Bab 1
General Introduction
Komunikasi merupakan kebutuhan yang sangat fundamental
bagi manusia sebagai mahkluk sosial dalam hidup bermasyarakat,
sebab tanpa komunikasi tidak mungkin masyarakat terbentuk atau
sebaliknya tanpa masyarakat maka manusia tidak mungkin dapat
mengembangkan komunikasi [1]. Dilihat dari perspektif sejarah,
manusia sejak diciptakan sudah mulai berkomunikasi. Hal ini
menunjukkan bahwa komunikasi menjadi titik mula perkembangan
peradaban manusia yang kemudian menghasilkan sebuah teknologi.
Diawali dengan menggunakan gambar pada dinding-dinding gua atau
batu kemudian manusia menggunakan isyarat berupa bunyi, api dan
asap dalam komunikasi jarak jauh.
Segala bentuk komunikasi bertujuan untuk menyampaikan
informasi agar dapat berhubungan dengan orang lain. Bentuk
komunikasi yang efisien, efektif, dan aman kemudian menjadi
indikator percepatan kemajuan teknologi. Penemuan tulisan
mengantar manusia menciptakan media komunikasi yang lebih baik
seperti papyrus, kertas, hingga pada e-mail. Kemudahan
berkomunikasi dengan media-media yang telah ada, berbanding lurus
dengan munculnya alat-alat komunikasi seperti mesin ketik, telepon,
fax, hingga komputer.
!
Keamanan akan pengiriman dan atau pertukaran informasi
dalam berkomunikasi menjadi isu yang penting. Kriptografi
merupakan ilmu yang digunakan untuk mengamankan informasi
dalam berkomunikasi. Penggunaan kriptografi sudah dilakukan sejak
1900 SM oleh bangsa Mesir dengan tulisan hieroglyph [2]. Saat ini
kriptografi sudah digunakan di berbagai media komunikasi bahkan
media sosial pun sudah menerapkan kriptografi, seperti Whats App
dan Telegram yang merancang skema end-to-end encryption sebagai
sebuah terobasan baru dalam dunia kriptografi. Hadirnya skema
enkripsi baru yang digunakan, menunjukkan bahwa paradigma yang
dibutuhkan adalah menciptakan bukan menggunakan. Hal ini
didukung dengan banyaknya teknik kriptografi yang sudah dapat
dipecahkan seperti DES dan AES dengan Algoritma Differential
Cryptanalysis [3], Linear Cryptanalysis [4], Algebraic Attack [5],
The Boomerang Attack [6], dan lainnya.
Kemajuan komputasi matematis semakin mendukung para
kriptanalisis dalam memecahkan algoritma kriptografi. Oleh karena
itu, algoritma yang sudah ada perlu dilakukan perbaikan (modifikasi)
atau merancang algoritma baru sehingga keamanan informasi tetap
terjaga. Block cipher hadir sebagai sebuah algoritma yang saat ini
paling memungkinkan untuk dirancang sebab memiliki efisiensi
waktu dan memori yang lebih baik dibandingkan teknik yang lain.
Metode transposisi dan substitusi menjadi proses utama dalam
algoritma block cipher. Transposisi merupakan proses memindahkan
objek tanpa merubah nilai di dalamnya, sebaliknya merubah objek
!
tanpa memindahkan posisi adalah proses substitusi. Kedua metode ini
berperan dalam pemenuhan salah satu prinsip dasar block cipher
yaitu teori Shannon “difusi-konfusi” sehingga dapat menghilangkan
hubungan secara linier antara plainteks dan cipherteks.
Metode transposisi dalam algoritma kriptografi block cipher
didekati dengan cara yang berbeda-beda. Misalnya DES dengan
Initial Permutation (IP) [7], AES dengan shift-coloumn dan shift-row,
dsb [8]. IP berbasis pada bit, sehingga perpindahan objek yang
dilakukan berdasarkan posisi bit dari nilai yang ditentukan.
Shift-coloumn dan shift-row mengembangkan yang lebih sederhana dengan
memindahkan objek hexadesimal berdasarkan posisi kolom dan baris.
Belum ada aturan baku mengenai metode transposisi terutama pada
standar perpindahan objek, yang menjadi acuan hanya pada definisi
transposisi tersebut.
Metode substitusi dalam block cipher biasanya didekati
dengan S-Box (Subtitution Box). S-Box melakukan operasi
menggunakan look-up tabel sehingga dapat memberikan hubungan
secara non-linier pada algoritma. DES merancang 8 S-Box dengan
masukan sebanyak 6 bit dan menghasilkan 4 bit [7]. AES hanya
merancang sebuah S-Box dengan menerima dan mengeluarkan 2
karakter hexadesimal atau sebanding dengan 8 bit [8].
Algoritma block cipher juga perlu memperhatikan besarnya
ruang kunci yang digunakan selain metode transposisi dan substitusi
karena kunci menjadi indikator utama dalam melakukan proses
enkripsi dan dekripsi. Kriptanalisis dalam mengkriptanalis sebuah
!
algoritma, biasanya menebak beberapa kunci atau mencoba semua
kemungkinan kunci. Salah satu hal yang dapat dilakukan untuk
menghambat kriptanalisis adalah dengan memperbesar ruang kunci.
Semakin besar ruang kunci, semakin lama waktu yang dibutuhkan
kriptanalisis untuk memecahkan sebuah algoritma.
Berdasarkan pemaparan diatas, penelitian ini berisi studi
tentang kriptografi dengan kunci simetris dan teknik block cipher
yang erat hubungannya dengan pengamanan dalam berkomunikasi.
Studi yang pertama melihat bagaimana membuat algoritma
kriptografi block cipher dengan skema transposisi sebagai kekuatan
dalam penentuan keacakan pada cipherteks. Skema transposisi yang
digunakan tidak hanya melihat shift row-shift coloumn tetapi juga
mengembangkan kubus rubik sebagai objek untuk menempatkan dan
mengambil bit dengan pola tertentu. Kegunaan lain dari kubus rubik
juga menambah kompleksitas dari ruang kunci.
Studi yang kedua mengembangkan algoritma yang telah
dihasilkan dari studi yang pertama. Tidak hanya pada skema
transposisi tetapi juga pada substitusi dan pembangkitan kunci acak.
Skema substitusi yang digunakan mengembangkan S-Box dengan
fungsi linier dan pembangkitan kunci acak menggunakan CSPNRG
berbasis Chaos.
Studi yang telah dilakukan terkait skema transposisi,
substitusi, dan pembangkitan kunci dalam kriptografi block cipher
dikemas menjadi sebuah kriptosistem yang secara lengkap dijelaskan
masing-masing pada kedua bab berikut.
!
