1. Pendahuluan
Keamanan data dan informasi merupakan hal penting di era reformasi saat ini.
Umumnya, setiap institusi memiliki dokumen-dokumen penting dan bersifat rahasia yang hanya boleh diakses oleh orang tertentu. Sistem informasi yang dikembangkan harus menjamin keamanan dan kerahasiaan dokumen-dokumen tersebut. Namun kendalanya bahwa media- media yang digunakan seringkali dapat disadap oleh pihak lain [1].
Kriptografi merupakan teknik yang digunakan untuk menjaga dan mengamankan suatu informasi. Metode kriptografi adalah ilmu yang bersandarkan pada teknik matematika yang berurusan dengan suatu informasi seperti kerahasian, keutuhan suatu data. Manfaat kriptografi adalah membuat data/informasi berupa pesan yang jelas (plainteks) menjadi pesan yang tidak dapat dimengerti (cipherteks) [2]. Block cipher menjadi salah satu jenis kriptografi yang sekarang ini sering digunakan sebagai pengamanan dalam transfer informasi di internet. Jenis kriptografi ini sering digunakan karena memiliki beberapa keunggulan di antaranya, mudah diimplementasikan ke dalam bahasa pemograman dan secara teknik apabila terjadi kesalahan pada blok tertentu tidak akan merambat ke blok lainnya [3].
Namun, seiring berkembangnya teknologi, kriptografi juga berkembang. Perkembangan teknologi ini dapat dilihat dengan adanya internet yang menghubungkan komputer satu dengan yang lainnya. Salah satu solusi yang dapat dilakukan adalah memodifikasi metode kriptografi yang sudah diciptakan sehingga dapat menjadi alternatif suatu pengaman pesan.
Kriptografi block cipher banyak dirancang dengan menggunakan proses subsitusi dan transposisi yang digunakan dengan proses XOR agar di antara plaintext dan cipherteks tidak terbaca. Pada saat ini suatu sistem keamanan jaringan merupakan hal terpenting sehingga penelitian ini akan merancang sebuah teknik kriptografi block cipher yang berbasis permainan tradisional Asen asal Maluku. Proses enkripsi pada penelitian ini, dilakukan putaran sebanyak 20 (dua puluh) kali agar dapat melihat hasil dari keacakan ciphertext. Batasan masalah dalam penelitian dan perancangan kriptografi sebagai berikut : Proses enkripsi dan dekripsi dilakukan pada teks; jumlah kunci dan plaintxt terdiri dari 8 karakter yang sebanding dengan 64-bit;
panjang kunci maksimal 8 karakter; dan panjang block 8x8.
2. Tinjauan Pustaka
Banyak sekali peneliti terdahulu yang membahas dan merancang tentang teknik kriptografi block cipher berbasis pola, antara lain, yang pertama “Perancangan Kriptografi Block Cipher 64 Bit dengan Pola Formasi Sepak Bola 3-5-2”. Formasi permainan sepak bola dengan pola formasi 3-5-2 digunakan dalam proses pengambilan bit sehingga dapat menyembunyikan kerahasiaan data dengan lebih baik [4].
Penelitian kedua berjudul “Pengaruh S-Box Pada Perubahan Ciphertext Terhadap Perancangan Kriptografi Block Cipher 64 Bit Berbasis Pola Huruf U“. Penelitian ini merancang algoritma kriptografi dengan pendekatan block cipher berbasis 64 bit dengan pola huruf U sebagai pola pengambilan bit-bit sebanyak 8 bit, dimana juga terdapat pengaruh S- Box pada perubahan ciphertext. Pola huruf U digunakan karena dapat memenuhi bit-bit pada blok-blok yang ada yaitu 64 bit serta adanya transposisi pada pola huruf U [5].
Penelitian yang ketiga berjudul “Pengaruh S-Box Advanced Encryption Standard (AES) Terhadap Avalanche Effect Pada Perancangan Kriptografi Block Cipher 256 Bit Berbasis Pola Teknik Tarian Dansa Tali dari Maluku”. Penelitian ini membahas tentang perancangan teknik kriptografi menggunakan prinsip s-box dan juga avalanche effect yang diproses sebanyak 5 (lima) putaran [6].
