KOMBINASI CAESAR CIPHER DAN HILL CIPHER PADA ALGORITMA VIGENERE CHIPER
Oleh:
ALFINA RAUDHOH NIM 2111011320002
PROGRAM STUDI MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BANJARBARU 2023
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI...2
BAB I...3
PENDAHULUAN...3
1.1 Latar Belakang...3
1.2 Rumusan Masalah...3
1.3 Tujuan Penelitian...3
BAB II...5
TINJAUAN PUSTAKA...5
2.1 Algoritma Caesar Cipher...5
2.2 Algoritma Hill Cipher...5
2.3 Algoritma Vigenere Cipher...5
BAB III...6
METODOLOGI PENELITIAN...6
3.1 Metode...5
3.2 Algoritma...5
BAB IV...7
HASIL DAN PEMBAHSAN...7
4.1 Caesar Cipher...7
4.2 Hill Cipher...9
4.3 Vigenere Cipher yang di Modifikasi...11
4.4 Hasil Modifikasi Vigenere Cipher...7
BAB V...15
PENUTUP...15
5.1 Kesimpulan...15
5.2 Saran...15
DAFTAR PUSTAKA...16
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Teknologi informasi saat ini sudah berkembang dengan sangat pesat.
Bahkan teknologi informasi menjadi kebutuhan pokok dalam berbagai bidang di dunia industri. Dengan perkembangan yang terjadi saat ini, proses pertukaran data digital seperti teks, gambar, audio, dan video dapat dilakukan dengan mudah dan cepat. Namun, ada juga risiko tinggi terjadinya duplikasi data digital. Sebuah pesan yang berisi informasi penting dapat disalahgunakan oleh orang yang tidak bertanggung jawab. Untuk meminimalisir risiko tersebut diperlukan suatu sistem keamanan untuk menjaga kerahasiaan data- data penting dan salah satunya dengan menerapkan teknik kriptografi.
Kriptografi pada umum menggunakan 2 proses, yaitu enkripsi dan deskripsi.
Enkripsi secara umum merupakan suatu metode yang mengodekan data sedemikian rupa sehingga tidak dapat dibaca sebelum dikembalikan ke bentuk aslinya (didecrypt). Dengan adanya teknologi enkripsi, data yang menyebar dalam jaringan komputer atau dalam bentuk lainnya tidak dapat dibaca tanpa di deskripsi. Adapun dekripsi adalah kebalikan dari proses enkripsi. Yakni suatu proses mengolah ciphertext menjadi plaintext. Proses ini berlangsung menggunakan kunci yang sama dan algoritma pembalik. Salah satu metode kriptografi adalah vigenere cipher yang memanfaatkan kunci berupa karakter untuk mengenkripsi plaintext. Namun metode ini mempunyai kelemahan berupa kunci yang berulang sehingga ciphertext mudah dipecah. Sedangkan pada metode lain, seperti Hill cipher yang mempunyai kelebihan dalam menyembunyikan frekuensi kemunculan huruf. Metode ini menggunakan aritmatika modulo dan matriks sehingga dapat menyembunyikan frekuensi kemunculan huruf. Metode Hill cipher menggunakan matriks persegi sebagai kunci yang digunakan untuk enkripsi dan dekripsi. Dengan memanfaatkan keunggulan hill cipher dan menggunakan metode ini serta menggabungkannya dengan metode lain yaitu Caesar cipher untuk menghasilkan kunci maka akan mampu meminimalisir kelemahan dari vigenere cipher.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana efektivitas kombinasi antara Caesar Cipher dan Hill Cipher pada algoritma Vigenère Cipher dalam meningkatkan tingkat keamanan pesan terenkripsi?
2. Bagaimana performa metode kriptografi baru ini dalam mengatasi kelemahan yang ada pada algoritma Vigenère Cipher?
3. Sejauh mana penggunaan kombinasi Caesar Cipher dan Hill Cipher pada algoritma Vigenère Cipher dapat meningkatkan resistensi terhadap serangan kriptanalisis yang umum dilakukan?
1.3Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui tingkat keamanan yang dihasilkan oleh penggabungan Caesar Cipher dan Hill Cipher pada algoritma Vigenère Cipher.
