Laman

Thursday, 20 April 2017



Kombinasi  Vigenère Cipher dengan Caesar Cipher dalam Three Pass Protocol
Boni Oktaviana
Program Studi Sistem Informasi
Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan
bonioktaviana@yahoo.co.id




Abstrak - Dalam penelitian ini penulis mengkombinasikan algoritma Vigenère dengan Caesar Cipher dalam konsep three pass protocol agar keamanan pesan lebih terjaga kerahasian nya. Metode three pass protocol merupakan suatu metode dimana dalam proses pengiriman pesan tidak perlu berbagi kunci enkripsinya, sehingga masing-masing pihak baik si penerima dan si pengirim pesan tidak perlu mengetahui kunci masing-masing. Ada dua kombinasi algoritma Vigenère dengan Caesar yang penulis teliti dalam konsep three pass protocol ini. Dari dua kombinasi ini akan ditentukan kombinasi yang paling aman. Hasil kombinasi yang pertama dan kedua telah berhasil mengembalikan cipherteks, tetapi kombinasi yang paling aman dan dapat digunakan dalam pengiriman pesan yaitu kombinasi yang pertama  dimana si pengirim menggunakan algoritma Vigenère Cipher untuk proses enkripsi dan dekripsi dan si penerima pesan menggunakan algoritma Caesar cipher untuk proses enkripsi dan dekripsi.
Kata Kunci: Vigenère cipher, Caesar Cipher, Three Pass Protocol.

 
I.      PENDAHULUAN
Kriptografi merupakan dasar untuk memahami keamanan data dan informasi. Kriptografi telah digunakan sejak dulu hingga saat ini, oleh sebab itu perkembangan dari algoritma kriptografi terus maju sampai dengan munculnya istilah kriptografi klasik dan kriptografi modren. Pengertian dari kriptografi sendiri yaitu Seni dan ilmu untuk menjaga keamanan pesan [3]. Algoritma Caesar Cipher dan  Vigenère Cipher merupakan algoritma  kriptografi klasik, konsep dari kedua algoritma ini yaitu menggunakan Private key cryptosystem  dalam mengenkripsi dan mendekripsi pesan. Sehingga  ada pertukaran atau pendistribusian kunci diantara pengirim dan penerima pesan.  Dengan kata lain harus ada persetujuan antara penerima dan pengirim pesan untuk kunci yang digunakan tanpa ada orang lain yang mengetahuinya. Caesar cipher merupakan monoalfabetik cipher atau cipher substitusi sederhana, dimana karakter cipherteks disubstitusi untuk setiap karakter plainteks, sedangkan Vigenère Cipher merupakan turunan dari Caesar Cipher yang menerapkan metode subsitusi polialfabetik dan kedua algoritma tersebut telah dapat dipecahkan oleh para kriptanalis.
Untuk memperkuat algoritma tersebut  beberapa peneliti telah melakukan penelitian seperti    menggunakan algoritma PSO (Particle Swarm Optimization) untuk menemukan kunci yang akan digunakan  dalam  mengenkripsi pesan dengan algoritma Vigenère cipher, sehingga pencarian kata kunci dapat dilakukan mudah dan keamanan pesan lebih terjaga[4]. Keamanan dari algoritma Vigenère cipher dapat  dilakukan dengan menambahkan beberapa bit padding acak  untuk setiap byte, walaupun metode tersebut dapat memperbesar ukuran dari cipher teksnya tetapi keamanan pesan lebih terjaga [5]. Three pass protocol merupakan  kriptografi modren dimana didalam prosesnya tidak ada pertukaran kunci antara pengirim dan penerima pesan, penelitian terdahulu yaitu pada penelitian tersebut mereka menggunakan suatu protokol baru distribusi kunci tanpa pertukaran kunci di muka yang dinamakan dengan Quantum Three Pass Protocol (QTPP) [1]. Berdasarkan uraian diatas maka penulis mengkombinasikan kedua algoritma tersebut yaitu algoritma Vigenère dengan Caesar Cipher dalam three pass protocol, sehingga keamanan pesan lebih terjaga dan algoritma Vigenère dan Caesar Cipher  tetap aman digunakan dalam proses pengiriman pesan. Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana mengkombinasikan dua algoritma yang berbeda untuk proses enkripsi dan dekripsi dalam three pass protocol,  dalam penelitian ini penulis hanya hanya melakukan Three Pass Protocol untuk 2 metode algoritma yaitu  Vigenère cipher dan Caesar Cipher dan  menggunakan dua kombinasi algoritma Vigenère cipher dengan Caesar Cipher. Tujuan  dari penelitian ini  dapat melakukan pengiriman pesan tanpa harus mendistribusikan kunci enkripsi kepada pihak kedua dan menentukan kombinasi algoritma yang paling aman diantara empat kombinasi algoritma yang dilakukan dalam penelitian.

