Keamanan Komputer - 03.pptx (437Kb)

Keamanan Komputer

Kriptograf 2)

Rahmadian-Algoritma Kriptograf

Modern



Beroperasi dalam mode bit

algoritma kriptograf klasik

beroperasi dalam mode karakter)



Kunci, plainteks, cipherteks,

diproses dalam rangkaian bit



Operasi bit XOR paling banyak

Algoritma Kriptograf

Modern



Tetap menggunakan gagasan pada

algoritma klasik: substitusi dan

transposisi, tetapi lebih rumit

sangat sulit dipecahkan)



Perkembangan algoritma kriptograf

modern didorong oleh penggunaan

komputer digital untuk keamanan

pesan



Komputer digital merepresentasikan

Algoritma Enkripsi dengan

Rangkaian Bit



Pesan dalam bentuk rangkaian bit)

dipecah menjadi beberapa blok



Contoh: Plainteks

_100111010110

Bila dibagi menjadi blok 4-bit

 

_{1001 1101 0110}

maka setiap blok menyatakan

₀

sampai

_15:

Algoritma Enkripsi dengan

Rangkaian Bit



Bila plainteks dibagi menjadi blok

3-bit:  

100 111 010 110

maka setiap blok menyatakan

₀

sampai

_7:

 

Solusi Enkripsi Modern



Algoritma Simetri

◦

Blok Chiper :

DES

, IDEA,

AES

◦

Stream Chiper : OTP, A5 dan RC4



Algoritma Asimetri :

RSA

, DH,

ECC, DSA

Solusi Enkripsi Modern

 Data Encryption Standard DES)

◦ standar bagi USA Government

◦ didukung ANSI dan IETF

◦ popular untuk metode secret key

◦ terdiri dari : 40-bit, 56-bit dan 3x56-bit Triple DES)

 Advanced Encryption Standard AES)

◦ untuk menggantikan DES launching akhir 2001)

◦ menggunakan variable length block cipher

◦ key length : 128-bit, 192-bit, 256-bit

Solusi Enkripsi Modern

 Digital Certifcate Server DCS)

◦ verifkasi untuk digital signature

◦ autentikasi user

◦ menggunakan public dan private key

◦ contoh : Netscape Certifcate Server

 IP Security IPSec)

◦ enkripsi public/private key

◦ dirancang oleh CISCO System

◦ menggunakan DES 40-bit dan authentication

◦ built-in pada produk CISCO

Solusi Enkripsi Modern

 Kerberos

◦ solusi untuk user authentication

◦ dapat menangani multiple platform/system

◦ free charge open source)

◦ IBM menyediakan versi komersial : Global Sign On GSO)

 Point to point Tunneling Protocol PPTP), Layer Two

Tunneling Protocol L2TP) ◦ dirancang oleh Microsoft

◦ autentication berdasarkan PPP Point to point protocol)

◦ enkripsi berdasarkan algoritm Microsoft tidak terbuka)

Solusi Enkripsi Modern

 Remote Access Dial-in User Service RADIUS)

◦ multiple remote access device menggunakan 1 database untuk authentication

◦ didukung oleh 3com, CISCO, Ascend

 

 RSA Encryption

◦ dirancang oleh Rivest, Shamir, Adleman tahun 1977

◦ standar de facto dalam enkripsi public/private key

◦ didukung oleh Microsoft, apple, novell, sun, lotus

◦ mendukung proses authentication

Solusi Enkripsi Modern

 Secure Hash Algoritm SHA)

◦ dirancang oleh National Institute of Standard and Technology NIST) USA.

◦ bagian dari standar DSS Decision Support System) USA dan bekerja sama dengan DES untuk digital signature.

◦ SHA-1 menyediakan 160-bit message digest

◦ Versi : SHA-256, SHA-384, SHA-512 terintegrasi dengan AES)

 

 MD5

◦ dirancang oleh Prof. Robert Rivest RSA, MIT) tahun 1991

◦ menghasilkan 128-bit digest.

