berdasar pada fakta bahwa
data yang tersedia apa yang sudah seharusnya. Jaringan komputer mau tidak mau
harus terlindungi dari serangan yang dapat merubah data selama dalam proses
persinggahan (transmisi). Man-in-the-Middle merupakan jenis serangan yang
dapat merubah integritas dari sebuah data yang mana penyerang (attacker) dapat
Di dalam jaringan komputer yang aman, partisipan dari sebuah transaksi
data harus yakin bahwa orang yang terlibat dalam komunikasi data dapat
diandalkan dan dapat dipercaya. Keamanan dari sebuah komunikasi data sangat
diperlukan pada sebuah tingkatan yang dipastikan data tidak berubah selama
proses pengiriman dan penerimaan pada saat komunikasi data. Ini tidak harus
selalu berarti bahwa traffic perlu di enkripsi, tapi juga tidak tertutup kemungkinan
serangan Man-in-the-Middle dapat terjadi. Man in the middle attack adalah
serangan dimana seseorang menempatkan diri di tengah pembicaraan dan
menyamar sebagai orang lain.
2.2.4Nir-Penyangkalan
Aspek ini menjaga agar seseorang tidak dapat menyangkal telah
melakukan sebuah transaksi. Sebagai contoh, seseorang yang mengirimkan email
untuk memesan barang tidak dapat menyangkal bahwa dia telah mengirimkan
email tersebut. Aspek ini sangat penting dalam hal perdagangan elektronik.
Penggunaan tanda tangan, sertifikat, dan teknologi kriptografi secara umum dapat
menjaga aspek ini. Akan tetapi hal ini masih harus didukung oleh hukum sehingga
status dari tanda tangan digital itu jelas legal.
Setiap tindakan yang dilakukan dalam sebuah sistem yang aman telah
diawasi (logged), ini dapat berarti penggunaan kakas (tool) untuk melakukan
pengecekan sistem berfungsi sebagaimana seharusnya. Log juga tidak dapat
dipisahkan dari bagian keamanan sistem yang dimana bila terjadi sebuah
penyusupan atau serangan lain akan sangat membantu proses investigasi. Log dan
catatan waktu, sebagai contoh, bagian penting dari bukti di pengadilan jika
cracker tertangkap dan diadili. Untuk alasan ini maka nir-penyangkalan dianggap
sebagai sebuah faktor penting didalam keamanan jaringan komputer yang
berkompeten.
Definisi dari nir-penyangkalan adalah sebagai berikut :
1. Kemampuan untuk mencegah seorang pengirim untuk menyangkal kemudian
2. Proteksi dari penyangkalan oleh satu satu dari entitas yang terlibat didalam
sebuah komunikasi yang turut serta secara keseluruhan atau sebagian dari
komunikasi yang terjadi.
Proses tranformasi dari data jelas menjadi data sandi disebut proses
enkripsi, sedangkan proses mentransformasikan kembali data sandi menjadi data
jelas disebut proses dekripsi.
Untuk mengenkripsi dan mendekripsi data, kriptografi menggunakan suatu
algoritma (cipher) dan kunci (key). Algoritma adalah fungsi matematika yang
digunakan untuk mengenkripsi dan mendekripsi. Sedangkan kunci merupakan
sederetan bit yang diperlukan untuk mengenkripsi dan mendekripsi data.
2.3Fungsi One-Way Hash SHA-1
Menurut Munir (1996:217) sebuah fungsi hash (hash function atau hash
algorithm) adalah suatu cara untuk menghasilkan sebuah digital “fingerprint”
kecil dari sembarang data. Fungsi ini memecahkan dan mencampurkan data untuk
menghasilkan fingerprint yang sering disebut sebagai nilai hash (hash value).
Nilai hash ini sering direpresentasikan dengan sebuah string pendek dari
huruf-huruf dan angka-angka yang kelihatan acak (berbentuk heksadesimal). Sebuah
fungsi hash yang baik adalah suatu fungsi yang tidak (jarang) memiliki output
nilai hash yang sama untuk input yang berbeda.
Secure Hash Algorithm, SHA-1 ini dikembangkan oleh NIST (National
Institute of Standard and Technology). SHA-1 dapat diterapkan dalam
penggunaan Algoritma Tanda Tangan Digital (Digital Signature Algorithm) yang
dispesifikasikan dalam Standar Tanda Tangan Digital (Digital Signature Standard)
dan SHA tersebut dapat diterapkan untuk aplikasi federal.
