T1 672008027 Full text

2

1.

Pendahuluan

Komunikasi data antar komputer berkembang untuk memenuhi kebutuhan

pengguna. Perkembangan ini mengakibatkan semakin besarnya informasi yang

disimpan dalam suatu sistem komputer baik organisasi maupun individu. Setiap

informasi yang disimpan harus dilindungi keamanannya dari pihak-pihak yang

tidak memiliki hak akses (

unauthorized user

). Keamaman data menjadi suatu hal

yang diprioritaskan dalam penyimpanan informasi. Kebutuhan pengamanan data

mendorong terciptanya algoritma-agoritma tertentu untuk mengamankan suatu

data [1].

Kriptografi dapat diartikan sebagai suatu ilmu ataupun seni yang

mempelajari bagaimana sebuah data dikonversi ke bentuk tertentu yang sulit

untuk dimengerti [2]. Kriptografi

Data Encryption Standard

(DES) menjadi

standard algoritma enkripsi kunci simetri, namun saat ini standard ini telah

tergantikan oleh algoritma lain karena DES dianggap tidak aman lagi [3]. Karena

DES mempunyai potensi kelemahan pada

key,

maka dibuat varian dari DES.

Salah satu contoh varian DES adalah

Double

DES dan

Triple

DES. Hal ini karena

DES memiliki kunci lemah yang mengakibatkan setiap putaran proses

enciphering

menghasilkan

plaintext

semula [4].

Beranjak dari permasalahan di atas, maka dilakukan penelitian yang

memodifikasi DES dengan teknik menkombinasi antara

Right Row

dan

Left Row

pada proses pembangkitan kunci internal disertai dengan kombinasi fungsi XOR

dan

Concatenate

. Fokus dalam penelitian ini adalah bagaimana memodifikasi

kriptografi DES dengan menggunakan teknik kombinasi

Right Row

dan

Left Row

pada proses pembangkitan kunci internal. Peranan kunci yang penting dalam

proses

enciphering

menjadi alasan mengapa proses modifikasi DES dengan

kombinasi

Right Row

dan

Left Row

serta operasi XOR dan

Concatenate

dilakukan

pada proses ini. Pada pengujian modifikasi DES ini tidak dilakukan kriptanalisis

sebab memakan

resource

dan waktu yang cukup banyak, hal ini dikarenakan

kunci DES memiliki panjang 56 artinya 2

56

= 72.057.594.037.927.936

kemungkinan

key

yang harus dicoba secara paksa dengan super komputer [3].

2.

Tinjauan Pustaka

Pada bagian ini akan membahas beberapa pustaka yang digunakan sebagai

landasan teori untuk memodifikasi Kriptografi DES. Berikut ini sebagai pustaka

yang diacu adalah penelitian terdahulu yang telah dilakukan terkait dengan

modifikasi kriptografi DES.

Penelitian sebelumnya yang berjudul

Enhancing the Security of DES

Algorithm Using Transposition Cryptography Techniques

menggunakan teknik

transposition

untuk meningkatkan keamanan kriptografi DES. Penelitian ini

menggunakan

plaintext

yang akan dienkripsi dengan algoritma DES yang sudah

dimodifikasi dengan tambahan teknik

transposition

. Teknik

transposition

yang

digunakan dalam penelitian ini adalah

Simple Columnar Transposition Technique

3

Sehingga

plaintext

yang akan dienkripsi menggunakan algoritma DES sudah

merupakan hasil dari modifikasi SCTTMR. Penelitian ini menghasilkan

peningkatan keamanan pada algoritma DES. Jika

intruder

ingin menyerang

algoritma modifikasi ini, maka diperlukan urutan

random

kolom yang digunakan

pada proses SCTTMR dan memerlukan waktu yang lebih lama [5].

Penelitian lain yang berjudul

Modified Key Model of Data Encryption

Standard

menggunakan 8 bit pertama hasil permutasi kompresi pertama dan 8 bit

terakhir pada permutasi ke dua sebagai 16 bit kombinasi untuk tiap 48 bit

key

pada saat pengangkatan 16 kunci internal. Sehingga ketika dilakukan proses

enchipering

DES kunci yang digunakan 48 bit pada 16 bit pertama selalu statik

atau sama. Tujuan dari penelitian ini adalah memperumit kriptografi DES normal

pada saat pengangkatan kunci sehingga lebih sulit untuk dilakukan teknik

kriptanalisis DES normal [6].

Kedua penelitian di atas merupakan penelitian yang memodifikasi

kriptografi DES dengan menggunakan teknik

transposition

dan pengangkatan

internal key.

Berdasarkan penelitian sebelumnya maka penelitian ini akan

melakukan modifikasi algoritma DES dengan menkombinasi

Right Row Left

Rows

disertai dengan operasi XOR dan

Concatenate

. Penerapan teknik ini

akan

dilakukan pada proses pembangkitan kunci internal DES. Dengan adanya teknik

ini

yang dilakukan pada pembangkitan kunci diharapkan keamanan DES

meningkat.

Penelitian ini akan berfokus pada kriptografi DES maka dipaparkan lebih

jelas dan detail tentang DES.

Data Encryption Standard

(DES) termasuk ke dalam

sistem kriptografi simetri dan tergolong jenis

cipher

block

. DES beroperasi pada

ukuran blok 64 bit. DES mengenkripsikan 64 bit plainteks menjadi 64 bit

cipherteks dengan menggunakan 56 bit kunci internal (

internal key

) atau

upa-kunci (

subkey

). Kunci internal dibangkitkan dari kunci eksternal (

external key

)

yang panjangnya 64 bit [7].

Proses enkripsi DES dapat dilihat melalui Gambar 1. Saat proses enkripsi

berlangsung diperlukan 2 input utama, yaitu :

plaintext

yang akan dienkripsi dan

key

. Panjang

plaintext

harus 64 bits dan

key

56 bits.

