35
RANCANG BANGUN SISTEM ENKRIPSI DAN DEKRIPSI PENGIRIMAN
INFORMASI MENGGUNAKAN ALGORITMA RSA
(Rivest Shamir Adlement) BERBASIS WIFI
First wanita
Program Studi Magister Sistem Komputer Pascasarjana STMIK Handayani Makassar Email: riri.fw@gmail.com
Abstrak:
RSA merupakan salah satu algoritma kriptografi asimetris yang menggunakan sepasang kunci, yaitu kunci publik dan kunci pribadi. Panjang kunci dapat diatur, dimana semakin panjang bit pembentukan kunci maka semakin sukar untuk dipecahkan karena sulitnya memfaktorkan dua bilangan yang sangat besar. Penelitian ini menerapkan algoritma RSA untuk enkripsi dan dekripsi dari data sensing suhu air tambak sebagai salah satu parameter dominan untuk mengetahui waktu panen ikan sehingga perlu untuk diamanka Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, penulis dapat menarik kesimpulan, yaitu: Algoritma kriptografi asimetris RSA dapat diimplementasikan untuk proses enkripsi dan dekripsi data sensing suhu air tambak yang menggunakan wifi sebagai media trasnmisinya.
Kata Kunci :Kriptografi, Enkripsi, Dekripsi, Algoritma RSA, Data Sensing Suhu, Wifi.
1. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi jaringan saat ini semakin pesat dan canggih. contohnya penggunaan wifi sebagai media penyebaran informasi saat ini semakin marak digunakan baik dikalangan bisnis, organisasi, pendidikan yang juga memungkinkan penggunaannya pada berbagai aplikasi potensial dalam bidang kesehatan, militer, dan pemantauan lingkungan. Secara umum, jaringan ini sering digunakan untuk melakukan pengamatan dalam kondisi posisi pengamat, dan yang diamati berbeda. Oleh karena itu dibutuhkan suatu media yang memadai yang dapat mengirim data yang merupakan hasil dari suatu pengamatan dari suatu informasi khususnya mengenai informasi yang sifatnya sensitif yang dapat merangsang berbagai tindak kejahatan dalam memperolehnya khususnya bagi pihak yang tidak berkepentingan [6]. Karenanya sangat perlu dijaga keamanan dan keutuhannya. Dengan mengetahui kenyataan tersebut
maka dibutuhkanlah suatu metode untuk mengamankan informasi yang sifatnya rahasia.
Ilmu yang mempelajari tentang proses pengamanan data adalah kriptografi. Secara umum ada dua macam jenis kriptografi [3]. Yaitu kriptografi klasik dan kriptografi modern. Kriptografi klasik adalah suatu algoritma yang menggunakan satu kunci untuk mengamankan data. Sedangkan kriptografi modern adalah algoritma yang lebih komplek daripada algoritma kriptografi klasik. (Algoritma yang digunakan penulis adalah algoritma kriptografi modern).