Untuk suatu pesan yang panjangnya < 264, SHA-1 akan menghasilkan
keluaran sebanyak 160 bit dari pesan tersebut dan pesan keluaran itu disebut
pencerna pesan. Panjang jarak pencerna pesan dapat berkisar antara 160 sampai
512 bit tergantung algoritmanya. Berdasarkan cirinya SHA-1 dapat digunakan
dengan algoritma kriptografi lainnya seperti Algoritma Tanda Tangan Digital atau
SHA-1 dikatakan aman karena proses SHA-1 dihitung secara infisibel
untuk mencari pesan yang sesuai untuk menghasilkan pencerna pesan atau dapat
juga digunakan untuk mencari dua pesan yang berbeda yang akan menghasilkan
pencerna pesan yang sama.
Menurut jenisnya SHA dapat dispesifikasikan menjadi 4 bagian yaitu:
SHA-1, SHA-256, SHA-384, dan SHA-512. Berikut ini merupakan daftar-daftar
properti dari keempat SHA.
Tabel 2.1 Daftar-daftar properti dari keempat SHA Algorithm Message
Size (Bits)
Block Size
(Bits)
Word Size
(Bits)
Message
Digest Size
(Bits)
Security2
(Bits)
SHA-1 < 264 512 32 160 80
SHA-256 < 264 512 32 256 128
SHA-384 < 2128 1024 64 384 192
SHA-512 < 2128 1024 64 512 256
Untuk SHA-1 ukuran blok pesan -m bit- dapat ditentukan tergantung dari
algoritmanya. Pada SHA-1 masing-masing blok pesan mempunyai 512 bit dimana
dapat dilakukan dengan 16 urutan sebesar 32 bit.
SHA-1 digunakan untuk menghitung pencerna pesan pada pesan atau file
data yang diberikan sebagai masukkan. Tujuan pengisian pesan adalah untuk
menghasilkan total dari pesan yang diisi menjadi perkalian dari 512 bits.
Beberapa hal yang dilakukan dalam pengisian pesan :
a. Panjang dari pesan,M adalah k bits dimana panjang k < 264. Tambahkan bit “1” pada akhir pesan. Misalkan pesan yang asli adalah “01010000” maka setelah diisi menjadi “010100001”.
b. Tambahkan bit “0”, angka bit “0” tergantung dari panjang pesan. Misalnya
:Pesan asli yang merupakan bit string : abcde
01100001 01100010 01100011 01100100
01100101.
01100001 01100010 01100011 01100100 0110010 1.
Panjang k = 40 dan angka bit di atas adalah 41dan 407 ditambah bit “0” (448 –
(40+1) = 407). Kemudian diubah dalam hex:
61626364 65800000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000
c. Untuk memperoleh 2 kata dari k,angka bit dalam pesan asli yaitu jika k <
232 maka kata pertama adalah semua bit ”0”. Maka gambaran dari 2 kata
dari k = 40 dalam hex adalah 00000000 00000028.
61626364 65800000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000028
SHA-1 menggunakan urutan fungsi logika yang dilambangkan dengan f0,
f1,…, f79. Untuk masing-masing ft, dimana 0 t < 79 akan menghasilkan output
sebanyak 32 bit.
Fungsinya adalah sebagai berikut:
(B C) ( B D) 0 t 19
B C D 20 t 39
(B C) (B D) (C D) 40 t 59
B C D 60 t 79
fungsi XOR
ft (B, C, D) =
Konstanta kata yang digunakan pada SHA-1 yang disimbolkan secara berurutan dari K(0), K(1),…, K(79) dalam bentuk hex adalah sebagai berikut :
5A827999 0 t 19
6ED9EBA1 20 t 39
8F1BBCDC 40 t 59
CA62C1D6 60 t 79
Algoritma SHA-1 dapat diringkas sebagai berikut:
a. Penghitungan menggunakan dua penyangga dimana masing-masing
penyangga terdiri dari lima sebesar 32 bit kata dan urutan 80 juga sebesar
32 bit kata. Lima kata pertama pada penyangga kata diberi nama A, B, C,
D, E sedangkan lima kata kedua diberi nama H0, H1, H2, H3, dan H4.
Kemudian pada 80 kata yang berurutan diberi nama W0, W1, …, W79 dan
pada penghitungan ini juga memakai sebuah variabel sementara, TEMP.
b. Lakukan pengisian pesan, M dan kemudian parsingkan pesan tersebut ke
dalam N 512 bit blok pesan, M(1), M(2), …, M(n). Caranya : 32 bit pertama
dari blok pesan ditunjukkan ke M0(i), lalu 32 bit berikutnya adalah M1(i)
dan selanjutnya berlaku hingga M15(i).
c. Inisialisasi Nilai Hash (dalam bentuk hex) :
H0 = 67452301 H3 = 10325476
H1 = EFCDAB89 H4 = C3D2E1F0
H2 = 98BADCFE
d. Lakukan proses M1, M2, …, Mn dengan cara membagi Mi ke dalam 16
kata W0, W1, …, W15 dimana W0 merupakan left most.
