BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1.Kriptografi
Kata Cryptography berasal dari bahasa Yunani yang terdiri dari dua kata yaitu kryptos
yang berarti rahasia dan graphein yang berarti tulisan (Mollin,2007). Kriptografi adalah ilmu mengenai tekhnik enkripsi dimana data diacak menggunakan suatu kunci enkripsi menjadi sesuatu yang sulit dibaca oleh seseorang yang tidak memiliki kunci dekripsi (Kromodimoeljo, 2009).
Kriptografi merupakan cabang ilmu dari kriptologi. Pelaku kriptografi ialah kriptografer (cryptographer), yang bertugas untuk mengubah plainteks menjadi cipherteks dengan algoritma dan kunci tertentu. Sedangkan lawan dari kriptografi adalah kriptanalisis (cryptanalysis), merupakan ilmu yang memecahkan cipherteks menjadi plainteks kembali tanpa mengatahui kunci, dan pelakunya ialah kriptanalis (criptanalys) (Simamora, 2010).
2.1.1.Sejarah kriptografi
Kriptografi sudah dimulai sejak 4000 tahun yang lalu oleh orang-orang Mesir melalui
hieroglyph.
Enkripsi Dekripsi
Plainteks Cipherteks Plainteks
Sementara, pada zaman Romawi Kuno, kriptografi dimulai saat Julius Caesar ingin mengirimkan pesan rahasia kepada seseorang jenderal di medan perang. Pesan tersebut harus dikirimkan melalui seorang kurir. Karena pesan tersebut mengandung rahasia, Julius Caesar tidak ingin pesan rahasia tersebut sampai terbuka di jalan. Kemudian Julius Caesar mengacak pesan tersebut hingga menjadi suatu pesan yang tidak dapat dipahami siapapun kecuali jenderalnya saja. Tentu sang jenderal telah diberi tahu sebelumnya bagaimana cara membaca pesan tersebut. Yang dilakukan Julius Caesar adalah mengganti semua susunan alfabet dari a,b,c yaitu a menjadi d, b menjadi e, c menjadi f dan seterusnya (Ariyus, 2008).
Di Yunani pada permulaan 400 SM, kriptografi telah digunakan oleh tentara Sparta
dengan menggunakan Scytale.
Gambar 2.2 Scytale (Ariyus, 2008)
2.1.2.Proses kriptografi
Dalam proses kriptografi secara umum, terdapat istilah-istilah seperti plainteks, cipherteks, enkripsi, dan dekripsi. Plainteks merupakan pesan asli yang dapat dimengerti oleh banyak orang. Cipherteks adalah pesan asli yang sudah dienkripsi sehingga hanya orang yang mengetahui kuncinyalah yang dapat membacanya. Enkripsi merupakan proses penyandian dari plainteks menjadi cipherteks. Sedangkan dekripsi adalah proses pengembalian cipherteks menjadi plainteks kembali.
2.1.3.Algoritma kriptografi
Algoritma ditinjau dari asal usul kata, kata algoritma mempunyai sejarah yang menarik, kata ini muncul dalam kamus Webster sampai akhir tahun 1957 hanya menemukan kata algorism yang mempunyai arti proses perhitungan dengan bahasa
Arab. Algoritma berasal dari nama penulis buku Arab yang terkenal yaitu Abu Ja’far
Muhammad Ibnu Musa al-Khuwarizmi (al-Khuwarizmi dibaca oleh orang barat menjadi algorism). Kata algorism lambat laun berubah menjadi algorithm (Ariyus, 2006).
Dalam kriptografi tentulah kita harus memenuhi aspek-aspek keamanan sehingga plainteks yang dienkripsipun aman. Adapun aspek-aspek keamanan di dalam kriptografi adalah :
1. Confidentiality (Kerahasiaan).
Layanan yang ditujukan untuk menjaga pesan tidak dapat dibaca oleh pihak-pihak yang tidak berhak.