Penelitian keempat berjudul “Perancangan Algoritma pada Kriptografi Block Cipher dengan Teknik Langkah Kuda Dalam Permainan Catur ”. Penelitian ini membahas tentang perancangan kriptografi block cipher berbasis 64 bit menggunakan pendekatan teknik
E
langkah kuda dalam permainan catur sebagai metode pemasukan bit plaintext pada blok matriks [7].
Penelitian selanjutnya berjudul “Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pada Teknik Formasi Permainan Bola “. Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan sebuah teknik kriptografi baru yaitu algoritma block cipher berbasis pada teknik formasi bola, kemudian dapat digunakan dalam rancangan kriptografi simetris yang berbasis blok cipher [ 8].
Berdasarkan penelitian-penelitian terdahulu yang terkait dengan perancangan kriptografi block cipher, maka dirancang sebuah kriptografi block cipher 64 bit berbasis pada pola permainan tradisional asen asal maluku. Pada penelitian ini, proses enkripsi dilakukan putaran sebanyak 20 (dua puluh) agar dapat melihat hasil dari keacakan ciphertext.
Proses dekripsi dan enkripsi pada block cipher dilakukan dengan cara yang sama.
Secara umum dapat dilihat pada Gambar 1.
Enkripsi : Dekripsi :
Block Plaintek P Block Cipherteks C
P = (p1, p2,...pm) C = (c1, c2,...cm)
Kunci K Kunci K
Block Cipherteks C Block Plainteks P
C =(c1, c2,...cm) P = (p1, p2,...pm)
Gambar 1 Skema Proses Enkripsi dan Dekripsi Pada Block Cipher
Misalnya block plainteks (P) yang berukuran n bit
P = (p1, p2,...,pn) (1)
Block ciphertext (C) maka block C adalah
C = (c1, c2,...,cn) (2)
Kunci (K) maka kunci adalah
K = (k1,k2,...,kn) (3)
Sehingga proses enkripsi adalah
Ek (P) = C (4)
Proses dekripsi adalah
DK (C) = P (C) P (5)
D
Teknik kriptografi yang dirancang jika ingin dikatakan kriptografi harus diuji dengan kriptosistem terlebih dahulu yaitu dengan menggunakan metode Stinson. Suatu sistem dapat dikatakan sebagai sistem kriptografi jika memenuhi syarat lima-tuple (Five tuple) :
1. P adalah himpunan berhingga dari plaintext, 2. C adalah himpunan berhingga dari ciphertext,
3. K merupakan kunci (keyspace), adalah himpunan berhingga dari kunci,
4. Untuk setiap κ € K, terdapat urutan enkripsi 𝑒𝑘 € E dan berkorespodensi dengan aturan dekripsi 𝑑𝑘 € D. Setiap 𝑒𝑘 : P → C dan 𝑑𝑘 : C → P adalah fungsi sedemikian hingga 𝑑𝑘 (𝑒𝑘(x)) = 𝓍 untuk setiap plaintext 𝓍 € P.
Dalam menguji besaran nilai dari algoritma kriptografi yang dibuat, harus dapat mengacak plainteks yang dimasukkan, untuk itu digunakan nilai acak yang dihasilkan dari Persamaan [9], dimana pengujian perancangan kriptografi sistem dilakukan dengan mengalikan kriteria-kriteria yang telah ditentukan pada Tabel 1, yaitu nilai dari persamaan yang dibuat untuk mengetahui kuat atau lemahnya variabel dari hasil yang telah diuji.
Tabel 1 Kriteria Koefisien dan Korelasi Interval
Koefisien
Tingkat Hubungan 0,00 – 0,199 Sangan Rendah
0,20 – 0,399 Rendah
0,40 – 0,599 Sedang
0,60 – 0,799 Kuat
0,80 – 1,000 Sangan Kuat
3. Tahapan Penelitian
Tahapan penelitian yang dilakukan dan diselesaikan dalam perancangan kriotografi block cipher 64 bit berbasis pada pola permainan tradisional Asen asal Maluku, terbagi dalam lima tahapan yaitu : (1) Identifikasi Masalah, (2) Pengumpulan Data, (3) Perancangan Teknik Kriptografi, (4) Pengujian Teknik Kriptografi, (5) Penulisan Laporan.