e. Hitung : For t = 16 to 79
Wt = S1(Wt-3 Wt-8 Wt-14 Wt-16)
f. Inisialisasi 5 variabel A, B, C, D, dan E dengan nilai Hash :
A = H0 ; B = H1; C = H2; D = H3; E = H4.
g. Hitung : For t = 0 to 79
TEMP = S5(A) + ft(B,C,D) + E + Wt + Kt
E = D; D = C; C = S30(B); B = A; A = TEMP.
h. Hitung Nilai Hash :
H0 = H0 + A ; H1 = H1 + B ;
H2 = H2 + C ; H3 = H3 + D ;
H4 = H4 + E.
Hasil dari pencerna pesan sebesar 160 bit dari pesan, M adalah : H0 H1 H2 H3
2.4Landasan Matematis Kriptografi
Dalam aplikasi ini digunakan beberapa landasan matematis kriptografi
dalam pembuatan aplikasi ini dengan menggunakan beberapa bilangan yaitu:
2.4.1Bilangan Prima
Bilangan prima adalah bilangan integer yang lebih besar dari satu yang
memiliki faktor bilangan satu dan bilangan itu sendiri. Dalam proses
pembangkitan bilangan prima, sering dihadapkan dengan beberapa masalah
berikut ini:
1. Permasalahan banyaknya bilangan prima yang tersedia. Ahli matematika telah
menemukan bahwa jumlah bilangan prima yang tersedia pada bilangan 512 bit
adalah sekitar 10151 (Berdasarkan buku ‘Applied Cryptography’,Bruce
Schneier).
2. Mungkinkah dua orang atau lebih mendapatkan dua bilangan prima yang
sama? Bila terdapat satu milyar (109) orang yang masing-masing berusaha
mendapatkan 1000 bilangan prima, maka diperlukan hanya 1012 bilangan
prima yang berbeda untuk memenuhinya. Bandingkan 1012 bilangan prima
yang diperlukan dengan 10151 bilangan prima yang tersedia. Bayangkan pula
bila disediakan bilangan 1024 bit, maka akan tersedia bilangan prima sekitar
10305. Angka ini diperoleh dari jumlah bilangan prima yang kurang dari n
adalah sekitar n / (ln n).
3. Permasalahan apakah seseorang mampu membuat database yang dapat
menyimpan seluruh bilangan prima dari 2 hingga kurang dari 21024. Hal ini
dapat dilakukan tetapi mustahil. Bila mempunyai harddisk yang berkapasitas
1035 word (untuk mempermudah perhitungan, dianggap setiap word sanggup
menyimpan satu bilangan prima), maka akan diperlukan sekitar 10270harddisk
untuk menyimpan seluruh bilangan prima yang kurang dari 21024.
Selain itu, pemfaktoran bilangan prima besar juga tidak mudah. Bila
mencari faktor prima besar sedemikian sulit, permasalahannya adalah bagaimana
dapat membangkitkan bilangan prima dengan mudah. Triknya adalah dengan
melakukan pengujian terhadap suatu bilangan prima apakah bilangan tersebut
Cara yang salah untuk mendapatkan bilangan prima adalah dengan
membangkitkan suatu bilangan acak dan kemudian mencoba memfaktorkannya.
Cara yang benar adalah membangkitkan bilangan acak dan kemudian mencoba
apakah merupakan bilangan prima. Terdapat beberapa metode uji prima,
pengujian menentukan apakah suatu bilangan termasuk bilangan prima atau bukan
dengan tingkat keyakinan tertentu. Jadi kita tidak yakin seratus persen bahwa
bilangan yang kita tes adalah betul-betul bilangan prima.
2.4.2 Algoritma Penguji Bilangan Prima Rabin-Miller
Salah satu metode yang paling banyak dipakai untuk menguji bilangan
prima adalah metode Rabin-Miller. Algoritma Rabin-Miller menerima masukan
berupa bilangan ganjil (n) yang lebih besar sama dengan 3 dan sebuah bilangan
bulat (t) yang lebih kecil dari n. Bilangan t adalah parameter keyakinan, yaitu
berapa kali pengujian dilakukan terhadap n untuk memastikan bahwa n adalah
bilangan prima.
