BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Kriptografi
Kriptografi adalah ilmu yang mempelajari cara-cara mengamankan informasi rahasia dari suatu tempat ke tempat lain [4]. Caranya adalah dengan menyandikan informasi rahasia agar tidak terbaca dan dimengerti oleh orang banyak selain si pengirim dan penerimanya serta mentransformasikan kembali ke bentuk semula yang bisa dimengerti. Teknik demikian dipergunakan untuk mengkonversi atau mengubah suatu data kedalam bentuk kode-kode tertentu, sehingga tidak dapat dibaca oleh pihak
yang tidak dikehendaki.
2.1.1 Pengertian Kriptografi
Kriptografi berasal dari bahasa Yunani. Menurut bahasa tersebut kata kriptografi dibagi menjadi dua, Yaitu kripto dan graphia. Kripto berarti secret (rahasia) dan graphia berarti writing (tulisan). Menurut terminologinya kriptografi adalah ilmu dan seni untuk menjaga keamanan pesan ketika pesan dikirim dari suatu tempat ke tempat yang lain. Dalam perkembangannya, kriptografi juga digunakan untuk mengidentifikasi pengiriman pesan dengan tanda tangan digital dan keaslian pesan dengan sidik jari digital (fingerprint). Dalam kriptografi dikenal beberapa istilah penting sebperti berikut:
1. Pesan
Plainteks merupakan suatu pesan bermakna yang akan diproses menggunakan algoritma kriptografi.
2. Cipherteks
Cipherteks (ciphertext) atau disebut juga kriptogram (cryptogram) merupakan pesan yang telah tersandi. Pesan dalam bentuk cipherteks tidak dapat dibaca karena berisi karakter-karakter yang tidak memiliki makna setelah melalui proses enkripsi.
3. Enkripsi
Enkripsi merupakan proses yang dilakukan untuk menyandikan plainteks menjadi cipherteks atau disebut sebagai enchipering. Enkripsi dilakukan dengan tujuan agar plainteks tersebut tidak dapat dibaca oleh pihak yang tidak berwenang.
4. Dekripsi
Dekripsi merupakan proses mengembalikan cipherteks menjadi plainteks semula
atau disebut deciphering. Dekripsi dilakukan ketika pesan telah sampai kepada pihak yang dituju.
5. Kunci
Kunci adalah parameter yang digunakan untuk transformasi enkripsi dan dekripsi. Kunci biasanya berupa string atau deretan bilangan. Keamanan suatu algoritma kriptografi biasanya bergantung kepada kerahasiaan penyebaran kunci.
Setiap algoritma kriptografi terdiri algoritma enkripsi (E) dan algoritma dekripsi (D). Dasar matematis yang mendasari proses enkripsi dan dekripsi adalah relasi antara dua himpunan yaitu himpunan yang berisi elemen plaintext dan himpunan yang berisi elemen ciphertext. Enkripsi dan dekripsi merupakan fungsi tranformasi antara dua himpunan tersebut. Secara umum dapat digambarkan secara matematis sebagai berikut:
Dalam proses tersebut, plaintext disandikan dengan P dengan suatu kunci K lalu dihasilkan pesan C. Pada proses dekripsi, C diuraikan dengan menggunakan kunci K sehingga menghasilkan pesan yang sama dengan sebelumnya.
Gambar 2.1. Cryptosystem
Setiap cryptosystem yang baik memiliki karakteristik sebagai berikut:
a. Keamanan sistem terletak pada kerahasiaan kunci dan bukan pada kerahasian algoritma yang digunakan.
b. Cryptosystem yang baik memiliki ruang kunci (keyspace) yang besar.
c. Cryptosystem yang baik akan menghasilkan ciphertext yang terlihat acak dalam seluruh test statistik yang dilakukan.
d. Cryptosystem yang baik mampu menahan seluruh serangan yang telah dikenal sebelumnya [10].
2.1.2 Aspek-aspek Keamanan
Selain memberikan kerahasiaan dalam telekomunikasi kriptografi juga memberikan komponen-komponen sebagai berikut:
1. Authentication
Penerima pesan dapat memastikan keaslian pengirimannya. Penyerang tidak dapat berpura-pura sebagai orang orang lain.
