Program Aplikasi Kriptografi Penyandian One Time Pad Menggunakan Sandi Vigenere.

(1)

Program Aplikasi Kriptografi Penyandian One Time Pad Menggunakan Sandi Vigenere

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Matematika Konsentrasi Terapan

Oleh

Lis Endah Pratiwi 1002379

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

PROGRAM APLIKASI KRIPTOGRAFI PENYANDIAN

ONE TIME PAD MENGGUNAKAN SANDI VIGENERE

Oleh Lis Endah Pratiwi

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada

Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Juli 2014

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

(3)

LIS ENDAH PRATIWI

PROGRAM APLIKASI KRIPTOGRAFI PENYANDIAN ONE TIME PAD MENGGUNAKAN SANDI VIGENERE

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING:

Pembimbing I

Dra. Hj. Rini Marwati, M.Si. NIP :196606251990012001

Pembimbing II

Isnie Yusnitha, S.Si., M.Ed. NIP :198506092012122002

Mengetahui,

Ketua Jurusan Pendidikan Matematika

(4)

Lis Endah Pratiwi, 2014

Program Aplikasi Kriptografi Penyandian One Time Pad Menggunakan Sandi VigenereUniversitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PROGRAM APLIKASI KRIPTOGRAFI PENYANDIAN ONE TIME PAD MENGGUNAKAN SANDI VIGENERE

oleh

Lis Endah Pratiwi

ABSTRAK

Penggabungan konsep algoritma kriptografi sandi Vigenere dan one time pad memiliki keunggulan dalam hal peringkasan/pemadatan data. Pada sandione time

pad, kunci yang digunakan untuk proses enkripsi dan dekripsi mempunyai

panjang yang sama dengan data awal, sedangkan dalam penggabungan konsep ini kunci sandi yang digunakan cukup memiliki panjang kunci setengah dari panjang data awal. Teori dasar matematika yang digunakan dalam penggabungan konsep dua sandi kriptografi ini yang menjadi masalah yang perlu dibahas, juga merancang dan membuat program aplikasi kriptografi gabungan dua sandi tersebut dalam penulisan skripsi ini. Metodelogi penelitian yang diterapkan dalam penulisan skripsi ini berupa studi literatur, pengembangan program, pembuatan program serta pengujian program aplikasi kriptografi. Hasil dalam penulisan skripisi ini berupa program aplikasi kriptografi yang dapat mempermudah proses enkripsi dan dekripsi sandikriptografi tersebut. Sehinggadapatdisimpulkanbahwa algoritma dari penggabungan dua sandi kriptografi dapat dijelaskan secara matematis dan program aplikasi kriptografi dapat dibuat menggunakan bahasa pemrograman Delphi 7.

(5)

CRYPTOGRAPHIC APPLICATION PROGRAM ONE TIME PAD ENCRYPTION USING THE VIGENERE CIPHER

by

Lis Endah Pratiwi

ABSTRACT

The integration of the concept of cryptographic algorithms vigenere cipher and one time pad has advantages in terms of data compression. At one time pad cipher, the key used for encryption and decryption process has a length that is equal to the initial data, whereas in this integration, the key used enough to have half of its key length the length of the initial data. At this writing there are problem that needs to be discussed, basic theory of mathematics of the integration and designing and creating application program. Research methodology which is applied in the form of study literature, program development, program creation, and program testing of cryptographic application. The result in this writing is in the form of a cryptography application program that can ease the process of encryption and decryption of the cryptography cipher. So it can be inferred thaat the algorithm form the integration of the two cipher cryptography can be described mathematically and cryptographic application program can be created using the programming language Delphi 7.

(6)

DAFTAR ISI 2.1 Teori Keterbagian dalam Bilangan Bulat ... 6

2.2 Operasi Bitwise... 7

2.3.1 Sistem Kriptografi Klasik ... 10

2.3.2 Analisis Sandi (Cryptanalysis) ... 12

2.3.3 Algoritma Kriptografi Klasik ... 13

2.4 Kode ASCII ... 15

(7)

2.5.1 Tipe dan Operator ... 17

2.5.2 Konstruksi Dasar Algoritma ... 18

2.5.3 Larik (Array) ... 19

2.5.4 Prosedur dan Fungsi ... 19

BAB III PENYANDIAN ONE TIME PAD MENGGUNAKAN SANDI VIGENERE 3.1 Sandi Vigenere ... 21

3.2 Sandi One Time Pad ... 23

3.3 Penyandian Sandi One Time Pad Menggunakan Sandi Vigenere ... 27

BAB IV PROGRAM APLIKASI KRIPTOGRAFI PENYANDIAN ONE TIME PAD MENGGUNAKAN SANDI VIGENERE 4.1 Perancangan Program Aplikasi ... 34