2. Authentication (Otentifikasi).
Penerima pesan dapat memastikan keaslian pengirimnya. Penyerang tidak dapat berpura-pura sebagai penerima ataupun pengirim pesan.
3. Integrity (Data integritas).
Penerima harus dapat memeriksa apakah pesan telah dimodifikasi di tengah jalan atau tidak. Seorang penyusup seharusnya tidak dapat memasukkan tambahan ke dalam pesan, mengurangi atau mengubah pesan selama data berada di perjalanan. 4. Nonrepudiation (Nirpenyangkalan).
Pengirim tidak dapat mengelak bahwa dia telah mengirim pesan, penerima juga tidak dapat mengelak bahwa dia telah menerima pesan tersebut. (Andri, 2009)
2.2.Jenis-jenis Algoritma Kriptografi
2.2.1.Kriptografi klasik
Kriptografi klasik merupakan suatu algoritma yang menggunakan satu kunci untuk mengamankan data, teknik ini sudah digunakan beberapa abad yang lalu. Dua teknik dasar yang biasa digunakan pada algoritma jenis ini, diantaranya adalah teknik substitusi dan transposisi (Ariyus, 2006).
2.2.2.Teknik substitusi
Teknik substitusi mengganti setiap karakter dari plainteks dengan karakter lainnya untuk menghasilkan cipherteks (Mollin, 2007). Ada empat istilah dari substitusi cipher diantaranya adalah monoalfabet, polyalfabet, monograph, dan polygraph. (Ariyus, 2006). Contoh-contoh teknik substitusi seperti Caesar cipher, Playfair cipher, Shift cipher, Hill cipher, dan Vigenere cipher.
2.2.3.Teknik transposisi
Pada teknik transposisi menggunakan permutasi karakter, yang mana dengan menggunakan teknik ini pesan yang asli tidak dapat dibaca kecuali memiliki kunci untuk mengembalikan pesan tersebut kebentuk semula atau disebut dengan dekripsi.
2.2.4.Kriptografi modern
Enkripsi modern berbeda dengan enkripsi konvensional dikarenakan pada enkripsi modern sudah menggunakan komputer dalam pengoperasiannya, yang berfungsi mengamankan data baik yang ditransfer melalui jaringan komputer maupun tidak, hal ini sangat berguna untuk melindungi privasi.
Pada kriptografi klasik, menggunakan sistem substitusi dan permutasi karakter dari plainteks. Pada kriptografi modern karakter yang ada dikonversi ke dalam suatu urutan digital biner (bit) yaitu 1 dan 0, yang umum digunakan untuk schema encoding
American Standard Code for Information Interchange (ASCII).
2.2.5.Algoritma Simetris
Algoritma Enkripsi
Algoritma Dekripsi
pesan harus diberitahu kunci dari pesan tersebut agar bisa mendekripsikan pesan yang dikirim. Keamanan dari pesan yang menggunakan algoritma ini tergantung pada kunci. Contoh algoritma simetris adalah Data Encryption Standard (DES), Advance Encryption Standard (AES), International Data Encryption Algoritma (IDEA), A5, dan RC4.
Teks Cipherteks Teks
Kunci Rahasia
Gambar 2.4 Kriptografi Simetris (Simamora, 2010)
2.2.6.Algoritma asimetris
Algoritma asimetris disebut juga dengan kriptografi kunci publik karena algortima ini memiliki kunci yang berbeda untuk enkripsi dan dekripsi, dimana enkripsi menggunakan public key dan untuk dekripsinya menggunakan private key. Public key
dan private key harus saling berpasangan secara matematis. Dengan memberikan
public key, pembuat kunci berhak memberikan dan mendapatkan public key agar pesan aman dan hanya bisa dibaca oleh si pembuat kunci. Contoh algoritma asimetris yang terkenal adalah RSA (Rivest, Shamir, dan Adleman).
