Abstrak— Pemilihan umum adalah suatu cara untuk memilih opini atau kandidat dalam suatu organisasi maupun kelompok. Setelah bertahun-tahun pemilihan menggunakan kertas, e-voting mulai digunakan dengan menggunakan bermacam-macam teknologi. Salah satu teknologi yang digunakan yaitu (Near Field Technology) NFC. Teknologi NFC saat ini semakin berkembang pada telepon pintar dan dapat dibacanya E-KTP oleh perangkat berteknologi NFC dapat dilihat sebagai kesempatan untuk memanfaatkannya sebagai metode autentikasi pemilih pada sistem e-voting. Dalam e-voting data pemilih dapat disimpan secara terpusat di basis data server. Disisi lain NFC memiliki kemampuan lebih cepat dan lebih aman dibanding beberapa teknologi lain seperti Bluetooth yang mana NFC memiliki kemungkinan terintrusi cukup kecil.
Aplikasi e-voting ini memanfaatkan telepon pintar Android dan E-KTP sebagai alat kepemilikan pemilih. IMEI dan password digunakan untuk mencegah pemilihan ganda; dan untuk melakukan verifikasi pemilih dengan syarat identitas mereka telah terdaftar pada basis data. Aplikasi e-voting ini juga menggunakan kriptografi dalam pengimplementasian sistemnya. Dengan algoritma enkripsi Paillier dan RSA diharapkan dapat meningkatkan keamanan informasi datanya.
Uji coba aplikasi ini dilakukan melalui beberapa skenario. Uji coba ini berhasil mengimplementasikan pemilihan skala kecil dengan menggunakan teknologi NFC pada telepon pintar dan E-KTP. Sistem ini menciptakan proses pemilihan umum menjadi lebih cepat dibandingkan pemilihan tradisional dengan rata-rata waktu 21.76 detik. Meskipun dalam sistem NFC voting ini faktor konektivitas dan spesifikasi perangkat keras cukup berpengaruh. Selain itu pengecekan IMEI dan password pada telepon pintar pengguna berguna dalam metode pencegahan adanya pemilihan ganda.
Kata Kunci— Android, E-KTP, e-voting, NFC, Paillier, RSA
I. PENDAHULUAN
ECARA tradisional sistem pemilihan umum pada suatu organisasi maupun kelompok dilakukan dengan cara memberikan suara pada tempat yang telah ditentukan dan juga menggunakan kertas. Selain itu biasanya perhitungan suara pada sistem pemilihan tradisional membutuhkan waktu yang cukup lama karena dihitung secara manual.
Maka dari itu perlu adanya pemanfaatan teknologi dalam mendukung sistem pemilihan umum. E-voting merupakan jenis sistem yang menggunakan komputer dan internet untuk
mendukung proses pemungutan suara. Seiring dengan perkembangan zaman saat ini mulai banyak penelitian mengenai e-voting bahkan telah dilakukan pada instansi atau kelompok–kelompok tertentu. Salah satunya e-voting yang memanfaatkan Near Field Communication (NFC).
NFC merupakan teknologi yang digunakan untuk transfer data dari satu perangkat ke perangkat lainnya. Perangkat bergerak yang sudah mendukung teknologi NFC juga dapat menjadi kartu pintar yang sangat pribadi, suatu identitas rahasia dan aman yang menjadi milik pengguna [1].
NFC dapat dikembangkan menjadi alternatif baru dalam verifikasi e-voting. Karena pada e-voting data pemilih dapat disimpan secara terpusat di basis data server, selain itu NFC memiliki kemampuan lebih cepat dan lebih aman karena kemungkinan terintrusi oleh pihak lain cukup kecil jika dibanding Bluetooth [2].
