Implementasi Algoritme Grain V1 Dan 128 Bit Pada Raspberry PI

Fakultas Ilmu Komputer

Universitas Brawijaya

1572

Implementasi Algoritme Grain V1 Dan 128 Bit Pada Raspberry PI

Syahifudin Shahid1_{, Ari Kusyanti}2_{, Rakhmadhany Primananda}3

Program Studi Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Email: 1_{ody_shahid@windowslive.com,} 2_{ari.kusyanti@ub.ac.id,} 3_{rakhmadhany@ub.ac.id}

Abstrak

NIST (National Institute of Standard Technology) adalah institusi yang mengatur standar keamanan data. NIST mengadakan sebuah project bernama eSTREAM untuk memperbarui stream cipher lama yang telah usang. Algoritme grain terpilih sebagai algoritme keamanan pada sisi hardware serta menggantikan stream cipher sebelumnya. Algoritme grain memiliki versi 80 bit dan 128 bit. Keamanan pada tingkat hardware juga diperlukan untuk menjaga sebuah data informasi. Dengan pembaruan standar keamanan dari NIST maka pada penelitian ini menyampaikan ide untuk memanfaatkan algoritme grain untuk keamanan data yang akan diimplemntasikan pada raspberry pi. Penelitian ini memilih raspberry pi dikarenakan banyaknya penggunaan mini PC ini dalam Internet of Things dan belum ada pembaruan pengamanan data stream cipher. Raspberry pi yang sudah diimplementasikan dengan grain akan melakukan 3 pengujian yaitu pengujian validasi keystream

dengan test vector, waktu pemrosesan eksekusi IV dan Key sehingga menghasilkan keystream serta enkripsi dan dekripsi data. Pengujian waktu eksekusi, akan dianalisis menggunakan uji statistik

Independent t- test, hasil analisa pengujian waktu eksekusi keystream pada algoritme grain v1 dan 128 adalah -2,146 dengan probabilitas (Sig.) 0,000 menandakan perbedaan yang signifikan, begitupun dengan waktu eksekusi 8, 12 dan 16 bit enkripsi dan dekripsi. Penelitian ini menyimpulkan performansi raspberry pi untuk kedua versi stabil.

Kata kunci:Keamanan, algoritme grain v1 dan 128, Raspberry PI, Independent t-test

Abstract

NIST (National Institute of Standard Technology) is the institution that regulates data security standards. NIST held a project called eSTREAM to update old outdated stream ciphers. The grain algorithm is selected as a security algorithm on the hardware side and replaces the previous stream cipher. Grain algorithm has 2 versions, 80 bit and 128 bit. Security at the hardware level is also required to keep information data. With the update of security standards from NIST, this research is conveying the idea to utilize the grain algorithm for data security that will be implemented in raspberry pi. This study chose raspberry pi due to the large use of this mini PC in the Internet of Things and there is no update data stream cipher security. Raspberry pi that has been implemented with grain will do 3 testing that is test of keystream validation with test vector, time of execution process of IV and Key to produce keystream and encryption and data decryption. The test of execution time, will be analyzed using Independent t test test, the result of testing of keystream execution time on grain v1 and 128 algorithm is -2,146 with probability (Sig.) 0,000 indicates a significant difference, as well as with execution time of 8, 12 and 16 bit encryption and decryption. This research concluded raspberry pi performance for both stable versions.

Keywords: Security, grain algorithm v1 and 128, Raspberry PI, Independent t-test

1. PENDAHULUAN

Pada era digital saat ini manusia banyak mengalami ketergantungan pada Internet terlepas dari semua kegiatan yang dilakukan baik dalam berkomunikasi ataupun melakukan transaksi perbelanjaan di internet. Banyaknya

pengamanan data sagat dibutuhkan pada saat ini dikarenakan tingkat kejahatan yang semakin tinggi seperti kriptografi. Kriptografi merupakan suatu ilmu pengamanan data yang dapat mencegah pihak tertentu untuk tidak mengakses data yang bukan wewenangnya. Proses tranformasi dari plaintext menjadi

ciphertext disebut proses Encipherment atau enkripsi (encryption), sedangkan proses

mentransformasikan kembali ciphertext

menjadi plaintext disebut proses dekripsi (decryption) (wijaya, 2016). Dalam kriptografi terdapat beberapa algoritme yang dapat diaplikasikan untuk menjaga keamanan data,

