RANCANG BANGUN SISTEM ENKRIPSI DAN DEKRIPSI PENGIRIMAN INFORMASI MENGGUNAKAN ALGORITMA VIGINERE CIPHER
BERBASIS JARINGAN SENSOR NIRKABEL
First Wanita
Teknik Informatika, STMIK AKBA ririn@gmail.com
Abstrak
Penelitian menggunakan jaringan sensor wireless sebagai media transmisi data yang mudah
diakses oleh banyak orang sehingga mengharuskan dilakukan pengamanan data dengan cara mengengkripsi dan deskripsi karena menyangkut data medis dari seseorang yang menurut kode etik rumah sakit harus dirahasiakan dan tidak dapat diakses/diketahui oleh orang yang tidak
berkepentingan. Data monitoring suhu ruangan incubator bayi sebagai sampel penelitian apabila
nantinya diterapkan pada informasi yang berbeda juga bisa dilakukan, penelitian yang dilakukan
dalam incubator adalah bayi yang lahir premature yang sangat rentan karena organ-organ tubuhnya
masih ada yg belum bekerja dengan baik sehingga sangat perlu untuk dimonitor setiap beberapa saat
dan hal tersebut bisa menyulitkan para rekan medis apalagi apabila jumlah bayi dalam incubator lebih
dari satu dan waktu monitoring setiap bayi berbeda karena kondisinya berbeda.
Penelitian ini bertujuan memberikan metode keamanan data sensing suhu incubator bayi pada
jaringan sensor nirkabel dan bermanfaat untuk mengaplikasikan monitoring lingkungan yang
memerlukan tingkat keamanan data pengukuran. Hasil penelitian menggunakan algoritma vigenere cipher dapat efisien untuk mengamankan informasi data suhu incubator bayi dan menggunakan jaringan sensor nirkabel sebagai medianya
Kata Kunci : Algoritma, prediksi bencana, Layanan prediksi
1. Pendahuluan
Jaringan sensor nirkabel (JSN) adalah sebuah kelas jaringan yang memungkinkan
penggunaannya pada berbagai aplikasi
potensial dalam bidang kesehatan, militer, dan pemantauan lingkuangan. Secara umum, jaringan ini sering digunakan untuk melakukan pengamatan dalam kondisi posisi pengamat
dan yang diamati berbeda. Sehingga
dibutuhkan media yang memadai untuk dapat
mengirimkan data-data hasil suatu
pengamatan. Dalam aplikasinya informasi
khususnya mengenai informasi medis
seseorang sangatlah sensitif pada berbagai
tindak kejahatan [3] karenanya sangat perlu
dijaga keamanan dan keutuhannya. Dengan
mengetahui kenyataan tersebut maka
dibutuhkan suatu metode untuk mengamankan informasi yang bersifat rahasia.
Dalam kriptografi terdapat dua konsep utama yakni enkripsi dan dekripsi.[1] Enkripsi adalah proses dimana informasi/data yang hendak dikirim diubah menjadi bentuk yang hampir tidak dikenali sebagai informasi awalnya dengan menggunakan algoritma tertentu. Dekripsi adalah kebalikan dari enkripsi yaitu mengubah kembali bentuk tersamar tersebut menjadi informasi awal. Penelitian ini mengembangkan penelitian sebelumnya mengenai pengamanan informasi menggunakan algoritma AES Rijendel[3],
algoritma vigenere cipher[2], sedangkan pada
penelitian ini digunakan metode vigenere
cipher pada jaringan sensor nirkabel yang mana algoritma terkait menggunakan jaringan
wired [1]. Informasi yang dijadkan objek pada penelitian ini adalah data suhu ruangan
incubator bayi pada Pada Rumah Sakit (RS) Awal Bross. Alasan peneliti mengambil data
monitoring suhu ruangan incubator bayi sebagai sampel penelitian apabila nantinya diterapkan pada informasi yang berbeda juga bisa dilakukan, pertimbangan kedua adalah mengingat bayi yang dimasukkan ke dalam
incubator adalah bayi yang lahir premature
yang sangat rentan karena organ-organ tubuhnya masih ada yg belum bekerja dengan baik sehingga sangat perlu untuk dimonitor setiap beberapa saat dan hal tersebut bisa menyulitkan para rekan medis apalagi apabila
jumlah bayi dalam incubator lebih dari satu
dan waktu monitoring setiap bayi berbeda
karena kondisinya berbeda. Pertimbangan
lainnya adalah peneliti merencanakan
menggunakan jaringan sensor wireless sebagai
media transmisi data yang mudah diakses oleh
banyak orang, makanya peneliti harus
mengamankan data tersebut dengan cara
mengengkripsi dan deskripsi karena
menyangkut data medis dari seseorang yang menurut kode etik rumah sakit harus dirahasiakan dan tidak dapat diakses/ diketahui oleh orang yang tidak berkepentingan.