4.2 Implementasi ... 38

4.2.1 Perangkat Keras Pendukung ... 38

4.2.2 Implementasi Antarmuka ... 38

4.3 Pengujian Program Aplikasi ... 40

BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 52

B. Saran ... 52

DAFTAR PUSTAKA ... 53

LAMPIRAN ... 54

(8)

DAFTAR TABEL

Tabel

2.1. Tabel Kode ASCII ... 16

2.2. Tabel Kebenaran ... 17

3.1. Tabel Enkripsi Sandi Modifikasi ... 30

3.2. Tabel Dekripsi Sandi Modifikasi ... 32

4.1. Tabel ASCII Program ... 41

4.2. Tabel Enkripsi ... 44

4.3. Tabel Dekripsi ... 47

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar

2.1. Sistem Kriptografi Klasik ... 11

4.1. Flowchart Proses Enkripsi ... 35

4.2. Flowchart Proses Dekripsi ... 36

4.3. Rancangan Tampilan Home ... 37

4.4. Rancangan Tampilan Proses Enkripsi ... 37

4.5. Rancangan Tampilan Proses Dekripsi ... 38

4.6. Tampilan Antarmuka Home ... 39

4.7. Tampilan Antarmuka Proses Enkripsi ... 39

4.8. Tampilan Antarmuka Proses Dekripsi ... 40

4.9. Tampilan Proses Enkripsi ... 45

4.10. Tampilan Proses Dekripsi ... 48

4.11. Tampilan Kesalahan Input Proses Enkripsi ... 48

(10)

BAB I PENDAHULUAN

1.1LATAR BELAKANG MASALAH

Teknologi semakin berkembang yang berdampak positif bagi kehidupan manusia, salah satunya dalam hal berkomunikasi jarak jauh dan bertukar informasi yang bersifat publik maupun rahasia. Namun terdapat dampak negatif dari teknologi, yaitu kerahasiaan suatu informasi atau data semakin mudah diketahui orang lain (pihak ketiga) yang dapat mengakibatkan kerugian pada pihak yang saling bertukar informasi. Salah satu upaya agar data atau informasi tersebut tidak diketahui oleh pihak ketiga, maka dilakukan penyandian data dengan kunci. Orang yang mengetahui kunci pada sandi data tersebut hanya orang yang saling bertukar informasi sehingga rahasia terjamin. Dalam dunia sains, terdapat ilmu yang mempelajari penyandian data yang disebut Kriptografi.

“Kriptografi adalah ilmu pengetahuan dengan teknik matematika yang berhubungan dengan aspek keamanan jaringan, misalnya kerahasiaan data, keutuhan data, autentikasi data dan keaslian data” (Menezes et al., 1996: 4). Singkatnya, kriptografi adalah ilmu menyembunyikan data atau pesan. Terdapat dua proses dalam kriptografi, yaitu enkripsi dan dekripsi. Enkripsi adalah proses untuk mengubah data awal menjadi data sandi, sedangkan dekripsi adalah kebalikan dari enkripsi, yaitu proses untuk mengubah data sandi menjadi data awal. Kedua proses tersebut membutuhkan kunci, yaitu inputan untuk proses enkripsi dan dekripsi.

(11)

2

Sandi Vigenere adalah kriptografi klasik dengan metode subtitusi. Sandi

Vigenere merupakan sistem sandi poli-alfabetik yang sederhana. Misalkan pada

saat mengenkripsi data sebuah teks yang terdiri dari beberapa huruf menggunakan barisan karakter kunci yang berbeda. Sandi ini menggunakan operasi shift,

sebagaimana yang dikemukakan oleh Sadikin (2010: 40) bahwa “operasi shift

yaitu mensubtitusi suatu huruf menjadi huruf pada daftar alfabet berada di-k sebelah kanan atau kiri huruf tersebut”. Sandi dengan metode subtitusi lainnya, adalah sandi one time pad, sandi ini merupakan sandi yang mencapai kerahasiaan sempurna (perfect secrecy). Shannon (Sadikin, 2010: 55) mendefinisikan bahwa

“sebuah sistem sandi mencapai perfect secrecy bila pasangan teks asli dan teks sandi tidak memiliki hubungan statistik sehingga sulit bagi penyerang untuk melakukan analisis sandi atau analisis statistik”. Kunci yang digunakan sandi one

time pad ini berbeda untuk setiap karakternya, dengan panjang kunci sama dengan

panjang pesan yang akan dienkripsi dan kunci diberikan secara acak dan hanya digunakan sekali.