4

Blok

plaintext

dipermutasi dengan matriks permutasi awal (

initial

permutation

atau IP). Hasil permutasi awal kemudian di-

enciphering

sebanyak 16

kali (16 putaran). Setiap putaran menggunakan kunci internal yang berbeda. Saat

proses

enciphering

, blok plainteks terbagi menjadi dua bagian, kiri (L) dan kanan

(R), yang masing-masing panjangnya 32 bit. Kedua bagian ini masuk ke dalam 16

putaran DES. Setiap putaran

i

, blok

R

merupakan masukan untuk fungsi

transformasi yang disebut

f

. Pada fungsi

f

, blok

R

dikombinasikan dengan kunci

internal

Ki

. Keluaran dari fungsi

f

dilakukan XOR dengan blok

L

untuk

mendapatkan blok

R

yang baru. Sedangkan blok

L

yang baru langsung diambil

dari blok

R

sebelumnya. Proses ini adalah satu putaran DES. Secara matematis,

satu putaran DES dinyatakan sebagai :

1 



i i

R

L

(1)

)

,

(

1

1 i i

i

i

L

f

R

K

R



_



_

(2)

Hasil

enciphering

kemudian dipermutasi dengan matriks permutasi balikan

(

invers initial permutation

atau IP

-1

) menjadi blok

ciphertext

. Secara lebih detail

algoritma enkripsi DES dapat dilihat pada Gambar 2.

Plainteks

IP

L0 R0

f



) , (0 1 0 1 L f R K

R  L1 = R0

K1

f



) , ( 1 2 1 2 L f R K

R   L2 = R1

K2

) , ( 14 15 14 15 L f R K

R   L15 = R14

K16

) , (15 16 15 16 L fR K

R   L16 = R15

IP-1

Cipherteks

f



5

Proses

enciphering

terjadi sebanyak 16 putaran, maka dibutuhkan kunci

internal sebanyak 16 buah, yaitu

K1

,

K2

, …,

K16

. Kunci-kunci internal ini dapat

dibangkitkan sebelum proses enkripsi atau bersamaan dengan proses enkripsi.

Kunci internal dibangkitkan dari kunci eksternal yang diberikan oleh pengguna.

Kunci eksternal panjangnya 64 bit atau 8 karakter. Misalkan kunci eksternal yang

tersusun dari 64 bit adalah

K

. Kunci eksternal ini menjadi masukan untuk

permutasi dengan menggunakan matriks permutasi kompresi. Dalam permutasi

ini, tiap bit ke delapan (

parity bit

) dari delapan

byte

kunci diabaikan. Hasil

permutasinya adalah sepanjang 56 bit, sehingga dapat dikatakan panjang kunci

DES adalah 56 bit. Selanjutnya, 56 bit ini dibagi menjadi 2 bagian, kiri dan kanan,

yang masing-masing panjangnya 28 bit, yang masing-masing disimpan di dalam

C0

dan

D0

. Selanjutnya, kedua bagian digeser ke kiri (

left shift

) sepanjang satu

atau dua bit bergantung pada tiap putaran. Operasi pergeseran bersifat

wrapping

atau

round-shift

. Setelah pergeseran bit, (

C

i

,

D

i

) mengalami permutasi kompresi

dengan menggunakan matriks permutasi kompresi. Dengan permutasi ini, kunci

internal

K

i

diturunkan dari (

C

i

,

D

i

) yang dalam hal ini

K

i

merupakan

penggabungan bit-bit

C

i

dengan bit-bit

D

i,

, sehingga setiap kunci internal

Ki

mempunyai panjang 48 bit. Proses pembangkitan kunci-kunci internal

ditunjukkan pada Gambar 3.

Kunci eksternal

Permutasi PC-1

C0 D0

Left Shift Left Shift

C1 D1

Left Shift Left Shift

Permutasi

PC-2 K1

C_j D_j

Permutasi

PC-2 K_j

 

 

Left Shift Left Shift

C₁₆ D₁₆

Permutasi

PC-2 K₁₆

Gambar 3 Proses Pembangkitan Kunci-Kunci Internal DES [7]

Proses dekripsi terhadap

ciphertext

merupakan kebalikan dari proses

enkripsi. DES menggunakan algoritma yang sama untuk proses enkripsi dan

dekripsi. Jika pada proses enkripsi urutan kunci internal yang digunakan adalah

K1

,

K2

, …,

K16

, maka pada proses dekripsi urutan kunci yang digunakan adalah

K16

,

K15

, …,

K1

.

Untuk tiap putaran 16, 15, …, 1, keluaran pada setiap putaran

deciphering

adalah

1 



i

i

R

6

)

,

(

1

1 i i

i

i

L

f

R

K

R









(2)

yang dalam hal ini, (

R16

,

L16

) adalah blok masukan awal untuk

deciphering

. Blok (

R16

,

L16

) diperoleh dengan mempermutasikan

ciphertext

dengan matriks permutasi IP

-1

. Pra-keluaran dari

deciphering

adalah (

L0

,

R0

).

Dengan permutasi awal IP akan didapatkan kembali blok

plaintext

semula.

Selama

deciphering

,

K16

dihasilkan dari (

C16

,

D16

) dengan permutasi PC-2.

(

C16

,

D16

) tidak dapat diperoleh langsung pada permulaan

deciphering

. Tetapi

karena (

C16

,

D16

) = (

C0

,

D0

), maka

K16

dapat dihasilkan dari (

C0

,

D0

) tanpa perlu

lagi melakukan pergeseran bit. (

C0

,

D0

) yang merupakan bit-bit dari kunci

eksternal

K

yang diberikan pengguna pada waktu dekripsi. Selanjutnya,

K15

dihasilkan dari (

C15

,

D15

) yang mana (

C15

,

D15

) diperoleh dengan menggeser

C16

(yang sama dengan

C0

) dan

D16

(yang sama dengan

C0

) satu bit ke kanan. Sisanya,

K14

sampai

K1

dihasilkan dari (

C14

,

D14

) sampai (

C1

,

D1

).