II.      LANDASAN TEORI
Penelitian ini akan menjelaskan kan tiga algoritma kriptografi yang digunakan yaitu algoritma Vigenère, algoritma Caesar Cipher dan three pass protocol.
A.    Vigenère chiper
Vigenère cipher merupakan jenis cipher abjad majemuk yang paling sederhana. Vigenère cipher menerapkan metode substitusi polialfabetik dan termasuk ke dalam kategori kunci simetris dimana kunci yang digunakan untuk proses enkripsi adalah sama dengan kunci yang digunakan untuk proses dekripsi(Mollin,2007). Tujuan utama dari Vigenère cipher ini adalah menyembunyikan keterhubungan antara plainteks dan cipherteks dengan menggunakan kata kunci sebagai penentu pergeseran karakternya. Pada algoritma  kriptografi vigenère  jauh pergeseran huruf plainteks ditentukan nilai desimal oleh huruf kunci yang besesuaian dengan plainteksnya., sehingga penulis mengunakan panjang kunci 64 dimana  huruf besar A=0, B=1,….,Z=25, huruf kecil  a=26,b=27,…,z=51, angka 0=52,1=53...9=61, dan 2 karakter khusus. Oleh sebab itu didapat rumus matematis dari enkripsi Vigenère cipher ini adalah sebagai berikut :  
Enkripsi 
Ci = Ek ( Pi )  = (Pi + Ki)  mod 64                           (2.1)

Dekripsi
Pi = Dk (Ci)   =  (Ci – Ki) mod  64                           (2.2)

Dengan
Ci = karakter chiperteks,
Ki = karakter kunci, dan
Pi = karakter plainteks

B.         Caesar Cipher
                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 pertukaran 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 [2]. Bila setiap abjad pada plainteks dimisalkan sebagai angka dengan urutan A= 0, B=1, C=2, ...., Z=25,a=26, b = 27,..z=51,0 = 52, 1 =52…9 =61 dan 2 karakter khusus  maka didapat persamaan matematis dari algoritma Caesar Cipher yaitu :
Persamaan Enkripsi
Ci = E(pi) = (pi + n) mod 64                                     (2.3)

Persamaan Dekripsi
Pi = D(ci) = (ci – n) mod 64                                      (2.4)

dengan
pi adalah karakter plainteks ke-i,
ci adalah karakter chiperteks ke-i  dan
n adalah nilai pergeseran

C.        Three Pass Protocol
Three pass protocol pertama dikembangkan oleh Adi Shamir sekitar tahun 1980, konsep dasar Protokol Tiga-Pass adalah bahwa masing-masing pihak memiliki kunci enkripsi atau kunci privat dan dekripsi pribadi. Kedua pihak menggunakan kunci secara mandiri, pertama untuk mengenkripsi pesan, dan kemudian untuk mendekripsi pesan. Hal ini juga disebut Shamir No-Key Protocol karena pengirim dan penerima tidak bertukar tombol apapun, namun protokol ini membutuhkan pengirim dan penerima untuk memiliki dua kunci pribadi untuk mengenkripsi dan mendekripsi pesan. Three Pass Protocol bekerja sebagai berikut:
1. Pengirim memilih enkripsi kunci privat dan kunci dekripsi yang sesuai.  Pengirim mengenkripsi pesan dengan kunci dan mengirimkan ke penerima.
2. Penerima memilih sebuah kunci enkripsi dan mengenkripsi pesan yang diterima dan mengirim kembali ke pengirim.
3. Pengirim mendekripsi pesan yang diterima dengan kunci privatnya kemudian mengirim kan kembali ke penerima. Penerima sekarang dapat mendekripsi pesan menggunakan kunci privat dan dapat mengetahui isi dari pesan tersebut.