algoritme tersebut juga mengalami

perkembangan dan perbaikan dari algoritme sebelumnya agar penggunaan data dapat tetap aman (Hamdani, 2012). Keamanan data kini juga mulai dibutuhkan dalam dunia hardware, seperti peralatan berkonsep IoT (Internet of Things) yang memakai embedded device

kompatible serta efisien. Penerapan sistem

keamanan data bagi embedded system

khususnya pada IoT dapat merasa aman dengan data-datanya, baik sebagai penunjang aplikasi atau perangkat pendukung maupun bagian utama system. Penelitian sebelumnya dilakukan oleh Ahad Jafarpour tentang implementasi algoritme trivium serta grain pada FPGA chip

dan AVR Microcontroller yang menghasilkan sebuah perbandingan dari sisi frekuensi dan

critical path pada FPGA, sedangkan pada AVR

micro pada frekuensi, flash memory usage dan kecepatan. Pada paper ini dijelaskan algoritme grain and trivium yang diimplementasikan pada

fpga menghasilkan data bahwa trivium

memiliki ruang yang cukup tinggi sedangkan grain memiliki produksi kunci yang tinggi dapat disimpulkan bahwa ke dua algoritme tersebut sesuai diimplementasikan pada FPGA

chip dan AVR (Ahad Jafarpour, 2011). Dari hasil penelitian diatas tidak dijelaskan bahwa algoritme tersebut dapat digunakan untuk pengamanan data yang berkonsep IoT. Pada penelitian tersebut juga hanya disebutkan menggunakan FPGA dan AVR ATMEGA32 untuk menguji ke 2 algoritme tersebut. Penulis mengusulkan untuk mengembangkan algoritme tersebut sebagai core pengamanan data dalam

embededd device yang berkonsep IoT sehingga penulis akan meneliti tentang implementasi algoritme grain v1 dan 128 bit pada raspberry pI. Algoritme grain merupakan algoritme pengenkripsi data, algoritme grain menjadi kandidat piilihan algoritme stream cipher

sebagai standar baru yang dilakukan oleh NIST dalam proyek eSTREAM. NIST adalah sebuah organisasi yang mengatur tentang standarisasi sebuah keamanan data di internet (NISTIR, 2016). Dimana standart sebuah data akan di perbarui setiap waktu dan diterapkan diseluruh dunia. Algoritme grain memiliki berbagai versi untuk

kebutuhan enkripsi yang berbeda untuk

menyesuaikan data, versi tersebut diantaranya adalah grain v1 dan 128 bit. Algoritme grain v1 dan 128 bit dipilih karena merupakan standart keamanan baru stream cipher yang telah disahkan oleh NIST (NISTIR, 2016) Raspberry pi yang sering disebut sebagai komputer mini, tidak hanya memiliki fungsi sebagai komputer mini, raspberry pi dapat juga digunakan sebagai embedded device

yang efisien dan kompatibel. Raspberry pi juga memiliki tenaga komputasi besar sehingga untuk perangkat berkonsep IoT yang membutuhkan integrasi antar perangkat yang menggunakan komputasi kompleks. Untuk mengolah data hasil dari analisis penulis menggunakan uji statistik T- test. Penelitian ini diharapkan akan menjadi langkah awal diciptakannya enkripsi data menggunakan raspberry pi yang dikhususkan

sebagai embedded device khususnya yang

berkonsep IoT, agar dapat mengolah datanya dengan aman.

2. DASAR TEORI

2.1 Kriptografi

Kriptografi merupakan ilmu pengetahuan yang membahas mengenai pengamanan informasi, baik data maupun pesan. Terdapat istilah dalam kriptografi yaitu Enkripsi merupakan proses merubah plain text (data asli) ke cipher text (data yang tersandi), sedangkan Dekripsi merupakan kebalikan dari proses enkripsi (wijaya, 2016). Dalam kriptografi memiliki tiga tujuan utama yaitu :

a. Autentication : kriptografi yang dapat memberikan penggunanya bukti bahwa pesan yang dikirim merupakan pesan asli dari sumber terpercaya

b. Confidentiality : Kriptografi yag memastikan bahwa pesan yang dikirim tidak dapat dilihat oleh pihak lain, keculi pihak tersebut memiliki encyption key

yang sama.