Teknologi NFC ini memungkinkan pengguna menggunakan perangkat mereka sebagai alat untuk melakukan verifikasi pemilih dengan syarat identitas mereka telah terdaftar pada basis data. Sedangkan platform Android adalah sistem operasi terbuka yang memiliki dukungan terhadap teknologi NFC dengan menawarkan library untuk melakukan komunikasi antara perangkat lunak dengan perangkat NFC yang ada di telepon selular berikut.
Pada paper ini, kami mengembangkan sistem e-voting dengan memanfaatkan NFC pada proses verifikasi pemilihnya. Berikut merupakan struktur pada paper ini. Bab 2 menggambarkan kerangka kerja pada penelitian sebelumnya. Bab 3 menggambarkan metode dalam implementasi sistem e-voting ini. Bab 4 merupakan penjelasan hasil uji coba yang telah dilakukan dan diakhiri bab 5 yang merupakan kesimpulan dari keseluruhan paper ini.
II. URAIANPENELITIAN A. E-voting
Elektronik voting yang biasa disebut e-voting adalah salah satu bentuk pemilihan suara dari sejumlah option kandidat dengan memanfaatkan teknologi elektronisasi untuk membuat pekerjaan lebih cepat elektronisasi untuk membuat pekerjaan
VERIFIKASI PEMILIH PADA SISTEM
E-VOTING MEMANFAATKAN FITUR NEAR
FIELD COMMUNICATION (NFC) PADA
SMARTPHONE
Afrian Wicaksono, Tohari Ahmad, dan Royyana Muslim Ijtihadie
Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
(ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail: tohari@if.its.ac.id
lebih cepat selesai. Pada tugas akhir ini jenis e-voting yang diterapkan merupakan poll-site e-voting karena merupakan sistem e-voting yang lebih aman ketimbang jenis e-voting yang lainnya.
B. NFC
Near Field Communication (NFC) adalah teknologi baru yang merupakan pengembangan dari teknologi Radio Frequency Identification (RFID). Menurut Nfc-forum.org, Near Field Communication (NFC) adalah suatu set dari standar untuk seluler pintar dan perangkat serupa untuk melakukan komunikasi radio antara satu dan lainnya dengan menyentuhkan kedua perangkat bersamaan atau mendekatkan kedua perangkat dalam jarak dekat tertentu, biasanya tidak lebih dari beberapa sentimeter [3].
Dalam sistem ini NFC mengirim dan menerima data dalam bentuk pesan NDEF (NFC Data Exchange Format). Ada dua kasus kegunaan utama ketika bekerja dengan NDEF data dan Android:
1. Membaca NDEF data dari sebuah NFC tag.
2. Transfer pesan NDEF dari satu perangkat ke perangkat lainnya dengan Android beam. sebagai pemenuhan syarat kelulusan.
C. E-KTP
E-KTP adalah KTP yang dilengkapi dengan contactless chip berisi biodata, tanda tangan, pas photo, sidik jari telunjuk kanan dan kiri penduduk yang bersangkutan. E-KTeknologi yang digunakan berbasis smart card bertipe contactless card, yaitu chip smart card yang mampu berkomunikasi dengan pembaca (reader) tanpa kontak langsung secara fisik melainkan menggunakan gelombang radio dengan frekuensi 13,56 MHz. Memang bisa dikatakan sebagai bagian dari keluarga RFID yaitu kartu identitas yang menggunakan frekuensi radio. Walaupun ada sebagian pemahaman bahwa yang lazim disebut dengan RFID card biasanya adalah RFID tag yaitu yang tidak dilengkapi dengan kemampuan prosesor lengkap sebagaimana layaknya sebuah mini komputer di dalam kartu.
Pada sistem NFC voting ini E-KTP digunakan sebagai perangkat yang berisi identitas pemilih guna selanjutnya diverifikasi dan otentikasi oleh sistem. Selain dengan E-KTP pemilih juga dapat menggunakan telepon pintarnya.