Solusi Enkripsi Modern

 Secure Shell SSH)

◦ digunakan untuk client side authentication antara 2 sistem

◦ mendukung UNIX, windows, OS/2

◦ melindungi telnet dan ftp fle transfer protocol)

 

 Secure Socket Layer SSL)

◦ dirancang oleh Netscape

◦ menyediakan enkripsi RSA pada layes session dari model OSI.

◦ independen terhadap service yang digunakan.

◦ melindungi system secure web e-commerce

◦ metode public/private key dan dapat melakukan authentication

Solusi Enkripsi Modern



Security Token

◦

aplikasi penyimpanan password dan

data user di smart card



Simple Key Management for

Internet Protocol

◦

seperti SSL bekerja pada level session

model OSI.

◦

menghasilkan key yang static, mudah

Data Encryption Standard DES)

 Dikenal sebagai Data Encryption Algorithm

(DEA) oleh ANSI dan DEA-1 oleh ISO

 DES baru secara resmi digunakan oleh

pemerintah Amerika Serikat diadopsi oleh National Bureau of Standards) di tahun 1977. Ia dikenal sebagai Federal Information

Processing Standard 46 FIPS PUB46)

 Aplikasi yang menggunakan DES antara lain:

◦ enkripsi dari password di sistem UNIX

Data Encryption Standard DES)



DES merupakan block chiper

yang beroperasi dengan

menggunakan blok berukuran

64-bit dan kunci berukuran 56-64-bit



Brute force attack dengan

mencoba segala kombinasi

membutuhkan 2

56

kombinasi atau

sekitar 7 x 10

17

atau 70 juta

Data Encryption Standard DES)

 Ada berbagai group yang mencoba memecahkan DES

dengan berbagai cara. Salah satu group yang bernama

distributed.net menggunakan teknologi Internet untuk memecahkan problem ini menjadi sub-problem yang kecil dalam ukuran blok)

 Pengguna dapat menjalankan sebuah program yang khusus

dikembangkan oleh tim ini untuk mengambil beberapa

blok, via Internet, kemudian memecahkannya di komputer pribadinya

 Program yang disediakan meliputi berbagai operating

system seperti Windows, DOS, berbagai variasi Unix, Macintosh. Blok yang sudah diproses dikembalikan ke

distributed.net via Internet. Dengan cara ini puluhan ribu orang membantu memecahkan DES.

 Mekanisme ini dapat memecahkan DES dalam waktu 30

Data Encryption Standard DES)

 Sebuah group lain yang disebut Electronic

Frontier Foundation (EFF) membuat sebuah

komputer yang dilengkapi dengan Integrated

Circuit chip DES cracker. Dengan mesin seharga

US$50.000 ini mereka dapat memecahkan DES 56-bit dalam waktu rata-rata 4 sampai 5 hari

 DES cracker yang mereka kembangkan dapat

melakukan eksplorasi keseluruhan dari 56-bit

keyspace dalam waktu 9 hari

 Untuk memecahkan DES 40-bit hanya

dibutuhkan waktu sekitar 12 detik. Dikarenakan hukum average, waktu rata-rata untuk

Data Encryption Standard DES)



Perlu diingat bahwa group seperti

EFF merupakan group kecil

dengan budget yang terbatas.

Dapat dibayangkan sistem yang

dimiliki oleh

National Security

Agency (NSA)

dari pemerintah

Amerika Serikat. Tentunya

AES Advanced Encryption

Standard)



DES dianggap sudah tidak aman.



Perlu diusulkan standard algoritma

baru sebagai pengganti DES.



National Institute of Standards and

Technology (NIST) mengusulkan

kepada Pemerintah Federal AS untuk

sebuah standard kriptograf kriptograf

yang baru.



NIST mengadakan lomba membuat

AES Advanced Encryption

Standard)



Pada bulan Oktober 2000, NIST

mengumumkan untuk memilih

Rijndael dibaca: Rhine-doll)



Pada bulan November 2001,

Rijndael ditetapkan sebagai AES



Diharapkan Rijndael menjadi

standard kriptograf yang

AES Advanced Encryption

Standard)

 Tidak seperti DES yang berorientasi bit,

Rijndael beroperasi dalam orientasi byte.