Gambar 1. Arsitektur Grain

Dengan memiliki 3 tujuan utama

kriptografi dibagi menjadi 2 kelompok menurut algoritmenya yaitu algoritme simetrik dan asimetrik. Algoritme asimetrik merupakan algoritme yang memiliki kunci yang sama untuk proses enkripsi dan dekripsinya. Sedangkan simetri menggunakan kunci yang berbeda. Dalam hal ini algoritme simetrik dibagi menjadi 2 kelompok berdasarkan cara kerjanya yaitu Block- cipher dan Stream-

cipher. Block – cipher memiliki cara kerja

dengan mengenkripsi setiap bloknya,

sedangkan Stream- cipher mengenkripsi data text per bit atau setiap bit- bitnya.

2.2 Algoritme Grain

Grain stream cipher adalah sebuah algoritme yang dirancang untuk memenuhi

project eStream. Project estream akan digunakan untuk menggantikan algoritme sebelumnya yang sudah tidak bisa dipakai karena sudah dapat ditemukan kelemahannya. Pada algortime grain dibuat dengan konsep memilki kecepatan yang tinggi , menggunakan memory yang rendah serta daya yang rendah. Grain memiliki beberapa versi yang dirangkum dalam keluarga grain cipher. Keluarga grain terdiri dari grain V0, V1, dan 128. Grain V1 memiliki key 80 bit dan IV 64 bit dengan internal 160 bit putaran (Martin Hell T. J., 2006). Pembaruan versi dilakukan kembali dikarnakan tingginya perkembangan teknologi, versi berikutnya yaitu grain 128 bit. Dengan memiliki key 128 bit dan IV 96 bit dengan internal 256 bit putaran. Baik V1 dan 128 memiliki arsitektur cara kerja yang sama. Grain stream cipher memeiliki 3 blok utama yaitu LFSR(Linear Feedback Shift Register), NFSR (Non-linear Feedback Shift Register) dan output. Arsitektur dan cara kerja untuk key inisialisasi juga serupa. Berikut gambar 1 inisialisasi key:

Pada penjelasan sub bab 2.2 dijelaskan bahwa algoritme grain memiliki 2 versi, berikut

penjelasan lebih rinci mengenai grain v1 dan 128 bit:

A. Algoritme Grain v1

Grain V1 merupakan versi stabil dari

grain dimana memiliki key 80 bit dan IV 64

bit. Grain

v1 meiliki 2 fungsi yang penting yaitu

LSFR yang diberi konotasi ,

sedangkan NSFR (Martin

Hell T. J., 2006).

Hasil balikan nilai dari LSFR

dinotasikan dengan persamaan 1

grain V1 yang merupakan polinomial dari 80 bit:

= 1 + x18 _{+ x}29 _{+ x}42 _{+ x}57 _{+ x}67 _{+ x}80_{. . . (1)}

Untuk menghapus nilai yang berkemungkinan bertumpuk pada NFSR karena dilakukannya internal state sebanyak 160 maka akan dilakukan update nilai dengan notasi persamaan 2 , berikut:

Si+80 = Si+62 + Si+51 + Si+38 + Si+23 + Si+13 + Si. . . (2)

Setelah LSFR, maka selanjutnya adalah bagian NSFR, pada NSFR feedback akan dinotasikan menggunakan persamaan 3, g(x) (Martin Hell T. J., 2006). Berikut feedback NSFR :

g(x) = 1 + x18 _{+ x}20 _{+ x}28 _{+ x}35 _{+ x}43 _{+ x}47_{+ x}52 ₊ x59_{+ x}65 _{+ x}71 _{+ x}80 _{+ x}17 _x20 _{+ x}43 _x47 _{+ x}65 _x71 _{+ x}20 x28 _x35 _{+ x}47 _x52 _x59 _{+ x}17_x35 _x52 _x71 _{+ x}20 _x28 _x43 _x47 ₊ x17_x20 _x59_x65 _{+ x}17 _x20 _x28 _x35 _x43 _{+ x}47 _x52_x59 _x65 _x71 ₊

x28 _x35_x43 _x47 _x52 _{+ x}59 (3)

Untuk menghapus nilai yang berkemungkinan bertumpuk maka dilakukan fungsi update g(x) pada persaamaan 4 :

bi+80 = Si + bi + bi+14 + bi+21 + bi+28 + bi+33 + bi+37 + bi+45 + bi+52 + bi+60 + bi+62 + bi+9 bi+15 + bi+33 bi+37 + bi+60bi+63 + bi+21bi+28bi+33 + bi+45bi+52bi+60 + bi+15bi+21bi+60bi+63 + bi+9bi+15bi+21bi+28bi+33 + bi+37bi+45bi+52bi+60bi+63 + bi+21bi+28bi+33bi+37bi+45bi+52 (4)

