SKENARIO PENGUJIAN IDENTITY-BASED ENCRYPTION MULTISIGNATURE PROXY
Pujianto Yugopuspito1, Melkior Rangga Prananda2
1Teknik Informatika, 2Magister Teknik Elektro Universitas Pelita Harapan
JL M.H. Thamrin Boulevard, Lippo Village Karawaci, Tangerang 15811 Telp.: + 6221-5460901, e-mail: 1[email protected]
Abstract
Identity-based Encryption (IBE) is an encryption technique for asymmetric key which accept any string. This is a public-key configuration that enables e-mail address, or e- mail body or any string payload to be encrypted.In IBE multisignature proxy (IBE MSP), IBE technique can be implemented to a proxy that utilizes the caching function to store the pairing key between sender and receiver information. In IBE MSP, the cache can be expanded for several recievers and senders. This paper reports several test scenarios upon the implementation of IBE MSP, that created in Visual Basic 6.0 program by combining Ben Lynn’s libraries for proxy application, and expand it to be multisignature management. This concept is implemented in telecommunication system such as Wireless Applicaton Protocol (WAP) Gateway.
Keywords: identity-base encription, multisignature, proxy.
1. PENDAHULUAN
Pada dasarnya, enkripsi digunakan untuk mengamankan data sehingga hanya orang tertentu saja atau mesin tertentu saja yang dapat mengakses dan membaca data tersebut. Hingga saat ini teknik enkripsi masih mengandalkan
kunci acak yang panjang, yang harus dipetakan untuk identitas tertentu dengan menggunakan dokumen yang ditandatangai secara digital (digitally signed documents) yang disebut sertifikat. Manajemen sertifikat-sertifikat ini dan perlunya pengambilan sertifikat sebelum melakukan enkripsi ke seseorang atau suatu mesin, menjadi beban dalam teknik enkripsi [1].
Teknik proxy adalah teknik yang standar untuk akses internet secara bersama-sama oleh beberapa komputer sekaligus dalam sebuah Local Area Network (LAN) melalui sebuah modem atau sebuah saluran komunikasi. Istilah proxy sendiri banyak digunakan terutama di kalangan diplomatik. Secara sederhana proxy adalah seseorang/lembaga yang bertindak sebagai perantara atau atas nama dari orang lain/lembaga/negara lain.
Pada tulisan ini dibahas Identity-based Encryption (IBE) [2,3] yang akan diterapkan ke dalam multisignature proxy dimana proxy [4,5,6]
tersebut dapat melayani request dari pengiriman data terenkripsi dari sisi pengirim dan melayani dekripsi atau merubah pesan yang terenkripsi menjadi pesan yang dapat dibaca oleh sisi penerima. Gabungan dari kedua konsep inilah yang disebut sebagai Identity-based Encryption Multisignature Proxy (IBE MSP). Konsep multisignature proxy ini adalah karakteristik baru yang membuat perbedaan dengan konsep pemetaan bilinear yang telah ada.
Internet Wireless
Network
WAP Proxy Gateway BrowserWAP
ServerWAP
Gambar 1. Model sistem telekomunikasi WAP gateway
penting dari sistem ini, maka beberapa skenario pengujian dibahas sebagai hasil dari kajian.
Diharapkan hasil dari analisis pembuktian keamanan dari multisignature proxy ini akan meningkatkan kepercayaan IBE MSP jika dite- rapkan pada sistem telekomunikasi Wireless Application Protocol (WAP) Gateway.
2. METODE
Berdasarkan simulator yang telah dibuat dengan mengunakan Visual Basic 6.0 dan pustaka aplikasi proxy yang dikembangkan oleh Ben Lynn [a,b], maka perlu disiapkan skenario uji.
Jadi metode yang digunakan dalam tulisan ini dimulai dengan melihat kembali konsep IBE MSP ini dengan studi pustaka dan akhirnya mengusulkan skenario pengujian, dan hasil pada simulator. Pengujian lengkap pada sistem telekomuni-kasi nir-kabel, pengolahan dan analisis data asli adalah tahapan selanjutnya dari rangkaian penelitian ini.
3. DISKUSI
Ada beberapa pengertian yang digunakan untuk mendiskusikan pengujian identity-based encryption multi-signature proxy.
Identity-based Encryption Konsep Identity-based Encryption (IBE) dikembangkan untuk menghindari kebutuhan autentikasi dengan cara kunci publik. IBE digunakan berhubungan lang- sung dengan identitas user. Kunci publik (Public Key) dari user dihasilkan langsung dari informasi publik yang tersedia yang dapat mengidentifikasikan user tersebut secara unik.