III.               METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini akan melakukan dua kombinasi, sehingga si pengirim dan penerima pesan dapat menggunakan algoritma yang berbeda dengan pilihan algoritma yaitu Vigenère cipher  dan Caesar cipher. Kombinasi  yang pertama  yaitu si pengirim pesan menggunakan Vigenère cipher untuk proses enkripsi dan dekripsi dan si penerima pesan menggunakan Caesar cipher untuk proses enkripsi dan dekripsi pesan, sedangkan kombinasi yang kedua yaitu si pengirim pesan menggunakan Caesar cipher untuk proses enkripsi dan dekripsi pesan dan si penerima pesan menggunakan Vigenère cipher untuk proses enkripsi dan dekripsi pesan. Variabel yang akan digunakan dalam penelitian ini yaitu berbentuk  pesan teks, dimana pesan tersebut akan diproses melalui proses enkripsi dan dekripsi.  Terdapat tiga  tahapan   dalam proses enkripsi dan dekripsi pesan tersebut. Teks yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari huruf besar dan huruf kecil,  angka  0 sampai 9 dan dua karakter khusus yaitu spasi dan titik .
A.              Proses  Kombinasi Pertama Vigenère  dan Caesar
       Tahapan enkripsi digunakan untuk mengubah plainteks menjadi cipherteks agar pesan tidak dapat dibaca oleh orang yang tidak berhak. Tahapan ini dimulai dari proses penginputan  kunci simetris dengan menggunakan algoritma Vigenère cipher, Setelah kunci diinputkan kemudian  dilanjutkan ke proses penginputan plainteks. Hasil dari proses enkripsi tersebut yaitu berupa cipherteks yang akan dikirim oleh pihak pengirim pesan kepada penerima pesan tanpa mengikutsertakan kunci nya. Setelah penerima pesan  menerima pesan yang berbentuk cipherteks, kemudian penerima pesan menggunakan algoritma Caesar cipher untuk melakukan proses enkripsi kembali terhadap cipherteks tersebut dengan kunci yang berbeda. Dan hasil dari proses enkripsi tersebut berbentuk cipherteks  juga. Cipherteks tersebut dikirim kembali  oleh penerima pesan kepada pengirim pesan.                       Proses selanjutnya penerima pesan melakukan proses dekripsi terhadap cipherteks tersebut dengan algoritma Vigenère Cipher, dan hasil dari proses dekripsi tersebut masih berbentuk cipherteks dan di kirim kembali kepada  penerima pesan. Penerima pesan melakukan proses dekripsi kembali terhadap cipherks diterima dari pengirim pesan, algoritma yang digunakan yaitu Caesar Cipher untuk proses dekripsi nya sehingga menghasilkan sebuah plainteks. Flowchart dari proses kombinasi pertama Vegenère  dengan Caesar Cipher digambarkan pada gambar 3.1.
                                                                                                                                     
















Gambar 1.  Flowchart Kombinasi Pertama Vigenère dengan Caesar Cipher
B.              Proses Kombinasi Kedua Caesar dan Vigenère
Pada proses kombinasi yang kedua si pengirim pesan menggunakan algoritma Caesar Cipher untuk proses enkripsi dan dekripsi dan si penerima pesan menggunakan algoritma Vigenère cipher untuk proses enkripsi dan dekripsi serta masing-masing pihak tidak berbagi kunci enkripsi. Pada tahapan yang pertama dalam kombinasi yang kedua ini, dimana si pengirim pesan akan menggunakan algoritma Caesar untuk melakukan proses enkripsi pesan. Dalam proses tersebut pesan atau plainteks akan dienkripsi dengan kunci yang di inputkan oleh si pengirim pesan kemudian melakukan proses enkripsi dengan menggunakan algoritm Caesar Cipher dan menghasilkan sebuah cipherteks. Hasil dari proses enkripsi tersebut dikirim kepada penerima pesan. Cipherteks yang dikirim oleh pengirim pesan di enkripsi kembali oleh penerima pesan dengan menggunakan algoritma Vigenère cipher dengan kunci yang di inputkan oleh penerima pesan dan hasil dari proses enkripsi yang kedua ini di kirim kembali kepada pengirim pesan.
Setelah pengirim pesan menerima cipherteks tersebut, maka akan dilakukan proses dekripsi pertama terhadap cipherteks tersebut dengan menggunakan algoritma Caesar cipher, hasil dari proses dekripsi pertama masih berbentuk cipherteks dan dikirim kembali kepada penerima pesan. Untuk proses selanjutnya si penerima pesan akan  melakukan proses dekripsi yang kedua dengan menggunakan algoritma Vigenère cipher dan hasil dekripsi yang kedua ini akan menghasilkan sebuah plainteks. flowchart dari proses kombinasi Kedua Vegenère  dengan Caesar Cipher digambarkan pada gambar 2.
Gambar 2. Flowchart Kombinasi Kedua Caesar Chiper dengan Vigenère Cipher

IV.                HASIL PENELITIAN
Pada proses kombinasi yang pertama pengirim pesan menggunakan algoritma Vigenère cipher untuk proses enkripsi  dan dekripsi dan penerima pesan menggunakan algoritma Caesar cipher dalam proses enkripsi dan dekripsi. Dalam algoritma Vigenère yang pertama kita tentukan yaitu plainteks yang akan kita enkripsi serta kunci enkripsinya. Berikut langkah-langkah urutan kerja untuk proses enkripsi dengan Vigenère cipher.
1.     Memilih plainteks dan kunci enkripsinya
Plainteks         : Kriptografi
Kunci               : Medan
2.     Kemudian panjang kunci desesuaikan dengan panjang plainteks
Plinteks            :  K   r   i   p   t   o   g  r  a   f    i
Kunci               :  M  e  d   a   n  M  e  d  a  n  M
3.     Setelah itu plainteks tersebut denkripsi dengan rumus vigenère cipher
      Tabel 1. Proses Enkripsi dengan vigenère cipher
               