Penelitian dilakukan dengan mengambil
hasil pengukuran data sensing suhu ruangan
inkubator bayi dan di proses di mikrokontroller.
Algoritma enkripsi vigenere cipher di
masukkan dalam mikokontroller, dimana data
sensing di enkripsi menjadi sebuah kode-kode tertentu. Data yang sudah dikodekan kemudian
di paketkan oleh protokol zigbee dan
kemudian dikirim ke penerima. Modul zigbee
di penerima akan menangkap data tersebut selama sinyal radio frekuensi masih berada pada jangkauannya. Pada saat di penerima data tersebut di dekripsi dan menghasilkan data
sensing yang asli kemudian ditampilkan di GUI.
Penelitian tujuan dan manfaat yang diharapkan, yaitu:
1. Memberikan metode keamanan data
sensing suhu incubator bayi pada jaringan sensor nirkabel
2. Dapat di manfaatkan untuk aplikasi
monitoring lingkungan yang
memerlukan tingkat keamanan data pengukuran.
2. Landasan Teori
2.1 Jaringan Sensor Nirkabel
Jaringan Sensor Nirkabel ini terdiri dari
dua komponen utama yaitu sensor (node slave)
dan node master (Administrator). Berbeda dengan jaringan Wi-fi yang menggunakan
sistem pengiriman Carrier Sense Multiple
Access with Collision Detection (CSMA/CD),
pada Jaringan Sensor Nirkabel ini
menggunakan sistem pengiriman Carrier
Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) dimana data baru akan dikirim ketika kanal transmisi telah kosong atau tidak terpakai sehingga data yang
dikirimkan jarang terjadi losses.
Beberapa versi komersial dari
penerapan teknologi transmisi data nirkabel ditujukan untuk aplikasi dari jaringan sensor nirkabel. Dan kebanyakan dari sistem tersebut
mengikuti spesifikasi standart dari IEEE
802.15.4 dan Zigbee untuk aplikasi pada
konsumsi power rendah, indikasi kualitas jalur komunikasi, dengan radio kanal lebih dari 16 kanal berdasarkan lebar frekuensi, dan didukung protokol yang sesuai sehingga
meningkatkan reliability dari transmisi data
dan sinkronisasi waktu[ 3].
Secara umum jaringan sensor nirkabel ditunjukan pada Gambar 1. Titik-titik sensor ini mempunyai keterbatasan daya, komputasi dan komunikasi. Tugas utama dari sensor adalah memonitor kondisi fisik dari suatu lingkungan dan mengkomunikasikan hasilnya ke base station atau fusion center.
Gambar 1 Arsitektur Jaringan Sensor Nirkabel
2.2 Enkripsi dan Dekripsi
Enkripsi adalah proses mengamankan suatu informasi dengan membuat informasi tersebut tidak dapat dibaca tanpa bantuan pengetahuan khusus. atau bisa didefinisikan juga Enkripsi merupakan proses untuk
mengubah plainteks menjadi cipherteks.
Plainteks sendiri adalah data atau pesan asli
yang ingin dikirim, sedangkan Cipherteks
adalah data hasil enkripsi.
Enkripsi dapat diartikan sebagai kode
atau cipher. Sebuah system pengkodean
menggunakan suatu table atau kamus yang
telah didefinisikan untuk mengganti kata dari informasi atau yang merupakan bagian dari
informasi yang dikirim. Sebuah cipher
mengunakan suatu algoritma yang dapat
mengkodekan semua aliran data (stream) bit
dari sebuah pesan menjadi cryptogram yang
tidak dimengerti (unintelligible). Karena
teknik cipher merupakan suatu system yang
telah siap untuk di automasi, maka teknik ini
digunakan dalam system keamanan komputer
dan jaringan.