Proses

kombinasi

Right Row Left Row

akan beroperasi pada

row

saat

pembagian

C

0

dan

D

0

dari

external key

ke pembangkitan

internal key

. Proses ini

akan bekerja dengan cara membagi kembali antara

C

0

dan

D

0

ke dalam 2 bagian

bit. Kemudian bit pada

C

0

bagian row kanan akan digeser ke kanan pada bit

D

0

bagian kanan, begitu pula dengan sebaliknya. Pada bit

D

0

bagian kanan akan

digeser ke kiri pada bit

C

0

bagian kanan. Sebagai contoh misal

x

= 11110101,

y

=

00001010 jika dilakukan teknik kombinasi

Right Row

Left Row

maka bit

x

akan

dibagi menjadi 2 yaitu

x left

= 1111,

x right

= 0101 sedangkan

y

menjadi

y left

=

0000,

y right

= 1010. Lalu dilakuakn kombinasi dengan menggeser bit

x right

0101 geser 4 ke kanan (

rightrow

) dgn

y right

maka skrg menjadi

y left x right

=

00000101. Lalu untuk

y right

digeser 4 bit ke kiri menjadi

x left y right

=

11111010. Kombinasi

Right Row

Left Row

yang dilakukan pada

row

secara

sederhana dapat digambarkan pada Gambar 4.

Gambar 4 Teknik Kombinasi Right Row Left Row

Ada empat operasi logika yang sering dilakukan, yaitu AND, OR, XOR

dan NOT, dimana pada masing-masing operasi dilakukan untuk pengaturan bit

pada data biner. Operasi XOR sering digunakan untuk membalikkan kondisi bit

tertentu [8]. Proses XOR dapat digambarkan pada Tabel 1.

7

Proses

Concatenate

adalah suatu proses yang dilakukan untuk

menggabungkan 2 string menjadi satu rangkaian string. Sebagai contoh String

x

dan

y

jika dikonkatenasi maka akan menjadi xy. Atau contoh yang lain dalam

biner

x

= 110110,

y

= 101010, apabila dilakukan proses konkatenasi

∙

maka

akan menjadi

xy

= 110110101010 [9].

3.

Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan melalui tahapan penelitian yang terbagi dalam enam

tahapan, yaitu (1) Pengumpulan bahan, (2) Analisis Kebutuhan, (3) Perancangan

modifikasi, (4) Modifikasi DES dengan

Right Row Left Row

, (5) Uji hasil

modifikasi, (6) Penulisan laporan.

Gambar 5 Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian berdasarkan Gambar 5.

Tahap pertama

: pengumpulan

bahan yaitu, melakukan pengumpulan terhadap data-data dari jurnal-jurnal, buku,

serta sumber yang terkait dengan modifikasi pada DES.

Tahap kedua

: analisis

kebutuhan yaitu, melakukan analisis mengenai kebutuhan apa saja yang

dibutuhkan dalam perancangan modifikasi DES dengan kombinasi

Right Row Left

Row

.

Tahap ketiga

: perancangan modifikasi yang meliputi pembuatan bagan

proses enkripsi dan dekripsi dalam modifikasi DES, serta gambaran-gambaran

umum mengenai modifikasi yang akan dilakukan;

Tahap keempat

: melakukan

modifikasi berdasarkan

tahap ketiga

kemudian melakukan analisis hasil dari

modifikasi kritografi DES yang dilakukan.

Tahap kelima

: melakukan uji hasil

modifikasi terhadap keseluruhan perancangan dan modifikasi yang telah dibuat.

Tahap keenam

: penulisan laporan hasil penelitian, yaitu mendokumentasikan

proses penelitian yang sudah dilakukan dari tahap awal hingga akhir ke dalam

tulisan, yang akan menjadi laporan hasil penelitian.

Penulisan Laporan

Uji Hasil Modifikasi

Modifikasi DES dengan Kombinasi RightRowLeftRow Perancangan Modifikasi

Analisis Kebutuhan

8

Metode perancangan aplikasi yang digunakan adalah metode

waterfall.

Waterfall

adalah metode yang melakukan pendekatan secara sistematis dan urut

mulai dari level kebutuhan sistem lalu menuju ke tahap analisis, desain,

coding

,

testing/verification

dan

maintenance

. Secara umum tahapan pada model

waterfall

dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6 Tahapan Metode Waterfall [9]

Analisa Kebutuhan ini merupakan analisa terhadap kebutuhan sistem.

Pengumpulan data dalam tahap ini bisa melakukan sebuah penelitian, studi

literatur. Sistem analis akan menggali informasi sebanyak-banyaknya tentang

DES dan modifikasi yang telah dilakukan sebelumnya. Kebutuhan yang

diperlukan salah satunya adalah

software

dan bahasa pemrograman

C#

yang akan

digunakan untuk

coding

.

Desain Sistem merupakan tahapan dimana dilakukan penuangan pikiran

dan perancangan sistem terhadap solusi dari permasalahan yang ada dengan

menggunakan perangkat pemodelan sistem seperti diagram alir data (data flow

diagram).

Penulisan kode program atau coding merupakan penerjemahan design

dalam bahasa yang bisa dikenali oleh komputer. Dilakukan oleh programmer yang

akan memodifikasi DES. Tahapan ini lah yang merupakan tahapan secara nyata

dalam mengerjakan suatu aplikasi. Setelah pengkodean selesai maka akan

dilakukan testing terhadap aplikasi yang telah dibuat tadi. Tujuan testing adalah

menemukan kesalahan-kesalahan terhadap aplikasi tersebut dan kemudian bisa

diperbaiki.

Pengujian Program Tahapan akhir dimana aplikasi yang baru diuji

kemampuan dan keefektifannya sehingga didapatkan kekurangan dan kelemahan

aplikasi yang kemudian dilakukan pengkajian ulang dan perbaikan terhadap

aplikasi menjadi lebih baik dan sempurna.

9

(periperal atau sistem operasi baru) baru, atau karena membutuhkan

perkembangan fungsional.

Proses enkripsi dan dekripsi modifikasi DES dengan

Right Row Left Row

dapat digambarkan dengan diagram pada Gambar 7.

Gambar 7 Proses Enkripsi Modifikasi DES

Modifikasi DES dengan kombinasi

Right Row Left Row

dilakukan pada saat

pembangkitan kunci internal. Baik proses enkripsi maupun dekripsi DES akan

melalui proses pembangkitan kunci internal, dimana kunci internal akan

dipermutasi dengan PC-2 [8] untuk menghasilkan 16 kunci yang digunakan setiap

putaran

enciphering

. Peranan kunci yang penting dalam proses

enciphering

menjadi alasan mengapa proses modifikasi DES dilakukan pada proses ini.