                                 

       
Kemudian cipherteks tersebut dikirim kepada si penerima pesan tanpa mengikutsertakan kunci enkripsinya. Setelah pesan berupa cipherteks tersebut diterima , lalu dienkripsi kembali oleh si penerima pesan dengan menggunakan algoritma Caesar Cipher. Berikut urutan kerja untuk proses enkripsi dari Caesar Cipher.
1.       Memilih Plainteks dan  pergeseran kuncinya Dalam kasus ini plainteks yang digunakan adalah cipherteks yang dikirim oleh pihak pengirim pesan untuk dilakukan proses enkripsi kembali dengan algoritma Caesar Cipher.
Plainteks                     : WJ DU0,I0Gu
Pergeseran kunci       : 3
2.       Setelah itu plainteks dienkripsi dengan rumus Caesar cipher
Ci = 3 + Pi  mod 64                                   (3.2)
Hasil cipherteks dari proses enkripsi ini yaitu :
         Tabel 2. Proses Enkripsi dengan Caesar Cipher



       
Pada tahapan ini proses dekripsi dilakukan dua kali berturut  turut , dimana untuk penerima pesan menggunakan algoritma Caesar Cipher dan pengirim pesan menggunakan algoritma Vigenère cipher. Berikut langkah langkah untuk proses dekripsi dengan menggunakan algoritma Vigenère cipher.
1.     Cipherteks yang diterima dan kunci  yang digunakan untuk dekripsi dan enkripsi adalah sama.
Cipherteks      : ZMCGX3BL3Jx
Kunci               : Medan
2.     Panjang cipherteks disesuaikan dengan panjang kunci
Cipherteks      : Z   M   C   G  X   3   B  L  3  J  x
Kunci               : M   e    d    a   n   M  e   d  a  n M
3.     Kemudian cipherteks tersebut didekripsi dengan rumus vigenère cipher
 Pi     = Ci – Ki mod 64                                     (3.3)

Tabel 3. Proses dekripsi dengan vigenère cipher


 
Sehingga hasil dari proses dekripsi dengan vigenère cipher yaitu Nulswrjudil.
Untuk proses berikutnya pesan yang telah didekripsi kemudian didekripsi kembali dengan menggunakan algoritma Caesar Cipher, karena hasil dari dakripsi yang pertama masih berupa cipherteks. Berikut proses dekripsi dengan menggunakan algoritma Caesar.
1.     Cipherteks yang akan di dekripsi, kunci yang digunakan  adalah sama untuk dekripsi dan enkripsi.
Cipherteks                      : Nulswrjudil
Pergeseran kunci           : 3
2.     Kemudian cipherteks tersebut didekripsi dengan rumus Caesar Cipher
Pi      = Ci – 3 mod 64                                        (3.4)
Maka diperoleh plainteks nya :  Kriptografi
  Tabel 3. Proses dekripsi dengan Caesar cipher


V.       KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.     Pesan dapat lebih terjaga kerahasiannya
dengan menggunakan dua algoritma yang berbeda yaitu Vigenère dengan Caesar Cipher  untuk proses enkripsi dan dekripsi.
2.     Dalam proses pengiriman pesan, masing masing pihak tidak perlu mengikutsertakan kunci enkripsi untuk membuka pesan.
3.     Dari Dua kombinasi yang dilakukan dalam penelitian ini, hanya satu kombinasi yang paling aman, yaitu kombinasi pertama Vigenère Cipher dengan Caesar Cipher.

DAFTAR PUSTAKA
[1.] Kanamori, Y dan Yoo, S, 2009. Quantum Three Pass Protocol Key Distribution Using Quantum Superposition State. International Journal of  Network Security Applications (IJNSA). Volume 1 ,No 2, 64-70.

[2.] Mollin, A.R, 2007.An Introduction to Cryptography. Second Edition.Taylor & Francis Group.LLC.

[3.]  Schneir, B, 1996.Applied Cryptography, Second Edition, Springer-Verlag.

[4.] Sivagurnathan, G and Purusothaman, T, 2011. Reduction of Key Search Space of Vigenere Cipher Using Particle Swarm Optimization. Journal of Computer Science.Vol 7 No11, 1633-1638.

[5.] Willson, I.P and Garacia, M, 2006. A Modified Version of the Vigenere Algorithm. IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security.Volume 6 No.3B, 140 -143.

No comments:

Post a Comment

Kombinasi   Vigenère Cipher dengan Caesar Cipher dalam Three Pass Protocol Boni Oktaviana Program Studi Sistem Informasi Sekolah...