Gambar 2.5 Kriptografi Asimetris (Simamora, 2010)
2.3.Algoritma Columnar Transposition Cipher (CTC)
Columnar Transposition Cipher merupakan salah satu contoh dari Kriptografi Klasik dengan menggunakan teknik transposisi. Teknik ini dipakai dengan cara mengubah urutan huruf-huruf yang ada di dalam plainteks menjadi cipherteks dengan cara tertentu agar isi pesan tersebut tidak dimengerti kecuali oleh orang-orang tertentu.
didapatkan dengan menulis ulang dengan orientasi kolom. Urutan kolom disepakati sebelumnya untuk mempersulit analis sandi.
Misalnya ada plainteks “AKU ORANG SIANTAR”, maka dengan menulis dalam
tabel yang terdiri dari 6 kolom dengan orientasi baris, maka didapatkan :
Kunci : 4 2 1 6 3 5
Teks Asli : A K U O R A
A N G S I A
N T A R Y Z
Perhatikan string YZ pada baris terakhir digunakan untuk mengisi sel kosong pada tabel. Sel kosong tersebut dapat diisi dengan karakter apa saja, misalnya XX ataupun dikosongkan. Setelah tabel terbentuk, maka didapatlah cipherteks dengan urutan berdasarkan kunci dengan orientasi kolom. Sehingga didapatkanlah cipherteks :
“UGAKNTRIYAANAAZOSR”
Untuk dekripsinya hampir sama dengan enkripsi, namun pada dekripsi jumlah baris dapat dihitung dengan membagi panjang cipherteks dengan panjang kunci. Kemudian isi kolom terlebih dahulu dengan sesuai dengan kunci dengan teks sandi sampai baris terakhir. Teks asli dibaca dari baris pertama sampai baris terakhir.
2.4.Algoritma Data Encryption Standard (DES)
Algoritma DES merupakan algoritma kriptografi simetri dan tergolong ke dalam cipher blok
2.4.1.Sejarah singkat DES
DES merupakan standar cipher blok dengan kunci simetri yang sudah cukup tua. Pertama kali diadopsi menjadi standar sandi blok oleh NIST (National Institute of Standards and Techology) melalui publikasi FIPS-PUBS 46 (Federal Information Processing Standard 46) pada tahun 1977. Meskipun sudah lama, DES masih dipakai karena cepat dan cukup aman walaupun ada beberapa bukti DES tidak cukup aman untuk beberapa jenis serangan.
a. Algoritma harus bisa memberikan level keamanan yang tinggi. b. Algoritma harus lengkap dan mudah dimengerti.
c. Keamanan algoritma harus mempunyai kunci, bukan tergantung dari algoritma yang ada.
d. Algoritma harus available untuk semua user.
e. Algoritma harus dapat beradaptasi dengan berbagai aplikasi.
f. Algoritma harus ekonomis. Perangkat yang menggunakannya tidak membutuhkan suatu alat yang canggih.
g. Algoritma harus efisien bila digunakan. h. Algoritma harus valid.
i. Algoritma harus exportable.
Algoritma DES merupakan salah satu proposal terbaik tahun 1977. Seiring pesatnya pekembangan komputer pada awal 1980-an dan semua spesifikasi DES telah diketahui publik, maka menjadi semakin mudahlah untuk menganalisa kedalaman struktur dari cipher tersebut. Selama periode ini, komunitas riset kriptografi sipil bertumbuh juga dan DES menjadi tujuan riset utamanya. Namun, tidak ada kelemahan-kelemahan serius yang ditemukan sampai tahun 1990. Awalnya, DES digunakan sebagai standar hanya untuk 10 tahun, sampai 1987. Karena penggunaan DES yang luas dan kelemahan keamanan, NIST menegaskan penggunaan cipher nasional sampai 1999, ketika akhirnya digantikan oleh Advanced Encryption Standard
(AES) (Paar, 2010).