Modifikasi DES dengan kombinasi

Right Row Left Row

ini dilakukan setelah

proses permutasi kunci dengan PC-1 [8] dengan menghasilkan panjang kunci 56

bit. Berikut ini adalah tahapan-tahapan modifikasi DES pada pembangkitan kunci

internal dari Gambar 7.

10

panjang masing-masing 28 bit. Perbedaan dengan proses DES biasa adalah

C

0

dan

D

0

akan disimpan langsung sebagai kunci ke 0.

Pada modifikasi DES ini

C

0

dan

D

0

akan dibagi menjadi 2 bagian lagi,

sehingga masing-masing bagian memiliki panjang 14 bit. Bagian

C

0

diberi nama

C

0

left

dan

C

0

right,

sedangkan

D

0

diberi nama

D

0

left

dan

D

0

right.

Proses kombinasi

Right Row Left Row

dilakukan pada bagian ini yaitu

menggeser 14 bit

C

0

Right

ke 14 bit bagian kanan

D

0

yaitu

D

0

Right.

Dan

menggeser ke kiri 14 bit

D

0

right ke bagian kanan

C

0

yaitu

C

0

right.

Kemudian

melakukan XOR antara

C

0

left

dengan

D

0

right

dan

C

0

right

dengan

D

0

left.

Proses

ini akan menghasilkan kunci dengan panjang 14 bit.

Penambahan bit kunci dilakukan agar panjang kunci kembali menjadi 28

bit, dengan cara konkatenasi bit yang dihasilkan pada proses sebelumnya (14 bit).

Hasil dari proses tersebut disimpan kembali sebagai

C

0

dan

D

0

.

Proses DES

kemudian berlangsung dengan melakukan

left shift

dan permutasi kompresi kunci

2 untuk menghasilkan 16 kunci.

Berikut akan dijelaskan pemaparan

coding

untuk melakukan modifikasi

DES dengan kombinasi

Right Row Left Row

pada pembangkitan kunci internal.

Berikut adalah penjelasan untuk masing-masing bagian pada modifikasi DES.

Pertama adalah

coding

untuk membagi menjadi 2 bagian lagi yaitu

C

0

left

dan

C

0

right

dengan

D

0

left

dan

D

0

right

. Kode Program dapat dilihat pada Kode

Program 1

Kode Program 1 Penggalan Perintah Pembagian Setengah Kunci

Berikut adalah

coding

untuk proses XOR yang akan dilakukan pada

modifikasi DES. Sedangkan utuk operasi konkatenasi terletak di line 10 pada

Kode Program 2.

1. public string SetHalvesKey(bool IsLeft, string text){ 2. if ((text.Length % 8) != 0){

3. return null; 4. }

5. int midindex = (text.Length / 2) - 1; 6. string result = "";

7. if (IsLeft){

8. result = text.Substring(0, midindex + 1); 9. }

10.else{

11.result = text.Substring(midindex + 1); 12.}

11

Kode Program 2 Penggalan Perintah Operasi XOR Antara C0left dengan D0 right dan C0right

dengan D0 left

Modifikasi DES dengan kombinasi

Right Row Left Row

yang terjadi pada

proses pembangkitan kunci ini memiliki alur yang sama baik proses enkripsi

maupun dekripsi. Ketika proses dekripsi berlangsung diperlukan terlebih dahulu

16 kunci internal untuk proses

deciphering

.

4.

Implementasi dan Pembahasan

Penelitian ini melakukan modifikasi kriptografi DES dengan

Right Row Left

Row

. Penerapan modifikasi kriptografi DES terjadi pada pembangkitan kunci

internal. Peranan kunci internal penting dalam proses

enciphering,

karena dengan

kunci ini dilakukan 16 kali putaran

enciphering

yang akan menghasilkan

ciphertext

. DES beroperasi pada ukuran blok 64 bit. DES mengenkripsikan 64 bit

plainteks menjadi 64 bit cipherteks dengan menggunakan 56 bit kunci internal

(

internal key

). Alur kerja proses enkripsi kriptografi DES dijelaskan melalui

skema pada Gambar 7 yang dimodifikasi dengan teknik kombinasi

Right Row Left

Row

dapat dijelaskan sebagai berikut.

Kunci eksternal dengan panjang 8 karakter diproses dengan mengubah

kunci eksternal ke bilangan hexadesimal, kemudian dari hexadesimal menjadi

biner dengan panjang kunci 64 bit (8 bit per karakter).

Hasil dari 64 bit biner tersebut dilanjutkan dengan permutasi kunci eksternal

dengan PC-1 [8]. Hasil dari permutasi ini menjadikan panjang kunci eksternal dari

64 bit menjadi 56 bit.

Kunci eksternal 56 bit yang telah mengalami permutasi dibagi menjadi 2

bagian C

0

dan D

0

dengan panjang masing-masing 28 bit. Jika pada proses DES

biasa

C

0

dan

D

0

akan disimpan langsung sebagai kunci ke 0.

Penambahan proses kombinasi

Right Row Left Row

dilakukan pada proses

pembangkitan kunci internal ini. Proses kombinasi

Right Row Left Row

dilakukan

dengan cara membagi 2 bagian kembali

C

0

dan

D

0

, sehingga masing-masing

bagian memiliki panjang 14 bit. Bagian

C

0

diberi nama

C

0

left

dan

C

0

right,

sedangkan

D

0

diberi nama

D

0

left

dan

D

0

right.

Kemudian proses kombinasi

Right

Row Left Row

dilakukan pada bagian ini yaitu menggeser 14 bit

C

0

Right

ke 14 bit

1. public override string EncryptionStart(string text, string key, bool IsHalf1){

2. string result = ""; 3. int l = key.Length; 4. if (IsHalf1){

5. for (int j = 0; j < key.Length / 2; j++){

6. result += Convert.ToString(Convert.ToByte(text[j]) ^ Convert.ToByte(key[(key.Length / 2) + j])) + "";}} 7. else{

8. for (int j = 0; j < key.Length / 2; j++){

9. result += Convert.ToString(Convert.ToByte(text[(key.Length / 2) + j]) ^ Convert.ToByte(key[j])) + "";}}

12

bagian kanan

D

0

yaitu

D

0

Right

. Dan menggeser ke kiri 14 bit

D

0

Right

ke bagian

kanan

C

0

yaitu

C

0

Right

.