 Setiap putaran mengunakan kunci internal

yang berbeda disebut round key).

 Enciphering melibatkan operasi substitusi

dan permutasi.

 Karena AES menetapkan panjang kunci

adalah 128, 192, dan 256, maka dikenal

AES-128, AES-192, dan AES-256

Panjang Kunci (Nk words)

Ukuran Blok (Nb words)

Jumlah Putaran (Nr)

AES-128 4 4 10

AES-192 6 4 12

AES-256 8 4 14

AES Advanced Encryption

Standard)



Garis besar Algoritma

Rijndael

yang beroperasi pada blok

128-bit dengan kunci 128-128-bit adalah

sebagai berikut di luar proses

pembangkitan

round key

):

◦

AddRoundKey

: melakukan

XOR

antara

state

awal plainteks) dengan

cipher key

. Tahap ini disebut juga

AES Advanced Encryption

Standard)

◦ _{Putaran sebanyak Nr – 1 kali. Proses yang}

dilakukan pada setiap putaran adalah:

 _{SubBytes: substitusi byte dengan menggunakan}

tabel substitusi S-box).

 _{ShiftRows: pergeseran baris-baris array state}

secara wrapping.

 _{MixColumns: mengacak data di masing-masing}

kolom array state.

 _{AddRoundKey: melakukan XOR antara state}

sekarang round key.

◦ Final round: proses untuk putaran terakhir:  _SubBytes

 _ShiftRows

AES Advanced Encryption

Standard)

 Selama kalkulasi plainteks menjadi cipherteks, status

AES Advanced Encryption

Standard)



Contoh: elemen state dan kunci

RSA

 Ditemukan oleh tiga orang yaitu Ron Rivest,

Adi Shamir, dan Leonard Adleman yang

kemudian disingkat menjadi RSA.

 Termasuk algritma asimetri karena mempunyai

dua kunci, yaitu kunci publik dan kunci privat.

 Algoritma kunci-publik yang paling terkenal dan

paling banyak aplikasinya.

 Ditemukan oleh tiga peneliti dari MIT

Massachussets Institute of Technology), yaitu Ron Rivest, Adi Shamir, dan Len Adleman, pada tahun 1976.

 Keamanan algoritma RSA terletak pada sulitnya

RSA

Pembangkitan pasangan kunci

1. Pilih dua bilangan prima, a dan b rahasia)

2. Hitung n = a b. Besaran n tidak perlu dirahasiakan.

3. Hitung  n) = a – 1) b – 1).

4. Pilih sebuah bilangan bulat untuk kunci publik, sebut namanya e, yang relatif prima terhadap

 n) .

5. Hitung kunci dekripsi, d, melalui ed  1 mod

 n)) atau d  e-1 mod  n))

Hasil dari algoritma di atas:

- Kunci publik adalah pasangan e, n)

- Kunci privat adalah pasangan d, n)

Catatan: n tidak bersifat rahasia, namun

ia diperlukan pada perhitungan

RSA

pembagi bersama terbesarnya adalah 1)

 Hapus a dan b dan kunci publiknya adalah n=3337 dan e=79

Kunci Privat

 Selanjutnya akan dihitung kunci privat d dengan kekongruenan:

e  d  1 mod  n) = =>

Dengan mencoba nilai-nilai k = 1, 2, 3, …, diperoleh nilai d yang bulat adalah 1019. Ini adalah kunci privat untuk dekripsi)

RSA



Misalkan plainteks

M

= HARI INI

  atau dalam ASCII: 7265827332737873

 

Pecah

M

menjadi blok yang lebih kecil

misal 3 digit):

 

m

₁

= 726

m

₄

= 273

m

₂

= 582

m

₅

= 787

m

₃

= 733

m

₆

= 003

Perhatikan,

m

i

masih terletak di

RSA

 Enkripsi setiap blok:

c₁ = 72679 mod 3337 = 215  

c₂ = 58279 mod 3337 = 776, dst

Chiperteks C = 215 776 1743 933 1731 158.

