Kriptografi Beserta Skema Kriptografi Simetris dan Asimetris

Kriptografi

Salah satu metode pengamanan yang dapat dilakukan untuk pengamanan pesan adalah dengan menggunakan kriptografi. Kriptografi telah digunakan selama berabad-abad oleh raja dan ratu di Eropa untuk memberi perintah terhadap pasukan perang mereka. Hal ini dilakukan untuk menghindari informasi penting tersebut jatuh ke tangan orang yang salah sehingga dapat membongkar rahasia kerajaan. Ancaman dari para musuh tersebut yang memotivasi untuk melakukan pengkodean dan enkripsi terhadap pesan sehingga dengan kunci yang tepat hanya orang tertentu saja yang dapat membaca pesan tersebut.

Definisi Kriptografi

Menurut Menezes dkk., 1996 Kriptografi adalah ilmu yang menggunakan teknik matematika yang berhubungan dengan aspek keamanan informasi.

Menurut Schneier, 1996 Kriptografi adalah ilmu yang mempelajari bagaimana membuat pesan yang dikirim dapat sampai kepada penerima dengan aman. Pesan asli yang dimengerti isinya/maknanya dinamakan plaintext. Pesan yang tidak dimengerti, yang merupakan hasil transformasi dari plaintext disebut ciphertext.

Menurut Arvandi, 2003 Kriptografi adalah ilmu yang mempelajari dalam merahasiakan pesan. Pesan asli disebut dengan plainteks sedangkan pesan yang telah di sandikan disebut dengan cipherteks. Proses dalam merubah plainteks ke cipherteks disebut dengan enkripsi. Proses merubah cipherteks ke plainteks disebut dengan dekripsi.

Menurut Murtiyasa, 2005 Kriptografi (Chryptography) berasal dari bahasa Yunani yaitu Kryptos yang artinya tersembunyi dan graphien yang artinya tulisan. Secara harfiah, kriptografi dapat diartikan sebagai tulisan yang tersembunyi atau tulisan yang dirahasiakan. Kriptografi merupakan suatu cara menjaga agar pesan tetap aman dari pihak ketiga.

Cipher, Kunci, Encipher, Decipher, Kriptanalisis dan Kriptologi

Beberapa istilah yang berhubungan dengan transformasi dari plainteks ke cipherteks diantaranya adalah cipher, kunci, encipher, decipher, kriptanalisis, dan kriptologi.

Cipher adalah adalah algoritma yang digunakan untuk melakukan transformasi plainteks ke cipherteks. Kunci adalah beberapa infomasi kritis yang diperlukan cipher, dimana kunci ini hanya diketahui oleh pengirim dan penerima pesan. Encipher adalah proses mentransformasi plainteks ke cipherteks dengan menggunakan cipher dan kunci. Decipher adalah proses transformasi cipherteks kembali ke plainteks dengan menggunakan cipher dan kunci. 

Kriptanalisis (cyptanalysis) adalah ilmu yang mempelajari prinsip-prinsip atau metodemetode mentransformasikan cipherteks kembali ke plainteks tanpa mengetahui kunci untuk decipher. Sedangkan kriptologi (cryptology) adalah ilmu yang berhubungan dengan kriptografi dan kriptanalisis.

Teknik Kriptografi

Teknik yang digunakan untuk mendekripsi pesan tanpa mengetahui pengetahuan mengenai detail pengenkripsian disebut dengan kriptanalisis (Cryptanalysis). Kriptografi dan kriptanalisis selanjutnya disebut dengan kriptologi. Sistem kriptografi terdiri dari 5 bagian (Sadikin, 2012), yakni :

1. Plaintext (M)

Plaintext adalah pesan atau data masukan yang bentuk aslinya dapat dimengerti maknanya. Plaintext merupakan masukan untuk enkripsi.

2. Kunci Rahasia (K)

Kunci rahasia juga merupakan masukan untuk enkripsi. Kunci rahasia adalah nilai bebas yang nantinya akan dikenakan terhadap teks asli dan mempengaruhi keluaran.

3. Ciphertext (C)

Ciphertext adalah hasil dari algoritma enkripsi yang tidak dapat diketahui lagi makna sebenarnya. 

4. Algoritma Enkripsi (Ek)

Memiliki dua data masukan yakni plainteks dan kunci rahasia. Algoritma enkripsi melakukan transformasi dari plaintext sehingga menghasilkan pesan yang telah disandikan. 𝐸𝑘:𝑀→𝐶,𝑑𝑖𝑚𝑎𝑛𝑎 𝑘 ∈K.

5. Algoritma Dekripsi (Dk)

Memiliki dua data masukan yakni pesan yang sudah disandikan (cyphertext) dan kunci rahasia. Merupakan algoritma mengembalikan cyphertext menjadi plaintext. 𝐷𝑘:𝐶→𝑀,𝑑𝑖𝑚𝑎𝑛𝑎 𝑘 ∈K

Skema Komunikasi Kriptografi

Pada umumnya kriptografi sistem harus memenuhi tiga syarat. Syarat tersebut adalah bahwa transformasi enkripsi dan dekripsi harus efisien untuk semua kunci, kunci haruslah mudah untuk digunakan, dan keamanan sistem harus bergantung pada kerahasiaan kunci dan tidak pada kerahasiaan algoritma enkripsi atau dekripsi. 