Adapun algoritma Rabin-Miller adalah sebagai berikut :
RABIN-MILLER (n,t)
n-1 = 2s r; dengan s ganjil; for 1 ← 1 to t
do a ← random; dengan 2 ≤ a ≤ n-2
y ← ar mod n
if y ≠ 1 and y ≠ n-1
do j ← 1
while j ≤ s-1 and y ≠ n-1
do y ← y2 mod n
if y = 1 return false; bukan prima
j ← j + 1
if y ≠ n – 1 return false; bukan prima
2.4.3Faktor Persekutuan Terbesar (Greatest Common Divisor)
Dua buah bilangan dikatakan relatif prima jika mereka tidak memiliki
faktor prima yang sama kecuali 1. Dengan perkataan lain, jika Faktor Persekutuan
Terbesardari a dan n adalah sama dengan satu, maka a dan n adalah relatif prima.
Bentuk ini dapat ditulis seperti berikut :
gcd(a,n) = 1
Salah satu metode untuk menghitung faktor persekutuan terbesar dari dua
buah bilangan adalah dengan menggunakan algoritma Euclidean yang ditulis dalam bukunya ‘Elements’ sekitar 300 tahun sebelum masehi. Algoritma ini bukan hasil rancangannya. Para ahli sejarah menyatakan bahwa algoritma
mungkin 200 tahun lebih tua. Algoritma ini merupakan algoritma nontrivial tertua
yang masih eksis di dunia. Knuth mendeskripsikannya dengan beberapa
modifikasi modern dan dirancang dalam ilustrasi bahasa Pascal seperti berikut :
Begin
P := A; Q := B; While Q ≠ 0 Do Begin
R := P Mod Q; P := Q;
Q := R; End
GCD(A,B) := P End
2.4.4Aritmatika Modular
Aritmatika modular merupakan operasi matematika yang banyak
diimplementasikan pada metode kriptografi. Operasi modulo dua ini melibatkan
bilangan 0 dan 1 saja sehingga identik dengan bit pada komputer.
Secara mendasar, a ≡ b (mod n) jika a = b + kn untuk beberapa bilangan
integer k. Jika a merupakan non-negatif dan b di antara 0 sampai n, dimana b
merupakan sisa hasil bagi dari a ketika dibagi dengan n. Dengan kata lain, b
adalah hasil dari a modulo n. Kadang-kadang a juga disebut kongruen dengan b
modulo n.
Operasi a mod n menghasilkan sisa bagi dari a, dimana sisa bagi
merupakan beberapa bilangan integer dari 0 sampai n – 1. Operasi ini merupakan
Kriptografi banyak menggunakan perhitungan mod n, karena perhitungan
logaritma diskrit dan akar kuadrat mod n merupakan persoalan sulit. Aritmatika
modular lebih mudah dikerjakan pada komputer, karena operasi ini membatasi
hasil yang didapatkan sehingga hasil operasi dari k-bit modulo n tidak akan lebih
dari n.
Metode yang dapat digunakan untuk menghitung am mod n adalah
algoritma fast exponentiation. Operasi am mod n dapat dihitung dengan jumlah
perkalian paling banyak 2.(2log (m + 1)) dengan algoritma sebagai berikut :
Konversikan m ke biner : bk bk-1 … b1 b0 {Initialisasi} I := k; Product := a While I >= 0 Do
If bI = 0 Then Product := Product^2 Else Product := Product * a;
Product := Product mod n; I := I – 1;
2.4.5Inverse Aritmatika Modular
Inverse merupakan operasi kebalikan. Inverse perkalian dari 4 adalah ¼
karena 4 * ¼ = 1. Dalam modulo, persoalan ini agak rumit. Misalkan 4 * x ≡ 1 (mod 7)
Atau bentuk penulisan ekivalen lainnya dapat dinyatakan dengan :
4x = 7k + 1
Dengan x dan k adalah bilangan integer.
Persoalannya adalah untuk mencari x sehingga,
1 = (a * x) mod n
Atau dapat ditulis seperti berikut :
a-1≡ x (mod n)
Persoalan inverse modular agak sulit untuk diselesaikan. Kadang-kadang
dapat memiliki penyelesaian, dan kadang-kadang tidak. Sebagai contoh, inverse
modular dari 5 modulo 14 adalah 3, sedangkan 2 mod 14 tidak memiliki inverse
modular.
Secara umum, a-1 ≡ x (mod n) memiliki sebuah solusi unik jika a dan n
adalah relatif prima. Jika a dan n bukan relatif prima, maka a-1≡ x (mod n) tidak
(n – 1) adalah relatif prima dengan n dan memiliki tepat satu inverse modulo n
dalam range tersebut.
Untuk menghitung inverse modular dari a-1 ≡ x (mod n) dapat digunakan
algoritma extended Euclidean yang dapat dijabarkan seperti berikut :
1. Bentuk Array A[3x2] dimana A[1,1] = n dan A[1,2] = a
2. Isikan A[2,1] .. A[3,2] dengan matriks Identitas.
3. Hitung bilangan bulat m dengan kondisi m * A[1,2] A[1,1]; usahakan m
maksimum.