2. Untuk meningkatkan efisiensi proses enkripsi dan dekripsi dengan memanfaatkan keunggulan dari Caesar Cipher dan Hill Cipher.
3. Untuk menguji resistensi metode baru terhadap serangan kriptanalisis yang umum dilakukan terhadap algoritma Vigenère Cipher guna memastikan bahwa kombinasi ini mampu meningkatkan keamanan pesan terenkripsi.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Algoritma Kriptografi Caesar Chiper
Caesar cipher digunakan sebagai pembangkit kunci untuk digunakan dalam proses enkripsi pesan. Algoritma caesar cipher akan menggeser nilai karakter pesan (P) sejauh kunci (K), dimana K merupakan nilai integer. Caesar Cipher merupakan salah satu algoritma cipher tertua dan paling diketahui dalam perkembangan ilmu kriptografi. Caesar cipher merupakan salah satu jenis cipher substitusi yang membentuk cipher dengan cara melakukan penukaran karakter pada plainteks menjadi tepat satu karakter pada chiperteks. Teknik seperti ini disebut juga sebagai chiper abjad tunggal. Algoritma kriptografi Caesar Cipher sangat mudah untuk digunakan. Inti dari algoritma kriptografi ini adalah melakukan pergeseran terhadap semua karakter pada plainteks dengan nilai pergeseran yang sama.
Adapun langkah-langkah yang dilakukan untuk membentuk chiperteks dengan Caesar Cipher adalah:
a. Menentukan besarnya pergeseran karakter yang digunakan dalam membentuk cipherteks ke plainteks.
b. Menukarkan karakter pada plainteks menjadi cipherteks dengan berdasarkan pada pergeseran yang telah ditentukan sebelumnya.
Algoritma dari Caesar Cipher adalah C=E(P)=(P+K)mod26 untuk fungsi enkripsi. Sedangkan untuk fungsi dekripsi adalah
P=D(C)=(C−K)mod26 .
2.2 Algoritma Kriptografi Hill Chiper
Hill Cipher merupakan salah satu kriptografi simetris yang menggunakan matriks nxn. Beberapa angka akan dimasukkan ke dalam matriks dan digunakan sebagai kunci untuk mengenkripsi teks biasa.
Caesar cipher digunakan sebagai pembangkit kunci untuk digunakan dalam proses enkripsi pesan. Proses enkripsi pada algoritma Hill Cipher dimulai dengan mengkonversikan plaintext kedalam angka sesuai dengan table korespondensi. Selanjutnya angka-angka tersebut dikelompokkan menjadi beberapa blok, dimana masing-masing blok terdiri dari m anggota sesuai dengan ordo matriks kunci K(n x n). selanjutnya dicari ciphertext dengan C=K∗P . Proses Dekripsi diawali dengan mengkonversikan ciphertext kedalam angka sesuai dengan table korespondensi. Seperti halnya pada proses enkripsi, angka-angka tersebut dikelompokkan menjadi beberapa blok dengan anggota masing-masing blok sebanyak m, lalu dicari plaintextnya dengan P=(K−1)∗C .
2.3 Algoritma Kriptografi Vigenere Chiper
Sandi Vigenere merupakan sandi substitusi polialfabetik dan dikembangkan dari sandi caesar yang dimodifikasi. Cipher Vigenere dianggap sebagai sistem enkripsi paling aman dibandingkan dengan cipher substitusi polialfabetik lainnya. Pada cipher vigenere, kunci yang digunakan berupa karakter yang dimasukkan oleh pengguna. Pada penerapan vigenere cipher diawali dengan pengolahan kunci (K) yang dimasukkan oleh pengguna. Kunci yang dimasukkan oleh pengguna akan diulang sehingga memiliki panjang karakter yang sama dengan panjang pesan. Proses selanjutnya adalah membentuk kunci yang akan digunakan untuk mengenkripsi pesan atau teks biasa (P).
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Metode
Vigenere cipher, Caesar cipher, dan Hill cipher digunakan dalam penelitian ini. Caesar cipher dan hill cipher digunakan untuk membentuk kunci awal untuk membentuk kunci baru. Kunci yang dimasukkan oleh pengguna akan diulangi sehingga memiliki panjang yang sama dengan pesan yang dimasukkan pengguna. Kemudian kunci tersebut dienkripsi menggunakan caesar cipher dengan pergeseran nilai sesuai dengan nilai karakter pada kunci tersebut. Kemudian informasi yang diperoleh dari caesar cipher akan dienkripsi kembali menggunakan algoritma hill cipher untuk menyembunyikan frekuensi kemunculan karakter pada kunci yang dibentuk. Hasilnya akan digunakan untuk mengenkripsi data teks menggunakan algoritma vigenere cipher.