D. RSA
RSA adalah sebuah algoritma dalam enkripsi asimetris yang menggunakan kunci bersifat publik dan privat. RSA masih digunakan secara luas dalam protokol electronic commerce, dan dipercaya dalam mengamankan dengan menggunakan kunci yang cukup panjang [4].
Alur dari operasi RSA terbagi menjadi tiga proses yaitu proses pembuatan kunci publik dan kunci privat, proses enkripsi, dan proses dekripisi Persamaan untuk enkripsi dan dekripsi dapat dilihat pada persamaan 1 dan persamaan 2.
Pada aplikasi ini proses enkripsi RSA ini digunakan untuk mengenkripsi nilai hash dari klien sehingga pada perjalanannya kemungkinan terintrusi menjadi lebih kecil. Enkripsi
(1)
Dekripsi
(2) E. Hash
Hash adalah transformasi aritmatik sebuah string dari karakter menjadi nilai yang merepresentasikan string aslinya. Menurut bahasanya, hash berarti memenggal dan kemudian menggabungkan. Hashing digunakan sebagai metode untuk menyimpan data dalam sebuah array agar penyimpanan data, pencarian data, penambahan data, mempercepat pencarian dalam tabel data, pembandingan data pada basis data, mencari duplikasi, atau kesamaan data dan penghapusan data. Ide dasarnya adalah menghitung posisi record yang dicari dalam array, bukan membandingkan record dengan isi pada array. Fungsi yang mengembalikan nilai atau kunci disebut fungsi hash dan array yang digunakan disebut hash table. Hash menggunakan struktur data array asosiatif yang mengasosiasikan record dengan sebuah field kunci unik berupa bilangan (hash) yang merupakan representasi dari record tersebut. Pada aplikasi ini juga nilai hash berguna untuk melindungi data password dan IMEI yang dikirim, karena jika terjadi perubahan nilai hash maka data yang dikirim menjadi tidak valid.
F. SHA
SHA adalah fungsi hash satu arah yang dibuat oleh NIST dan digunakan bersama DSS (Digital Signature Standard). Oleh NSA, SHA dinyatakan sebagai standard fungsi hash satu arah. Algoritma SHA menerima masukan berupa pesan dengan ukuran maksimum 264 bit (2147483648 gigabyte) dan menghasilkan message digest yang panjangnya 160 bit, lebih panjang dari message digest yang dihasilkan oleh MD5. Langkah-langkah pemuatan message digest dengan SHA-1 1. Penambahan bit-bit pengganjal (padding bits).
2. Penambahan nilai panjang pesan semula. 3. Inisialisasi penyangga (buffer) MD.
4. Pengolahan pesan dalam blok berukuran 512 bit. G. Paillier
Kriptografi Paillier ditemukan oleh Pascal Paillier pada tahun 1999 [4]. Paillier adalah sebuah sistem kriptografi yang berbasis algoritma asimetris probabilistik. Maksudnya disini Paillier menggunakan dua kunci yang berbeda untuk proses enkripsi dan dekripsi. Untuk enkripsi yang digunakan adalah sebuah algoritma kriptografi kunci publik.
Pada sistem ini paillier digunakan sebagai penghitung suara. Sistem Paillier ini memiliki properti-properti seperti random self reducibility, additive homomorphic property, dan self blinding. Properti-properti inilah yang menyebabkan Paillier ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan, seperti pemungutan suara elektronik dan uang elektronik [5].
Properti homomorfisme pada Paillier ini memungkinkan penjumlahan nilai yang dienkripsi dengan nilai yang dienkripsi lainnya tanpa melalui proses dekripsi satu-persatu terlebih dahulu, tetapi hasil penjumlahannya dapat didekripsi tanpa mengetahui nilai–nilai yang membentuknya. Dengan maksud agar suara hasil pilihan voter tetap terjaga kerahasiaannya. Sebuah fungsi enkripsi F(M) dikatakan homomorphic jika memiliki persamaan seperti persamaan 3
yaitu jika perkalian dua pesan yang terenkripsi adalah sama dengan penjumlahan dua pesan yang terenkripsi.