Dalam jurnal Amroodi et al. (2013) menjelaskan algoritma kriptografi baru berupa penggabungan konsep sandi one time pad dan sandi Vigenere. Pada sandi

one time pad, kunci yang digunakan untuk proses enkripsi dan dekripsi

(12)

3

secara keseluruhan diperoleh dengan menggabungkan kunci dan hasil yang didapat dari proses dekripsi. Sehingga diperoleh teks awal secara utuh (misal: abcd). Oleh karena itu, penulis tertarik untuk membuat program aplikasi dari kriptografi klasik dengan modifikasi. Berdasarkan hal tersebut, judul skripsi ini

adalah “PROGRAM APLIKASI KRIPTOGRAFI PENYANDIAN ONE TIME

PAD MENGGUNAKAN SANDI VIGENERE”.

1.2RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan uraian latar belakang di atas, maka perumusan masalah pada penulisan skripsi ini adalah:

1. Bagaimana konsep dasar matematika yang digunakan dalam penyandian one

time pad menggunakan sandi Vigenere?

2. Bagaimana merancang dan membuat program aplikasi kriptografi modifikasi tersebut?

1.3BATASAN MASALAH

Pada pembahasan skripsi ini, penulis memberikan batasan masalah, yaitu program aplikasi kriptografi yang dibuat merupakan implementasi dengan bahasa pemrograman Delphi 7 dan penyandian teks menggunakan 95 karakter (ASCII).

1.4TUJUAN PENELITIAN

Berdasarkan rumusan masalah yang telah diuraikan, maka skripsi ini bertujuan memberikan gambaran mengenai:

1. Mengetahui konsep dasar matematika yang digunakan dalam penyandian one

time pad menggunakan sandi Vigenere.

2. Mengetahui merancang dan membuat program aplikasi kriptografi modifikasi tersebut.

1.5MANFAAT PENELITIAN

(13)

4

dapat digunakan untuk menyandikan data-data rahasia. Untuk penulis sendiri manfaat yang didapat dalam penulisan ini adalah lebih memahami tentang kriptografi klasik, terutama sandi Vigenere dan sandi one time pad juga memperdalam pemahaman pemrograman Delphi 7.

1.6METODOLOGI PENELITIAN 1. Studi Literatur

Pembelajaran dan pendalaman materi dengan mempelajari literatur, buku-buku referensi, jurnal, maupun internet yang berhubungan dengan penyusunan skripsi ini.

2. Pengembangan Program Aplikasi Kriptografi

Pengembangan meliputi perancangan segala aspek yang mendukung program aplikasi ini, mulai dari antarmuka pengguna, algoritma sistem penyandian, dan alur program aplikasi.

3. Pembuatan Program Aplikasi Kriptografi

Pembuatan program aplikasi berdasarkan pada studi literatur dan pengembangan program yang telah dilakukan. Dalam hal ini, pembuatan program aplikasi menggunakan bahasa pemrograman Delphi 7.

4. Pengujian Program Aplikasi Kriptografi

Setelah program aplikasi selesai dibuat, pengujian dan analisis program dilakukan apakah program telah sesuai dengan apa yang diinginkan. Selanjutnya dirangkum dalam kesimpulan dan saran.

1.7SISTEMATIKA PENULISAN

BAB I PENDAHULUAN meliputi latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian dan sistematika penulisan skripsi ini.

(14)

5

BAB III PENYANDIAN ONE TIME PAD MENGGUNAKAN SANDI

VIGENERE, menjelaskan sandi Vigenere, sandi one time pad dan algoritma

kriptografi sandi modifikasi dari kedua sandi tersebut.

BAB IV PROGRAM APLIKASI KRIPTOGRAFI PENYANDIAN ONE

TIME PAD MENGGUNAKAN SANDI VIGENERE, menjelaskan perancangan,

implementasi dan pengujian program aplikasi kriptografi.

(15)

BAB III

PENYANDIAN ONE TIME PAD MENGGUNAKAN SANDI VIGENERE

3.1SANDI VIGENERE

Sandi Vigenere termasuk dalam kriptografi klasik dengan metode sandi poli-alfabetik sederhana, mengenkripsi sebuah plaintext yang terdiri dari beberapa karakter huruf menggunakan kunci yang terdiri barisan karakter yang diambil secara acak dan berbeda.