4. Hitung nX = A[1,1] - m * A[1,2].
5. Ubah nilai A[1,1] = A[1,2] dan A[1,2] = nX.
6. Lakukan langkah 4 dan 5 untuk baris kedua dan ketiga dari array A.
7. Ulang langkah 3 sampai 5 hingga elemen terakhir dari baris 1 = 0.
8. Jika A[3,1] 0 maka x = A[3,1] sebaliknya x = A[3,1] + n.
2.4.6Logaritma Diskrit
Eksponensial modular merupakan salah satu fungsi yang sering dipakai
dalam kriptografi. Fungsi ini dapat dirumuskan seperti berikut :
ax mod n
Masalah invers dari eksponensial modular adalah mencari logaritma
diskrit dari suatu nilai. Ini merupakan masalah yang sulit. Misalkan diberikan
suatu persoalan untuk mencari nilai x dimana ax b (mod n).
Sebagai contoh, misalkan diketahui sebuah persamaan 3x = 15 (mod 17),
maka nilai x adalah 6. Ini merupakan salah satu contoh logaritma diskrit yang
memiliki penyelesaian. Tidak semua logaritma diskrit mempunyai penyelesaian.
Contohnya adalah seperti berikut : 3x 7 (mod 13).
2.5 Otentikasi dan Tanda Tangan Digital
Sebelum lebih jauh, aplikasi ini juga menggunakan dua cara untuk
mengetahui keaslian kunci yang dikirim atau yang diterima yaitu dengan
2.5.1 Otentikasi
Menurut Munir (2006:259) Otentikasi merupakan sebuah istilah yang
digunakan dalam pengertian yang luas. Secara tersirat kata tersebut mempunyai
arti lebih dari sekedar menyampaikan ide yaitu bahwa alat tersebut telah
menyediakan jaminan bahwa informasi tidak dimanipulasi oleh pihak yang tidak
mempunyai wewenang. Otentikasi bersifat spesifik dalam topik keamanan yang
berusaha dicapai. Contohnya meliputi pengendalian akses, otentikasi entity,
otentikasi pesan, integritas data, non-repudiation, dan otentikasi kunci.
Otentikasi merupakan salah satu hal yang paling penting dalam keamanan
informasi. Hingga pertengahan tahun 1970-an, dipercaya bahwa kerahasiaan dan
otentikasi terhubung secara erat. Dengan penemuan dari fungsi-fungsi hash dan
tanda tangan digital, disadari bahwa kerahasiaan dan otentikasi sebenarnya adalah
masalah yang terpisah dan independen. Awalnya tidak kelihatan penting untuk
memisahkan keduanya tetapi terdapat situasi dimana hal tersebut tidak hanya
berguna tetapi juga penting. Contohnya, jika terdapat komunikasi dua pihak antara
Anto dan Badu yang berlangsung, dimana Anto berada di suatu negara dan Badu
di negara lainnya, Negara tuan rumah mungkin tidak memperbolehkan
kerahasiaan dalam saluran komunikasi karena satu atau kedua negara mungkin
ingin memonitor semua komunikasi. Namun, Anto dan Badu ingin meyakinkan
identitas masing-masing, dan juga integritas serta keaslian dari informasi yang
mereka kirim dan mereka terima.
Skenario diatas menggambarkan beberapa aspek otentikasi yang
independen. Jika Anto dan Badu ingin meyakinkan identitas masing-masing,
terdapat dua kemungkinan yang dapat dipertimbangkan.
1. Anto dan Badu dapat berkomunikasi tanpa penundaan waktu. Berarti mereka
berkomunikasi secara waktu yang real.
2. Anto atau Badu dapat saling menukar pesan dengan penundaan waktu. Berarti
pesan mungkin di-routing melalui jaringan yang berbeda, disimpan, dan
disampaikan pada beberapa saat kemudian.
Dalam kemungkinan pertama, Anto dan Badu akan memverifikasi
identitas masing-masing secara waktu yang real. Hal ini dapat dicapai oleh Anto
dapat meresponnya secara tepat. Badu dapat melakukan tindakan yang sama untuk
mengidentifikasi Anto. Jenis otentikasi ini secara umum dikenal sebagai otentikasi
entitas atau secara sederhana disebut identifikasi.
Dalam kemungkinan kedua, tidaklah tepat untuk mengirimkan challenge
dan menunggu respon, dan selain itu jalur komunikasi mungkin hanya tersedia
pada satu arah. Teknik yang berbeda sekarang diperlukan untuk meng-otentikasi
keaslian pesan. Bentuk otentikasi ini disebut otentikasi keaslian data.