Setelah proses kombinasi

Right Row Left Row

dilakukan operasi XOR antara

C

0

left

dengan

D

0

right

dan

C

0

right

dengan

D

0

left.

Proses ini akan menghasilkan

kunci dengan panjang 14 bit.

Untuk proses pembangkitan kunci internal dan proses

enciphering

diperlukan

kunci dengan panjang 28 bit. Oleh karena itu penambahan bit kunci dilakukan

agar panjang kunci kembali menjadi 28 bit, dengan cara konkatenasi bit yang

dihasilkan pada proses sebelumnya (14 bit) menjadi 28 bit.

Hasil dari proses tersebut disimpan kembali sebagai

C

0

dan

D

0

.

Proses DES

kemudian berlangsung dengan melakukan

left shift

dan permutasi kunci dengan

PC-2 untuk menghasilkan 16 kunci dengan panjang masing-masing 48 bit.

Kemudian proses dilanjutkan dengan melakukan proses

enchipering

DES

yang dilakukan 16 kali dengan kunci internal yang telah dimodifikasi.

File

atau

teks yang akan dienkripsi diubah menjadi biner dengan kelipatan 64 bit. Jika hasil

belum kelipatan 64 bit maka dilakukan

padding

bit 0 sampai panjang menjadi

kelipatan 64 (plainteks).

Setiap kelompok 64 bit plainteks melalui proses permutasi dengan matriks

ip

(64 bit). Dari hasil tersebut akan dibagi menjadi 2 bagian L

0

dan R

0

dengan

masing-masing panjang 32 bit. R

0

akan menjadi L

n

, sedangkan L

0

akan di XOR

dengan hasil fungsi transformasi yang disebut

f

yang nantinya disimpan sebagai

R

n.

1 



_i

i

R

L

(1)

)

,

(

₁

1 i i

i

i

L

f

R

K

R



_



_

(2)

Fungsi

f

terdiri dari 4 tahapan. Tahap pertama (

E

) : R

n_1

(R

0

) 32 bit akan

dipermutasi dengan matriks

pc_e

menghasilkan 48 bit yang disebut fungsi

ekspansi. Matriks

pc_e

dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2 Matriks pc_e Fungsi Ekspansi [8]

32

1

2

3

4

5

4

5

6

7

8

9

8

9

10

11

12

13

12

13

14

15

16

17

16

17

18

19

20

21

20

21

22

23

24

25

24

25

26

27

28

29

28

29

30

31

32

1

Tahap ke dua (

XOR

) : hasil dari tahap pertama di XOR kan dengan kunci

internal hasil

enciphering

(

Kn

) menghasilkan vektor

A

dengan panjang 48 bit.

A

K

R

E

(

i1

)



i



(5)

Tahap ke tiga (

sBox_Transform

) : vektor

A

akan dibagi menjadi 8 bagian,

masing-masing 6 bit untuk dilakukan proses substitusi

S-box

. Proses substitusi

dilakukan dengan menggunakan delapan buah kotak-S (

S-box

),

S1

sampai

S8

.

Setiap kotak-S menerima masukan 6 bit dan menghasilkan keluaran 4 bit.

Output

13

Tabel 3P-Box [8]

16 7

20 21

29

12

28

17

1

15

23

26

5

8

31 10

2 8

24 14

32

27

3

9

19

13

30

6

22

11

4 25

Hasil dari fungsi

f

akan akan mengalami proses XOR dengan

L

i – 1

untuk

mendapatkan

R

i

)

(

1

P

B

L

R

_i



_i



(6)

Sehingga

output

dari setiap putaran ke

i

sama dengan

))

(

,

(

)

,

(

L

_i

R

_i



R

_i1

L

_i1



P

B

(7)

Proses ini akan dilakukan sebanyak 16 kali dengan menggunakan kunci

internal (jaringan

Feistel

). Permutasi terakhir dilakukan setelah 16 kali putaran

terhadap gabungan blok kiri dan blok kanan.

Proses permutasi menggunakan

matriks permutasi awal balikan (

inverse initial permutation

atau IP

-1

). Matrik

inverse initial permutation

dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4 MatriksIP-1 _[8]

40 8

48

16

56

24

64

32

39 7

47

15

55

23

63

31

38 6

46

14

54

22

62

30

37 5

45

13

53

21

61

29

36 4

44

12

52

20

60

28

35 3

43

11

51

19

59

27

34 2

42

10

50

18

58

26

33 1

41

9

49

17

57

25

Alur proses dekripsi merupakan kebalikan dari alur proses enkripsi. Dimana

setiap blok cipherteks akan diubah kembali menjadi plainteks. Modifikasi DES

dengan menggunakan kombinasi

Right Row Left Row

juga terletak pada proses

pembangkitan kunci internal proses dekripsi.

Untuk proses

deciphering

memiliki alur yang sama seperti proses

enchiphering

sebab DES bekerja dalam

Block Chiper

. Yang membedakan adalah

ketika di awal 64 bit

plainteks

dipermutasikan terlebih dahulu dengan IP

-1

[8].

Kemudian untuk kunci internal mengalami pembalikan pada fungsi

f

dengan

urutan (K

16….

K

1

).

Sebagai contoh terdapat

file

teks yang berisi tulisan “KRIPTOGRAFI

RAHASIA DATA”

.

File

tersebut akan menjadi masukkan proses enkripsi

maupun dekripsi. Kunci eksternal yang diinputkan adalah

“

A4B234FF

”

. Berikut

ini adalah penjabaran dari tiap tahapan dalam proses enkripsi.



Kunci eksternal = A4B234FF



Kunci eksternal 8 karakter= A4B234FF

Kunci eskternal biner (64 bit) =

0100000100110100010000100011001000110011001101000100011001000110



Permutasi kunci eksternal dengan PC-1. Kunci eksternal menjadi (56 bit)=

00000000110001010011101000111101110011100010000000001010



Bagi kunci eksternal 56 bit menjadi 2 bagian C

0

dan D

0

dengan panjang

masing-masing 28 bit.