Penentuan nilai h(x) pada grain v1 , terdapat 5 variabel inputan yaitu dari LFSR dan NFSR yang menghasilkan notasi seperti pada persamaan 5 notasi h(x) :

h(x)= x1 + x4 + x0 x3 + x2 x3 + x3 x4 + x0 x1 x2 + x0

x2 x3 + x0 x2 x4 +x1 x2 x4 + x2 x3 x4 (5)

Penentuan nilai zi pada grain v1 memiliki

ketetapan variable yaitu yang

disesuaikan untuk posisi tap masing – masing

Gambar 2. Raspberry Pi Model B

dijelaskan pada persamaan 6 berikut:

zi = i + k + h(Si+3 , Si+25 , Si+46 , Si+64 , bi+63)

Where (6)

B. Algoritme Grain 128 bit

Pada grain versi 128 memakai key 128 bit, IV 96 dan internal state 256 bit, LSFR pada

grain128 diberi konotasi ,

sedangkan NSFR (Martin

Hell T. J., 2006). Berikut nilai dari LSFR

dinotasikan dengan yang merupakan

polynomial dari 128 bit pada persamaan 7:

1 + x32 _{+ x}47 _{+ x}58 _{+ x}90 _{+ x}121 _{+ x}128 ₍₇₎

Untuk mencegah nilai bertupuk saat pembuatan

keystream maka dilakukan update pada LSFR. Dengan dinotasikan pada persamaan 8 sebagai berikut:

Si+128 = Si + Si+7 + Si+38 + Si+70+ Si+81 + Si+96 (8)

Setelah selesai pada LSFR maka menuju NSFR , pada NSFR terdapat feedback yang akan dinotasikan di persamaan 9 g(x) sebagai berikut:

g(x) = 1 + x32 _{+ x}37 _{+ x}72 _{+ x}102 _{+ x}128 _{+ x}44 _x60 ₊ x61_x125 _{+ x}63 _x67 _{+ x}69 _x101 _{+ x}80 _x88 _{+ x}110 _x111 ₊ x115 _x117

(9)

Untuk menghapus nilai yang berkemungkinan bertumpuk pada NSFR , maka NSFR memberikan update menggunakan persamaan 10:

bi+128 = Si + bi + bi+26 + bi+56 + bi+91 + bi+96 + bi+3bi+67 + bi+11 bi+13+ bi+17bi+18 + bi+27 bi+59 + bi+40bi+48 + bi+61bi+65 + bi+68 bi+84 (10)

Penentuan nilai h(x) pada grain 128 , terdapat 5 variabel inputan yaitu dari LFSR dan NFSR yang menghasilkan notasi seperti pada notasi persamaan 11 h(x) :

h(x)= x0 x1 + x2 x3 + x4 x5 + x6 x7 + x0 x4 x8 (11)

Terdapat 2 input yang diambil dari NSFR dan 7 input dari LSFR dan variabel x0 sampai X8 yang

masing- masing sesuai dengan posisi tap bi+12,

Si+8, Si+13, Si+20, bi+95, Si+42 , Si+60, Si+79, dan

Si+95, maka hasil dari output adalah seperti pada

persamaan 12 output berikut:

zi = i + j + h(x) + Si+93

Where (12)

2.3 Raspberry pi

Raspberry Pi adalah mini komputer dengan kinerja single-board, low-cost, berperforma tinggi yang dikembangkan di Inggris oleh Raspberry Pi Foundation (Raspberry Pi Foundation, 2017). Tidak hanya membantu perkembangan elektronik dan pemrograman komputer di seluruh dunia. Raspberry Pi sekarang ada dalam iterasi keenamnya yaitu Raspberry pi 3. Tidak hanya sebagai mini PC raspberry PI dapat pula digunakan untuk embedded system. Raspberry pi memiliki system On chip Broadcom BCM2835 dengan prosesor ARM 1.2GHz 64-bit quad-core ARMv8, maka raspberry PI memiliki klasifikasi SoC

broadcom BCM2835, CPU 4× ARM Cortex-A53,

1.2GHz. GPU broadcom VideoCore IV, RAM 1GB LPDDR2 (900 MHz). Networking 10/100 Ethernet, 2.4GHz 802.11n wireless. Bluetooth 4.1 Classic, Bluetooth Low Energy. Storage microSD. GPIO 40-pin header, populated. Ports HDMI, 3.5mm analogue audio-video jack, 4× USB 2.0, Ethernet, Camera Serial Interface (CSI), Display Serial Interface (DSI). Berikut Gambar 2 spesifikasi raspberry pi:

2.4 T – Test

t –test terdapat beberapa asumsi yang perlu diperhatikan untuk menarik sebuah kesimpulan. Penelitian ini dikhususkan menggunakan

Independent t – test ( Two – Way Sample t- test). Independent t – test digunakan ketika pengujian inferensial membandingkan rata –rata dua populasi. Independent t – test dilakukan untuk mengetahui bahwa dua populasi dari masing – masing kelompok berasal dari parameter yang tidak diketahui.

3.PERANCANGAN DAN IMPLEMANTASI

3.1. Gambaran umum sistem

Sebelum melakukan implementasi maka di lakukan tahap perancangan sistem dimana tahap perancangan sistem terdiri dari 2 kebutuhan yaitu kebutuhan hardware dan kebutuhan

software .

Pada perancangan sistem dimulai dengan tahapan diagram alir perancangan sistem. Pada

flowchart dibawah ini menjelaskan

implementasi sistem dimulai dengan

konfigurasi pada Raspberry Pi 3 Model B. Pada penelitian ini perlu juga dilakukan konfigurasi pada Netbeans 8.1. Dilanjutkan dengan implementasi algoritme grain v1 dan 128. Kemudian penambahan subproses enkrisi dan dekripsi sehingga algoritme ini dapat digunakan. Tampilan pada output digunakan untuk pengecekan nilai hasil dari enkripsi dan dekripsi. Berikut diagram alir perancangan sistem pada gambar 3:

Gambar 3. Diagram Alir Perancangan Sistem

Pada perancangan sistem ini juga memiliki fitur enkripsi dan dekripsi. Berikut berupa flowchart untuk menjelaskan bagaimana

nilai yang akan dilakukan pada Gambar 4 proses ini:

Mulai

Masukan Nilai Pilihan Enkripsi dan

Dekrpsi

Pilihan 8 bit

Pilihan 12 bit

Pilihan 16 bit

Enkripsi dekripsi 8 bit

Enkripsi dekripsi 12 bit

Enkripsi dekripsi 16 bit

Cetak Data

Selesai Plihan exit

Ya

Tidak

Ya

Ya

Ya Tidak Tidak

Tidak

Gambar 4. Diagram Alir Perancangan Proses Enkripsi dan Dekripsi

Pada flowchart tersebut menjelaskan

bagaimana cara enkripsi dan dekripsi pada algoritme grain. Diawali dengan memasukkan pilihan tentang data yang akan dienkripsi yaitu 8 , 12 atau 16 bit. Jika tidak memasukkan nilai maka akan keluar menuju menu exit dan mencetak data.

3.2. Implementasi

Dalam tahap implementasi akan dijelaskan bagaimana algoritme grain v1 dan 128 diterapkan dalam Raspberry Pi 3 Model B. Pada sisi hardware raspberry pi akan dihubungkan dengan laptop menggunakan kabel power dan kabel LAN, seperti gambar 3.1 berikut:

Gambar 5. Implementasi Hardware

dan 128 bit dibagi menjadi 4 bagian yaitu LFSR, NFSR, h(x) dan keystream. Pada bagian tersebut merupakan struktur implementasi algoritme grain.Pada algoritme grain v1 LFSR berisikan data sebanyak 80 bit, nillai – nilai tersebut berasal dari initial value yang berjumlah 64 bit kemudian 16 bit akhir dari LFSR diberi nilai 1. Proses LFSR grain v1 mengambil beberapa nilai dari initial value dan diproses kemudian hasilnya dikembalikan lagi ke nilai paling akhir dari LFSR. NFSR grain v1 memiliki deretan nilai 80 bit yang diisi dengan nilai KEY yang terdiri dari 80 bit. Hasil

penghitungan nilai dari NFSR akan

dikembalikan pada nilai terakhir NFSR sampai selesainya proses iterasi pada grain v1. Filter h(x) merupakan sebuah proses yang telah ditentukan untuk mengambil beberapa nilai dari NFSR dan LFSR. Proses filter ini untuk membentuk nilai keystream zi yang digunakan untuk proses enkripsi dan dekripsi. Proses keystream zi merupakan proses akhir dari algoritme grain v1 dimana proses ini mengambil beberapa nilai dari NFSR kemudian data tersebut diolah dengan hasil dari h(x) hingga menghasilkan sebuah nilai biner yang disebut dengan keystream.Algoritme grain 128 memilki fungsi – fungsi yang serupa dengan algoritme grain v1. Perbedaan terletak pada jumlah data sebanyak 128 bit pada LFSR dan algoritme grain v1.Proses enkripsi dan dekripsi kedua algoritme memilki kesamaan yaitu

dengan memproses nilai masukan yaitu

plaintext dengan keystream hinggamenghasilkan ciphertext kemudian pesan

ciphertext diproses kembali dengan keystream

untuk menghasilkan plaintext kembali.