 

 Dekripsi (menggunakan kunci privat d =

1019)

  m₁ = 2151019 mod 3337 = 726

m₂ = 7761019 mod 3337 = 582 dst untuk sisi

blok lainnya

Plainteks M = 7265827332737873 yang

RSA

 Kekuatan dan Keamanan RSA

◦ Kekuatan algoritma RSA terletak pada tingkat kesulitan dalam memfaktorkan bilangan non prima menjadi faktor primanya, yang dalam hal ini n = a  b.

◦ Sekali n berhasil difaktorkan menjadi a dan b, maka  n)

= a – 1) b – 1) dapat dihitung. Selanjutnya, karena

kunci enkripsi e diumumkan tidak rahasia), maka kunci dekripsi d dapat dihitung dari persamaan ed  1 mod

n).

◦ Penemu algoritma RSA menyarankan nilai a dan b panjangnya lebih dari 100 digit. Dengan demikian hasil kali n = a  b akan berukuran lebih dari 200 digit.

MD5

 MD5 adalah fungsi hash satu-arah yang

dibuat oleh Ron Rivest.

 MD5 merupakan perbaikan dari MD4 setelah

MD4 berhasil diserang oleh kriptanalis.

 Algoritma MD5 menerima masukan berupa

pesan dengan ukuran sembarang dan menghasilkan message digest yang panjangnya 128 bit.

 Dengan panjang message digest 128 bit,

maka secara brute force dibutuhkan

percobaan sebanyak 2128 kali untuk

MD5



Penambahan Bit-bit Pengganjal

◦

Pesan ditambah dengan sejumlah bit

pengganjal sedemikian sehingga

panjang pesan dalam satuan bit)

kongruen dengan 448 modulo 512.  

◦

Jika panjang pesan 448 bit, maka

pesan tersebut ditambah dengan

512 bit menjadi 960 bit. Jadi,

panjang bit-bit pengganjal adalah

antara 1 sampai 512.  

◦

Bit-bit pengganjal terdiri dari sebuah

MD5

 Penambahan Nilai Panjang Pesan

◦ Pesan yang telah diberi bit-bit pengganjal

selanjutnya ditambah lagi dengan 64 bit yang menyatakan panjang pesan semula.

◦ Jika panjang pesan > 264 maka yang

diambil adalah panjangnya dalam modulo

264. Dengan kata lain, jika panjang pesan

semula adalah K bit, maka 64 bit yang

ditambahkan menyatakan K modulo 264.

◦ Setelah ditambah dengan 64 bit, panjang

MD5

 Inisialisai Penyangga MD

◦ MD5 membutuhkan 4 buah penyangga

bufer) yang masing-masing panjangnya 32 bit. Total panjang penyangga adalah 4

 32 = 128 bit. Keempat penyangga ini

menampung hasil antara dan hasil akhir.  

◦ Keempat penyangga ini diberi nama A, B,

C, dan D. Setiap penyangga diinisialisasi

dengan nilai-nilai dalam notasi HEX) sebagai berikut:

  A = 67452301

B = EFCDAB89

C = 98BADCFE

MD5



Pengolahan Pesan dalam Blok

Berukuran 512 bit

◦

Pesan dibagi menjadi

L

buah blok

yang masing-masing panjangnya

512 bit

Y

₀

sampai

Y

_{L – 1}

).  