C

0

= 0000000011000101001110100011 dan

D

0

=

14

Lakukan kombinasi

Right Row Left Row

dengan membagi 2 bagian kembali

C

0

dan D

0

, sehingga masing-masing bagian memiliki panjang 14 bit. Bagian

C

0

diberi nama

C

0

left

= 00000000110001 dan

C

0

right

= 01001110100011

,

sedangkan

D

0

diberi nama

D

0

left

= 11011100111000 dan

D

0

right

=

10000000001010

. Right Row

dilakukan dengan menggeser 14 bit

C

0

right

ke

bagian kanan 14 bit

D

0

yaitu

D

0

right.

Sehingga bit

C

0

right

bertukar dengan bit

D

0

right

dan dikombinasikan menjadi 0100111010001111011100111000.

Left Row

dilakukan dengan menggeser ke kiri 14 bit

D

0

right

ke bagian kanan

C

0

yaitu

C

0

Right

dan dikombinasikan menjadi

C

0

left D

0

right

00000000110001

10000000001010



Kemudian melakukan operasi XOR antara

C

0

left

dengan

D

0

right

dan

C

0

right

dengan

D

0

left.

C

0

=

C

0

left



D

0

right

= 00000000110001 ^ 10000000001010

= 10000000111011

D

0

=

C

0

right



D

0

left

= 01001110100011 ^ 11011100111000

= 10010010011011



Konkatenasi bit yang dihasilkan pada proses sebelumnya (14 bit).

C

0

= 1000000011101110000000111011

D

0

= 1001001001101110010010011011

1.

Hasil kunci yang sudah dimodifikasi melalui proses kombinasi

Right Row Left

Row

tersebut disimpan kembali sebagai

C

0

dan

D

0

.

Proses DES kemudian

berlangsung dengan melakukan

left shift

dan permutasi kunci dengan PC-2

untuk menghasilkan 16 kunci (

Kn

) dengan panjang masing-masing 48 bit.

C

0

= 1000000011101110000000111011

C

1

= 0000000111011100000001110111

C

2

= 0000001110111000000011101110

C

3

= 0000111011100000001110111000

…

C

16

D

0

= 1001001001101110010010011011

D

1

= 0010010011011100100100110111

D

2

= 0100100110111001001001101110

D

3

= 0010011011100100100110111001

…

D

16

K

1

= 100100010001101011001010111101011101000110010000

K

2

= 001000000010101011011010100111111010101001001100

K

3

= 001101000111110000010100011100001101011111010000

K

4

= 010001100010110101010000000110011010010000101111

…

K

16

2.

Binarytext

=

15

3.

Setiap kelompok 64 bit plainteks melalui proses berikut :

a.

plainteks

(64 bit)=

111111111001101001110000011001010000000000000000001001011110

0011.

b.

L

0

= 11111111100110100111000001100101

R

0

= 00000000000000000010010111100011

c.

L

n

= 00000000000000000010010111100011

Fungsi f terdiri dari 4 tahapan.

Tahap pertama (

E

)

–

hasil 48 bit:

E

(

R

i – 1

)

=

100000000000000000000000000100001011111100000110

Tahap ke dua (

XOR

)

–

hasil 48 bit :

A = E

(

R

i – 1

)



K

i

= 100000000000000000000000000100001011111100000110 ^

100100010001101011001010111101011101000110010000

= 000100010001101011001010111001010110111010010110

Tahap ke tiga (

sBox_Transform

)

–

hasil 32 bit :

B

= 11011100100101101010010001011110

Tahap ke empat (

Permutation P

)

–

hasil 32 bit :

P(B) =

00010000000010100111000001110000

Hasil dari fungsi

f

akan di XOR kan dengan

L

i –1

untuk mendapatkan

R

i

R

i

=

L

i – 1



P

(

B

)

R

i

= 11111111100110100111000001100101 ^

00001111110110101001000110111010

R

i

=

11101111100100000000000000010101

d.

Dari hasil di atas maka didapatkan :

L

1

= 00000000000000000010010111100011

R

1

= 11101111100100000000000000010101

Lakukan langkah di atas sampai 15 kali (L

1..16

, R

1…16

) berikutnya untuk

mendapatkan hasil akhir 64 bit pertama pada (L

16

,R

16

). Demikian pula

untuk proses dekripsi sama dengan proses manual untuk enkripsi hanya

saja kunci yang digunakan pada tahap c. sesuai dengan urutan (K

16…

K

1

)

Selanjutnya, menunjukkan modifikasi DES dengan teknik kombinasi

Right

Row Left Row

sebagai sebuah teknik kriptografi berdasarkan stinson, dengan

memenuhi syarat

five-tuple

[11] yaitu, syarat pertama:

P adalah himpunan

berhingga dari plainteks. Rancangan kriptografi ini menggunakan plainteks

berupa 64 bit pada setiap pembagian bit

cipher block

DES. Ini menunjukkan

jumlah bit yang semuanya terbatas dalam sebuah himpunan yang berhingga, maka

himpunan plainteks pada modifikasi DES adalah himpunan berhingga; Syarat

kedua: C adalah himpunan berhingga dari cipherteks. Cipherteks dihasilkan dalam

elemen 64 bit, dimana karakter cipherteks, maka himpunan cipherteks yang

dihasilkan pada modifikasi DES dengan kombinasi

Right Row Left Row

16

kunci internal DES yang digunakan dalam proses modifikasi yaitu melakukan

penggeseran bit antara

C

0

right

dengan

D

0

right.

Proses ini akan menghasilkan

kunci dengan panjang 14 bit. Syarat keempat: Untuk setiap

� ∈ �

, terdapat aturan

enkripsi

_�

∈

dan berkorespodensi dengan aturan dekripsi

_�

∈ .

Setiap

�

: � ⟶

dan

�

: � ⟶ �

adalah fungsi sedemikian hingga

�

(

�

) =

untuk setiap plainteks

∈ �.