36 menjadi informasi awal. Maka dari itu
peneliti akan mengembangkan sistem keamanan ini yang mana pada penelitian sebelumnya telah dilakukan pengamanan informasi menggunakan beberapa algoritma seperti AES Rijendel [8], algoritma
vigenere cipher [9]. RSA (Rivest, Shamir, Leonard Adlemen) [1]. Lalu pada penelitian ini peneliti akan menggunakan algoritma
RSA untuk mengamankan data yang berasal dari suatu sensor pada suatu jaringan yang berbasis wifi yang mana pada penelitian terkait lainnya algoritma tersebut digunakan untuk mengamankan data test pada aplikasi menggunakan wired dan wireless [3]. Dan informasi yang akan diamankan pada penelitian ini adalah data dari sebuah sensor salinitas pada sebuah tambak, data sensor ini hanya sebagai obyek yang nantinya pada pemanfaatan dilapangan data dari sebuah sensor dapat berubah tergantung dari jenis sensor yang akan digunakan disesuaikan dengan keperluan monitoring masing-masing. Alasan peneneliti mengambil data
monitoring pada sebuah tambak sebagai onjek yang perlu diamankan disebabkan oleh pertimbangan beberapa hal yakni mengingat suhu merupakan parameter oseanografi yang mempunyai pengaruh sangat dominan terhadap kehidupan ikan [10]. Antara lain peningkatan suhu dapat mempengaruhi aktivitas makan ikan, peningkatan aktivitas metabolisme ikan, penurunan gas (oksigen) terlarut. berefek juga pada proses reproduksi ikan dan suhu ekstrim bisa menyebabkan kematian ikan [11]. Dari beberapa hal diatas pada bulan yang sudah ditentukan dapat menentukan jadwal ikan dapat dipanen dan alasan data tersebut diamankan dikarenakan dalam penelitian ini peneliti merencanakan akan menggunakan wifi sebagai media transmisi datanya yang nantinya akan mudah diakses oleh banyak orang oleh karena itu peneliti harus mengamankan data tersebut dengan cara mengengkripsi dan deskripsi
karena menyangkut informasi yang sifatnya rahasia dan tidak dapat diakses dan diketahui oleh orang yang tidak berkepentingan.
Rencana peneliti akan melakukan penelitian ini dengan mengambil hasil pengukuran data sensing suhu air dan di proses di mikrokontroller. Algoritma enkripsi RSA di masukkan dalam mikokontroller, dimana data sensing di enkripsi menjadi sebuah kode-kode tertentu. Data yang sudah dikodekan kemudian di paketkan oleh protokol dari modul wifi dan kemudian dikirim ke penerima. Modul wifi 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.
2. TINJAUAN PUSTAKA
A. Kriptografi
37 B. 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 menggunakan 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].
C. Algoritma RSA
Algoritma RSA dibuat oleh 3 orang peneliti dari MIT (Massachussets
Instittute of Technology) pada tahun 1976, yaitu Ron (R)ivest, Adi (S)hamir, dan Leonard (A)dleman. Keamanan algoritma RSA terletak pada sulitnya memfaktorkan bilangan yang besar menjadi faktor-faktor prima. Pemfaktoran dilakukan unutk memperoleh kunci privat. Selama pemfaktoran bilangan besar menjadi faktor-faktor prima belum ditemukan algoritma yang efektif, maka selama itu pula keamanan algoritma RSA tetap terjamin [4].
D. Mikrokontroler Arduino
Menurut Syahwil (2013:64), Arduino uno adalah papan mikrokontroler berbasis Atmega 328 yang memliki 14 pin digital input/output (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai
output pwm), 6 input, clock speed 16mhz, koneksi usb, jack listrik, header icsp, dan tombol reset. Board ini mengunakan daya yang terhubung komputer dengan kabel usb atau daya eksternal dengan adaptor ac-dc atau baterai. Spesifikasi board Arduino uno sebagai berikut :
38
Sram 2 kb (Atmega328)
Eeprom 1 kb (Atmega328)
Clock 16 Hz
Arduino uno dapat aktif melalui koneksi usb atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya pilihan secara otomatis sumber daya eksternal (non-usb) dapat berasal dari adapter ac-ke-dc atau baterai.
Board Arduino uno dapat bekerja pada tegangan 6 volt sampai 20 volt. Jika di suplai kurang 7 volt. Meskipun, pin 5 volt dapat di suplai kurang dari lima volt, board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan tegangan lebih dari 12 volt, regular tegangan bisa panas dan merusak board. Kisaran yang disarankan adalah 7 volt sampai 12 volt.
Gambar 1. Board Arduino Uno
Gambar 2. Kabel USB Board Arduino Uno
Gambar 3. Pemetaan pin Arduino UNO terhadap mikrokontroler ATmega328P
E. Mikrokontroler
Menurut Syahwil (2013:53), Mikrokontoler merupakan sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input-output. Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan
inputan yang diterima dan program yang dikerjakan.
Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi–aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang di inginkan oleh programmer.
Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data.