2. Integrity
Penerima harus dapat memeriksa apakah pesan telah dimodifikasi ditengah jalan atau tidak. Seorang penyusup seharussnya tidak dapat memasukkan tambahan kedalam pesan, mengurangi atau mengubah pesan selama data berada di perjalanan.
Original Plaintext Dekripsi
Enkripsi
Plaintext
Kunci
Chipertext
3. Nonrepudiation
Pengirim seharusnya tidak dapat mengelak bahwa dialah pengirim pesan yang sesungguhnya. Tanpa kriptografi, seseorang dapat mengelak bahwa dialah pengrim email yang sesungguhnya
4. Authority
Informasi yang berada pada system jaringan seharusnya hanya dapat dimodifikasi oleh pihak yang berwenang. Modifikasi yang tidak diinginkan, dapat berupa penulisan tambahan pesan, pengubahan isi, pengubahan status, penghapusan, pembuatan pesan baru (pemalsuan), atau penyalinan pesan untuk digunakan kemudian oleh penyerang.
2.1.3 Klasifikasi Kriptografi
Terdapat dua jenis algortima kriptografi berdasarkan jenis kuncinya:
1. Algoritma Simetri (Konvensional) 2. Algoritma Asimetri (Kunci-publik)
1. Algoritma Simetri
metode ini sama-sama menggunakan matriks sebagai kunci enkripsi dan dekripsinya.
2. Algoritma Asimetri
Algoritma asimetri (juga disebut algoritma kunci publik) didesain sedemikian sehingga kunci yang digunakan untuk enkripsi berbeda dari kunci yang digunakan untuk dekripsi. Lebih jauh lagi, kunci dekripsi tidak dapat (sedikitnya dalam waktu yang dapat diterima) dihitung dari kunci enkripsi. Algoritma disebut kunci publik karena kunci enkripsi dapat dibuat publik yang berarti semua orang boleh mengetahuinya. Sembarang orang dapat menggunakan kunci enkripsi tersebut untuk mengenkrip pesan, namun hanya orang tertentu (calon penerima pesan dan sekaligus pemilik kunci dekripsi yang merupakan pasangan kunci publik) yang dapat melakukan dekripsi terhadap pesan tersebut. Yang termasuk algoritma asimetri adalah ECC, LUC, RSA, El-Gamal dan DH.
2.1.4 Algoritma Kriptografi Hill Cipher
Hill Cipher termasuk dalam salah satu kriptosistem polialfabetik, artinya setiap karakter alfabet bisa dipetakan ke lebih dari satu macam karakter alfabet. Cipher
tersebut ditemukan pada tahun 1929 oleh Lester S. Hill [2]. Misalkan m adalah bilangan bulat positif, dan P = C = (Z26)m
Misalkan m = 2, maka kita dapat menuliskan suatu elemen plaintext sebagai x=(x
. Ide dari Hill Cipher adalah dengan mengambil m kombinasi linier dari m karakter alfabet dalam satu elemen plaintext sehinga menghasilkan m alfabet karakter dalam satu elemen plaintext.
1,x2), dan suatu elemen ciphertext sebagai y=(y1,y2). Di sini, y1,y2 adalah
Kita juga dapat menuliskannya dalam notasi matriks sebagai berikut:
2
(y1 y2) = (x1 x2)
Untuk x=(x1,…, xm) P dan K K, kita menghitung y=ek(x)=(y1,…,ym) sebagai
berikut:
(y1 y2 … ym) = (x1 x2 … xm) ……….…………(2.4)
Dengan kata lain, y = xK………..(2.5) Syarat yang perlu diperhatikan adalah detertminan≠0, dan gcd(determinan,panjang tabel karakter)=1.
