Pesan Berbasis Kriptografi dan Macam-Macam Kriptografi

Salah satu tujuan paling mendasar dari kriptografi adalah untuk memungkinkan para pihak untuk berkomunikasi. Hubungkan melalui saluran komunikasi terbuka dengan cara yang aman. Satu segera Namun pertanyaan yang muncul adalah apa yang kita maksud dengan “komunikasi yang aman”. 

Macam-Macam Kriptografi Modern

Kriptografi modern adalah suatu perbaikan yang mengacu pada kriptografi klasik. Pada kriptografi modern terdapat berbagai macam algoritma yang dimaksudkan untuk mengamankan informasi yang dikirim melalui jaringan komputer.

Algoritma kriptografi modern terdiri dari tiga bagian :

• Algoritma Simetris
  Algoritma simetris adalah algoritma yang menggunakan kunci yang sama untuk enkripsi dan deskripsinya. Algoritma kriptografi simetris sering disebut algoritma kunci rahasia, algoritma kunci tunggal atau algoritma satu kunci dan megharuskan pengirim dan penerima menyetujui suatu kunci tersebut. Kelebihan dari kriptografi simetris waktu proses untuk enkripsi dan deskripsi relatif cepat. Hal ini disebabkan efesiensi yang terjadi pada pembangkit kunci. Maka proses relative cepat maka algoritma ini tepat untuk digunakan pada sistem komunikasi digital secara real time seperti GSM.
  
  Contoh Alice ingin mengirim pesan x dengan aman menggunakan saluran umum kepada Bob. Alice menggunakan kunci xO yang sebelumnya telah disepakati Alice dan Bob. Untuk mengirim pesan e XO (x) kepada Bob, dia akan deskripsi teks kode yang diterima dengan kunci yang sama dengan yang digunakan untuk memperoleh akses ke pesan yang diterima. Begitu juga sebaliknya.
  
  Aplikasi dari algoritma simetris digunakan oleh beberapa algoritma dibawah ini :
• Data Encryption Standar (DES)
• Advance Encryption Standar (AES)
• International Data Encryption Algoritma
• A5
• RC4
• Algoritma Asimetris
  Algoritma asimetris merupakan pasangan kunci kriptografi yang salah satunya digunakan untuk proses enkripsi dan satu lagi deskripsi. Semua orang yang mendapatkan kunci publik dapat menggunakannya untuk mengenkripsi suatu pesan, sedangkan hanya satu orang saja yang memiliki rahasia itu, dalam hal ini kunci rahasia, untuk melakukan pembongkaran terhadap kode yang dikirim untuknya. Contoh algoritma terkenal yang menggunakan kunci asimetris  adalah RSA (merupakan singkatan dari nama penemunya, yaitu Rivest, Shamir dan Adleman).
• Algoritma Hibrida
  Algoritma hibrida merupakan algoritma yang memanfaatkan dua tingkatan kunci, yaitu kunci rahasia (simetri) yang disebut juga session key (kunci sesi) untuk enkripsi data dan pasangan kunci rahasia adalah kunci publik untuk pemberian tanda tangan digital serta melindungi kunci simetris.

Algoritma Kriptografi yang beroperasi dalam mode bit dapat dikelompokan menjadi dua kategori, yaitu :

1. Cipher Aliran
   Algoritma kriptografi beroperasi pada plainteks/cipherteks dalam bentuk bit tunggal, dalam hal ini rangkaian rangkaian bit dienkripsikan / dideskripsikan bit per bit. Stream Chiper atau Stream Encryption merupakan suatu teknik enkripsi data dengan cara melakukan transformasi dari tiap bit secara terpisah berdasarkan posisi tiap bit dalam aliran data yang biasanya dikendalikan menggunakan operasi XOR. Enkripsi aliran data merupakan hasil dari operasi XOR setiap bit plainteks dengan setiap bit kuncinya. Pada stream chiper bila terjadi kesalahan selama transisi maka kesalahan pada teks enkripsi penerima akan terjadi tepat ditempat kesalahan tersebut terjadi. Dalam praktek pertimbangan kesalahan yang mungkin terjadi sangatlah penting untuk penentuan teknik enkripsi yang akan digunakan.
2. Cipher Blok (Block Cipher)
   Algoritma kriptografi beroperasi pada plainteks/cipherteks dalam bentuk blok bit, yang dalam hal ini rangkaian bit dibagi menjadi blok-blok bit yang panjangnya sudah ditentukan sebelumnya.
   
   Misalnya panjang blok adalah 64 bit, maka itu algoritma enkripsi memperlakukan 8 karakter setiap kali penyandian (1 karakter = 8 bit dalam pengkodean ASCII)

Rangkaian Bit

Rangkaian bit yang dipecah menjadi blok-blok bit dapat ditulis dalam sejumlah cara bergantung pada panjang blok.

Contoh: Plainteks 100111010110 dibagi menjadi blok bit yang panjangnya 4 menjadi

1001 1101 0110

Setiap blok menyatakan bilangan bulat dari 0 sampai 15, yaitu 9 13 6

Bila plainteks dibagi menjadi blok-blok yang berukuran 3 bit, maka rangkaian bit di atas menjadi:

100 111 010 110

Setiap blok menyatakan bilangan bulat dari 0 sampai 7, yaitu 4 7 2 6

Bila panjang rangkaian bit tidak habis dibagi dengan ukuran blok yang ditetapkan, maka blok yang terakhir ditambah dengan bit-bit semu yang disebut padding bits.