Gambar 2 Tahapan Penelitian Pengumpulan Data
Perancangan Teknik Kriptografi
Pengujian Teknik Kriptografi
Penulisan Laporan
Gambar 2 Tahapan Penelitian
Identifikasi Masalah
Tahapan Penelitian pada Gambar 1 dijelaskan sebagai berikut. Dalam tahap pertama ini mengindentifikasikan masalah-masalah dan kebutuhan apa saja yang digunakan dalam perancangan kriptografi block cipher 64 bit berbasis pada pola permainan tradisional asen asal maluku. Pengumpulan data-data dan bahan yang akan digunakan untuk memulai perancangan kriptografi yang baru agar bisa digunakan untuk pengamanan data. Perancangan kriptografi pada permainan tradisional asen asal maluku ini. Dengan membuat perancangan block cipher dengan ukuran block 8x8 (64 bit), dilanjudkan dengan melakukan enkripsi dan dekripsi pada kunci dan pola yang dibuat, agar sesuai dengan alur yang telah ditentukan oleh kunci. Pengujian kriptografi ini dilakukan secara manual dengan memasukan plaintext dan kunci, kemudian mengubah teks kedalam bit agar perancangan yang dibuat bisa berjalan sesuai dengan alur yang telah ditentukan, jika tidak berjalan sesuai dengan alur yang ditentukan harus melakukan pengecekan kembali pada algoritma yang dibuat. Tahap kelima ini menulis laporan dari hasil penelitian perancangan kriotografi block cipher 64 bit berbasis pada pola permainan tradisional asen asal maluku. Laporan ini juga dapat berguna dan bermanfaat bagi peneliti bertujuan untuk menulis apa saja yang dilakukan dan dibutuhkan dalam proses penelitian.
Perancangan kriotografi block cipher 64 bit berbasis pada pola permainan tradisional asen asal maluku dibuat dengan 20 putaran.
Gambar 3 Prose Alur Rancangan Kriptografi Secara Umum
Plaintext Kunci
Putaran 1-5
P1 K1
P2 K2
P3 K3
P4 K4
P5 K5
C5
X-Box
Putaran 16-20
P16 K16
P17 K17
P18 K18
P19 K19
P20 K20
C20
X-Box
Gambar 3 menjelaskan tentang alur dari proses dekripsi dan enkripsi pada rancangan kriotografi block cipher 64 bit berbasis pada pola permainan tradisional asen asal maluku sebagai berikut :
a. Mengambil Plaintext dan Kunci
b. Mengubah Plaintext dan Kunci menjadi biner yang terdapat dalam tabel ASCII
c. Dalam perancangan enkripsi, Plaintext dan Kunci harus melalui empat proses di setiap putaran:
- Putaran pertama pengambilan Plaintext (P1) kemudian melakukan transformasi pada pola permainan tradisional asen dan di-XOR dengan menggunakan Kunci 1 (K1) agar dapat menghasilkan Plaintext 2 (P2).
- Putaran kedua Plaintext 2 (P2) melakukan transformasi dengan menggunakan pola permainan tradisional asen dan di-XOR dengan menggunakan Kunci 2 (K2) agar dapat menghasilkan Plaintext 3 (P3).
- Putaran ketiga Plaintext 3 (P3) melakukan transformasi dengan menggunakan pola permainan tradisional asen dan di-XOR dengan menggunakan Kunci 3 (K3) agar dapat menghasilkan Plaintext 4 (P4).
- Putaran keempat Plaintext 4 (P4) melakukan transformasi dengan menggunakan pola permainan tradisional asen dan di-XOR dengan menggunakan Kunci 4 (K4) agar dapat menghasilkan Plaintext 5 (P5).
- Putaran kelima plaintext 5 (P5) di-XOR dengan menggunakan Kunci 5 (5) sehingga hasil dari XOR dapat ditransformasikan dengan menggunakan tabel subtitusi S-Box agar dapat menghasilkan Plaintext 6 (6).
- Plaintext 6 (P6) masuk pada putaran kedua sesuai dengan proses alur yang telah ditentukan pada putaran pertama, dan akan dilakukan tahapan tersebut sampai pada putaran ke-20 sehingga dapat menghasilkan Ciphertext (C) final.
4. Hasil dan Pembahasan
Pada bagian ini akan dibahas secara detail mengenai perancangan algoritma kriptografi block cipher 64 bit berbasis pola permainan tradisional asen asal Maluku. Pada Gambar 4 juga menunjukkan tentang proses enkripsi.