(3)
III. DESAINDANIMPLEMENTASI
Bab ini menjelaskan mengenai metode dalam membangun sistem. Pada paper ini dibangun sistem e-voting dengan menggunakan E-KTP, telepon pintar dan menggunakan Internet dalam proses pemilihannya. Sistem e-voting ini hanya dapat diakses oleh semua pemilih yang telah terdaftar sebelumnya.
Gambar 1. Arsitektur Sistem
Arsitektur sistem pada umumnya dijelaskan pada Gambar 1. Berikut ini adalah langkah-langkah jalannya sistem: 1. Password dan IMEI dibentuk menjadi hash, kemudian nilai
hash dienkripsi dengan menggunakan RSA. 2. Serial number E-KTP dibaca oleh reader.
3. Reader akan meneruskan chipper teks yang diterima yang kemudian chipper teks didekripsi di server yang kemudian query select data pemilih yang terdapat di basis data sesuai nilai hash atau id_tag.
4. Setelah nilai hash dibandingkan pada basis data, server kemudian mengirim nilai true atau false ke reader. Jika true maka akan dilakukan proses selanjutnya dan jika false proses berakhir.
5. Kemudian reader mengirim permintaan untuk menampilkan kandidat.
6. Server mengirimkan data kandidat.
7. Setelah kandidat dipilih maka data akan dienkripsi pada reader dengan menggunakan Paillier terlebih dahulu kemudian disimpan di basis data.
8. Ketika ingin melihat hasil pemilihan reader mengirim permintaan hasil pemilihan.
9. Server mengirimkan hasil pemilihan berupa chipper teks yang kemudian didekripsi dengan Paillier dan ditampilkan pada reader.
Secara umum terdapat tiga proses penting pada sistem e-voting ini yaitu proses autentikasi pemilih, memilih kandidat, dan perhitungan hasil. Proses tersebut akan dijelaskan pada subbab selanjutnya.
A. Proses Verifikasi
Sebelum masuk ke dalam sistem, pemilih harus memasukkan password. Kemudian password dan IMEI yang otomatis didapat dari perangkat akan diubah ke dalam bentuk hash yang selanjutnya akan dienkripsi dengan menggunakan
algoritma RSA. Setelah itu pengguna harus mendekatkan telepon pintar atau E-KTP-nya kepada reader kemudian perpindahan data akan terjadi.
Ketika data telah sampai di server maka data akan langsung di dekripsi dengan menggunakan kunci publik pengguna yang kemudian hasil dekripsi berupa hash akan dibandingkan apakah ada di basis data atau tidak. Jika tidak maka pengguna harus kembali ke proses awal namun jika ada maka pengguna dapat melanjutkan ke proses selanjutnya. Diagram alir pemilih dapat dilihat pada Gambar 2.
B. Proses Pemilihan Kandidat
Proses pemilihan kandidat ini terjadi di server dimana yang dilakukan pertama kali ialah mengecek status pengguna apakah telah memilih atau belum kemudian jika belum memilih pengguna akan dipersilahkan untuk memilih kandidat yang setelah itu data tersebut akan langsung terenkripsi dan disimpan di basis data. Diagram alir pemilihan kandidat dapat dilihat pada Gambar 3.
C. Perhitungan Hasil
Proses perhitungan suara dimulai dari pengambilan data yang telah terenkripsi sebelumnya di basis data yang kemudian akan dihitung jumlahnya dengan memanfaatkan sifat homomorpik dari kriptografi Paillier. Dari hasil perhitungan tersebut akan di dekripsi sehingga total hasil perhitungan suara dapat diketahui namun hasil pilihan tiap individu tidak dapat diketahui sehingga hasil pilihan harus terjamin kerahasiaannya. Diagram alir perhitungan suara dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 3. Diagram Alir Pemilihan
Gambar 4. Diagram Alir Perhitungan Suara
IV. EVALUASIDANPENGUJIAN
Pada bagian ini dilakukan uji coba performa untuk mengetahui perilaku dari sistem ketika dilakukan uji coba pada keadaan yang sebenarnya.