2.4.2.Algoritma DES
IP
Enchipering
IP-1 Blok plainteks
Cipherteks
Gambar 2.6 Skema global kriptografi DES (Syahputra, 2009)
Keterangan skema global kriptografi DES pada gambar 2.6 adalah sebagai berikut: 1. Blok plainteks dipermutasikan dengan matriks permutasi awal (Initial Permutation,
IP).
2. Hasil permutasi awal kemudian dienchipering sebanyak 16 kali (16 putaran). Setiap putaran menggunakan kunci internal yang berbeda.
3. Hasil enciphering kemudian dipermutasikan dengan matriks permutasi balikan (invers initial permutation, IP-1) menjadi blok cipherteks.
Di dalam proses enchipering, blok plainteks dibagi menjadi dua bagian, kiri (L) dan kanan (R), yang masing-masing panjangnya 32 bit. Kedua bagian ini masuk ke dalam 16 putaran DES. Pada 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 di-XOR-kan dengan blok L untuk mendapatkan blok R yang baru. Sedangkan blok L yang baru langsung diambil dari blok R sebelumnya. Ini adalah satu putaran DES.
L2=R1 R2=L1⊕f(R2,K2) R0
IP
L0
L1=R0 R1=L0⊕f(R0,K1)
Plainteks
f f
L15=R14 R15=L14⊕ f(R14,K15)
R16=L15⊕f(R15,K16)
��−1
L16=R15
Cipherteks
f
K1
K2
K16
K15 K16
K1
L1=R2 R1=L2⊕f(R1,K2)
R0=L1⊕ f(R1,K1)
IP
L0=R1
Plainteks
f
L14=R15 R14=L15⊕f(R15,K16)
f R16 ��−1
L16
L15=R16 R15=L0⊕f(R16,K16)
Cipherteks
f
2.4.3.Permutasi Awal (IP)
Boks permutasi IP didefinisikan sebagai konstan tabel. Tujuan dari permutasi awal adalah untuk mengacak bit dari plainteks. Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa nantinya bit ke-1 diisi oleh bit ke-58 plainteks, bit ke-2 diisi oleh bit ke-50 plainteks, begitu seterusnya sampai bit terakhir diisi oleh bit ke-7 plainteks.
Sebagai pasangan boks permutasi inisial, juga ditetapkan boks invers permutasi inisial IP-1. Boks invers permutasi inisial dipakai diakhir proses enkripsi/dekripsi DES.
Tabel 2.2 Boks invers permutasi awal (IP-1) 40 8 48 16 56 24 64 32
F
48 bit
32 bit 32 bit
32 bit
48 bit
48 bit
32 bit
32 bit
32 bit 32 bit
Gambar 2.9 Algoritma ronde DES (Sadikin, 2012)
Perhatikan Gambar 8, jika masukan untuk ronde ke-i adalah Li-1 dan Ri-1 yang masing-masing berukuran 32 bit, dan menggunakan kunci ronde ke-i Ki serta fungsi
Li-1 Ri-1
Permutasi Ekspansi
(E)
+
Substitusi (S)
Permutasi (P)
+
Ki
DES diberi label F maka secara keseluruhan ronde ke-i mentransformasi Li-1 dan Ri-1 menjadi Li dan Ri dengan hubungan sebagai berikut:
Li = Ri-1
Ri = Li-1 ⊕F(Ri-1, Ki)
2.4.5.Fungsi DES
Fungsi DES adalah blok F pada Gambar 8 memiliki masukan paruh sebelah kanan biner dari blok sebelumnya yaitu Ri-1 dan kunci ronde K1. Fungsi DES merupakan cipher produk terdiri dari beberapa boks permutasi, substitusi dan operator XOR. Komponen pertama yang dikenakan pada Ri-1 adalah boks permutasi ekspansi dari 32 bit menjadi 48 bit. Setelah itu, keluaran boks permutasi dicampur dengan kunci ronde K1 dengan operator XOR. Hasil keluaran XOR menjadi masukan boks substitusi yang mengubah 48 bit menjadi 32 bit kembali dan terakhir dilakukan permutasi biasa terhadap 32 bit keluaran boks substitusi untuk akhirnya dicampur dengan Li-1 dengan operator XOR. Hasil akhir fungsi DES ditetapkan untuk Ri.