2.5.2Digital Signature
Menurut Munir (2006:239) tanda tangan digital adalah suatu mekanisme
otentikasi yang memungkinkan pembuat pesan menambahkan sebuah kode yang
bertindak sebagai tanda tangannya. Tanda tangan tersebut menjamin integritas dan
sumber dari sebuah pesan.
Penandatanganan digital terhadap suatu dokumen adalah sidik jari dari
dokumen tersebut beserta timestamp-nya dienkripsi dengan menggunakan kunci
privat pihak yang menandatangani. Tanda tangan digital memanfaatkan fungsi
hash satu arah untuk menjamin bahwa tanda tangan itu hanya berlaku untuk
dokumen yang bersangkutan saja. Keabsahan tanda tangan digital itu dapat
diperiksa oleh pihak yang menerima pesan.
Sifat yang diinginkan dari tanda tangan digital diantaranya adalah :
1 Tanda tangan itu asli (otentik), tidak mudah ditulis / ditiru oleh orang lain.
Pesan dan tanda tangan pesan tersebut juga dapat menjadi barang bukti,
sehingga penandatangan tak bisa menyangkal bahwa dulu ia pernah
menandatanganinya.
2 Tanda tangan itu hanya sah untuk dokumen (pesan) itu saja. Tanda tangan itu
tidak bisa dipindahkan dari suatu dokumen ke dokumen lainnya. Ini juga
berarti bahwa jika dokumen itu diubah, maka tanda tangan digital dari pesan
tersebut tidak lagi sah.
3 Tanda tangan itu dapat diperiksa dengan mudah.
4 Tanda tangan itu dapat diperiksa oleh pihak-pihak yang belum pernah bertemu
dengan penandatangan.
2.6Schnorr Authentication and Digital Signature Scheme
Skema otentikasi dan tanda tangan digital mengambil sekuritas dari
permasalahan menghitung logaritma diskrit. Skema ini juga menggunakan
bilangan prima dan perpangkatan modulo dalam proses pembentukan kuncinya.
Tingkat kesulitan untuk memecahkan algoritma ini adalah sekitar 2t, dimana nilai
t ini dapat ditentukan sendiri.
Skema ini dipatenkan di Amerika Serikat dan akan berakhir pada tanggal
19 Pebruari 2008. Skema otentikasi dapat dimodifikasi menjadi skema tanda tanda
digital. Proses pembentukan kunci privat dan publiknya sama seperti skema
otentikasi, hanya saja pada skema tanda tangan digital ditambahkan sebuah fungsi
hash.
2.6.1Key Generation
Menurut Munir (2006:274) pembentukan kunci berfungsi untuk
menghasilkan kunci privat dan kunci publik yang akan digunakan dalam skema
otentikasi dan skema tanda tangan digital. Proses pembentukan kunci adalah
sebagai berikut:
1. Pilih 2 buah bilangan prima p dan q, dan sebuah nilai a yang memenuhi syarat
berikut:
a. Bilangan q adalah faktor prima dari (p-1). Ini berarti GCD(q, p-1)
tidak boleh bernilai 1.
b. Harus memenuhi operasi: aq 1 (mod p).
2. Pilih sebuah nilai s, dimana s < q. (s adalah kunci privat)
3. Hitung nilai v dengan rumus berikut:
v = a-s mod p
(v adalah kunci publik).
Untuk lebih memahami proses pembentukan kunci, perhatikan contoh berikut:
1. Dipilih dua buah bilangan prima p = 816961, q = 23 dan a = 40433 yang
memenuhi kedua syarat yang telah dijelaskan pada poin pertama proses
pembentukan kunci.
3. Hitung: v = a-s mod p
v = (a-1)s mod p
v = ((a-1 mod p)s mod p)
v = ((40433-1 mod 816961)15 mod 816961)
v = 578423
4. Kunci privat: s = 15.
5. Kunci publik: v = 578423.
2.6.2Protokol Otentikasi
Misalkan, seha dan fandi sedang berkomunikasi di dua tempat berbeda
melalui aplikasi messenger (chatting). Permasalahan yang muncul adalah
bagaimana Seha dan Fandi dapat mengidentifikasi identitas satu sama lain untuk
memastikan bahwa orang yang sedang diajak komunikasi adalah benar-benar
orang yang dimaksud. Dengan skema otentikasi schnorr, Seha dan Fandi dapat
memverifikasi identitas masing-masing secara waktu yang real. Hal ini dapat
dilakukan dengan mengirimkan beberapa nilai matematis dimana hanya mereka
berdua yang dapat meresponnya secara tepat.
Menurut Munir (2006:251) Protokol dari otentikasi schnorr dapat
dijabarkan sebagai berikut :
1. Seha mengambil sebuah bilangan acak r, yang lebih kecil daripada q dan
menghitung x = ar mod p.