Enkripsi dimaksudkan untuk
melindungi informasi agar tidak terlihat oleh orang atau pihak yang tidak berhak. Informasi ini dapat berupa nomor kartu kredit, catatan
penting dalam komputer, maupun password
untuk mengakses sesuatu. Deskripsi dalam dunia keamanan komputer merupakan proses
untuk mengubah cipherteks menjadi plainteks
atau pesan asli. Jadi Deskripsi
merupakan kebalikan dari Enkripsi upaya pengolahan data menjadi sesuatu yang dapat diutarakan secara jelas dan tepat dengan tujuan agar dapat dimengerti oleh orang yang tidak langsung mengalaminya sendiri [1,2].
Dalam hal ini terdapat tiga kategori enkripsi, yaitu :
1. Kunci enkripsi rahasia, artinya terdapat
sebuah kunci yang digunakan untuk
mengenkripsi dan juga sekaligus
mendekripsikan informasi.
adalah suatu fungsi dimana informasi
dienkripsi untuk menciptakan
“signature” dari informasi asli yang
bisa digunakan untuk keperluan
autentikasi.
Salah satu metode enkripsi/dekripsi paling
sederhana adalah metode sandi Vigenere
Cipher, dimana metode tersebut menyandi teks
alphabet dengan menggunakan deretan sandi Caesar berdasarkan huruf pada kata kunci.
Sandi Vigenere merupakan bentuk sederhana
dari sandi polialfabetik. Kelebihan sandi ini
dibanding sandi Caesar dan sandi
2.3 Vigenere Cipher
Vigenere cipher mungkin adalah
contoh terbaik dari cipher alphabet-majemuk
„manual’. Algoritma ini dipublikasikan oleh
diplomat (sekaligus seorang kriptologis)
Perancis, Blaise de Vigènere pada abad 16,
meskipun Giovan Batista Belaso telah
menggambarkannya pertama kali pada tahun
1553 sepeti ditulis di dalam bukunya La Cifra
del Sig. Vigènere cipher dipublikasikan pada tahun 1586, tetapi algoritma tersebut baru dikenal luas 200 tahun kemudian yang oleh
penemunya cipher tersebut dinamakan
vigènere cipher. Vigènere cipher digunakan
oleh tentara Konfiderasi (Confederate Army)
pada perang sipil Amerika (American Civil
war).
Vigènere cipher sangat dikenal karena mudah dipahami dan diimplementasikan.
Teknik dari substitusi vigenere cipher bisa
dilakukan dengan dua cara [1,2] 1. Angka
2. Huruf
2.4 Perangkat zigbee
Xbee Pro adalah salah satu perangkat
yang menggunakan zigbee IEEE 802.15.4
sebagai protokolnya. Xbee Pro merupakan sebuah modul berstandar IEEE 802.15.4 yang dirancang untuk komunikasi tanpa kabel
dengan band frekuensi 2,4 GHz. Salah satu
keunggulan Xbee Pro ini adalah konsumsi daya yang sangat rendah, sehingga memiliki
lifetime yang sangat lama. Arsitektur fisik Xbee Pro dirancang sedemikian rupa agar
dapat ditempatkan pada sebuah socket,
sehingga tidak perlu ditempatkan langsung pada papan pengerjaan perangkat. Perangkat
zigbee secara umum seperti pada gambar 2.
Gambar 2 Perangkat zigbee
Transceiver Xbee/Xbee-PRO adalah
merupakan sebuah transceiver yang dapat mendukung ZigBee wireless standard dalam penggunaanya. Xbee module mempunyai dua mode operasi :
1. Transparent serial port mode. Pengiriman
data dari sensor ke modul Xbee melalui
serial port, kemudian Xbee module
mengi-rimkan data ke module Xbee lainnya secara
wireless.
2. Packet mode. Pengiriman pesan ke module
Xbee itu sendiri. Terdapat dua macam
packetmode, yaitu IO packet dan command packet.
RF Modul Operation. Komunikasi Xbee/
Xbee-Pro ke host device adalah melalui sebuah logic-level asynchronous serial port.
Melalui serial port ini, modul dapat berkomunikasi dengan be-berapa logic atau
voltage compatible UART, atau melalui
sebuah level translator ke beberapa perangkat
serial (misalnya: melalui RS 232 atau USB
interface board).
Beberapa keuntungan yang diperoleh pada penggunaan protokol ZigBee ini antara lain : 1. Low duty cycle – mempunyai umur baterai
dengan umur yang cukup panjang 2. lowlatency
3. Mendukung untuk topologi multiple
jaringan: static, dynamic, star, dan mesh.