Definisi 3.1.1: Sandi Vigenere (Stinson, 2006: 13) Diberikan bilangan bulat positif , didefinisikan

untuk sebuah kunci , kita definisikan

dan

semua operasi dilakukan dalam .

Secara matematis jika bekerja dalam , maka proses enkripsi dapat ditulis sebagai berikut,

( )

(16)

22

untuk mendapatkan , dilakukan operasi penjumlahan modulo n antara dan . Setelah seluruh karakter plaintext sudah diubah menjadi karakter ciphertext, hal selanjutnya adalah pengirim mengirimkan kunci dan ciphertext kepada penerima. Kemudian penerima melakukan proses dekripsi untuk dapat memecahkan sandi dalam bentuk ciphertext tersebut. Proses dekripsi adalah proses mengubah

ciphertext menjadi plaintext.

Diketahui bahwa proses enkripsi dapat ditulis,

( )

dan proses dekripsi sandi Vigenere ditulis dengan: ( )

Contoh 3.1.2 Misalkan bekerja pada , artinya terdapat karakter yaitu jika diubah ke menjadi .

Dengan plaintext “ ” diubah ke menjadi , dengan pasangan kunci acak “ ”, ( . Dengan proses enkripsi:

( )

(17)

23

diperoleh ciphertext jika diubah ke karakter huruf menjadi, . Sedangkan untuk proses dekripsi:

( )

diperoleh plaintext jika diubah ke karakter huruf akan kembali menjadi plaintext .

3.2SANDI ONE TIME PAD

(18)

24

tidak dengan cara statistik kemunculan huruf sekalipun. Hal tersebut, karena kunci yang digunakan untuk sandi ini diberikan secara acak, hanya digunakan sekali dan panjangnya mengikuti panjang plaintext.

(19)

25

sehingga diperoleh . Setelah semua diperoleh, maka didapat ciphertext adalah diubah kembali karakter melalui kode ASCII menjadi ETX .

(20)

26

(21)

27

sehingga diperoleh . Setelah semua diperoleh dari proses dekripsi, yaitu kemudian diubah menjadi karakter pada tabel ASCII sama seperti plaintext awal.

3.3PENYANDIAN SANDI ONE TIME PAD MENGGUNAKAN SANDI VIGENERE

Diberikan sebuah plaintext dengan panjang . Proses enkripsi sandi OTP menggunakan sandi Vigenere, selanjutnya disebut sandi modifikasi, hampir sama dengan proses enkripsi sandi OTP, yaitu dengan melakukan operasi XOR antara

dan . Untuk memudahkan, notasi yang digunakan adalah: panjang plaintext

̅ plaintext awal berupa teks ( )

̅ { ̅ ̅

̅ _{invers/ balikan dari}_̅

̅̅̅̅

̅̅̅

̅ kunci

(22)

28

̅̅̅

plaintext dalam bentuk kode ASCII

_{invers/ balikan dari}

karakter ke- dari

_{karakter ke-} _dari

kunci dalam bentuk kode ASCII

karakter ke- dari

ciphertext dalam bentuk kode ASCII

karakter ke- dari

indeks (bilangan asli)

Berdasarkan Amroodi et al. (2013) secara matematis proses enkripsi sandi modifikasi ini ditulis dengan:

̅ ̅ ̅

dengan notasi ̅ ̅ dan ̅ seperti yang dimaksud di atas.

Contoh 3.3.1 Misalkan plaintext “ ” karena panjang plaintext adalah ganjil, maka diberikan penambahan karakter spasi “ ” agar panjang plaintext menjadi genap. Selanjutnya plaintext diubah ke dalam kode ASCII, menjadi .

̅ ̅

̅

(23)

29

(24)

30

̅ VTDC1DC1VT

Untuk memudahkan pembacaan lihat tabel 3.1.

Tabel 3.1 Tabel Enkripsi Sandi Modifikasi

̅ ̅

̅ VT DC1 DC1 VT

Sebagaimana yang dikemukakan oleh Amroodi et al. (2013) bahwa, misalkan ̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅ ; operator rangkaian.

dengan, (̅̅̅̅ (̅̅̅ .

Kunci yang digunakan untuk proses dekripsi, ̅ ̅̅̅̅

Untuk arti notasi ̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅, dan ̅ seperti yang di atas.