3.2 Algoritma
Pembangkitan algoritma baru pada penerapan vigenere cipher diawali dengan pengolahan kunci (K) yang dimasukkan oleh pengguna. Kunci yang dimasukkan oleh pengguna akan diulang sehingga memiliki panjang karakter yang sama panjang pesan. Proses selanjutnya adalah membentuk kunci yang akan digunakan untuk mengenkripsi pesan atau teks biasa. Langkah pertama pembentukan kunci dilakukan dengan menggunakan algoritma caesar cipher. Kunci yang diulang adalah dienkripsi dengan nilai posisi karakter. Misalnya ada kunci “ABC”. "A"
akan menjadi dienkripsi dengan nilai 1. “B” akan dienkripsi dengan nilai 2 dan seterusnya. Hasil yang pertama langkahnya disebut kunci pertama (K1). Kunci terakhir akan dibentuk pada langkah selanjutnya menggunakan algoritma hill cipher. kunci yang digunakan dalam pembentukan kunci terakhir ini adalah matriks 4x4. Ini berisi nilai ASCII dari aslinya. kunci yang diulang sehingga matriks kunci mempunyai panjang 16 karakter. Sedangkan K1 akan digunakan sebagai teks biasa pada langkah ini. K1 akan terbagi menjadi 4 blok huruf karena matriks kunci yang digunakan adalah 4x4. Kemudian matriks kunci akan dikalikan dengan setiap blok K1. Hasilnya disebut kunci akhir (FK).
Langkah selanjutnya adalah proses enkripsi plaintext (P) menggunakan algoritma vigenere cipher dengan kunci akhir (FK).
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Caesar Cipher
Caesar cipher adalah menggeser urutan huruf alphabet ke kiri atau ke kanan dengan jumlah geseran tertentu. Caesar Cipher merupakan salah satu algoritma cipher tertua dan paling diketahui dalam perkembangan ilmu kriptografi. Caesar cipher merupakan salah satu jenis cipher substitusi yang membentuk cipher dengan cara melakukan penukaran karakter pada plainteks menjadi tepat satu karakter pada cipherteks. Teknik seperti ini disebut juga sebagai cipher abjad tunggal. Algoritma kriptografi Caesar Cipher sangat mudah untuk digunakan.
Enkripsi Caesar Cipher Cara kerja enkripsi dari algoritma caesar cipher dalam kriptografi adalah sebagai berikut :
a. Tentukan nilai kunci (bilangan bulat positif).
b. Konversikan setiap karakter plainteks ke desimal.
c. Lakukan proses enkripsi dengan formula (rumus) Ci = (Pi+K) Mod 26.
d. Konversikan setiap nilai Ci ke karakter.
Dekripsi Algoritma Caesar Cipher Cara kerja dekripsi dari algoritma caesar cipher dalam kriptografi adalah sebagai berikut :
a.
Konversikan setiap karakter ciphertext ke desimalb.
Dekripsi dengan formula (rumus) Pi = (Ci-K) Mod 26c.
Konversikan Pi ke karakter Keterangan :C = Teks sandi
E(P, K) = Mengenkripsi P menggunakan K P = Teks biasa
K = Kunci geser
Penelitian ini menggunakan vigenere cipher yang dimodifikasi sehingga algoritma caesar cipher akan berubah. Perubahan dibuat dengan menggunakan nilai posisi pesan (i) sebagai kuncinya dan nilai modulus yang digunakan adalah 95.
C=E(Pi,i)=(Pi+i)mod95 Keterangan :
C = Teks sandi
E(Pi , i) = Mengenkripsi P menggunakan K Pi = Teks biasa
i = Kunci geser
4.2 Hill Cipher
Hill Cipher merupakan salah satu algoritma kriptografi kunci simetris yang menggunakan aritmatika modulo terhadap matriks. Algoritma Hill Cipher menggunakan matriks berukuran n x n (matriks persegi) yang invertible dalam modulus p, sebagai kunci untuk melakukan enkripsi dan dekripsi. Dasar teori matriks yang digunakan dalam Hill Cipher antara lain adalah perkalian antar matriks dan melakukan invers pada matriks.