4. Direct sequence spread spectrum (DSSS)
5. Dapat menangani jaringan dengan jumlah
hingga 64.000 node
6. Dapat mengindikasikan kualitas link
7. Interferensi dapat dihindari dengan
membuat jarak antara ZigBee (802.15.4) dengan WiFi (802.11b) minimal sejauh 8 meter, sehingga pengaruh interferensi dapat diabaikan.
2.4 Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah mikroprosessor yang dirancang khusus untuk aplikasi kontrol, dan dilengkapi dengan ROM, RAM dan
fasilitas I/O pada satu chip (Agrianto, 2003).
internal 8 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only
Memory), yang memungkinkan memori
program untuk dapat diprogram kembali. Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC,
sehingga sering disebut Single Chip
Microcomputer. Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik,
berbeda dengan PC ( personal Computer) yang
memiliki beragam fungsi. Perbedaan yang lainnya adalah perbandingan RAM dan ROM yang sangat berbeda antara komputer dengan mikrokontroler. Dalam mikrokontroler ROM jauh lebih besar dibanding RAM, sedangkan dalam komputer atau PC, RAM jauh lebih
besar dibanding ROM. (Data sheet
Mikrokontroler,ATMEL :2010).
Mikrokontroler dapat dikelompokkan
dalam satu keluarga, masing-masing
mikrokontroler memiliki spesifikasi tersendiri
namun kompatibel / cocok dalam
pemrogramannya. Misalnya keluarga MCS-51 yang diproduksi ATMEL seperti AT89S51, AT89S52 dan AT89Cx051. Contoh-contoh keluarga Mikrokontroler :
Penelitian yang terkait dengan sistem system keamanan informasi menggunakan algoritma vigenere cipher [1,2], penelitian yang terkait dengan sistem pengamanan informasi menggunakan algorima lain dan berbasis jaringan sensor nirkabel [3,4], peneltian yang terkait dengan monitoring incubator bayi [6,7]
Dalam penelitian [1], algoritma vigenere
cipher digunakan untuk mengamankan
kerahasiaan data di perusahaan yang bergerak pada produksi yang berisi identitas pelanggan yang didalamnya terdapat harga dan discount
yang diberikan untuk pelanggan. Dengan cara menginkripsi data pelanggan yang ada sebelum disimpan di komputer kemudian mendeskripsi sewaktu akan melihat data tersebut kembalidari hasil penelitia diketahui bahwa implementasi program enkripsi data dengan algoritma vigenere cipher dapat meningkatkan keamanan dan keakuratan informasi khususnya pada data harga dan perhitungan harga jual.
Penelitian [2], pada penelitian ini
algoritma vigenere cipher digunakan untuk mengamankan informasi pada saat komonikasi
menggunakan aplikasi vigenere chat yang
berbasis client server,dengan cara sipengirim menginkripsi pesan sebelum dikirim dan setelah sampai dipenerima dideskrisi kembali untuk melihat pesan aslinya.dari hasil penelitian diketahui bahwa penggunaan huruf besar dan kecil yang digunakan bersamaan dapat mempengaruhi kualitas dari pesan saat dideskripsi. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan digunakan algoritma vigenere cipher untuk mengamankan data suhu incubator bayi tetapi sebelum data tersebut di enkripsi terlebih dahulu di konversi ke data ascii dengan tujuan agar masukan dari data bisa lebih fleksibel karena kode ascii mengcover seluru karakter yang ada di keyboard. Penelitian terkait lainnya [3]. Pada penelitian tersebut peneliti menggunakan algoritma AES dalan mengamankan informasi. Penelitian dilakukan dengan mengusulkan skema yang ditujukan untuk peningkatan pemahaman tentang keamanan data pada teknologi multimedia dan begaimana enkripsi dan
deskripsi bisa diimplementasikan untuk
aplikasi video dalam jaringan sensor dan
meningkatkan enkripsi selektif untuk
H.264/AVC. Penelitian lain yang terkait [4], pada penelitian tersebut dikemukakan bahwa jaringan sensor nirkabel (Wireless Sensor Network / WSN) dapat dimanfaatkan untuk keperluan manajemen energi berskala besar
maupun kecil secara otomatis. Dalam
listrik yang berkaitan dengan pencahayaan, suhu, kelembaban, pergerakan serta keamanan dalam sebuah bangunan. Jaringan yang dibuat,
kemudian diuji kualitas penginderaan,
pengiriman data serta komsumsi selama masa pemantauan.