A. Uji Coba Kecepatan Proses Verifikasi dengan Telepon Pintar dan E-KTP
Uji coba pertama yaitu uji coba membandingkan proses autentikasi dengan perangkat yang berbeda-beda. Dalam uji coba ini kami juga melihat waktu yang diperlukan untuk transfer data menggunakan NFC tidak stabil karena belum terbiasanya pengguna dalam mendekatkan perangkatnya, perbedaan spesifikasi perangkat keras, dan konektivitas jaringan ke server. Penjelasan lebih lanjut dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Perbandingan Waktu Verifikasi Pemilih
No. Waktu (detik)
Galaxy Nexus I515 Sony Xperia M2 D2305 E-KTP 1 12.04 3.32 1.02 2 5.92 5.12 0.80 3 2.81 2.90 0.81 4 4.10 3.21 0.77
Berdasarkan Tabel 1 dapat disimpulkan bahwa waktu yang dibutuhkan dalam memautentikasi pemilih dengan menggunakan E-KTP jauh lebih cepat dibandingkan dengan menggunakan telepon pintar
B. Uji Coba Waktu Proses Verifikasi dengan Waktu yang Bersamaan
Uji coba selanjutnya yaitu uji coba perbandingan waktu pemilih dengan sejumlah perangkat secara bersamaan. Uji coba ini dilakukan dengan cara beberapa E-KTP yang sudah terdaftar sebelumnya diautentikasi secara bersamaan dengan menggunakan reader kemudian melakukan pemilihan dengan beberapa perangkat juga secara bersamaan. Hasil perbandingan waktu autentikasi pemilih dapat dilihat pada Gambar 5
C. Uji Coba Waktu Proses Pemilihan dengan Waktu yang Bersamaan
Uji coba selanjutnya yaitu untuk menghitung kecepatan perhitungan data di server, uji coba dilakukan dengan mencatat waktu yang dibutuhkan saat menerima data vote dari beberapa pemilih. Waktu dihitung ketika pengguna menekan tombol lihat hasil sampai data tersebut ditampilkan. Hasil perbandingan waktu autentikasi pemilih dapat dilihat pada Gambar 5.
D. Uji Coba Kecepatan Perhitungan Suara
Selanjutnya yaitu uji coba waktu perhitungan hasil pemilihan. Untuk menghitung kecepatan perhitungan data di server, uji coba dilakukan dengan mencatat waktu yang dibutuhkan saat menerima data vote dari beberapa pemilih. Pada uji coba ini data voters yang digunakan yaitu hingga 1000 voters dengan kandidat bervariasi mulai dari 2, 5, 25, dan 50. Waktu dihitung ketika pengguna menekan tombol lihat hasil sampai data tersebut ditampilkan.
Data hasil uji coba perhitungan suara dapat dilihat pada Tabel 2. Berdasarkan data pada Tabel 2 dan Gambar 6 dapat dilihat bahwa waktu yang diperlukan ketika semakin banyaknya perangkat yang digunakan bersamaan akan semakin bertambah. Faktor konektivitas dan spesifikasi perangkat juga sangat berpengaruh dalam kasus ini.