Informasi ini disebut sebagai identitas digital
identitas, nomer telepon, alamat email, atau informasi lain yang memungkinkan. Dengan demikian, kunci publik user telah siap tersedia untuk siapapun yang mengetahui identitasnya sehingga tidak diperlukan lagi pencarian kunci pada basis data. Selain itu, tidak ada lagi keraguan terhadap keaslian dari kunci publik, sehingga menghilangkan kebutuhan akan sertifikat seperti pada PKI. Bagaimanapun, realisasi hubungan antara user dengan identitas digitalnya cukup sulit [1].
Pada sistem kunci publik konvensional, pasangan kunci dihasilkan dengan memilih secara acak sebuah kunci privat (private key) dan dengan menggunakan fungsi satu arah diperoleh kunci publik. Pada IBE, pasangan kunci diperoleh dengan cara yang berbeda. Pertama, kunci publik ditentukan berdasarkan identitas user. Kemudian kunci privat harus dihasilkan dari kunci publik.
Dalam hal ini, pembuatan kunci tidak dapat dilakukan oleh user sendiri. Apabila seorang user mengetahui bagaimana cara menghasilkan kunci privat yang bersesuaian dengan kunci publiknya, maka ia juga dapat membuat kunci privat untuk user lainnya. Oleh karena itu, diperlukan pihak ketiga yang disebut Private Key Generator (PKG). Setelah melalui suatu prosedur autentikasi, seperti autentikasi kepada Certificate Authority (CA) pada Public Key Infrastructure (PKI), PKG akan menghasilkan kunci privateuser. PKG dapat melakukan ini dengan mengetahui suatu informasi rahasia yang disebut kunci master (master key). Informasi yang tersedia untuk umum yang bersesuaian dengan kunci master disebut parameter sistem.
]
Gambar 2. Skema kerja Identity-Based Encryption
Kunci privat dihitung dengan beberapa fungsi satu arah terhadap kunci publik dan kunci master.
Dalam hal ini perlu diperhatikan bahwa diperlukan kanal yang aman untuk mengirimkan kunci privat dari PKG ke user [7]. Skema kerja untuk sistem IBE sendiri dapat dilihat pada gambar 2.
Adapun sifat-sifat sistem IBE adalah sebagai berikut: pertama, kunci publik berdasarkan pada identitas yang umum, seperti alamat email, dan sebagainya. Kedua, autentikasi dan pelaksanaan kebijaksanaan dilakukan melalui centrally administered server. Dan terakhir adalah memiliki skalabilitasnya tinggi, di mana enkripsi dapat dilakukan kapanpun dan dimanapun, sekalipun pada saat offline, mudah dikelola, dan mudah digunakan [1].
Secara umum, teknik IBE terdiri dari empat algoritma [2], yaitu:
1) Setup, yaitu mengambil parameter keamanan sebagai input untuk menentukan parameter sistem dan master key. Parameter sistem meliputi deskripsi ruang plaintext dan ruang ciphertext. Parameter sistem akan dipublikasikan, sedangkan master key hanya boleh diketahui oleh PKG. Algoritma ini dijalankan oleh PKG.
2) Extract, yaitu pembuatan kunci privat d
IDyang bersesuaian dengan identitas kunci publik (string yang digunakan) dari parameter sistem, master key, dan identitas (string sembarang). Algoritma ini juga dijalankan oleh PKG pada saat user meminta kunci privatnya (dengan memberikan string yang digunakan untuk menghasilkan kunci publik) untuk mendekripsi pesan.
3) Encrypt, yaitu mengenkripsi pesan M untuk user yang dituju dengan menggunakan kunci publik dan parameter sistem dengan menghasilkan ciphertext. Algoritma ini dijalankan oleh user.
4) Decrypt, yaitu mendekripsi ciphertext C dengan menggunakan kunci privat d
IDdan parameter sistem menghasilkan plaintext.
Seperti algoritma encrypt, algoritma ini juga dijalankan oleh user
Apabila semua algoritma di atas dijalankan dengan benar, maka semua pesan yang dienkripsi dengan algoritma encrypt akan terdekripsi dengan benar dengan algoritma decrypt.
Teknik IBE yang dikembangkan oleh Boneh dan Franklin [2] merupakan teknik IBE pertama yang efisien dan aman. Untuk mengenkripsi
pesan, pengirim menggunakan bilinear map untuk menggabungkan identitas penerima, parameter sistem dari PKG dan master key menjadi kunci untuk enkripsi [7]. Penerima pesan dapat menghasilkan kunci untuk dekripsi dengan menggunakan bilinear map untuk menggabungkan kunci privat penerima dan parameter publik yang dikirimkan bersama ciphertext yang mempunyai karakteristik biliniear, non-degerate dan computable.
Pada teknik ini, keamanan dari master key pada PKG sangat penting karena keamanan dari kunci privat lainnya bergantung pada PKG. Salah satu cara untuk meningkatkan keamanan adalah pendistribusian kunci master diantara beberapa PKG dengan menggunakan kriptografi threshold.