Gambar 4 Tampilan Program Enkripsi
Gambar 4 memperlihatkan tampilan awal program, proses enkipsi. Input yang diperlukan ialah plaintext dan kunci. Jumlah putaran secara keseluruhan berjumlah 20 putaran. Untuk putaran secara default adalah 5. Gambar 5 menunjukkan hasil konversi ke format heksadesimal.
Gambar 5 Tampilan Hasil Heksadesimal
Gambar 5 menunjukkan tampilan hasil heksadesimal, pada proses tersebut, input yang diperlukan adalah ciphertext dan kunci. Hasil dari plaintext : chalabor , kunci : mAiP2472 menghasilkan heksadesimal : 0.25053546. Gambar 3 menunjukkan langkah enkripsi plaintext
‘CHALABOR’ dengan kunci mAip2472.
Gambar 6 Transposisi Enkripsi Plantext Tahap 1
Gambar 7 Pola Dari Transposisi Enkripsi Plaintext Tahap 1
Pada Gambar 7 terbentuk plaintext yang memilik panjang 8 byte (64 bit). Blok tersebut berukuran 8x8 bit. Bagian ini merupakan bit-bit yang akan ditransposisikan. Gambar 8 merupakan
pola dari transposisi enkripsi plaintext tahap 1 pada putaran 1. Hasil tersebut akan ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8 Transposisi Enkripsi Plaintext Tahap 2
Gambar 9 Pola dari Transposisi Enkripsi Plaintext Tahap 2
Pada gambar 8 dilakukan transposisi sama seperti tahap pertama hanya arah anak panah pada lokasi tertentu yang arahnya berubah. Hasil dari langakah pada Gambar ke 8, dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9 Transposisi Enkripsi Plaintext Tahap 3
Gambar 10 Pola dari Transposisi Enkripsi Plaintext Tahap 3
Tahapan ketiga merupakan tahap transposisi terakhir. Lokasi-lokasi pada arah anak panah sudah dipindahkan, sehingga yang terakhir adalah lokasi yang berada di tengah. Untuk hasil akhir dari langkah pada Gambar 9 dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11 Hasil Akhir Transposisi Plaintext
Gambar 12 Pola dari Transposisi Enkripsi Plaintext Tahap Terakhir
Transposisi kunci melewati langkah yang sama dengan transposisi plaintext. Pada Gambar 11 menunjukkan hasil akhir dari transposisi kunci. Gambar 9 dan Gambar 11 diuji operasi XOR sehingga menghasilkan bit-bit seperti ditunjukkan pada Gambar 13.
Gambar 13 Hasil Operasi XOR Antara Plaintext Dengan Kunci
Hasil operasi XOR pada Gambar 13 merupakan hasil akhir dari satu putaran. Hasil yang berupa ciphertext ini dapat digunakan pada putaran pertama.
Pola dari transposisi enkripsi plaintext tahap 1 Pola dari transposisi enkripsi plaintext tahap 2
Pola dari transposisi enkripsi plaintext tahap 3 Pola dari transposisi enkripsi plaintext tahap 4
Gambar 14 Pola-Pola yang Digunakan Untuk Transposisi Enkripsi Plaintext
Gambar 14 merupakan pola-pola yang digunakan untuk mentransposisikan enkripsi plaintext agar dapat menghasilkan XOR.
Transposisi enkripsi plaintext Tahap 1 Transposisi enkripsi plaintext Tahap 2
Transposisi enkripsi plaintext Tahap 3 Transposisi enkripsi plaintext Tahap 4
Gambar 15 Transposisi Enkripsi Plaintext Putaran Ke 2
Pada Gambar 15, terbentuk plaintext yang memiliki panjang 8 byte (64 bit). Blok dtersebut berukuran 8x8 bit. Bagian ini merupakan bit-bit yang merupakan transposisi enkripsi plaintext tahap 1 pada putaran 2.
Gambar 16 Hasil Operasi XOR Antara Plaintext dan Kunci
Hasil operasi XOR pada Gambar 16 merupakan hasil akhir dari putaran kedua. Hasil yang berupa ciphertext ini dapat digunakan pada putaran-putaran selanjutnya.
Transposisi enkripsi plaintext Tahap 1 Transposisi enkripsi plaintext Tahap 2
Transposisi enkripsi plaintext Tahap 3 Transposisi enkripsi plaintext Tahap 4
Gambar 17 Transposisi Enkripsi Plaintext Putaran Ke 3
Gambar 17 merupakan transposisi enkripsi plaintext dari pola-pola yang ada. Bagian ini merupakan bit-bit yang digunakan untuk transposisi enkripsi plaintext pada putaran 3.