dikembalikan pada nilai terakhir NFSR sampai selesainya proses iterasi pada grain v1. Filter h(x) merupakan sebuah proses yang telah ditentukan untuk mengambil beberapa nilai dari NFSR dan LFSR. Proses filter ini untuk membentuk nilai keystream zi yang digunakan untuk proses enkripsi dan dekripsi. Proses keystream zi merupakan proses akhir dari algoritme grain v1 dimana proses ini mengambil beberapa nilai dari NFSR kemudian data tersebut diolah dengan hasil dari h(x) hingga menghasilkan sebuah nilai biner yang disebut dengan keystream. Algoritme grain 128

memilki fungsi – fungsi yang serupa dengan algoritme grain v1. Perbedaan terletak pada jumlah data sebanyak 128 bit pada LFSR dan NFSR serta pada KEY dan IV yang bernilai 128 dan 96 bit. Pengambilan nilai pada LFSR dan NFSR juga berbeda dengan pengambilan data pada grain v1. Pengambilan data ini memilki jumlah data lebih banyak dari pada algoritme grain v1. Proses enkripsi dan dekripsi kedua algoritme memilki kesamaan yaitu dengan memproses nilai masukan

yaitu plaintext dengan keystream hingga

menghasilkan ciphertext kemudian pesan

ciphertext diproses kembali dengan keystream untuk menghasilkan plaintext kembali.

4. PENGUJIAN DAN ANALISIS

4.1 Pengujian Validitas

Pengujian validasi algoritme grain v1 dengan mengambil sampel masukan KEY dan IV berisi 0 serta keystream pada sistem. Test vector algoritme grain v1 adalah sebuah pengujian yang telah ditetapkan oleh pembuat grain v1pada Gambar 6.

KEY : 00000000000000000000

IV : 0000000000000000

KEYSTREAM : 7bd978cf36846e5f4ee0b

Gambar 6. Test Vector Grain v1

Berikut tabel 1 hasil pengujian validitas:

Tabel 1 Pengujian Validitas Grain v1

Tabel 1 menjelaskan bahwa keystream yang dikeluarkan oleh sistem sesuai dengan test vector

pada paper pembuat algoritme grain. Keysteam pada test vector menggunakan tipe angka heksa desimal, sedangkan pada sistem menggunakan tipe data biner yang keduanya merupakan hasil yang sama dan hasil dari pengujian validasi grain v1 dapat dinyatakan valid. Pengujian selanjutnya validasi algoritme grain 128 dengan mengambil sample masukan KEY dan IV berisi 0 serta keystream pada sistem. Berikut test vector algoritme grain 128 adalah sebuah pengujian yang telah ditetapkan oleh pembuat grain 128 pada Gambar 7:

KEY : 00000000000000000000000000000000

IV : 00000000000000000000000000

KEYSTREAM: 0fd9deefeb6fad437bf43fce35849cfe

Gambar 7. Test Vector Grain 128

Berikut tabel 2 hasil pengujian validitas:

Tabel 2 Pengujian Validitas Grain 128

Tabel 2 menjelaskan bahwa keystream yang dikeluarkan oleh sistem sesuai dengan test vector pada paper pembuat algoritme grain. Keysteam pada test vector menggunakan tipe angka heksa desimal, sedangkan pada sistem menggunakan tipe data biner yang keduanya merupakan hasil yang sama dan hasil dari pengujian validasi grain v1 dapat dinyatakan valid.

4.2 Pengujian dan Analisis Waktu Eksekusi Keystream

Pengujian dan analisis waktu eksekusi

keystream dilakukan dengan tujuan untuk

mengetahui waktu pemrosesan keytsream.