39 “pengendali kecil” dimana sebuah sistem
elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen – komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi atau diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.
F. Wi-Fi
Wi-fi merupakan singkatan dari
Wireless Fidelity yag merupakan teknologi wireless yang populer untuk saling menghubungkan antar komputer, PDA, laptop dan perangkat lainnya, menghubungkan komputer dan device lain ke internet (misalnya di Cafe sering melihat tulisan Wi-Fi Hotspot) atau ke jaringan kabel (ethernet) LAN.
Wi-Fi merupakan sebuah wireless LAN brand dan trademark dari Wi-Fi Alliance yang beralamat di www.wi-fi.org, sebuah asosiasi yang beranggotakan Cisco, Microsoft, Apple, Dell dan masih banyak lagi yang lainnnya. Organisasi Wi-Fi ini bertugas untuk memastikan semua peralatan yang mempunyai label Wi-Fi bisa bekerja sama dengan baik.
Kalau jaringan kabel LAN yang biasa gunakan menggunakan teknologi IEEE 802.3 atau yang dikenal dengan
ethernet, maka jaringan Wi-Fi menggunakan teknologi gelombang radio berdasarkan standard IEEE 802.11 yang mengurusi standard Wireless LAN(WLAN). IEEE adalah singkatan dari Institute of Electrical and Electronics Engineers' yang merupakan sebuah organisasi non profit yang mendedikasikan kerja kerasnya demi kemajuan teknologi.
3. PERANCANGAN
A. Rancangan Penelitian
Sensor suhu air sebagai inputan akan mengambil data dan diproses oleh
mikrokontroler Hasil pengukuran data sensing suhu di proses dan disampsling di mikrokontroller. Algoritma enkripsi RSA di masukkan dalam mikokontroller, dimana data sensing di enkripsi menjadi sebuah kode-kode tertentu. Data yang sudah dikodekan kemudian di paketkan oleh modul wifi dan kemudian dikirim ke penerimara, saat penerima meminta data tersebut dengan membrousing alamat yang sudah diberikan oleh suatu provider. Modul wifi di penerima akan menangkap data tersebut selama sinyal masih berada pada jangkauannya. Pada saat di penerima data tersebut di dekripsi dan menghasilkan data sensing yang asli kemudian ditampilkan di GUI. Data-data sensor disajikan dalam bentuk website yang berisi informasi terbaru tentang nilai sensor.
DISPLAY
MIKROKONTROLLER
ALGORITMA ENKRIPSI
MODUL WIFI
TRANSMIT/PENGIRIM
DEKRIPSI PADA INTERFACE LAPTOP/PC
penerima Pengirim
Gambar 4. Rancangan sistem secara umum
40 Dari gambar di atas dapat dilihat
bahwa rangkaian terdiri dari beberapa bagian, yaitu sensor suhu,arduino, modul wifi dan computer (client).
B. Perancangan user interface
Perancangan user interface hanya dilakukan pada sisi client yang mempunyai hak untuk mengakses. Karena pada posisi tersebut dilakukan proses dekripsi informasi menjadi informasi yang asli.
Gambar 5. User interface di sisi client
4. IMPLEMENTASI
Secara real time dari server akan dikirim ke penerima, kemudian setelah data sampai di penerima maka data tersebut akan terdekripsi. Penerima yang dimaksud adalah penerima yang mempunyai aplikasi untuk mendekrip, khususnya bagi penerima yang memiliki hak untuk melihat dan mengetahui data yang asli. Bagi penerima yang yang tidak memiliki hak hanya dapat melihat hasil
enkripsinya saja. Gambaran sistem secara umum dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6. Sistem Secara Umum
5. PENGUJIAN SISTEM
Pengujian dilakukan dalam 2 macam yaitu pengujian fungsionalitas dari setiap unit dan pengujian sistem secara keseluruhan. Pengujian unit terdiri dari pengujian sensor suhu, pengujian wifi shield, dan pengujian sistem enkripsi dan sistem dekripsi. Pengujian dan analisis sistem perlu dilakukan untuk mengetahui apakah sistem yang telah dirancang dan diimplementasikan telah bekerja sesuai dengan tujuan.