2.1.5 Algoritma Kriptografi Inverse Matrix Cipher
Kriptografi Inverse Matrix Cipher bekerja dengan membagi plaintext menjadi himpunan-himpunan n-huruf dan menggantinya dengan n-angka. Metode ini menggunakan matriks sebagai kuncinya dalam coding. Dalam hal ini matriks yang mempunyai invers yang dijadikan sebagai kunci. Misalkan diketahui dua buah matriks A dan B sedangkan hasil perkalian kedua matriks tersebut adalah:
C=B*A………(2.6) Untuk mendapatkan kembali matriks A, perlu dilakukan proses berikut: Kedua ruas dikalikan dengan invers matriks B dan B-1
B
Konsep ini digunakan untuk membuat kriptografi, yaitu pesan rahasia disimpan dalam matriks A, kemudian di-encode menggunakan kunci B, dan pesan yang dikirim adalah matriks C. Dengan catatan bahwa penerima telah mengetahui bahwa kuncinya adalah matriks B [12].
*C………..(2.5)
Konsep enkripsi dan dekripsi menggunakan algoritma kriptografi Inverse
Misalkan digunakan dua buah kunci enkripsi yaitu matriks K1 dan K2, dengan syarat determinan kedua kunci ≠ 0. Plaintext yang digunakan adalah matriks P. Proses
enkripsi dilakukan sebanyak dua kali, enkripsi pertama menggunakan matriks pertama sehingga menghasilkan ciphertext berupa matriks C1 seperti persamaan 2.6:
C1=P*K1 ... (2.6)
Selanjutnya ciphertext hasil pertama dienkripsi dengan kunci kedua seperti pada persamaan 2.7:
C2=C1*K2 ... (2.7)
C2 adalah ciphertext akhir yang dikirim kepada penerima. Untuk mendapatkan kembali pesan asli maka penerima pesan berupa ciphertext melakukan proses dekripsi dengan langkah melakukan perkalian matriks C2 dengan inverse matriks K2, sehingga ditemukan matriks ciphertext hasil perkalian dengan kunci K1, seperti persamaan 2.8: C1=C2*K2-1
C1 dikalikan lagi dengan inverse matriks K1 untuk mendapatkan matriks plaintext yang sebenarnya, seperti yang dijelaskan persamaan 2.9:
... (2.8)
P=C1*K1-1 ... (2.9).
2.2 Citra Digital
2.2.1 Definisi Citra
Citra adalah suatu representasi (gambaran), kemiripan, atau imitasi dari suatu objek. Citra sebagai keluaran suatu sistem perekaman data dapat bersifat optik berupa foto, bersifat analog berupa sinyal-sinyal video seperti gambar pada monitor televise, atau bersifat digital yang dapat langsung disimpan pada suatu media penyimpanan.
2.2.2 Format File Citra Bitmap
memanipulasi warna, tetapi untuk mengubah objek lebih sulit. Tampilan bitmap mampu menunjukkan kehalusan gradasi bayangan dan warna dari sebuah gambar. Oleh karena itu, bitmap merupakan media elektronik yang paling tepat untuk gambar-gambar dengan perpaduan gradasi warna yang rumit, seperti foto dan lukisan digital. Citra bitmap biasanya diperoleh dengan cara Scanner, Camera Digital, Video Capture, dan lain-lain [11].
Contoh gambar file citra *bmp.
Gambar 2.2 Citra Bitmap
2.3 Steganografi
Steganografi berasal dari bahasa Yunani, yang berarti tulisan yang tertutup/tersamar (“covered letter”). Dalam arti lain dapat dikatakan sebagai cara komunikasi yang menyembunyikan pesan [5]. Data atau pesan yang akan dikirim disembunyikan ke media lain. Format media yang bisa dipakai diantaranya adalah:
c. Format lain: html, pdf, file text dll
Bentuk data/pesan tidak berubah, hanya saja karena data atau pesan tersebut dikirim dengan disembunyikan dalam media lain, maka yang terlihat adalah media yang dipakai untuk mengirimkan data/pesan tersebut.
Keunggulan steganografi dari kriptografi adalah kemampuannya untuk membuat suatu pesan rahasia menjadi tidak terlihat, atau tidak mengundang orang lain yang tidak mengetahui untuk peduli atau penasaran, lain halnya dengan kriptografi yang mengacak sebuah pesan tertulis menjadi suatu yang tidak berarti, yang dapat membuat orang lain menjadi penasaran dan ingin mengetahui arti dari pesan acak tersebut, hingga akhirnya melakukan percobaan untuk menerjemahkan pesan tersebut [10].
