Kriptografi: Kriptografi Klasik dan Jenisnya

Sumber Gambar: Rinaldi Munir

Menurut Bruce Scheiner, 1996 dalam bukunya "Applied Cryptography", kriptografi adalah ilmu pengetahuan dan seni menjaga message-message agar tetap aman (secure). Kata kriptografi sendiri berasal dari bahasa Yunani, yakni “kryptós” yang berarti tersembunyi dan “gráphein” yang berarti tulisan. 

Beberapa aspek keamanan kriptografi yang juga merupakan kedalam prinsip keamanan jaringan, diantaranya:

1. Kerahasiaan (confidentiality), menjamin bahwa data-data tersebut hanya bisa diakses oleh pihak-pihak tertentu saja. Kerahasiaan bertujuan untuk melindungi suatu informasi dari semua pihak yang tidak berhak atas informasi tersebut.
2. Otentikasi (authentication), merupakan identifikasi yang dilakukan oleh  masing – masing pihak yang saling berkomunikasi, maksudnya beberapa pihak yang berkomunikasi harus mengidentifikasi satu sama lainnya. Informasi yang didapat oleh suatu pihak dari pihak lain harus diidentifikasi untuk memastikan keaslian dari informasi yang diterima.
3. Integritas (integrity), menjamin setiap pesan yang dikirim pasti sampai pada penerimanya tanpa ada bagian dari pesan tersebut yang diganti, diduplikasi, dirusak, diubah urutannya, dan ditambahkan. Integritas data bertujuan untuk mencegah terjadinya pengubahan informasi oleh pihak-pihak yang tidak berhak atas informasi tersebut. Untuk menjamin integritas data ini pengguna harus mempunyai kemampuan untuk mendeteksi terjadinya manipulasi data oleh pihak-pihak yang tidak berkepentingan. Manipulasi data yang dimaksud di sini meliputi penyisipan, penghapusan, maupun penggantian data.
4. Nirpenyangkalan (Nonrepudiation), mencegah pengirim maupun penerima mengingkari bahwa mereka telah mengirimkan atau menerima suatu pesan. Jika sebuah pesan dikirim, penerima dapat membuktikan bahwa pesan tersebut memang dikirim oleh pengirim yang tertera. Sebaliknya, jika sebuah pesan diterima, pengirim dapat membuktikan bahwa pesannya telah diterima oleh pihak yang ditujunya. (Ariyus, 2008).

Sementara itu, yang dimaksud dengan kriptografi klasik adalah kriptografi yang digunakan sejak zaman dahulu sebelum zaman modern seperti sekarang yang sudah dipermudah dengan adanya komputer. Kriptografi ini melakukan pengacakan huruf pada plaintext. Kriptografi klasik sangatlah tidak disarankan untuk mengamankan informasi-informasi penting sebab kekurangannya ialah dapat dipecahkan dalam waktu singkat dimana kriptografi ini hanya melakukan pengacakan pada huruf A – Z. Biarpun begitu, kriptografi klasik ini tetap harus dipelajari untuk menunjang pemahaman tentang kriptografi modern. 

Beberapa ciri dari kriptografi klasik adalah sebagai berikut:

1. Berbasis karakter
2. Menggunakan pena dan kertas saja, belum ada computer
3. Termasuk ke dalam kriptografi kunci simetris.

Jenis-Jenis Kriptografi:

1. Hill Cipher

Sumber Gambar: Goens89

Hill Cipher merupakan salah satu algoritma kriptografi kunci simetris (Algoritma simetris (symmetric algorithm), adalah suatu algoritma dimana kunci enkripsi yang digunakan sama dengan kunci dekripsi sehingga algoritma ini disebut juga sebagai single-key algorithm).  Algoritma Hill Cipher menggunakan matriks (Matriks adalah susunan skalar elemenelemen dalam bentuk baris dan kolom.) berukuran m x n 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.

Hill Cipher diciptakan oleh Lester S. Hill pada tahun 1929. Hill Cipher merupakan penerapan aritmatika modulo pada kriptografi. Teknik kriptografi ini menggunakan sebuah matriks persegi sebagai kunci yang digunakan untuk melakukan enkripsi dan dekripsi. Teknik kriptografi ini diciptakan dengan maksud untuk dapat menciptakan cipher (kode) yang tidak dapat dipecahkan menggunakan teknik analisis frekuensi. Hill Cipher tidak mengganti setiap abjad yang sama pada plaintext dengan abjad lainnya yang sama pada ciphertext karena menggunakan perkalian matriks pada dasar enkripsi dan dekripsinya.