Penelitian lain yang terkait, [5] pada
penelitian tersebut peneliti merancang
incubator bayi portable untuk wilayah
terpencil yang memiliki medan berat untuk mencapai wilayah itu. Dengan cara mengatur suhu dan kelembaban dengan memasang satu buah sensor SHT11, kipas dan hairdryer
dengan program bahasa C berbasis
mikrokontroler ATMega 8535. Inkubator bayi
ini diatur suhu ruangannnya antara 34oC –
38oC, dan kelembaban antara 60% – 80%.
Suhu tubuh bayi dijaga agar berada pada suhu
36oC – 37oC.sehingga dapat membantu bayi
yang lahir secara prematur untuk bertahan hidup dimana dalam inkubator terdapat suhu yang berfungsi untuk menjaga suhu tubuh bayi prematur sehingga bayi prematur terasa hangat. Dari penelitian sebelumnnya diketahui Sudah ada sistem untuk mengontrol suhu dalam inkubator bayi. Namun pada penelitian sebelumnya belum ada standart komunikasi yang bagus untuk [menejemen],memonitor dan mengelola banyak inkubator bayi seperti
menggunakan jaringan. Pada penelitian
tersebuti[6], peneliti memberikan solusi untuk
memenuhi kelemahan tersebut dengan
menambahkan jaringan LAN dengan
memonitor suhu dan kelembapan inkubator
bayi serta memanajemen bayi yang
terkomputerisasi secara sentral. Sistem
manajemennya berupa penjadwalan minum susu bayi dan perekaman data untuk mengetahui banyaknya bayi minum susu, BAB dan pipis.
a. Perancangan dan pembuatan Alat
Metode ini dilakukan dengan rancangan simulasi alat tersebut dan jika sesuai dengan hasil teori maka dilakukan pembuatan alat. Perancangan dan pembuatan alat dapat dilihat pada blok diagram pada gambar 3.
Gambar 3. Blok Diagram Sistem
Enkripsi/Dekripsi
Hasil pengukuran data sensing suhu ruangan inkubator bayi di proses dan
disampling di mikrokontroller. Algoritma
enkripsi vigenere cipher di masukkan dalam mikokontroller, dimana data sensing di enkripsi menjadi sebuah kode-kode tertentu. Data yang sudah dikodekan kemudian di
paketkan oleh protokol zigbee dan kemudian
dikirim ke penerima. Modul zigbee di
penerima akan menangkap data tersebut selama sinyal Radio frekuensi masih berada pada jangkauannya. Pada saat di penerima data tersebut di dekripsi dan menghasilkan data
sensing yang asli kemudian ditampilkan di GUI. Cara kerja sistem dapat dilihat pada
Gambar 4. proses enkripsi dan proses deskripsi
4. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian ini dapat ditarik kesimpulan bahwa algoritma vigenere cipher dapat efisien untuk mengamankan informasi data suhu incubator bayi dan menggunakan jaringan sensor nirkabel sebagai medianya.
5. Daftar Pustaka
1. Firtin, Fia., Hadi, Samsono., Syahroni,
Nanang.,” Rancang bangun system enkripsi
pengiriman informasi menggunakan
algoritma klasik” : PENS-ITS.,surabya
2. Arjana1., Putu H, Rahayu, tri.,
yakup”.,implementasi enkripsi data dengan
algotitma vigenere cipher ”., teknik
informatika, STMIK Dharma
Putra.,Tangerang
3. Syarifuddin,primasetia risa oxy, wirawan,
(2013),” Implementasi algoritma AES rijndel pada proses enkripsi deskripsi hemat energy untuk video straming dalam jaringan
sensor nirkabel”; T. Elektro, FTI,
ITS-Surabaya
4. Erwin G., Wirawan, (2009), ”factor yang
mempengaruhi kualitas jaringan sensor nirkabel pada disain manajemn energy pada
gedung”: Lab. Komunikasi Multimedia, T.
Elektro, FTI, ITS-Surabaya,Surabaya
5. Basit, abdul,deny,(2011), ‟sistem incubator
bayi portable “; Jurusan Sistem Komputer,
Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi, Universitas Gunadarma,Jakarta.
6. Sakti Paundra Irwan, Hendriawan Akhmad,
Kemalasari , Sumantri Bambang,
”manajemen dan system monitoring
inkubator bayi berbasis LAN”: Jurusan
Teknik Elektronika, Politeknik Elektronika
Negeri Surabaya, Institute Teknologi