Dalam perkembangannya, kriptografi memiliki dua jenis algoritma, yaitu algoritma enkripsi kunci simetri (symmetric key encryption algorithm) dan algoritma enkripsi kunci publik/asimetri (public-key encryption algorithm). Algoritma enkripsi kunci simetri menggunakan kunci yang sama atau disebut juga kunci rahasia, baik untuk enkripsi maupun dekripsi. Oleh karena itu kunci ini harus dirahasiakan oleh pengirim dan penerima pesan agar ciphertext tetap aman dari gangguan serangan. Algoritma enkripsi kunci publik menggunakan dua kunci pasangan namun berbeda. Satu kunci dipakai untuk enkripsi, yaitu kunci publik, pasangan kuncinya digunakan untuk dekripsi, yaitu kunci privat.

Kriptografi Kunci Asimetri (Publik)

Konsep kriptografi kunci publik pertama kali diperkenalkan oleh Diffie Hellman pada tahun 1976. Kriptografi kunci publik menjawab permasalahan yang ada pada kriptografi kunci simetri yaitu pertama, bila dua orang yang akan berkomunikasi sama-sama memiliki kunci, maka yang manakah dari dua orang tersebut yang harus mendistribusikan kunci. Kedua, permasalahan pada pendistribusian kunci yang menggunakan Key Ditribution Center (KDC).

Kunci publik/asimetri adalah dua kunci yang saling berhubungan, yaitu kunci publik dan kunci privat. Kunci ini digunakan untuk operasi enkripsi dan dekripsi atau verifikasi tanda tangan (tanda tangan digital). Keduanya memiliki sifat turunan dimana antara kunci privat dan kunci publik dapat di komputasikan.

Skema enkripsi kunci publik memiliki elemen :

1. Plainteks, yang merupakan data atau pesan asli. Plainteks adalah masukan untuk algorima.
2. Algoritma enkripsi, menghasilkan transformasi dari plainteks.
3. Kunci publik dan kunci privat, pasangan kunci yang dipilih dimana satu kunci untuk enkripsi, satu kunci lainnya untuk dekripsi. 
4. Cipherteks, pesan yang telah disandikan, merupakan keluaran dari algoritma enkripsi. Cipherteks bergantung kepada plainteks dan kunci rahasia.
5. Algoritma dekripsi, merubah cipherteks dengan memprosesnya dengan kunci yang cocok yang selanjutnya akan menghasilkan plainteks

Algoritma kunci publik bertumpu pada satu kunci untuk enkripsi dan satu kunci yang berbeda namun memiliki keterhubungan untuk melakukan dekripsi. Algoritma kunci publik memiliki ketentuan sebagai berikut :

1. Secara komputasi mudah bagi pihak B untuk membangkitkan sepasang kunci, kunci publik (Kpub) dan kunci privat (Kpv).
2. Secara komputasi mudah bagi pengirim A dengan mengetahui kunci publik B untuk melakukan enkripsi (E) pesan (M), untuk menghasilkan cipherteks (C). 𝐶=𝐸(𝐾𝑝𝑢𝑏,𝑀) 
3. Secara komputasional adalah hampir tidak mungkin atau sulit bila diketahui kunci publik, untuk mendapatkan kunci privat.  
4. Secara komputasi mudah bagi penerima B untuk melakukan dekripsi (D) terhadap cipherteks menggunakan kunci privat sehingga akan menghasilkan pesan asli. 𝑀=𝐷(𝐾𝑝𝑣,𝐶)=𝐷[𝑃𝑟𝑖𝑣,𝐸(𝐾𝑝𝑢𝑏,𝑀)]
5. Secara komputasional adalah hampir tidak mungkin atau sulit bila diketahui kunci publik, untuk mendapatkan kunci privat.
6. Dapat ditambahkan syarat ke-6, meskipun sangat berguna namun tidak menjadi suatu keharusan bagi semua kriptografi kunci publik untuk mengaplikasikannya, yaitu: Kedua kunci dapat diaplikasikan untuk enkripsi maupun dekripsi. 𝑀=𝐷[𝐾𝑝𝑢𝑏,𝐸(𝐾𝑝𝑣,𝑀)]=𝐷[𝐾𝑝𝑢𝑏,𝑀)]

Kriptografi Kunci Simetris

Dalam kriptografi klasik atau juga disebut kriptografi simetri adalah kriptografi yang menggunakan kunci yang sama untuk melakukan enkripsi dan dekripsi pesan. Algoritma kriptografi simetri dibagi menjadi 2 kategori yaitu Stream Cipher dan Block Cipher. Stream Cipher melakukan penyandian pesan pada satu bit atau satu byte data, sedangkan Block Cipher melakukan proses penyandian pada sekumpulan bit (per blok).

Menurut Stalling (2011), terdapat dua syarat yang harus dipenuhi oleh enkripsi konvensional agar dapat digunakan, yaitu: 

1. Dibutuhkan suatu algoritma enkripsi yang kuat. Walaupun pihak lawan mengetahui algoritma yang digunakan dan memiliki cipherteks, haruslah sulit untuk pihak lawan melakukan dekripsi atau mendapatkan kunci rahasia.
2. Pengirim dan penerima pesan harus memiliki salinan kunci rahasia pada suatu “ruang” rahasia dan menjaganya tetap aman. Bila pihak lawan mengetahui kunci dan algoritma enkripsi, maka keseluruhan komunikasi yang menggunakan kunci tersebut akan dapat diketahui/dibaca.

Algoritma kunci simetri pada umumnya membutuhkan waktu yang singkat dalam melakukan proses enkripsi dan dekripsi serta memiliki ukuran kunci yang relatif pendek. Otentikasi pengirim pesan dapat langsung diketahui dari cipherteks yang dikirimkan, karena hanya pengirim dan penerima saja yang mengetahui kunci rahasia. Namun, kunci simetri memiliki kelemahan seperti membutuhkan saluran yang aman untuk mengirimkan kunci ke pihak kawan komunikasi. Kunci harus sering diubah, bahkan mungkin pada setiap akan melakukan komunikasi.