Contoh 3.3.2 Misalkan ̅ , maka

̅

Jadi, ̅̅̅̅ dan ̅̅̅ . Dan kunci yang digunakan untuk proses dekripsi adalah,

̅ ̅̅̅̅ ̅

(25)

31

ciphertext yang telah diperoleh, maka plaintext yang dapat dipecahpun hanya

setengah sampai karakter terakhir dari plaintext yang asli.

Dalam jurnal Amroodi et al. (2013) dijelaskan bahwa secara matematis proses dekripsi sandi modifikasi ini dapat ditulis:

(26)

32

Program Aplikasi Kriptografi Penyandian One Time Pad Menggunakan Sandi VigenereUniversitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu sehingga diperoleh . Setelah semua diperoleh, maka

diubah dalam karakter menjadi,

̅̅̅

Untuk memudahkan pembacaan lihat tabel 3.2.

Tabel 3.2 Tabel Dekripsi Sandi Modifikasi

̅̅̅̅ VT DC1

̅

̅̅̅

Setelah memperoleh setengah sampai karakter terakhir dari plaintext yang asli dari proses dekripsi, hal selanjutnya yang dilakukan adalah penggabungan kunci dengan invers dari hasil dari proses dekripsi tadi. Proses penggabungan dengan berdasarkan teorema berikut ini,

Teorema 3.3.4 (Amroodi et al., 2013)

Diketahui, ̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅̅ dan ̅ seperti yang di atas. Maka, ̅ ̅ ̅̅̅̅ ̅

Bukti:

Karena, ̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅ sedemikian sehingga,

̅ ̅̅̅̅ ̅ _̅̅̅̅

̅ ̅̅̅

̅̅̅̅ ̅̅̅

(27)

33

Menurut teorema 3.3.4, jika gabungan dari kunci dan operasi XOR dari ̅̅̅̅, yaitu setengah karakter pertama dari ciphertext dan kunci yang diinverskan akan menghasilkan plaintext.

Contoh 3.3.5 Misalkan ̅̅̅̅ VTDC1_dan ̅ _. ̅ ̅ ̅̅̅̅ ̅

̅ ̅̅̅

(28)

BAB V PENUTUP

5.1KESIMPULAN

Berdasarkan rumusan masalah dan tujuan penelitian serta isi yang telah diuraikan, maka dapat disimpulkan beberapa hal antara lain:

1. Teori Bilangan dalam hal ini teori keterbagian bilangan bulat dan aritmatika modulo adalah konsep dasar matematika algoritma kriptografi sandi modifikasi yang menjadi bahasan utama pada skripsi ini. Operasi pada algoritma kriptografi sandi modifikasi ini juga menggunakan operasi bitwise. 2. Perancangan program aplikasi meliputi pembuatan flowchart proses enkripsi

dan dekripsi, dan perancangan desain tampilan end user. Pembuatan program aplikasi kriptografi dapat dibuat menggunakan bahasa pemrograman Delphi 7 dengan tampilan end user. Pengujian program aplikasi kriptografi dilakukan dengan perbandingan hasil yang diperoleh dari program aplikasi dan hasil yang diperoleh dari perhitungan manual. Berdasarkan hasil perbandingan tersebut, hasil yang diperoleh dari keduanya sama. Hal ini menunjukkan bahwa program aplikasi yang telah dibuat sesuai dengan apa yang diinginkan.

5.2SARAN

(29)

DAFTAR PUSTAKA

Amroodi, A., Toonabi, A., dan Zaghian, A. (2013). The produce of One time pad

cipher using Vigenere cipher. Journal of Science, Engineering and

Technology. 8. (2322-2441). 35-38.

Bahri, K., dan Sjachriyanto, W. (2008). Teknik Pemrograman Delphi.Bandung: Informatika.

Burton, D. M. (2007). Elementary Number Teory, Sixth Edition. New York: McGraw-Hill.

CommFront. (2014). ASCII Table [online]. Tersedia: http://www.commfront.com/ascii-chart-table.htm [19 Mei 2014]

Lidl, R. dan Pilz, G..(1998). Applied Abstract Algebra.New York: Springer. Menezes, A., Oorschot, P. dan Vanstone, A..(1996).Handbook of Applied

Cryptography. USA: CRC Press.

Munir, R. (2004). Bahan Kuliah ke-6: Cipher yang Tidak Dapat Dipecahkan

(Unbreakable Cipher). Bandung: Departemen Teknik Informatika ITB.

Munir, R. (2011). Algoritma Pemrograman dalam bahasa Pascal dan C. Bandung: Informatika.

Sadikin, R. (2010). “Kriptografi; untuk keamanan jaringan”. Yogyakarta:

Penerbit Andi.