2. Seha mengirimkan x kepada Fandi.
3. Fandi mengirimkan sebuah bilangan acak e yang berada di antara 0 dan 2t– 1.
4. Seha menghitung y = (r + se) mod q dan mengirimkan y kepada Fandi.
5. Fandi memverifikasi bahwa x = ayve mod p.
Dengan menggunakan contoh proses pembentukan kunci pada subbab
2.7.1, perhatikan contoh skema otentikasi di bawah ini:
1. Seha memilih nilai r = 20 (r lebih kecil dari q yang bernilai 23) dan
menghitung:
x = ar mod p
x = 4043320 mod 816961
2. Seha mengirimkan x = 738635 kepada Fandi.
3. Fandi mengirimkan sebuah nilai e = 59195082 kepada seha.
4. Seha menghitung:
y = (r + se) mod q
y = (20 + 15 . 59195082) mod 23
y = 3
Seha mengirimkan y = 3 kepada Fandi.
5. Fandi memverifikasi bahwa:
x = ((ay).(ve)) mod p
x = ((ay) mod p . (ve) mod p) mod p
x = (404333 mod 816961) . (57842359195082 mod 816961)
mod 816961
x = (346483 . 402127) mod 816961
738635 = 738635 (True), Proses otentikasi berhasil.
2.6.3Protokol Tanda Tangan Digital (Digital Signature)
Protokol ini dapat dianalogikan seperti pengiriman surat yang
menggunakan tanda tangan biasa. Fandi memang dapat merasa yakin bahwa tanda
tangan Seha adalah asli, tetapi bagaimana Fandi dapat memastikan bahwa isi
pesan adalah asli dan tidak diganti oleh pihak ketiga. Untuk memastikan keaslian
dan keutuhan pesan, Seha membubuhkan tanda tangan digitalnya pada pesan
tersebut. Tanda tangan digital itu tidak mudah ditiru orang lain, hanya sah untuk
pesan itu saja dan dapat diperiksa oleh Fandi.
Menurut Munir (2006:253) Protokol dari skema tanda tangan digital
Schnorr dapat dijabarkan sebagai berikut:
1. Seha mengambil sebuah bilangan acak, r, yang lebih kecil daripada q dan
menghitung x = ar mod p.
2. Seha menggabungkan M dan x, dan menghitung nilai hash dari hasil
penggabungan.
e = H(M, x).
3. Seha menghitung y = (r + se) mod q. Tandatangannya adalah e dan y. Seha
4. Fandi menghitung x’ = ayve mod p dan memverifikasi nilai e dengan nilai hash
dari penggabungan dari M dan x’. e = H(M,x’).
Jika nilai e sesuai dengan nilai hash, maka tandatangan tersebut dianggap
valid.
Dengan menggunakan contoh proses pembentukan kunci pada subbab 2.7.1,
perhatikan contoh skema tanda tangan digital di bawah ini:
Misalkan nilai M (pesan) = 100
1. Seha memilih nilai r = 17 (r lebih kecil dari q yang bernilai 23) dan
menghitung:
x = ar mod p
x = 4043317 mod 816961
x = 402127
2. Seha menggabungkan M dan x, dan menghitung nilai hash dari hasil
penggabungan.
Hasil penggabungan M (100) dan x (402127) = 100402127
Misalkan fungsi hash H(z) = (z * 2) + 1,
maka e = H(M, x) = (100402127 * 2) + 1 = 200804255.
3. Seha menghitung:
y = (r + se) mod q
y = (17 + 15 . 200804255) mod 23
y = 11
Tanda tangan digital adalah e (200804255) dan y (11). Seha mengirimkannya
kepada Fandi.
6. Fandi menghitung:
x’ = ((ay).(ve)) mod p
x’ = ((ay) mod p . (ve) mod p) mod p
x’ = (4043311 mod 816961) . (578423200804255 mod 816961)
mod 816961
x’ = (131633 . 501222) mod 816961
x’ = 402127
Fandi memverifikasi: e = H(M, x’)
200804255 = (100402127 * 2) + 1
200804255 = 200804255 (True)
Verifikasi tanda tangan sesuai.
