Algoritma DES, PDP dan RSA

Algoritma DES

DES (Data Encryption Standard) adalah algoritma cipher blok yang populer karena dijadikan standard algoritma enkripsi kunci-simetri, meskipun saat ini standard tersebut telah digantikan dengan algoritma yang baru, AES, karena DES sudah dianggap tidak aman lagi. Sebenarnya DES adalah nama standard enkripsi simetri, nama algoritma enkripsinya sendiri adalah DEA (Data Encryption Algorithm), namun nama DES lebih populer daripada DEA. AlgoritmaDES dikembangkan di IBM dibawah kepemimpinan W.L. Tuchman pada tahun 1972. Algoritma ini didasarkan pada algoritma Luciferyang dibuat oleh Horst Feistel. Algoritma ini telah disetujui olehNational Bureau of Standard (NBS) setelah penilaian kekuatannya oleh National Security Agency (NSA) Amerika Serikat.

DES termasuk ke dalam sistem kriptografi simetri dan tergolong jeniscipher blok. DES beroperasi pada ukuran blok 64 bit. DES mengenkripsikan 64 bit plainteks menjadi 64 bit cipherteks dengan menggunakan 56 bit kunci internal (internal key) atau upa-kunci(subkey). Kunci internal dibangkitkan dari kunci eksternal (external key) yang panjangnya 64 bit.

Implementasi Hardware dan Software DES 

1. DES sudah diimplementasikan dalam bentuk perangkat keras. 
2. Dalam bentuk perangkat keras, DES diimplementasikan di dalam chip. Setiap detik chip ini dapat mengenkripsikan 16,8 juta blok (atau 1 gigabit per detik). 
3. Implementasi DES ke dalam perangkat lunak dapat melakukan enkripsi 32.000 blok per detik (pada komputer mainframe IBM 3090). 

Keamanan DES 
Isu-isu yang menjadi perdebatan kontroversial menyangkut keamanan DES:

1. Panjang kunci 
2. Jumlah putaran 
3. Kotak-S 

Panjang kunci 

1. Panjang kunci eksternal DES hanya 64 bit atau 8 karakter, itupun yang dipakai hanya 56 bit. Pada rancangan awal, panjang kunci yang diusulkan IBM adalah 128 bit, tetapi atas permintaan NSA, panjang kunci diperkecil menjadi 56 bit. Alasan pengurangan tidak diumumkan.

2. Tetapi, dengan panjang kunci 56 bit akan terdapat 256 atau 72.057.594.037.927.936 kemungkinan kunci. Jika diasumsikan serangan exhaustive key search dengan menggunakan prosesor paralel mencoba setengah dari jumlah kemungkinan kunci itu, maka dalam satu detik dapat dikerjakan satu juta serangan. Jadi seluruhnya diperlukan 1142 tahun untuk menemukan kunci yang benar. 

3. Tahun 1998, Electronic Frontier Foundation (EFE) merancang dan membuat perangkat keras khusus untuk menemukan kunci DES secara exhaustive search key dengan biaya $250.000 dan diharapkan dapat menemukan kunci selama 5 hari. Tahun 1999, kombinasi perangkat keras EFE dengan kolaborasi internet yang melibatkan lebih dari 100.000 komputer dapat menemukan kunci DES kurang dari 1 hari. 

Jumlah putaran 

• Sebenarnya, delapan putaran sudah cukup untuk membuat cipherteks sebagai fungsi acak dari setiap bit plainteks dan setiap bit cipherteks. Jadi, mengapa harus 16 kali putaran? 

• Dari penelitian, DES dengan jumlah putaran yang kurang dari 16 ternyata dapat dipecahkan dengan known-plaintext attack lebih mangkus daripada dengan brute force attack. 

Kotak-S 

·         Pengisian kotak-S DES masih menjadi misteri tanpa ada alasan mengapa memilih konstanta-konstanta di dalam kotak itu. 

Kunci Lemah dan Kunci Setengah Lemah 

• DES mempunyai beberapa kunci lemah (weak key). Kunci lemah menyebabkan kunci-kunci internal pada setiap putaran sama (K1 = K2 = … = K16). Akibatnya, enkripsi dua kali berturut-turut terhadap plainteks menghasilkan kembali plainteks semula. 

• Kunci lemah terjadi bila bit-bit di dalam Ci dan Di semuanya 0 atau 1, atau setengah dari kunci seluruh bitnya 1 dan setengah lagi seluruhnya 0. 

• Kunci eksternal (dalam notasi HEX) yang menyebabkan terjadinya kunci lemah adalah (ingat bahwa setiap bit kedelapan adalah bit paritas). 