Mekanisme dari keystream ini yaitu melakukan semua fungsi yang ada dalam grain v1 dan 128 hingga keystream bisa digunakan, Pengujian waktu pemrosesan keystream, digantikan secara manual nilai dari KEY dan IV agar dapat menghitung waktu yang ditempuh pada kedua algoritme.Waktu perhitungan akan dimulai pada saat program di compile pada raspberry pi 3 model b menekan tombol build pada netbeans dan akan berhenti pada tampilnya keystream pada antarmuka utama output netbeans. Berikut merupakan grafik dari hasil pengujian waktu eksekusi keystream yang dilakukan oleh raspberry pi:

Gambar 8. Grafik Waktu Eksekusi Keystream

Berdasarkan Gambar 8 untuk melihat perbandingan waktu pengujian keystream untuk

KEY dan IV pada algoritme grain v1 dan grain 128, maka dilakukan independent sample t-test pada data hasil pengujian. Hasil pengujian independent sample t-test perbedaan waktu perbandingan waktu pengujian keystream untuk KEY dan IV pada algoritme grain v1 dan grain 128 dapat dilihat pada Gambar 9 berikut:

Gambar 9. Tabel Analisis Independent t- test keystream

Pada Gambar 9 menjelaskan bahwa nilai probabilitas dari hasil perhitungan t-test dari hasil

Gambar 11. Tabel Hasil Independent t- test 8 bit

pengujian waktu pemrosesan keystream pada algoritme grain v1 dan grain 128 adalah (Sig.) 0,000. Karena probabilitas 0,000 < 0,05 maka terdapat perbedaan yang signifikan antara waktu pemrosesan keystream pada algoritme grain v1 dan grain 128. Maka dapat disimpulkan bahwa hasil analisis pengujian pemrosesan keystream pada algoritme grain v1 dan grain 128 memiliki perbedaan yang signifikan.

4.3 Pengujian dan Analisis Waktu Eksekusi Enkripsi Dekripsi

Pengujian dan analisis waktu eksekusi

enkripsi

dekripsi

bertujuan

untuk

mengetahui waktu pemrosesan enkripsi dan

dekripsi pada raspberry pi 3 model b.

Mekanisme dari enkripsi dan dekripsi ini

yaitu

melakukan

masukan

plaintext

sebanyak 8, 12 dan 16 bit, maka berapa

banyak waktu yang dibutuhkan oleh

raspberry pi 3 model b untuk melakukan

enkripsi dan dekripsi yang terdapat pada

grain v1 dan 128. Berikut merupakan hasil

dari waktu enkripsi dekripsi 8, 12 dan 16

bit:

A. Enkripsi dan Dekripsi 8 bit

Berdasarkan Gambar 10 akan dilakukan

independent sample t-test pada data hasil pengujian tersebut. Hasil pengujian independent sample t-test akan memperlihatkan perbedaan waktu pengujian enkripsi dan dekripsi pada algoritme grain v1 dan grain 128 dapat dilihat pada gambar 11 berikut:

Pada analisi hasil yang diberikan oleh gambar 4.3 diketahui nilai t dari hasil perhitungan t-test

dari hasil pengujian waktu pemrosesan enkripsi dan dekripsi dengan masukan 8 bit pada algoritme grain v1 dan grain 128 adalah 0,209 dengan probabilitas (Sig.) 0,533. Karena probabilitas 0,533 > 0,05 maka Tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara waktu pengujian pemrosesan enkripsi dan dekripsi dengan algoritme grain v1 dan grain 128 pada raspberry pi 3 model b.

B. Enkripsi dan Dekripsi 12 bit

Gambar 12. Grafik Hasil Perbandingan Waktu 12 bit

Berdasarkan Gambar 12 untuk melihat perbedaan waktu pengujian pemrosesan enkripsi dan dekripsi 12 bit masukan pada algoritme grain v1 dan grain 128, maka dilakukanlah independent sample t-test pada data hasil pengujian tersebut. Hasil pengujian independent sample t-test

perbedaan waktu pengujian enkripsi dan dekripsi

pada algoritme grain v1 dan grain 128

menggunakan raspberry pi 3 model b dapat dilihat pada Gambar 13 berikut:

Gambar 13. Tabel Hasil Independent t- test 12 bit

Diketahui nilai probabilitas (Sig.) 0,849. Karena probabilitas 0,849 > 0,05 maka tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara waktu pengujian pemrosesan enkripsi dan dekripsi 12 bit dengan algoritme grain v1 dan grain 128 pada raspberry pi 3.