A. Pengujian Unit
Pengujian unit adalah pengujian sistem berdasarkan unit tertentu. Pengujian ini bertujuan untuk menganalisa apakah bagian unit dari sistem ini bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian unit ini terdiri dari pengujian sensor suhu, pengujian wifi shield.sistem enkripsi, dan sistem dekripsi.
B. PengujianSensor Suhu
41 mengukur suhu air pada dua gelas air
yang berbeda . Pengambilan suhu dilakukan sebanyak 10 kali dengan interval 1 detik untuk setiap percobaannya kemudian data pengujian suhu dicari rata-ratanya untuk dibandingkan dengan hasil pengukuran termometer suhu digital. Berikut ini adalah hasil
pengujian sensor suhu ditunjukkan pada Tabel 2
Tabel 2. Pengujian Sensor Suhu
Dari hasil pengujian sensor yang suhu dibandingkan dengan termometer suhu digital pada Tabel 2 hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa suhu yang terukur dari sensor mendekati suhu terukur dari termometer digital, dengan rata-rata kesalahan ±0,25 ˚C.
C. Pengujian Wifi Shield
Tujuan dari Pengujian unit Wifi Shield adalah pengujian untuk menganalisis apakah Wifi Shield dapat bekerja dengan baik. Selain pengujian tersebut adalah menguji tingkat kecepatan Wifi Shield untuk melakukan koneksi dengan Access Point dan berkomunikasi dengan client. Pada pengujian ini dilakukan sebanyak 5 kali percobaan dengan dua client.
Tabel 3. Hasil pengujian wifi shield
D. Pengujian Sistem enkripsi
Tujuan dari pengujian sistem enkripsi adalah pungujian untuk mengetahui apakah ciperteks yang dihasilkan oleh sistem ini sama dengan ciperteks yang diperoleh dari perhitungan manualnya, berdasarkan pada algoritma RSA. pengujian ini dimaksudkan apakah sistem ini sudah dapat bekerja sesuai dengan tujuan atau tidak.
Pada pengujian sistem ini dilakukan dengan memilih dua nilai n modulo yang berbeda dengan beberapa plainteks data suhu yang berbeda.
Contoh Perhitungan :
Angka p dan q yang dipilih p = 13 dan q =17
n = p . q = 221 dan
⌽(n)= (p – 1)(q – 1 = 192
Kunci publik yang dipilih e = 5, karena 5 relatif prima dengan 192. Lalu hitung kunci dekripsi d.
d = (1 + k x 192) / 5
Dengan mencoba nilai-nilai k = 1,2,3, …, diperoleh nilai d yg bulat adalah 77 dengan mengunakan k = 2
Kunci publik : (e = 5, n = 192) Kunc private : (d = 77, n = 192) C = Me mod N
M = 32 oC dirubah ke ASCII = 51 50 Maka C = Me mod N
No Sensor suhu Termometer
digital
Eror
1 2 3 4 5
rata-rata
1 28 28 28 28 28 28 28,2 0,2
2 28 27 28 28 28 27,8 28,1 0,3
27,9 28,15 0,25
No
waktu koneksi
dengan akses point Status
1 5 detik Terhubung
42 515 mod 221 = 51
505 mod 221 = 33
M = 28 oC dirubah ke ASCII = 50 56 Maka C = Me mod N
505 mod 221 = 33 565 mod 221 = 218
M = 30 oC dirubah ke ASCII = 51 48 Maka C = Me mod N
51 5 mod 221 = 51 485 mod 221 = 29
M = 25 oC dirubah ke ASCII = 50 53 Maka C = Me mod N
505 mod 221 = 33 535 mod 221 = 66
E. Pengujian sistem dekripsi
Tujuan dari pengujian sistem dekripsi adalah pungujian untuk mengetahui apakah pesan asli yang di dekripsi dari ciperteks ke plainteks yang dihasilkan oleh sistem ini sama dengan pesan asli yang diperoleh dekripsi ciperteks ke plainteks dengan perhitungan manualnya, berdasarkan pada algoritma RSA. pengujian ini dimaksudkan apakah sistem ini sudah dapat bekerja sesuai dengan tujuan atau tidak.