Misalnya rangkaian bit di atas dibagi menjadi blok 5-bit menjadi

10011 10101 00010

Blok yang terakhir telah ditambahkan 3 bit 0 di bagian awal (dicetak tebal) agar ukurannya menjadi 5 bit. Padding bits dapat mengakibatkan ukuran plainteks hasil dekripsi lebih besar daripada ukuran plainteks semula.

***Cara lain untuk menyatakan rangkaian bit adalah dengan notasi heksadesimal (HEX). Rangkaian bit dibagi menjadi blok yang berukuran 4 bit dengan representasi dalam HEX adalah: 0000 = 0 0001 = 1 0010 = 2 0011 = 3

0100 = 4 0101 = 5 0011 = 6 0111 = 7

1000 = 8 1011 = 9 1010 = A 1011 = B

1100 = C 1101 = D 1101 = E 1111 = F

Misalnya, plainteks 100111010110 dibagi menjadi blok bit yang panjangnya 4 menjadi

1001 1101 0110

yang dalam notasi HEX adalah 9 D 6

Operator XOR

***Operator biner yang sering digunakan dalam cipher yang yang beroperasi dalam mode bit adalah XOR atau exclusive-or.

***Notasi matematis untuk opeartor XOR adalah ⊕ (dalam Bahas C, operator XOR dilambangkan dengan ^).

***Operator XOR diperasikan pada dua bit dengan aturan sebagai berikut:

0 ⊕ 0 = 0

0 ⊕ 1 = 1

1 ⊕ 0 = 1

1 ⊕ 1 = 0

*** Operator XOR identik dengan penjumlahan modulo 2.

Misalkan a, b, dan c adalah peubah Boolean. Hukum-hukum yang terkait dengan operator XOR:

(i) a ⊕ a=0

(ii) a ⊕ b = b ⊕ a (Hukum komutatif)

(iii) a ⊕ (b ⊕ c) = (a ⊕ b) ⊕ c (Hukum asosiatif)

***Jika dua rangkaian dioperasikan dengan XOR, maka operasinya dilakukan dengan meng-XOR-kan setiap bit yang berkoresponden dari kedua ramngkaian bit tersebut.

Contoh: 10011 ⊕ 11001 = 01010

yang dalam hal ini, hasilnya diperoleh sebagai berikut:

1 0 0 1 1

1 1 0 0 1 ⊕

1 ⊕ 1 0 ⊕ 1 0 ⊕ 0 1⊕ 0 1 ⊕ 1

0 1 0 1 0

***Algoritma enkripsi sederhana yang menggunakan XOR adalah dengan meng-XOR-kan plainteks (P) dengan kunci (K) menghasilkan cipherteks:

C = P ⊕ K (6.1)

Karena meng-XOR-kan nilai yang sama dua kali menghasilkan nilai semula, maka proses dekripsi menggunakan persamaan:

P = C ⊕ K (6.2)

Contoh: plainteks 01100101 (karakter ‘e’)

kunci 00110101 ⊕ (karakter ‘5’)

cipherteks 01010000 (karakter ‘P’)

kunci 00110101 ⊕ (karakter ‘5’)

plainteks 01100101 (karakter ‘e’)

***Program komersil yang berbasis DOS atau Macintosh menggunakan algoritma XOR sederhana ini. Sayangnya, algoritma XOR sederhana tidak aman karenacipherteksnya mudah dipecahkan.

Cara memecahkannya adalah sebagai berikut (asumsi: panjang kunci adalah sejumlah kecil byte):

***Cari panjang kunci dengan prosedur counting coincidence sbb: XOR-kan cipherteks terhadap dirinya sendiri setelah digeser sejumlah byte, dan hitung jumlah byte yang sama. Jika pergeseran itu kelipatan dari panjang kunci (yang tidak diketahui), maka 6% dari byte akan sama. Jika tidak, maka 0.4% akan sama. Angka persentase ini disebut index of coincidence. Pergeseran terkecil mengindikasikan panjang kunci yang dicari.

***Geser cipherteks sejauh panjang kunci dan XOR-kan dengan dirinya sendiri. Operasi ini menghasilkan plainteks yang ter-XOR dengan plainteks yang digeser sejauh panjang kunci tersebut.Cari panjang kunci dengan prosedurcounting coincidence sbb: XOR-kan cipherteks terhadap dirinya sendiri setelah digeser sejumlah byte, dan hitung jumlah byte yang sama. Jika pergeseran itu kelipatan dari panjang kunci (yang tidak diketahui), maka 6% dari byte akan sama. Jika tidak, maka 0.4% akan sama. Angka persentase ini disebut index of coincidence. Pergeseran terkecil mengindikasikan panjang kunci yang dicari.

***Geser cipherteks sejauh panjang kunci dan XOR-kan dengan dirinya sendiri. Operasi ini menghasilkan plainteks yang ter-XOR dengan plainteks yang digeser sejauh panjang kunci tersebut.

Jelaskan penjelasan aplikasi kriptografi dikolom komentar dibawah