2.7Flowchart
(RFF Electronics, 2010) Flowchart merupakan suatu grafik yang terdiri
dari sekumpulan simbol-simbol dan garis-garis yang memperlihatkan secara
terstruktur tentang urutan dan hubungan antar proses beserta instruksinya yang
terdapat pada suatu program. Dengan demikian setiap simbol menggambarkan
proses tertentu. Sedangkan hubungan antar proses digambarkan dengan garis
penghubung. Pada umumnya flowchart terlebih dahulu dibuat sebelum membuat
atau merancang suatu program. Flowchart sangat berperan penting dalam
mendeskripsikan urutan poses kegiatan menjadi lebih jelas. Ketika sewaktu-waktu
ada suatu proses baru yang ingin ditambahkan maka dapat dilakukan penambahan
dengan lebih mudah menggunakan flowchart. Setelah flowchart selesai buat,
barulah si perancang menerjemahkannya ke bentuk program dengan bahasa
pemrograman yang sudah ditetapkan sebelmunya. Berikut adalah simbol-simbol
yang umumnya sering digunakan dalam menggambar alur algoritma suatu
program :
2.7.1Simbol-Simbol Flowchart
Flowchart disusun dengan simbol-simbol. Simbol ini dipakai sebagai alat
bantu menggambarkan proses di dalam program. Simbol-simbol yang dipakai
antara lain :
1. Simbol Flow Direction / Flow Line
Simbol Flow Direction / Flow Line adalah simbol yang digunakan untuk
menghubungkan antara simbol yang satu dengan simbol yang lain. Simbol
Gambar 2.2 Simbol Flow Direction / Flow Line
2. Simbol Terminator
Simbol Terminator adalah simbol yang melambangkan sebuah permulaan
(start) atau akhir (end) dari suatu program.
Gambar 2.3 Simbol Terminator
3. Simbol Processing
Simbol Processing adalah simbol yang umumnya digunakan untuk
menggambarkan sebuah proses yang sedang dilakukan oleh program.
Gambar 2.4 Simbol Processing 4. Simbol Decision
Simbol Decision adalah simbol yang digunakan jika terdapat sebuah
Gambar 2.5 Simbol Decision
5. Simbol Input-Output
Simbol Input-Output adalah simbol yang menyatakan proses input atau
output pada sebuah program.
Gambar 2.6 Simbol Input-Output
2.8PHP
PHP singkatan dari PHP Hypertext Preprocessor yang digunakan sebagai
bahasa server side scripting dalam pengembangan web yang disisipkan pada
dokument HTML. Penggunaan PHP memungkinkan web dapat dibuat dinamis
sehingga maintenance situ web tersebut dapat menjadi lebih mudah dan efisien.
PHP merupakan software open source yang disebarkan dan dilesensikan secara
gratis. PHP ditulis dalam bahasa C.
PHP memiliki kelebihan yang tidak dimiliki oleh script sejenis. PHP
difokuskan pada pembuatan script server side yang bisa melakukan apa saja yang
dapat dilakukan oleh CGI seperti mengumpulkan data dari form, menghasilkan isi
dapat digunakan pada semua sistem operasi. PHP tidak terbatas pada hasil
keluaran HTML. PHP juga memiliki kemampuan untuk mengolah keluaran
gambar, file, PDF, dan movies flash (Peranginangin, 2006).
Sintaks program PHP ditulis dengan apitan tanda khusus PHP. Ada empat
macam tag PHP yang digunakan untuk menandai blok script PHP yaitu:
1. <?php … ?>
2. <script language=”PHP”> … </script>
3. <? … ?>
4. <% … %>
2.9Xampp
Xampp merupakan kakas yang menyediakan paket perangkat lunak ke
dalam satu buah paket. Dengan meng-install Xampp maka tidak perlu lagi
melakukan instalisasi dan konfigurasi web server Apache, PHP dan MySQL
secara manual. Xampp akan menginstalisasi dan mengkonfigurasinya secara
otomatis.
Gambar 2.7 Xampp
2.10 Metodologi Pengembangan Aplikasi (LUTHER)
Banyak metodologi pengembangan perangakat lunak, tidak pas diterapkan
Bagitu pula pada penelitian ini, metode yang dipakai dalam aplikasi skema
otentikasi dan tanda tangan digital schnorr ini. Salah satunya menurut Sutopo
(2003), yang berpendapat bahwa metodologi pengembangan multimedia terdiri
dari 6 tahapan, yaitu concept, desaign, metrial collecting, assembly, testing dan
distribution seperti gambar di bawah ini:
Gambar 2.8 Metode Pengembangan Aplikasi 1. Konsep
Di era tahun 70-an dan 80-an menjadi tonggak revolusi komunikasi data yang
menjadikan jaringan komputer global seagai media komunikasi yang kemudian
berkembang pesat. Komputer yang ada dirumah atau diperkantoran dapat
dihubungkan dengan internet untuk berkomunikasi dan mencari informasi
keseluruhan dunia tanpa perlu pergi keperpustakaan.
2. Design
Perancangan adalah tahap pembuatan spesifikasi mengenai arsitektur program,
tampilan, dan kebutuhan material/bahan untuk program. Spesifikasi dibuat serinci
mungkin sehingga pada tahap berikutnya. 1. Concept
2. Design
3. Material Collecting
4. Assembly