      Kunci lemah (dengan bit paritas)        Kunci sebenarnya         

0101 0101 0101 0101                        0000000 0000000 

1F1F 1F1F 1F1F 1F1F                        0000000 FFFFFFF 

E0E0 E0E0 F1F1 F11F                       FFFFFFF 0000000 

FEFE FEFE FEFE FEFE                     FFFFFFF FFFFFFF 

·         Selain kunci lemah, DES juga mempunyai sejumlah pasangan kunci setengah-lemah (semiweak key). Pasangan kunci setengah- lemah mengenkripsikan plainteks menjadi cipherteks yang sama. Sehingga, satu kunci dalam pasangan itu dapat mendekripsi pesan yang dienkripsi oleh kunci yang lain di dalam pasangan itu. 

·         Kunci setengah-lemah terjadi bila: Register C dan D berisi bit-bit dengan pola 0101…0101 atau 1010…1010, Register yang lain (C atau D) berisi bit-bit dengan pola 0000…0000, 1111…1111, 0101…0101, atau 1010…1010 

·         Ada 6 pasang kunci setengah lemah (dalam notasi HEX): 

a. 01FE 01FE 01FE 01FE dan FE01 FE01 FE01 FE01 

b. 1FE0 1FE0 0EF1 0EF1 dan E01F E01F F10E F10E 

c. 01E0 01E0 01F1 01F1 dan E001 E001 F101 F101 

d. 1FFE 1FFE 0EFE 0EFE dan FE1F FE1F FE0E FE0E

e. 011F 011F 010E 010E dan 1F01 1F01 0E01 0E01 

f. E0FE E0FE F1FE F1FE dan FEE0 FEE0 FEF1 FEF1

Algoritma PGP

PGP (Pretty Good Privacy) adalah Suatu metode program enkripsi informasi yang memiliki tingkat keamanan cukup tinggi bersifat rahasia dengan menggunakan “Private-Public Key” sebagai dasar autentifikasinya sehingga jangan sampai dengan mudah diketahui oleh orang lain yang tidak berhak. PGP dikembangkan oleh Phill Zimmermann pada akhir tahun1980. Program yang dibuat oleh Phill Zimmerann  memiliki 2 versi yaitu “USA Version “ dan “International Version”. PGP versi USA hanya dapat digunakan di wilayah USA dan oleh warganegara USA saja. PGP versi USA ini menggunakan algoritma RSA (yang telah menjadi hak paten) dalam enkripsinya. Sedangkan versi internasional menggunakan algoritma MPILIB yang diciptakan khusus oleh Phill Zimmermann sendiri. PGP Versi internasional bisa digunakan oleh seluruh dunia.

Prinsip – prinsip kerja dari PGP itu sendiri adalah :

1.      PGP menggunakan teknik yang disebut Public-key encryption dengan dua kode yang saling berhubungan secara intrinsik, namun tidak mungkin untuk memecahkan satu dan yang lainnya.

2.      Jika membuat suatu kunci, secara otomatis akan dihasilkan sepasang kunci yaitu public key dan secret key. Kita dapat  memberikan  public key ke manapun  tujuan yang kita inginkan, melalui telephone,  internet, keyserver, dsb. Secret key yang disimpan pada mesin kita dan menggunakan messager decipher akan dikirimkan ke kita. Jadi orang  yang akan menggunakan public key kita  (yang  hanya dapat didekripsi oleh oleh secret key kita), mengirimkan messages kepada kita , dan  kita akan menggunak an secret key untuk membacanya.

3.      PGP menggunakan dua kunci yaitu kunci public (proses enkripsi) dan privet (proses deskripsi).

4.      menggunakan dua kuci tersebut dikarenakan adanya conventional crypto, disaat terjadi transfer informasi kunci, suatu secure channel diperlukan. Dan jika kita memiliki suatu secure channel, tapi mengapa kita menggunakan crypto? Namun dengan public-key syistem, tidak akan menjadi masalah siapa yang melihat kunci milik kita, karena kunci yang dilihat oleh orang lain adalah yang digunakan hanya untuk enkripsi dan hanya pemiliknya saja yang mengetahui kunci rahasia tersebut.

Implementasi PGP dalam TandaTangan Digital

Tanda tangan digital ini berguna untuk memastikan keaslian pesan yang disampaikan, bahwa suatu pesan yang disampaikan pada kita benar-benar berasal dari pengirim seperti yang tertulis pada header e-mail. Tanda tangan digital juga menjamin integritas pesan. Teknologi ini memungkinkan kita mendeteksi bila ada orang yang menyadap pesan dan mengganti isi pesannya di tengah jalan.