◦

Setiap blok 512-bit diproses bersama

dengan penyangga

MD

menjadi

keluaran 128-bit, dan ini disebut

MD5

 Yq :blok 512-bit ke-q

dari pesan + bit-bit pengganjal + 64 bit nilai panjang pesan semula

 Fungsi-fungsi f_F, f_G, f_H,

dan f_I masing-masing

berisi 16 kali operasi dasar terhadap

masukan, setiap operasi dasar

menggunakan elemen

MD5

Tabel 1. Fungsi-fungsi dasar MD5

Nama Notasi g(b, c, d)

fF F(b, c, d) (bc)  (~bd)

fG G(b, c, d) (bd)  (c ~d)

fH H(b, c, d) b c  d

fI I(b, c, d) c  (b ~ d)

MD5

 Putaran 1 : 16 kali

operasi dasar

dengan g(b,c,d) =

F(b,c,d)

Putaran 1: 16 kali operasi dasar dengan g(b, c, d) = F(b, c, d) dapat dilihat pada Tabel 3.

MD5

 Putaran 2 : 16 kali

operasi dasar

dengan g(b,c,d) =

G(b,c,d)

Putaran 2: 16 kali operasi dasar dengan g(b, c, d) = G(b, c, d) dapat dilihat pada Tabel 4.

MD5

 Putaran 3 : 16 kali

operasi dasar

dengan g(b,c,d) =

H(b,c,d)

Putaran 3: 16 kali operasi dasar dengan g(b, c, d) = H(b, c, d) dapat dilihat pada Tabel 5.

MD5

 Putaran 4 : 16 kali

operasi dasar

dengan g(b,c,d) =

I(b,c,d)

Putaran 4: 16 kali operasi dasar dengan g(b, c, d) = I(b, c, d) dapat dilihat pada Tabel 6.

MD5



Setelah putaran keempat,

a

,

b

,

c

,

dan

d

ditambahkan ke

A

,

B

,

C

,

dan

D

, dan selanjutnya algoritma

memproses untuk blok data

berikutnya

Y

_q+1

).



Keluaran akhir dari algoritma

MD5

adalah hasil penyambungan

Hash



Hash function merupakan fungsi

yang bersifat satu arah dimana

jika kita masukkan data, maka

dia akan menghasilkan sebuah

“checksum” atau “fngerprint”

dari data tersebut. Ada beberapa

hash function yang umum

digunakan, antara lain:

◦

MD5

Hash



Contoh latihan di atas dapat

dijalankan pada sistem UNIX yang

memiliki program “md5” atau

program “md5sum”1) seperti di

bawah ini.

 _{unix% echo ‘Saya pesan 10 buah}

komputer.’ | md5

◦ _{5F736F18556E3B8D90E50299C7345035}

 _{unix% echo ‘Saya pesan 11 buah}

komputer.’ | md5

Aplikasi Enkripsi

 Jasa telekomunikasi

◦ Enkripsi untuk mengamankan informasi konfdensial baik berupa suara, data, maupun gambar yang akan dikirimkan ke lawan bicaranya.

◦ Enkripsi pada transfer data untuk keperluan manajemen jaringan dan transfer on-line data billing.

◦ Enkripsi untuk menjaga copyright dari informasi yang diberikan.

 Militer dan pemerintahan

◦ Enkripsi diantaranya digunakan dalam pengiriman pesan.

◦ Menyimpan data-data rahasia militer dan kenegaraan dalam media penyimpanannya selalu dalam keaadan terenkripsi.

 Data Perbankan

Aplikasi Enkripsi

 Data konfdensial perusahaan

◦ Rencana strategis, formula-formula produk, database pelanggan/karyawan dan database operasional

◦ Pusat penyimpanan data perusahaan dapat diakses secara on-line.

◦ Teknik enkripsi juga harus diterapkan untuk data konfdensial untuk melindungi data dari pembacaan maupun perubahan secara tidak sah.

 Pengamanan electronic mail

◦ Mengamankan pada saat ditransmisikan maupun dalam media penyimpanan.

◦ Aplikasi enkripsi telah dibuat khusus untuk

mengamankan e-mail, diantaranya PEM Privacy

Aplikasi Enkripsi



Kartu Plastik

◦ Enkripsi pada SIM Card, kartu telepon

umum, kartu langganan TV kabel, kartu

kontrol akses ruangan dan komputer, kartu kredit, kartu ATM, kartu pemeriksaan

medis, dll

◦ Enkripsi teknologi penyimpanan data