Syarat keempat secara menyeluruh terdapat kunci yang dapat melakukan

proses enkripsi sehingga merubah plainteks menjadi cipherteks dan dapat

melakukan proses dekripsi yang merubah cipherteks ke plainteks. Sebelumnya

telah dibuktikan dengan kelipatan 64 bit pertama dapat melakukan proses enkripsi

dan dekripsi. Perancangan modifikasi modifikasi DES dengan teknik kombinasi

Right Row Left Row

telah memenuhi

five-tuple

, maka terbukti menjadi sebuah

sistem kriptografi.

Aplikasi yang dibangun pada penelitian ini menerapkan modifikasi

kriptografi DES dengan menggunakan kombinasi

Right Row Left Row

. Aplikasi

ini menyediakan fungsi enkripsi dan dekripsi. Proses kriptografi aplikasi dapat

dilakukan pada

file

. Gambar 8 merupakan tampilan dari menu enkripsi.

Gambar 8 Tampilan Menu Enkripsi

Fungsi enkripsi mengharuskan pengguna untuk memilih

file

yang akan

dienkripsi. Setelah memilih

file

yang akan dienkripsi maka pengguna harus

memasukkan kunci yang akan digunakan untuk proses enkripsi. Kunci ekternal ini

akan digunakan untuk membangkitan kunci internal dalam proses

enciphering

modifikasi DES. Setelah proses enkripsi berhasil dilakukan maka akan muncul

notifikasi proses selesai. Lama proses enkripsi dapat dilihat pada tombol “W

aktu

Proses Enkripsi”. Perhitungan lama proses enkripsi dihitung berdasarkan selisih

waktu ketika proses mulai dilakukan sampai selesai. Gambar 9 merupakan

tampilan dari menu dekripsi. Seluruh element

interface

menu dekripsi sama

dengan menu enkripsi berserta fungsinya.

Gambar 9 Tampilan Menu Dekripsi

17

terhadap

file

teks maupun gambar. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kecepatan

kinerja modifikasi DES. Didapatkan hasil bahwa waktu proses enkripsi dan

dekripsi untuk kriptografi DES dan kriptografi DES yang dimodifikasi tidak jauh

berbeda atau dapat dikatakan sama. Perbandingan waktu antar proses enkripsi dan

dekripsi juga memiliki selisih waktu yang tidak banyak, baik dalam bentuk

file

teks maupun

file

gambar. Hasil dari pengujian perbandingan kriptografi tersebut

yang dilakukan pada

file

teks dapat dilihat pada Gambar 10.

Gambar 10 Grafik Perbandingan Waktu Proses Enkripsi-Dekripsi File Teks antara Modifikasi DES dengan DES.

Hasil dari pengujian perbandingan waktu kriptografi yang dimodifikasi

untuk

file

gambar dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11 Grafik Perbandingan Waktu Proses Enkripsi-Dekripsi File Gambar antara Modifikasi DES dengan DES.

Selain hal tersebut dilakukan pula perbandingan penggunaan memori yang

diperlukan untuk menjalankan setiap proses kriptografi DES dan modifikasi DES.

Perbandingan dilakukan dengan melakukan proses enkripsi dan dekripsi terhadap

file

teks maupun gambar. Hasil pengujian memori pada

file

teks dapat dilihat pada

Gambar 12.

1 kb 94 kb 213 kb 411 kb 768 kb 1028 kb

Enkripsi DES (s) 0.04 2.95 6.67 12.9 23.95 32.37

Enkripsi Modifikasi DES

(s) 0.06 3.03 7.14 13.14 24.97 33.97

Dekripsi DES (s) 0.03 2.96 6.75 12.92 24.18 32.06

Dekripsi Modifikasi DES

(s) 0.04 2.99 6.81 13.15 24.39 31.92 0

5 10 15 20 25 30 35 40

13 Kb 97 Kb 226 Kb 506 Kb 777 Kb 1039 Kb

Enkripsi DES (s) 0.39 3.06 7.14 15.92 24.51 32.72

Dekripsi DES (s) 0.4 3.04 6.98 15.79 24.2 32.54

Enkripsi Modifikasi DES

(s) 0.39 2.93 6.95 15.73 24.5 31.75

Dekripsi Modifikasi DES

(s) 0.4 3 7 14.5 22.7 30.51 0

18

Gambar 12 Grafik Perbandingan Penggunaan Memory Proses Enrkipsi-Dekripsi File Teks antara Modifikasi DES dengan DES.

Sedangkan untuk hasil dari pengujian perbandingan memori kriptografi

yang dimodifikasi untuk

file

gambar dapat dilihat pada Gambar 13.

Gambar 13 Grafik Perbandingan Penggunaan Memory Proses Enrkipsi-Dekripsi File Gambar antara Modifikasi DES dengan DES.

Berdasarkan penelitian dengan keterbatasan spesifikasi yang digunakan

(

stress point

). Maka data tabel pada Gambar 10 dan Gambar 11 akan dimodelkan

pada grafik dengan bentuk fungsi yang dicocokkan dengan data tersebut (

fitting

).

Pemodelan ini dipergunakan untuk mengukur data yang lebih dari hasil pengujian

dan penelitian. Tabel pada Gambar 10 untuk waktu Proses Enkripsi modifikasi

DES pada

file

teks menunjukkan

fitting

terbaik pada fungsi polynomial derajat 2

yaitu

=

dengan

=

1,0898x

2

–

0,7325x

–

0,247 dengan koefisien

determinasinya (R

2

) = 0,9949. Sedangkan untuk tabel pada Gambar 11

pengukuran waktu

file

gambar menunjukkan

fitting

terbaik pada fungsi

polynomial derajat 2 yaitu

=

0,7598x2 + 1,261x

–

2,229. Dengan koefisien

determinasinya (R

2

) = 0,9922. Grafik fitting dapat dilihat pada Gambar 14 dan

Gambar 15.