Dibandingkan dengan tandatangan analog, tanda tangan digital lebih sulit dipalsukan. Tanda tangan digital lebih sering digunakan daripada enkripsi karena kita sering tidak peduli apakah e-mail kita disadap atau tidak, tapi kita benar-benar ingin tahu apakah yang mengirim e-mail pada kita benar-benar orang yang kita maksud. Ini semakin penting dengan semakin menyebarnya virus yang seolah-olah datang dari orang yang kita kenal. Berbeda dengan proses enkripsi, dalam tanda tangan digital kunci privat digunakan untuk menandatangani dokumen atau pesan yang hendak disampaikan. Penerima pesan atau dokumen dapat memeriksa keasliannya dengan menggunakan kunci publik yang sudah ada padanya.

Algoritma RSA

Algoritma RSA merupakan salah satu algoritma public key yang populer dipakai dan bahkan masih dipakai hingga saat ini. Kekuatan algoritma ini terletak pada proses eksponensial, dan pemfaktoran bilangan menjadi 2 bilangan prima yang hingga kini perlu waktu yang lama untuk melakukan pemfaktorannya.
Algoritma ini dinamakan sesuai dengan nama penemunya, Ron Rivest, Adi Shamir dan Adleman(Rivest-Shamir-Adleman) yang dipublikasikan pada tahun 1977 di MIT, menjawab tantangan yang diberikan algoritma pertukaran kunci Diffie Hellman.

Skema RSA sendiri mengadopsi dari skema block cipher, dimana sebelum dilakukan enkripsi, plainteks yang ada dibagi – bagi menjadi blok – blok dengan panjang yang sama, dimana plainteks dan cipherteksnya berupa integer(bilangan bulat) antara 1 hingga n, dimana n berukuran biasanya sebesar 1024 bit, dan panjang bloknya sendiri berukuran lebih kecil atau sama dengan log(n) +1 dengan basis 2. Fungsi enkripsi dan dekripsinya dijabarkan dalam fungsi berikut :

 C = M^e mod n ( fungsi enkripsi )

M = C^d mod n (fungsi dekripsi)

C = Cipherteks

M = Message / Plainteks

e = kunci publik

d= kunci privat

n = modulo pembagi(akan dijelaskan lebih lanjut )

Kedua pihak harus mengetahui nilai e dan nilai n ini, dan salah satu pihak harus memilki d untuk melakukan dekripsi terhadap hasil enkripsi dengan menggunakan public key e. Penggunaan algoritma ini harus memenuhi kriteria berikut :

1. Memungkinkan untuk mencari nilai e, d, n sedemikian rupa sehingga Med mod n = M untuk semua M < n.

2. Relatif mudah untuk menghitung nilai Me mod n dan Cd mod n untuk semua nilai M < n.

3. Tidak memungkinkan mencari nilai d jika diberikan nilai n dan e.

Syarat nilai e dan d ini, gcd(d,e)=1

sebelum memulai penggunaan RSA ini, terlebih dahulu kita harus memiliki bahan – bahan dasar sebagai berikut :

1. p, q = 2 bilangan prima yang dirahasiakan

2. n, dari hasil p.q

3. e, dengan ketentuan gcd (Φ(n), e) =1

4. d, e^-1 (mod Φ(n))

Saya akan berikan satu contoh :

1. Pilih 2 bilangan prima, misalnya p = 17 dan q = 11.

2. Hitung n = pq = 17 × 11 = 187.

3. Hitung Φ(n) = (p – 1)(q – 1) = 16 × 10 = 160.

4. Pilih nilai e sedemikian sehingga relatif prima terhadap Φ(n) = 160 dan kurang dari Φ(n); kita pilih e = 7.

5. Hitung d sedemikian sehingga de ≡ 1 (mod 160) dan d < 160.Nilai yang didapatkan d = 23,karena  23 × 7 = 161 = (1 × 160) + 1; d dapat dihitung dengan Extended Euclidean Algorithm.

Nah, nilai e dan d inilah yang kita sebut sebagai Public Key(e) dan Private Key(d).  Pasangan Kunci Publiknya ={7,187} dan Kunci Privatnya = {23, 187}

Sekarang kita aplikasikan dalam proses enkripsi.

Misalnya kita punya M 88. Untuk proses enkripsi, kita akan menghitung C = 88⁷ mod 187.

= 88⁷ mod 187.

=894,432 mod 187

=11

Nah, kita mendapatkan nilai C =11.

Selanjutnya, nilai C ini dikirimkan kepada penerima untuk didekripsi dengan kunci privat miliknya.

M = C^d mod n

= 11²³ mod 187

=79,720,245 mod187

= 88

sumber:
http://infofenvin.blogspot.co.id
http://herwingoernia19.blogspot.co.id
ilmukriptografi.wordpress.com