4.3 Vigenere Cipher yang Dimodifikasi
Sandi Vigenere merupakan sandi substitusi polialfabetik dan dikembangkan dari sandi caesar yang dimodifikasi sandi. Cipher Vigenere dianggap sebagai sistem enkripsi paling aman dibandingkan yang lain sandi substitusi polialfabetik. Pada cipher vigenere, kunci yang digunakan berbentuk karakter yang dimasukkan oleh pengguna.
Dalam penelitian ini, Caesar Cipher dan Hill Cipher digunakan untuk membentuk kunci awal dan untuk membentuk kunci baru. Kunci yang dimasukkan oleh pengguna akan diulangi sehingga panjangnya sama dengan pesan yang dimasukkan pengguna. Kemudian kunci tersebut dienkripsi menggunakan caesar cipher dengan nilai pergeseran sesuai dengan nilai karakter pada kunci. Kemudian informasi diperoleh dari caesar cipher akan dienkripsi kembali menggunakan algoritma hill cipher. Hasilnya akan digunakan untuk mengenkripsi data teks menggunakan algoritma vigenere cipher.
4.4 Hasil Modifikasi Vigenere Cipher
Pesan yang digunakan adalah “in the forest there are many trees with the same height for example many” dengan kunci “KIRA”.
Nilai peluang informasi yang dapat diprediksi
Ini menunjukkan bahwa perbandingan informasi prediksi memiliki beberapa informasi yang sama seperti asli. Baris pertama adalah pesan asli, sedangkan baris kedua adalah prediksi.
Berdasarkan gambar diatas terlihat peluang mengetahui pesan sebesar 50,84%. Ini membuktikan Algoritma vigenere cipher berpeluang melakukan pencurian/pembocoran data/informasi.
Perbandingan probabilitas prediksi pesan antara vigenere cipher dan modifikasi vigenere cipher. Hal ini menunjukkan bahwa perbandingan antara vigenere cipher dan vigenere cipher yang dimodifikasi juga demikian besar.
Probabilitas terbesar dalam memprediksi informasi pada algoritma vigenere cipher adalah sebesar 67.80% untuk kunci dengan panjang 3 karakter.
Sedangkan informasi pesan dienkripsi menggunakan vigenere cipher yang dimodifikasi mempunyai peluang 0% untuk diprediksi. Itu membuktikan algoritma cipher vigenere yang dimodifikasi lebih aman dibandingkan algoritma sandi vigenere.
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Hasil simulasi menunjukkan algoritma vigenere cipher telah mengulang kata pada kunci akhirnya sehingga terjadi demikian adalah kesempatan untuk memprediksi informasi. Namun, algoritma vigenere cipher yang dimodifikasi tidak memiliki hal tersebut, informasinya tidak dapat diprediksi.
Perbandingan probabilitas dalam memprediksi informasi antara vigenere cipher dan vigenere cipher yang dimodifikasi juga demikian besar. informasi pesan dienkripsi menggunakan vigenere cipher yang dimodifikasi mempunyai peluang 0% untuk diprediksi. Hasil simulasi menunjukkan algoritma vigenere cipher yang dimodifikasi lebih aman dalam menyimpan pesan dibandingkan algoritma vigenere cipher.
5.2 Saran
Sebaiknya dalam meningkatkan tingkat keamanan pesan terenkripsi gunakan modifikasi algoritma Vigenere Cipher yang digabungkan dengan Caesar Cipher dan Hill Cipher, karena metode tersebut mampu menutupi kelemahan dari Vigenere Cipher yaitu lemahnya tingkat keamanan dalam menjaga pesan terenkripsi sehingga dapat menimbulkan kebocoran informasi.
DAFTAR PUSTAKA
Hidayat Akik., Alawiyah Tuty.,(2013) Enkripsi dan Dekripsi Teks menggunakan Algoritma Hill Cipher dengan Kunci Matriks Persegi Panjang
Z Qowi., N Hudallah., (2021). Combining caesar cipher and hill cipher in the generating encryption key on the vigenere cipher algorithm.