C. Enkripsi dan Dekripsi 16 bit

Gambar 14. Grafik Hasil Perbandingan Waktu 16 bit

Gambar 4.6 untuk melihat perbedaan waktu pengujian pemrosesan enkripsi dan dekripsi 16 bit masukan pada algoritme grain v1 dan grain 128, maka dilakukanlah

independent sample t-test pada data hasil pengujian tersebut. Hasil pengujian independent sample t-test perbedaan waktu pengujian enkripsi dan dekripsi pada algoritme grain v1 dan grain 128 menggunakan raspberry pi 3 dapat dilihat pada Gambar 15 berikut:

Gambar 15. Tabel Hasil Independent t- test 16 bit

Pada analisis hasil yang diberikan oleh gambar 15 diketahui nilai probabilitas (Sig.) 0,730. Karena probabilitas 0,730 > 0,05 maka artinya tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara waktu pengujian pemrosesan enkripsi dan dekripsi 16 bit dengan algoritme grain v1 dan grain 128 pada raspberry pi 3. Berdasarkan hasil pengolahan ke 3 data tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa

algoritme grain v1 dan 128 bit yang

diimplementasikan pada raspberry pi tidak

memiliki perbedaan waktu eksekusi yang

signifikan. Menandakan bahwa raspberry pi memiliki sistem yang stabil untuk melakukan implementasi algoritme grain.

7. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari

penelitian mengenai implementasi algoritme grain v1 dan 128 bit pada Raspberry Pi adalah sebagai berikut:

1. Hasil validasi antara keluaran sistem yang berupa keystream menunjukan hasil yang serupa dengan test vector. Menandakan bahwa sistem dapat menjalankan algoritme grain v1 dan 128 dengan baik.

2. Kinerja pemrosesan keystream pada algoritme grain v1 dan 128 memiliki performa yang signifikan. Pada hasil analisis antara grain v1 dan 128 menunjukan mean difference -2,444 dengan probabilitas (Sig.) 0,000 menandakan perbedaan yang signifikan. Raspbery pi 3

memiliki performa yang stabil dalam

memproses kedua algoritme.

3. Kinerja pemrosesan enkripsi dan dekripsi data 8, 12, dan 16 bit pada algoritme grain v1 dan 128 memiliki performa yang tidak signifikan. Hasil analisis antara grain v1 dan 128 menunjukan nilai probabilitas (Sig.) 0,533 pada 8 bit, nilai probabilitas (Sig.) 0,849 untuk 12bit dan nilai probabilitas (Sig.) 0,730 pada 16 bit. Dari hasil analisis tersebut menandakan tidak

adanya perbedaan yang signifikan dan

raspberry pi 3 memiliki performa yang stabil dalam menjalankan enkripsi dan dekripsi.

8. DAFTAR PUSTAKA

Ahad Jafarpour, A. M. 2011. Grain and trivium cipher implemntation algorithm in FPGA chip and AVR Micro controller, 657 - 659. FOUNDATION, R. P. 2016. Raspberry PI 3

www.raspberrypi.org:

https://www.raspberrypi.org/products/r aspberry-pi-3-model-b/

Hamdani. 2012. Kriptografi. Penerapan Metode Vigenere pada Kriptografi Klasik untuk Pesan Rahasia.

Helmi Guntoro, Y. S. 2013. mikrokontroler.

Rancang Bangun Magnetic door lock menggunakan keypad dan solenoid berbasis mikrokontroler arduino uno, 1 -10.

J.M. Marmolejo-Tejada, V. T.-O.-M. 2010.

Hardware Implementation of Grain-128, Mickey-128,Decim-128 and Trivium, 1 - 6.

Latan, H. 2014. APLIKASI ANALISIS

DATASTATISTIK UNTUK ILMU SOSIAL SAINS dengan IBM SPSS.

Bandung: Alfabeta.

Martin Hell, T. J. 2006. Grain - A Stream Cipher for Constrained Environments, 6- 14.

Martin Hell, T. J. 2006. A Stream Cipher Proposal: Grain-128, 1 - 6.

Mohammad Ubaidullah Bokhari, S. A. 2014. A Detailed Analysis of Grain family of Stream Ciphers, 34 - 40.

Syamsi Nurdiansah, A. A. 2013. Implementasi Algoritme Trivium pada Mikrokontroler Arduino Duemilonove sebagai Modul Pembangkit Bilangan Acak, 6.

wijaya, C. 2016. kriptografi. KEAMANAN

DATA DENGAN METODE

KRIPTOGRAFI KUNCI PUBLIK, 11 - 15.