Macam-macam teknik kriptografi

Teknik dalam kriptografi ada berbagai cara, diantaranya yaitu :
- Substitusi
Ini adalah algoritma kriptografi yang mula-mula digunakan oleh kaisar Romawi, Julius Caesar (sehingga dinamakan juga caesar cipher), untuk menyandikan pesan yang ia kirim kepada para gubernurnya.
Caranya adalah dengan mengganti setiap karakter dengan karaktewr lain dalam susunan abjad (alfabet). Misalnya, tiap huruf disubstitusi dengan huruf ketiga berikutnya dari susunan abjad. dalam hal ini kuncinya adalah jumlah pergeseran huruf (yaitu k=3).

Tabel Substitusi:
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

Contoh Pesan:
DAVID RAINIR PRATAMA
disamarkan atau dienkripsi menjadi:
GDYLG UDLQLU SUDWDPD

Jenis-jenis cipher substitusi:
a. cipher abjad-tunggal (Monoalphabetic cipher atay cipher sederhana-simple substitusi cipher)
Satu karakter di plainteks diganti dengan satu karakter yang bersesuaian. Jadi, fungsi ciphering-nya adalah fungsi satu-ke-satu.
Jadi plaintext terdiri dari hurf-huruf abjad, maka jumlah kemungkinan susunan huruf-huruf ciphertext yang dapat dibuat adalah sebanyak
26!=403.291.461.126.605.635.584.000.000
caesar cipher adalah kasus khusus dari cipher abjad tunggal dimana susunan huruf ciphertext diperoleh dengan menggeser huruf alfabet sejauh 3 karakter.

b. cipher substitusi homofonik (Homophonic substitution cipher)
Seperti cipher abjad tunggal, kecuali bahwaaa setiap karakter di dalam plainteks dapat dipetakan ke dalam salah satu dari karakter cipherteks yang mungkin. Misalnya huruf A dapat berkoresponden dengan 7, 3, atau 16, huruf B dapat berkoresponden dengan 5, 10 atau 23 dan seterusnya. Fungsi ciphering-nya memetakan satu-ke-banyak.

c. cipher abjad majemuk (Polyalpabetic substitution cipher)

merupakan cipher substitusi ganda (multiple-substitution chiper) yang melibatkan penggunaan kunci berbeda. Cipher abjad majemuk dibuat dari sejumlah cipher abjad tunggal, masing-masing dengan kunci yang berbeda.

d. chiper substitusi poligram (Polygram substitution cipher)
Blok karakter disubstitusikan dengan blok ciphertext. Misalnya ABA di ganti dengan RTQ, ABB diganti dengan SLL, dan lain-lain.
 
-  Transposisi
Pada cipher transposisi, plainteks tetap sama, tetapi urutannya diubah. dengan kata lain, algoritma ini melakukan transpose terhadap rangkaian karakter didalam teks. Nama lain untuk metode ini adalah permutasi (pemindahan).
Contoh :
DAVID RAINIR PRATAMA
untuk meng-enkripsi pesan plainteks ditulis secara horizontal dengan lebar kolom tetap,misalnya 3 karakter (kunci k=3)
DAV
IDR
AIN
IRP
RAT
AMA
maka cipherteksnya dibaca secara vertikal menjadi
DIAIRAADIRAMVRNPTA

- Blocking
Sistem enkripsi ini terkadang membagi plaintext menjadi beberapa blok yang terdiri dari beberapa karakter, kemudian di enkripsikan secara independen.
Caranya :
Plaintext dituliskan secara vertikal ke bawah berurutan pada lajur, dan dilanjutkan pada kolom berikutnya sampai seluruhnya tertulis. Ciphertext-nya adalah hasil pembacaan plaintext secara horizontal berurutan sesuai dengan blok-nya.
Contoh :

- Permutasi
Salah satu teknik enkripsi yang terpenting adalah permutasi atau sering juga disebut transposisi. Teknik ini memindahkan atau merotasikan karakter dengan aturan tertentu. Prinsipnya adalah berlawanan dengan teknik substitusi. Dalam teknik substitusi, karakter berada pada posisi yang tetap tapi identitasnya yang diacak. Pada teknik permutasi, identitas karakternya tetap, namun posisinya yang diacak.
Caranya
Sebelum dilakukan permutasi, umumnya plaintext terlebih dahulu dibagi menjadi blok-blok dengan panjang yang sama.
Plaintext akan dibagi menjadi blok-blok yang terdiri dari 6 karakter, dengan aturan permutasi, sebagai berikut :