Gambar 18 Operasi XOR Antara Plaintext dan Kunci
Hasil operasi XOR pada Gambar 18 merupakan hasil akhir dari putaran ketiga. Hasil yang berupa ciphertext ini dapat digunakan pada putaran-putaran selanjutnya.
Transposisi enkripsi plaintext Tahap 1 Transposisi enkripsi plaintext Tahap 2
Transposisi enkripsi plaintext Tahap 3 Transposisi enkripsi plaintext Tahap 4
Gambar 19 Transposisi Enkripsi Plaintext Putaran Ke 4
Gambar 19 merupakan transposisi enkripsi plaintext dari pola-pola yang ada. Bagian ini merupakan bit-bit yang digunakan untuk transposisi enkripsi plaintext pada putaran ke 4.
Gambar 20 Operasi XOR Antara Plaintext dan Kunci
Hasil operasi XOR pada Gambar 20 merupakan hasil akhir dari putaran keempat. Hasil yang berupa ciphertext ini dapat digunakan pada putaran-putaran selanjutnya.
5. Simpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, data adalah informasi yang siap diolah saat penerima data, baik manusia maupun komputer dapat memahami apa isi dari informasi tersebut. Pengujian yang dilakukan pada pola permainan daerah asen dari Maluku dengan
kriptografi Blok Cipher dapat menghasilkan enkripsi pada pola permainan yang dimaksud.
Plaintext yang ditujukan untuk penerima pesan dari pemberi pesan telah berhasil dijalankan dengan ciphertext yang sudah diatur. Kunci dan plaintext sama-sama mempunyai bilangan biner dan ASCII, bilangan biner dan ASCII yang ada harus dipecahkan untuk mendapatkan kunci dan plaintext atau informasi yang ada di dalam enkripsi. Hasil pengujian avalanche effect mencapai 50% sehingga teknik kriptografi yang dihasilkan dapat digunakan dalam mengamankan data.
Saran pengembangan untuk penelitian lebih lanjut untuk dikembangkan pada teknik kriptografi blok cipher 256 bit
Daftar pustaka
[1] Fajar, E. S., Pakereng, M. A. I., Wowor, A. D.,2015. Perancangan Algoritma Kriptografi Block Cipher Berbasis Pola Cabang dan Ranting Pohon. Universitas Kristen Satya wacana : Salatiga.
[2] Shelta, C. P., Pakereng, M. A. I., Wowor, A. D., 2015. Perancangan Algoritma Block Cipher Berbasis Pada Teknik Anyaman Dasar Tunggal. Universitas Kristen Satya Wacana : Salatiga.
[3] Kismanto, D. C., Mailoa, E., 2016. Perancangan Kriptografi Block Cipher Dengan Langkah Permainan Engklek. Universitas Kristen Satya Wacana. : Salatiga.
[4] Tryanto, K., Pakereng, M. A. I., 2017. Perancangan Algoritma Block Cipher 64 Bit Berbasis Pada Pola Farmasi Sepak Bola 3-5-2. Universitas Kristen Satya Wacana : Salatiga.
[5] Feliks, A. C. P., Pakereng, M. A. I., 2016. Pengaruh S-Box Pada Perubahan Ciphertext Terhadap Perancangan Kriptografi Block Cipher 64 Bit Berbasis Pola Huruf U.
Universitas Kristen Satya Wacana : Salatiga.
[6] Louhenapessy, M. N., Pakereng, M. A. I., 2016. Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pola Farmasi Futsal 1-2-1. Universitas Kristen Satya Wacana : Salatiga.
[7] Putra, P. G., Pakereng, M. A. I., 2017. Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis pada Pola Segi Delapan. Universitas Kristen Satya Wacana : Salatiga.
[8] Widodo, T., Pakereng, M. A, I., 2017. Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pola Bercocok Tanam Pada Game Harvest Moon. Universitas Kristen Satya Wacana : Salatiga.
[9] Tuhumury, F., Pakereng, M. A. I., Wowor, A. D., 2016. Perancangan Kriptografi Block Cipher 256 Bit Berbasis pada Pola Tuangan Air. Universitas Kristen Satya Wacana : Salatiga.