Pada pengujian sistem ini dilakukan dengan memilih dua nilai n modulo yang berbeda dengan beberapa ciperteks data suhu yang berbeda.
Perhitungan manualnya sebagai berikut. M = C d Mod n
51 77 Mod 221= 51 ASCII 3 33 77 Mod 221= 50 ASCII 2 M = C d Mod n
33 77 Mod 221= 50 ASCII 2 218 77 Mod 221= 56 ASCII 8 M = C d Mod n
51 77 Mod 221= 51 ASCII 3 29 77 Mod 221= 48 ASCII 0 M = C d Mod n
33 77 Mod 221= 50 ASCII 2 66 77 Mod 221= 53 ASCII 5
F. Pengujian Sistem Secara Keseluruhan Pengujian sistem secara keseluruhan merupakan gabungan dari pengujian unit yang saling berhubungan. Pengujian ini dilakukkan untuk mengetahui integritas antar unit dalam satu sistem dengan tujuan sistem yang dibangun sesuai dengan perancangan sistem. Pengujian ini meliputi pengujian waktu yang dibutuhkan oleh wifi shield untuk terkoneksi dengan jaringan nirkabel, pengujianpengujian sistem enkripsi deskripsi, pengujian ketepatan data transfer dan kebenaran data terkirim.
Ketepatan isi dari plaintex saat dienkripsi menjadi cipertext dan ditampilkan pada mini LCD harus sama saat sampai di penerima yang dikirim di melalui media wifi dan hasil deskripsi harus sama dengan pesan aslinya.
43
6. KESIMPULAN
A. Algoritma kriptografi asimetris RSA (Rivest, Shamir, Adleman) dapat diterapkan pada sistem yang embedded seperti mikrokontroler untuk menjaga keamanan data tetapi dengan panjang kunci yang terbatas hanya pada 8 bit.
B. Algoritma RSA dapat digunakan untuk mengamankan data suhu tambak yang merupakan factor dominan untuk mengetahui waktu panen.
C. Pengujian validasi hasil enkripsi
dan dekripsi dengan
membandingkan antara hasil enkripsi dan deskripsi melalui sistem dengan sistem enkripsi deskripsi dengan perhitungan manual menghasilkan nilai yang sama.
Referensi :
[1]. Haro, Gok Asido. Studi dan Penggunan Algoritma RSA Sebagai Algoritma Kriptografi yang Aman. bandung : institut Teknologi Bandung.
[2]. Wibowo Ivan , Susanto Budi , Karel Junius. 2009. Penerapan Algoritma Kriptografi Asismetris RSA untuk keamanan data di Oracle. JOGJAKARTA ,
Universitas Kristen Duta Wacana.
[3]. Syaputra Hendri , Fery Herdiyatmoko.2012. Aplikasi data pada File text DENGAN ALGORITMA (RIVEST
SHAMIR ADLEMAN). Palembang :
Sekolah Tinggi Teknik Musi.
[4]. Nurkomariyah Rojali, Budiharto Widodo,Implementasi tanda tangan digital dengan menggunakan algoritma RSA pada aplikasi world wide web.
[5]. Pranarelza, Randy.,Jogjakarta. Implementasi algoritma rijndael untuk implementasi tanda tangan digital enkripsi dan deskripsi pesan sms pada
smartphone berbasis
android..jogjakarta : stimik el rahma Yogyakarta.
[6]. Sinambela, Josua M.,2007, Keamanan Wireless LAN (Wifi). Jogjakarta, UNY.
[7]. 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.
[8]. Arjana1., Putu H, Rahayu, tri., yakup”.,implementasi enkripsi data dengan algotitma vigenere cipher ”., teknik informatika, STMIK Dharma Putra.,Tangerang.