- Ekspansi

Suatu metode sederhana untuk mengacak pesan adalah dengan memelarkan pesan itu dengan aturan tertentu.  Salah satu contoh penggunaan teknik ini adalah dengan meletakkan huruf konsonan atau bilangan ganjil yang menjadi awal dari suatu kata di akhir kata itu dan menambahkan akhiran “an”. Jika suatu kata dimulai dengan huruf vokal atau bilangan genap, ditambahkan akhiran “i”.
Contoh :

- Pemampatan

 Mengurangi panjang pesan atau jumlah bloknya dengan cara lain untuk menyembunyikan isi pesan.
Contoh sederhana ini menggunakan cara menghilangkan setiap karakter ke-tiga secara berurutan. Karakter-karakter yang dihilangkan disatukan kembali dan disusulkan sebagai “lampiran” dari pesan utama, dengan diawali oleh suatu karakter khusus, dalam contoh ini menggunakan ”  * “.

Contoh :

vigenere cipher

Pembahasan selanjutnya yaitu mengenai vigenere chiper
Sebelum membahas lebih lanjut, mari kita terlebih dahulu mengetahui apa itu vigenere chiper

Pengertian Vigenere Cipher

Kode vigènere termasuk kode abjad-majemuk (polyalphabetic substitution cipher). Dipublikasikan oleh diplomat (sekaligus seorang kriptologis) Perancis, Blaise de Vigènere pada abad 16, tahun 1586. Sebenarnya Giovan Batista Belaso telah menggambarkannya untuk pertama kali pada tahun 1533 seperti ditulis di dalam buku La Cifra del Sig. Algoritma ini baru dikenal luas 200 tahun kemudian dan dinamakan kode vigènere. Vigènere merupakan pemicu perang sipil di Amerika dan kode vigènere digunakan oleh Tentara Konfederasi (Confederate Army) pada perang sipil Amerika (American Civil War). Kode vigènere berhasil dipecahkan oleh Babbage dan Kasiski pada pertengahan abad 19. (Ariyus, 2008).

Algoritma enkripsi jenis ini sangat dikenal karena mudah dipahami dan diimplementasikan. Teknik untuk menghasilkan ciphertext bisa dilakukan menggunakan substitusi angka maupun bujursangkar vigènere. Teknik susbtitusi vigènere dengan menggunakan angka dilakukan dengan menukarkan huruf dengan angka, hampir sama dengan kode geser. Contoh:

Gambar 1 Contoh Tabel Substitusi Algoritma Kriptografi Vigenere Cipher

Plaintext: PLAINTEXT

Kunci: CIPHER

Gambar 2 Contoh Tabel Kriptografi dengan Algoritma Vigenere Cipher

Dengan metode pertukaran angka dengan huruf di atas, diperoleh bahwa teks asli (PLAINTEXT) memiliki kode angka (15,11, 0, 8, 13, 19, 4, 23, 19), sedangkan kode angka untuk teks kunci (CIPHER) yaitu (2, 8, 15, 7, 4, 17). Setelah dilakukan perhitungan, maka dihasilkan kode angka ciphertext (17, 19, 15, 15, 17, 10, 6, 5, 8). Jika diterjemahkan kembali menjadi huruf sesuai urutan awal, maka menjadi huruf RTPPRKGFI.

Sedangkan metode lain untuk melakukan proses enkripsi dengan metode vigènere cipher yaitu menggunakan tabula recta (disebut juga bujursangkar vigènere).

Gambar 3 Contoh Tabula Recta Algoritma Kriptografi Vigenere Cipher

 Kolom paling kiri dari bujursangkar menyatakan huruf-huruf kunci, sedangkan baris paling atas menyatakan huruf-huruf plaintext. Setiap baris di dalam bujursangkar menyatakan huruf-huruf ciphertert yang diperoleh dengan Caesar cipher, yang mana jumlah pergeseran huruf plaintext ditentukan nilai numerik huruf kunci tersebut (yaitu, a=0, b=1, c=2, …, z=25). Sebagai contoh, huruf kunci c (=2) menyatakan huruf-huruf plaintext digeser sejauh 2 huruf ke kanan (dari susunan alfabetnya), sehingga huruf-huruf ciphertext pada baris c adalah:

Gambar 4 Potongan Tabula Recta Baris ke-C

Bujursangkar vigènere digunakan untuk memperoleh ciphertert dengan menggunakan kunci yang sudah ditentukan. Jika panjang kunci lebih pendek daripada panjang plaintext, maka kunci diulang penggunaannya (sistem periodik). Bila panjang kunci adalah m, maka periodenya dikatakan m. Sebagai contoh, jika plaintext adalah THIS PLAINTEXT dan kunci adalah sony, maka penggunaan kunci secara periodik sebagai berikut:

Plaintext : THIS PLAINTEXT

Kunci     : sony sonysonys

Untuk mendapatkan ciphertext dari teks dan kunci di atas, untuk huruf plaintext pertama T, ditarik garis vertikal dari huruf T dan ditarik garis mendatar dari huruf s, perpotongannya adalah pada kotak yang berisi huruf L. Dengan cara yang sama, ditarik garis vertikal dari huruf H dan ditarik garis mendatar pada huruf o, perpotongannya adalah pada kotak yang juga berisi berisi huruf V. hasil enkripsi seluruhnya adalah sebagai berikut:

Plaintext             : THIS PLAINTEXT

Kunci                 : sony sonysonys

Ciphertext          : LVVQ HZNGFHRVL

Variasi-variasi vigènere cipher pada dasarnya perbedaannya terletak pada cara membentuk tabel atau cara menghasilkan kuncinya, sedangkan enkripsi dan dekripsi tidak berbeda dengan vigènere cipher standar. Beberapa variasi tersebut sebagai berikut:

1.    Full Vigènere Cipher

Pada varian ini, setiap baris di dalam tabel tidak menyatakan pergeseran huruf, tetapi merupakan permutasi huruf-huruf alfabet. Misalnya, pada baris a susunan huruf-huruf alfabet adalah acak seperti di bawah ini:

Gambar 5 Contoh Potongan Tabula Recta Full Vigenere Cipher

2.    Auto-Key Vigènere cipher

Idealnya kunci tidak digunakan secara berulang. Pada auto-key vigènere cipher, jika panjang kunci lebih kecil dari panjang plaintext, maka kunci disambung dengan plaintext tersebut. Misalnya, untuk mengenkripsi pesan NEGARA PENGHASIL MINYAK dengan kunci INDO, maka kunci tersebut disambung dengan plaintext semula sehingga panjang kunci menjadi sama dengan panjang plaintext:

Plaintext: NEGARA PENGHASIL MINYAK

Kunci: INDONE GARAPENGH ASILMI

3.    Running-Key Vigènere cipher

Pada varian ini, kunci bukan string pendek yang diulang secara periodik seperti pada vigènere cipher standar, tetapi kunci adalah string yang sangat panjang yang diambil dari teks bermakna (misalnya naskah proklamasi, naskah Pembukaan UUD 1945, terjemahan ayat di dalam kitab suci, dan lain-lain). Misalnya untuk mengenkripsi plaintext NEGARA PENGHASIL MINYAK dapat menggunakan kunci berupa sila ke-2 Pancasila: KEMANUSIAAN YANG ADIL DAN BERADAB. Selanjutnya enkripsi dan dekripsi dilakukan seperti biasa. (Munir, 2006)

Teknik Kriptografi

Berbagai macam teknik dalam kriptografi, diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Kriptografi Simetris
    Kriptografi Simetris adalah : Kode Hill atau lebih dikenal dengan Hill cipher merupakan salah satu algoritma kriptografi kunci simetris dan merupakan salah satu kripto polyalphabetic. Hill cipher diciptakan oleh Lester S. Hill pada tahun 1929 .
Teknik kriptografi ini diciptakan dengan maksud untuk dapat menciptakan cipher yang tidak dapat dipecahkan menggunakanteknik analisis frekuensi. Berbeda dengan caesar cipher, hill cipher tidak mengganti setiap abjad yang sama pada plainteks dengan abjad lainnya yang sama pada cipherteks karena menggunakan perkalian matriks pada dasar enkripsi dan dekripsinya.
Hill cipher merupakan penerapan aritmatika modulo pada kriptografi. Teknik kriptografi ini enggunakan sebuah matriks persegi sebagai kunci berukuran m x m 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.
Karena menggunakan matriks sebagai kunci, Hill cipher merupakan algoritma kriptografi kunci simetris yang sulit dipecahkan, karena teknik kriptanalisis seperti analisis frekuensi tidak dapat diterapkan dengan mudah untuk memecahkan algoritma ini. Hill cipher sangat sulit dipecahkan jika kriptanalis hanya memiliki ciphertext saja (chipertext-only), namun dapat dipecahkan dengan mudah jika kriptanalis memiliki ciphertext dan potongan dari plaintext-nya (known-plaintext).