Salah satu media yang sering dipakai untuk menyisipkan pesan/data adalah file image. Pada citra grayscale, akan didapat sebuah matriks yang menunjukkan tingkat derajat keabuan dari masing-masing piksel. Sedangkan untuk citra RGB, akan didapat tiga buah matrik yakni matrik R, matrik G dan matrik B, tingkat R, G dan B dari citra. Ada beberapa metode penyisipan pesan ke dalam citra, diantaranya adalah:
1. Metode EOF (End of file).
Pesan disisipkan diakhir file citra. Dengan metode ini pesan yang disisipkan
jumlahnya tak terbatas. Akan tetapi efek sampingnya adalah ukuran file menjadi lebih besar dari ukuran semula. Ukuran file yang terlalu besar dari yang seharusnya, tentu akan menimbulkan kecurigaan bagi yang mengetahuinya. Oleh karena itu dianjurkan agar ukuran pesan dan ukuran citra yang digunakan proporsional.
2. Metode LSB (Least Significant Bit)
3. Enhanced LSB
Algoritma ini dikemukan oleh Andreas Westfeld. Proses utama dari metode enhanced LSB akan dijelaskan sebagai berikut: setiap piksel memiliki tiga buah komponen yaitu red, green, blue. Setiap komponen direpresentasikan oleh satu
byte, setiap byte memiliki sebuah bit LSB. Apabila bit LSB tersebut adalah 1,
maka semua bit pada byte tersebut diganti dengan bit 1 sehingga nilai byte tersebut adalah 11111111 (biner) atau 255 (desimal). Sedangkan, apabila bit LSB tersebut adalah 0, maka semua bit pada byte tersebut diganti dengan bit 0 sehingga nilai byte tersebut adalah 00000000 (biner) atau 0 (desimal) [9].
Gambar 2.3 Skema Umum Penyisipan Pesan Pada Citra Bitmap
2.3.1 Metode First Of File
Selain dari ketiga metode pada pemaparan sebelumnya, ada lagi metode lain untuk steganografi, yaitu metode First of File . Metode First of File tidak jauh berbeda dengan metode End of File. Pada metode End of File pesan disisipkan pada akhir file, sedangkan pada metode First of File, pesan disisipkan pada awal file. Berikut ini contoh penyisipan ciphertext menggunakan metode First of File :
Terdapat suatu citra RGB 8x8 dengan nilai setiap piksel seperti pada Gambar 2.4.
97 98 70 52 60 62 52 99
51 56 14 38 55 104 96 96
77 92 14 38 55 104 96 96
92 12 34 67 88 99 211 34
55 66 43 89 211 234 209 45
66 80 93 60 60 60 51 56
94 91 79 16 62 90 69 73
87 66 62 60 32 105 88 71 Pesan
rahasia (.txt)
Citra Stego (.bmp) Citra kover
Gambar 2.4 Matriks Piksel Citra 8x8
Misalkan matriks piksel citra diatas disisipkan pesan yang telah diubah menjadi angka seperti berikut ini 50 55 52 53 54 32 32 32 54 49 51 53 49 32 32 32 56 56 57 57 51 32 32 49 49 50 48 56 53 32 32 32 49 49 52 51 54 32 32 32 49 51 51 49 50 32 32 32 50 53 50 48 54 32 32 32 52 56 55 55 50. Maka akan ditemukan matriks piksel citra stego seperti gambar berikut.
50 55 52 53 54 32 32 32
54 49 51 53 49 32 32 32
56 56 57 57 51 32 32 49
49 50 48 56 53 32 32 32
49 49 52 51 54 32 32 32
49 51 51 49 50 32 32 32
32 50 53 50 48 54 32 32
32 52 56 55 55 50 0 0
97 98 70 52 60 62 52 99
51 56 14 38 55 104 96 96
77 92 14 38 55 104 96 96
92 12 34 67 88 99 211 34
55 66 43 89 211 234 209 45
66 80 93 60 60 60 51 56
94 91 79 16 62 90 69 73
87 66 62 60 32 105 88 71