1 kb 94 kb 213 kb 411 kb 768 kb 1028 kb

Enkripsi DES (Mb) 10.5 15 24.2 47 58 78.5

Enkripsi Modifikasi DES

(Mb) 11 17 25 48 60 79.5

Dekripsi DES (Mb) 11 16 24 38 52 77

Dekripsi Modifikasi DES

(Mb) 11 17.5 25.2 38.5 52.6 77.8 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90

13 kb 97 kb 226 kb 506 kb 777 kb 1039 kb

Enkripsi DES (Mb) 11 16 24 46 60 79

Enkripsi Modifikasi DES

(Mb) 11 18 29.5 48 61 81

Dekripsi DES (Mb) 12 17.5 24.4 36 49.6 77

Dekripsi Modifikasi DES

(Mb) 12 18 25.2 36.3 50 78

19

Gambar 14 Grafik fitting Pengukuran Waktu Proses Modifikasi DES file teks

Gambar 15 Grafik fitting Pengukuran Waktu Proses Modifikasi DES file gambar

Kemudian untuk pengukuran

Memory

pada tabel Gambar 12 modifikasi

DES menunjukkan

fitting

terbaik pada fungsi polynomial derajat 2 yaitu

=

dengan

=

1,4911x

2

+ 3,6911x + 4,55 dengan koefisien determinasinya (R

2

)

= 0,9881. Sedangkan untuk tabel pada Gambar 13 pengukuran waktu

menunjukkan

fitting

terbaik pada fungsi polynomial derajat 2 yaitu

=

1,2679x2

+ 5,3393x + 3,5. Dengan koefisien determinasinya (R

2

) = 0,9963. Grafik fitting

dapat dilihat pada Gambar 16 dan Gambar 17.

Gambar 16 Grafik fitting Pengukuran Memory Proses Modifikasi DES file teks

Gambar 17 Grafik fitting Pengukuran Memory Proses Modifikasi DES file gambar

5.

Simpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka terdapat beberapa

kesimpulan sebagai berikut: Modifikasi DES dilakukan pada pembangkitan kunci

internal yang akan digunakan dalam proses

enciphering

. Peranan kunci yang

penting dalam proses

enciphering

menjadi alasan mengapa proses modifikasi

DES dengan teknik kombinasi

Right Row Left Row

dilakukan pada proses ini.

Modifikasi kriptografi DES dilakukan dengan cara membagi 2 bagian kunci

internal dan melakukan kombinasi

Right Row Left Row

pada

C

0

Right

dan

D

0

y = 1.0898x2_{- 0.7325x - 0.247}

R² = 0.9949

0 10 20 30 40

1 kb 94 kb 213 kb 411 kb 768 kb 1028 kb

Enkripsi Modifikasi DES

Dekripsi Modifikasi DES (s)

Poly. (Enkripsi Modifikasi DES)

y = 0.7598x2_{+ 1.261x - 2.229}

R² = 0.9922

-10 0 10 20 30 40

13 Kb 97 Kb 226 Kb 506 Kb 777 Kb 1039 Kb Enkripsi Modifikasi DES (s)

Dekripsi Modifikasi DES (s)

y = 1.4911x2_{+ 3.6911x + 4.55}

R² = 0.9881

0 50 100

1 kb 94 kb 213 kb 411 kb 768 kb 1028 kb Enkripsi Modifikasi DES (Mb)

Dekripsi Modifikasi DES (Mb)

y = 1.2679x2_{+ 5.3393x + 3.5}

R² = 0.9963

0 50 100

13 kb 97 kb 226 kb 506 kb 777 kb 1039 kb Enkripsi Modifikasi DES (Mb)

20

Right.

Kemudian

melakukan XOR untuk setiap bagiannya. Hasil dari proses ini

akan menghasilkan bit baru untuk dilakukan konkatenasi dengan bit sebelumnya

yang akan digunakan untuk proses

enciphering.

Perbandingan waktu eksekusi

enkripsi dan dekripsi untuk kriptografi DES dan Modifikasi DES tidak jauh

berbeda atau dapat dikatakan sama. Begitu juga penggunaan memori dalam proses

enkripsi dan dekripsi kriptografi DES dan modifikasi DES hampir sama. Analisa

pengukuran data untuk waktu enkripsi modifikasi DES pada

file

teks

=

1,0898x

2

–

0,7325x

–

0,247. Sedangkan untuk

file

gambar

=

0,7598x2 +

1,261x

–

2,229. Dan pada pengukuran data untuk

memory

pada enkripsi

modifikasi DES pada

file

teks

=

1,4911x

2

+ 3,6911x + 4,55. Sedangkan

untuk

file

gambar

= 1,2679x2 + 5,3393x + 3,5.

6.

Daftar Pustaka

[1]

Stallings, William. 2011.

Cryptography and Network Security: Principles

and Practice, Fifth edition.

Prentice Hall : United States.

[2]

Bruce Schneier. 1996.

Applied Cryptograp by: Protocols, Algorithms, and

Source Code in C

. USA : John Wiley & Sons, Inc.

[3]

Electronic Frontier Foundation.

Cracking DES: Secrets of Encryption

Research, Wiretap Politics & Chip Design

. O’Reilly & Associates Inc.,

July 1998.

[4]

Wagner, Neal.R. 2003. The Laws of Cryptography with Java Code.

University of Texas : San Antonio.

http://www.cs.utsa.edu/~wagner/lawsbookcolor/laws.pdf (diakses tanggal

28 Mei 2014).

[5]

Sombir, Sunil K.Maakar, Dr.Sudesh Kumar. 2013.

Enhancing the Security

of DES Algorithm Using Transposition Cryptography Techniques

.

ISSN:2277128X. International Journal of Advanced Research in Computer

Science and Software Engineering: India.

http://www.ijarcsse.com/docs/papers/Volume_3/6_June2013/V3I6-0267.pdf (diakses tanggal 31 Mei 2014).

[6]

Mohammed, Salih. 2010.

Modified Key Model of Data Encryption

Standard.

IEEE Member, Electrical Department

. College of Engineering,

University of Anbar : Iraq.

http://www.iasj.net/iasj?func=fulltext&aID=14266.pdf (diakses tanggal 31

Mei 2014).

[7]

Munir, Rinaldi. 2006. Kriptografi. Bandung: Penerbit Informatika.

[8]

Forouzan, Behrouz A. 2008.

Cryptography and Network Security

. New

York : McGraw-Hill.

[9]

Nugroho, Adi Sulistyo. 2013. Teori Bahasa & Otomata. Yogyakarta :

Penerbit Graha Ilmu.

[10] Pressman, Roger S. 2001.

Software Engineering A Practitioner Aproach

.

New York : McGraw-Hill.