2.4.6.Permutasi Ekspansi (E)
Boks permutasi ekspansi (E) pada fungsi DES mengubah masukan 32 bit menjadi 48 bit dengan mengulang beberapa bit pada masukan.
Tabel 2.3 Boks permutasi ekspansi (E) 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
2.4.7.Substitusi(S)
S6 bit ke-2 sampai bit ke-5 mendefenisikan indeks kolom yaitu x2x3x4x5. Misalnya untuk masukan pada boks substitusi kompresi DES memiliki rangkaian bit blok 6-bit ke-8 adalah 110011. Karena blok 6-bit tersebut berada pada bagian ke-8, maka dipakailah tabel S8. Indeks baris berada pada bit x1x6 yaitu 11 yang kemudian diubah ke dalam desimal sehingga didapatlah indeks baris pada baris ke-3. Sedangkan indeks kolom dilihat pada bit x2x3x4x5 yaitu 1001 yang kemudian diubah ke dalam desimal dan diketahuilah indeks kolom berada pada kolom ke-9. Kemudian didapatlah nilai substitusinya dengan melihat tabel S8 pada baris ke-3 kolom ke-9 yaitu bernilai 12 desimal atau dalam bentuk biner 1100.
2.4.8.Permutasi (P)
Tabel 2.5 Boks permutasi (P) 16 7 20 21 29 12 28 17 1 15 23 26 5 18 31 10 2 8 24 14 32 27 3 9 19 13 30 6 22 11 4 25
2.4.9.Implementasi fungsi (F) DES
Fungsi (F) DES memiliki 2 masukan yaitu permutasi awal sebelah kanan (R) yang berukuran 32 bit dan kunci ronde (K) yang berukuran 48 bit. Fungsi DES (F) menggunakan permutasi ekspansi (E) untuk mengubah masukan 32 bit permutasi awal sebelah kanan (R) menjadi 48 bit yang kemudian keluarannya digabung dengan kunci ronde (K) menggunakan operator XOR. Setelah itu, boks substitusi (S) mengubah hasil operasi XOR yang berukuran 48 bit kembali menjadi 32 bit. Kemudian hasilnya menjadi masukan pada boks permutasi (P) dan hasilnya menjadi keluaran fungsi (F) DES.
2.4.10.Pembangkitan Kunci Ronde
DES memiliki kunci berukuran 64 bit. Kunci ini tersusun oleh data dan bit parity (bit penguji kesalahan transmisi). Untuk membangkitkan kunci ronde, bit parity kunci DES yang terletak pada bit-bit diposisi kelipatan 8 yaitu 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, dan 64 diabaikan sehingga ukuran kunci DES yang sebenarnya adalah 56 bit.
Kunci ronde 56 bit tadi menjadi masukan pada boks permutasi PC1 dan keluarannya (kunci tengah) menjadi masukan fungsi pembangkit kunci ronde. Sama seperti fungsi (F) DES, fungsi pembangkit kunci ronde dilakukan tiap ronde. Masukan fungsi pembangkit kunci ronde adalah kunci tengah yang dihasilkan ronde sebelumnya. Khusus ronde pertama, masukannya adalah keluaran boks permutasi PC1.
Gambar 2.10 Pembangkit kunci DES (Ariyus, 2008)
Untuk membangkitkan kunci ronde, pada setiap ronde dilakukan operasi left shift
Tabel 2.7. Boks permutasi PC2
Proses dekripsi terhadap teks asli merupakan kebalikan dari proses enkripsi. DES menggunakan algoritma yang sama untuk proses enkripsi dan dekripsi. Jika pada proses enkripsi urutan kunci ronde yang digunakan adalah K1, K2, …, K16, maka pada proses dekripsi urutan kunci ronde yang digunakan adalah sebaliknya, yaitu K16, K15,
…, K1. Masing-masing putaran 16, 15, …, 1, menghasilkan keluaran pada setiap
L16) diperoleh dengan mempermutasikan chiperteks dengan invers permutasi awal (IP
-1
). Pra-keluaran dari deciphering adalah (L0, R0). Dengan permutasi awal (IP) akan didapatkan kembali blok plainteks semula.