Kunci masterdidistribusikan dalam beberapa bagian dengan memberikan setiap PKG satu bilangan acak yang merupakan dari himpunan bilangan bulat yang dimodulokan dengan bilangan acak prima.
Multisignature Proxy Proxy adalah teknik yang standar untuk akses Internet secara bersama-sama oleh beberapa komputer sekaligus dalam sebuah Local Area Network (LAN) melalui sebuah modem atau sebuah saluran komunikasi [6].
Istilah proxy sendiri banyak dikenal/digunakan terutama di dunia/kalangan diplomatik. Secara sederhana proxy adalah seseorang/lembaga yang bertindak sebagai perantara atau atas nama dari orang lain/ lembaga/negara lain.
Teknik multisignature adalah suatu teknik yang memiliki kemampuan untuk penyimpanan key antar penerima dan pengirim yang saling berhubungan. Teknik multisignature juga memiliki kemampuan dalam hal pengaturan penggunaan key dan dekripsi pesan yang telah dienkripsi, sehingga penerima tidak perlu lagi menyimpan maupun mengatur penggunaan key untuk pengirim yang bersangkutan. Melalui multisignature tidak terbatas hanya pada satu penerima saja serta satu pengirim saja. Namun juga berlaku untuk banyak pengirim serta banyak penerima.
Pada saat ini telah dikembangkan konsep Ring Group Signature yang diperkenalkan oleh David Chaum dan Eugene Van Heyst. Dimana pada skema tersebut semua anggota dari suatu grup memiliki hak untuk melakukan dekripsi dengan menggunakan signature yang sama [8].
Hal ini berbeda dengan sistem yang kami
kembangkan dimana entitas yang diberi hak
untuk memiliki signature hanya berlaku pada satu
dekripsi dengan menggunakan signature dari para entitas pemberi kepercayaan tersebut.
Dengan memanfaatkan fungsi caching pada proxy [4,5,6], dapat diterapkan teknik multiple signature atau multisignature dimana proxy berfungsi untuk melakukan penyimpanan key yang saling terkait antara pengirim dan penerima.
Kemudian dengan menggunakan fungsi filtering pada proxy, dilakukan fungsi enkripsi IBE ketika didapatkan pesan terenkripsi dari pengirim tertentu untuk penerima tertentu. Hal inilah yang mendasari dari teknik multisignature proxy.
Empat komponen utama dalam IBE MSP adalah: receiver, proxy, PKG dan transmitter.
Receiver, pada sisi receiver diperlukan untuk mempublikasikan dari ID-nya sebagai kunci publik, sehingga para transmitter dapat berkomunikasi dengannya dengan mengetahui kunci publik dari receiver tersebut. Proxy, disini sifat proxy adalah sebagai media yang diberi kepercayaan untuk melakukan broadcast dari kunci publik milik receiver, serta melakukan penyimpanan dalam cache proxy untuk paramater sistem serta kunci privat yang didapatkan dari PKG untuk receiver dan transmitter yang telah didaftarkan. PKG hanya berfungsi sebagai satu kali perhitungan setup dan extract dari request untuk kunci privatdari proxy. Transmitter, pada sisi transmitter setelah mendapatkan informasi akan kunci public dari receiver yang ingin dituju, maka transmitter melakukan enkripsi dengan
simulatorIBE MSP.
1a) Receiver melakukan publikasi ID melalui Proxy.
1b) Proxy memberitahu kepada receiver bahwa ID tersebut masih belum ada yang memiliki, sehingga bisa untuk dipublikasikan.
2) Transmitter bertanya kepada proxy untuk ID receiver tertentu.
3) Proxy melakukan pencarian dari database, jika ID ditemukan dari receiver yang dimaksud dari transmitter, maka proxy akan memberi tahu kepada transmitter.
4) Transmitter mengirimkan pesan kepada receiver tersebut melalui proxy multi signature tersebut.
5) Proxy melakukan satu kali setup kepada Proxy Key Generator (PKG).
6) PKG memberikan kunci privat kepada proxy;
7) Proxy dapat melakukan dekripsi dari file yang telah dienkripsi oleh transmitter.
8) Proxy mengirimkan pesan yang telah didekripsi ke receiver.
4. HASIL
Beberapa skenario pembuktian keamanan data melalui simulator sistem IBE Multisignature Proxy. Komponen dalam sistem disimbolkan dengan jendela aplikasi, yaitu receiver, proxy dan transmitter seperti terlihat pada gambar 4, 5, dan 6.
Tabel 1. Sample besaran file yang digunakan
Nama File Ukuran File dalam (bytes)
File Asli File Enkripsi File Dekripsi
msg1 8,415 8,440 8,415
msg2 96,317 96,336 96,317
msg3 982,722 982,744 982,722
msg4 9,950,708 9,950,728 9,950,708
msg5 75,000,625 75,000,688 75,000,625