2. Kriptografi Asimetris
    Algoritma asimetris, sering juga disebut dengan algoritma kunci publik atausandi kunci publik, menggunakan dua jenis kunci, yaitu kunci publik (public key) dan kunci rahasia (secret key). Kunci publik merupakan kunci yang digunakan untuk mengenkripsi pesan. Sedangkan kunci rahasia digunakan untuk mendekripsi pesan.
Kunci publik bersifat umum, artinya kunci ini tidak dirahasiakan sehingga dapat dilihat oleh siapa saja. Sedangkan kunci rahasia adalah kunci yang dirahasiakan dan hanya orang-orang tertentu saja yang boleh mengetahuinya. Keuntungan utama dari algoritma ini adalah memberikan jaminan keamanan kepada siapa saja yang melakukan pertukaran informasi meskipun di antara mereka tidak ada kesepakatan mengenai keamanan pesan terlebih dahulu maupun saling tidak mengenal satu sama lainnya.

3. Kriptografi Hibrid
    Kriptografi hibrida sering dipakai karena memanfaatkan keunggulan kecepatan pemrosesan data oleh algoritma simetrik dan kemudahan transfer kunci menggunakan algoritma asimetrik. Hal ini mengakibatkan peningkatan kecepatan tanpa mengurangi kenyamanan serta keamanan. Aplikasi kriptografi hibrida yang ada saat ini pada umumnya ditujukan untuk penggunaan umum atau mainstream yang merupakan pengguna komputer.
Sistem ini mengggabungkan chiper simetrik dan asimetrik. Proses ini dimulai dengan negosiasi menggunakan chiper asimetrik dimana kedua belah pihak setuju dengan private key/session key yang akan dipakai. Kemudian session key digunakan dengan teknik chiper simetrik untuk mengenkripsi conversation ataupun tukar-menukar data selanjutnya. Suatu session key hanya dipakai sekali sesi. Untuk sesi selanjutnya session key harus dibuat kembali.   

KRIPTOGRAFI

PENGERTIAN KRIPTOGRAFI
KRIPTOGRAFI secara umum adalah ilmu dan seni untuk menjaga kerahasiaan berita [bruce Schneier - Applied Cryptography]. Selain pengertian tersebut terdapat pula pengertian ilmu yang mempelajari teknik-teknik matematika yang berhubungan dengan aspek keamanan informasi seperti kerahasiaan data, keabsahan data, integritas data, serta autentikasi data [A. Menezes, P. van Oorschot and S. Vanstone - Handbook of Applied Cryptography]. Tidak semua aspek keamanan informasi ditangani oleh kriptografi.


TUJUAN KRIPTOGRAFI
- Kerahasiaan, adalah layanan yang digunakan untuk menjaga isi dari informasi dari siapapun kecuali yang memiliki otoritas atau kunci rahasia untuk membuka/mengupas informasi yang telah disandi.
- Integritas data, adalah berhubungan dengan penjagaan dari perubahan data secara tidak sah. Untuk menjaga integritas data, sistem harus memiliki kemampuan untuk mendeteksi manipulasi data oleh pihak-pihak yang tidak berhak, antara lain penyisipan, penghapusan, dan pensubsitusian data lain kedalam data yang sebenarnya.
- Autentikasi, adalah berhubungan dengan identifikasi/pengenalan, baik secara kesatuan sistem maupun informasi itu sendiri. Dua pihak yang saling berkomunikasi harus saling memperkenalkan diri. Informasi yang dikirimkan melalui kanal harus diautentikasi keaslian, isi datanya, waktu pengiriman, dan lain-lain.
- Non-repudiasi., atau nirpenyangkalan adalah usaha untuk mencegah terjadinya penyangkalan terhadap pengiriman/terciptanya suatu informasi oleh yang mengirimkan/membuat.

KOMPONEN KRIPTOGRAFI 
> Plaintext, yaitu pesan yang dapat dibacA
> Ciphertext, yaitu pesan acak yang tidka dapat dibaca 
> Key, yaitu kunci untuk melakukan teknik kriptografi 
> Algorithm, yaitu metode untuk melakukan enkrispi dan dekripsi

2 PROSES KRIPTOGRAFI
1. ENKRIPSI
Enkripsi (Encryption) adalah sebuah proses menjadikan pesan yang dapat dibaca (plaintext) menjadi pesan acak yang tidak dapat dibaca (ciphertext). Berikut adalah contoh enkripsi yang digunakan oleh Julius Caesar, yaitu dengan mengganti masing-masing huruf dengan 3 huruf selanjutnya (disebut juga Additive/Substitution Cipher).
2. DEKRIPSI
Dekripsi adalah kebalikan dari enkripsi yaitu mengubah kembali bentuk yang disamarkan menjadi informasi awal.