Selama deciphering, K16 dihasilkan dari (C16, D16) dengan permutasi PC-2. Tentu saja (C16, D16) tidak dapat diperoleh langsung pada permulaan deciphering akan tetapi karena (C16, D16) = (C0, D0), maka K16 dapat dihasilkan dari (C0, D0) tanpa perlu lagi melakukan pergeseran bit. Catatlah bahwa (C0, D0) yang merupakan bit-bit dari kunci eksternal K yang diberikan pengguna pada waktu dekripsi. Selanjutnya, K15 dihasilkan dari (C15, D15) yang diperoleh dengan cara menggeser C16 (yang sama dengan C0) dan
2.5.Android
Salah satu sistem operasi pada smartphone yang terkenal dan banyak digunakan pada saat ini adalah Android. Android adalah istilah dalam bahasa Inggris yang berarti
“Robot yang menyerupai manusia”. Logo Android sendiri dicerminkan seperti sebuah
robot berwarna hijau, yang mengacu kepada arti kata Android.
Di dalam dunia mobile devices (smartphone dan tablet) sistem operasi yang menguasai pasar saat ini adalah Android. Menurut data market share dari Gartner, Inc. Pada pertengahan awal tahun 2013, Android memegang 79% smartphone di seluruh dunia (Satyaputra, 2014).
Android merupakan sistem operasi yang bersifat open source. Disebut open source karena source code dari sistem operasi Android dapat dilihat, diunduh, dan dimodifikasi secara bebas. Android dikembangkan bersama oleh perusahaan-perusahaan yang tergabung dalam sebuah konsorium bernama Open Handset Alliance (OHA). OHA dipimpin oleh Google dan didirikan bersama dengan 34 perusahaan lainnya, dengan tujuan untuk mengembangkan teknologi mobile device.
Berikut ini merupakan versi Android sejak pertama kali rilis: 1. Android Versi 1.0
9. Android Versi 4.0 (Ice Cream Sandwich/ICS) 10. Android Versi 4.1 - 4.3 (Jelly Bean)
11. Android Versi 4.4 (Kitkat)
2.6.Penelitian yang Relevan
Beberapa penelitian yang telah dilakukan sebelumnya dan berkaitan dengan penelitian ini adalah :
1. Simamora, F.A (2010) dalam skripsi yang berjudul Implementasi Algoritma Cipher Transposisi dan Secure Hash Algorithm (SHA) dalam Sistem Pengamanan Data.
Berdasarkan hasil pengujian, sistem pengamanan data dapat dibuat dengan menggabungkan dua algoritma kriptografi, yaitu Cipher Transposisi dan Secure Hash Algorithm (SHA). Serta teknik penerapannya dapat diterapkan pada file biner.
2. Penelitian yang dilakukan oleh Andri, M.Y (2009). Membahas tentang
Implementasi Algoritma Kriptografi DES, RSA dan Algoritma Kompresi LZW pada
Berkas Digital. Proses enkripsi dapat dilakukan dengan menggunakan dua buah algoritma kriptografi yang berbeda yaitu algoritma kriptografi simetri dan algoritma asimetri. Penggunaan dua buah algoritma kriptografi akan membuat berkas cipherteks semakin susah untuk dipecahkan. Karena seorang kriptanalis tidak akan mengetahui algoritma apa yang digunakan pada berkas tersebut.
3. Syahputra, I (2009) dalam skripsi yang berjudul Simulasi Kerahasiaan atau Keamanan Informasi dengan menggunakan Algoritma DES (Data Encryption