Gambar 5. Grafik Waktu Verifikasi dan Pemilihan Secara Bersamaan Tabel 2. Uji Coba Hasil Perhitungan Suara
No Pemil
ih
Waktu (detik)
Rata-rata 2 Kandid at 5 Kandid at 25 Kandid at 50 Kandid at 1 50 0.27 0.28 0.28 0.42 0.3125 2 100 0.29 0.30 0.31 0.44 0.335 3 150 0.41 0.41 0.39 0.51 0.43 4 200 0.33 0.42 0.50 0.55 0.45 5 250 0.44 0.31 0.48 0.50 0.4325 6 300 0.45 0.46 0.51 1.04 0.615 7 350 0.52 0.51 0.56 1.10 0.6725 8 400 0.53 0.56 0.58 1.19 0.715 9 450 0.55 0.49 0.57 1.18 0.6975 10 500 1.01 1.01 1.21 1.30 1.1325 11 550 0.54 1.0 1.11 1.29 0.985 12 600 0.58 1.0 1.14 1.33 1.0125 13 650 1.21 1.04 1.18 1.35 1.195 14 700 1.01 1.05 1.20 1.36 1.155 15 750 1.03 1.09 1.09 1.40 1.1525 16 800 1.09 1.11 1.24 1.44 1.22 17 850 1.32 1.21 1.30 1.49 1.33 18 900 1.11 1.14 1.34 1.52 1.2775 19 950 1.09 1.31 1.34 1.55 1.3225 20 1000 1.14 1.22 1.28 1.50 1.285 Rata-rata 0.746 0.796 0.8805 1.123
Gambar 6. Grafik Kecepatan Perhitungan Suara
E. Uji Coba Keseluruhan Waktu E-voting
Uji coba ini dilakukan dengan simulasi seolah-olah sedang diadakan pemilihan umum. Pada uji coba ini diasumsikan tidak ada antrian pemilih. Tabel perbandingan waktu pemilihan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Perbandingan Waktu E-Voting dengan Pemilihan Tradisional
Pemilih ke E-voting dengan Telepon Pintar E-voting dengan E-KTP Pemilihan Tradisional
1 24.50 detik 20.04 detik 60.12 detik 2 22.52 detik 21.11 detik 65.45 detik 3 23.12 detik 19.32 detik 54.31 detik
Berdasarkan hasil uji coba didapatkan hasil bahwa pemilihan e-voting dengan menggunakan NFC mampu mempercepat sistem pemilihan umum karena pada sistem pemilihan tradisional panitia membutuhkan waktu yang cukup lama ketika memverifikasi pemilih, selain itu pemilih juga harus membuka lipatan kertas suara dan kembali melipatnya lagi ketika berada di bilik suara.
V. KESIMPULANDANSARAN
Dari hasil pengamatan selama perancangan, pengimplementasian, dan proses uji coba sistem didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Teknologi NFC dapat dimanfaatkan untuk sistem e-voting baik menggunakan telepon pintar maupun E-KTP.
2. Pemanfaatan teknologi NFC mampu membuat proses pemilihan umum menjadi lebih cepat dengan rata-rata waktu 21.76 detik.
3. Dalam sistem NFC voting ini faktor konektivitas dan spesifikasi perangkat keras cukup berpengaruh.
4. Pengecekan IMEI dan password pada telepon pintar pengguna berguna dalam metode pencegahan adanya double login user dan pemilih.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terimakasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu penulis. Selesainya Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan beberapa pihak mulai dari keluarga, dosen, karyawan serta rekan-rekan di teknik informatika ITS.
DAFTARPUSTAKA
[1] A. S. Ashour, NFC Mobile Phones and Future of Privacy, RFID Journal, 2011.
[2] HIS iSuppli, "Comparasion of NFC and Bluetooth 4.0," 2011.
[3] Anonim, "NFC Forum," [Online]. Available: http://www.nfc-forum.org/aboutnfc.
[4] G. Cazalais, RSA Cryptography, 2007.
[5] A. Gunawan, "Sistem Kriptografi Paillier," 2006. [Online]. Available: http://www.informatika.org/~rinaldi/Kriptografi /2006-2007/Makalah2/Makalah-020.pdf.
[6] P. Paillier, in Public-Key Cryptosystems Based on Composite Degree Residuosity Classes, Springer, 1999, pp. 223-238.