Kesimpulan dari Hill Cipher adalah:

1. Hill Cipher adalah algoritma kriptografi klasik yang sangat kuat dilihat dari segi keamanannya.
2. Matriks kunci Hill Cipher harus merupakan matriks yang invertible. Semakin besar suatu matriks kunci maka semakin kuat juga segi keamanannya.
3. Hill Cipher kuat dalam menghadapi ciphertext-only attack namun lemah jika diserang dengan knownplaintext attack.

2. Vigenere Cipher

Sumber Gambar: Wahyupria

Vigenere cipher termasuk dalam cipher abjad majemuk (polyalphabetic substitution cipher) yang dipublikasikan oleh diplomat sekaligus kriptologis Perancis, Blaise de Vigenere pada tahun 1586. Vigenere cipher sebenarnya merupakan pengembangan dari Caesar Cipher. Pada Caesar Cipher, setiap plaintext digantikan dengan huruf lain yang memiliki perbedaan tertentu pada urutan alfabet. Misalnya pada Caesar Cipher dengan geseran 3, A menjadi D, B menjadi E dan seterusnya. Vigenere cipher terdiri dari beberapa Caesar Cipher dengan nilai geseran yang berbeda. Pada Vigenere cipher menggunakan tabel yang berisi alfabet yang dituliskan dalam 26 baris, masing-masing baris digeser ke kiri dari baris sebelumnya membentuk ke-26 kemungkinan sandi caesar dimana setiap huruf disediakan dengan menggunakan baris yang berbeda-beda sesuai kunci yang diulang.

Cipher ini dikenal luas karena cara kerjanya mudah dimengerti dan dijalankan, dan bagi para pemula sulit dipecahkan. Pada saat kejayaannya, Cipher ini dijuluki le chiffre indéchiffrable (bahasa Prancis: 'sandi yang tak terpecahkan'). Metode pemecahan sandi ini baru ditemukan pada abad ke-19. Pada tahun 1854, Charles Babbage menemukan cara untuk memecahkan Vigenere cipher. Metode ini dinamakan tes Kasiski karena Friedrich Kasiski-lah yang pertama mempublikasikannya.

Rumus Vigienere Cipher

Ci = (Pi + Ki) mod 26 // Enkripsi

Pi =(Ci – Ki) mod 26 //Dekripsi

Keterangan :

Pi = Plaintext

Ci = Cipher Text

Ki = Kunci

3. Playfair Cipher

Sumber Gambar: Markijar

Playfair cipher atau sering disebut Playfair Square merupakan teknik enkripsi simetrik yang termasuk dalam sistem substitusi digraph. Playfair Cipher Termasuk ke dalam polygram cipher. yang Ditemukan oleh Sir Charles Wheatstone namun dipromosikan / dipopulerkan oleh Baron Lyon Playfair pada 1854. Playfair Cipher mengenkripsi pasangan huruf (digram atau digraf), bukan huruf tunggal seperti pada cipher klasik / tradisional lainnya. Tujuannya untuk membuat analisis frekuensi menjadi sulit sebab frekuensi kemunculan huruf di dalam cipherteks akan menjadi datar.

Kesimpulan Playfair Chiper:

1. Karena terdapat 26 huruf abjad (A-Z), maka terdapat 26 kali 26 = 677 bigram, sehingga identifikasi bigram individual menjadi lebih sulit.
2. Sayangnya ukuran poligram di dalam Playfair cipher tidak cukup besar, hanya dua huruf sehingga Playfair cipher tidak aman.
3. Walaupun Playfair susah dipecahkan menggunakan analisis frekuensi relatif huruf, namun Playfair Cipher bisa dipecahkan (ditembus) dengan analisis frekuensi pada pasangan huruf.
4. Dengan memakai frekuensi tabel / tabel kemunculan pasangan huruf dalam Bahasa Inggris dan cipherteks yang banyak, Playfair bisa dipecahkan.
5. Karena pada Bahasa Inggris kita dapat mendapatkan frekuensi kemunculan pasangan huruf, contohnya pasangan huruf  HE dan TH yang merupakan pasangan huruf yang paling sering muncul (Sering muncul dalam Bahasa Inggris).

Untuk metode penghitungan jenis kriptografi klasik yang lebih lengkap, dapat dipelajari melalui: 

Kriptografi Klasik Bagian 2 (Rinaldi Munir)

Sumber:

Algoritma Playfair Cipher (Lengkap dengan Penjelasan dan Contoh) . (2015, September 7). Retrieved from Markijar : http://www.markijar.com/2015/09/algoritma-playfair-cipher-lengkap.html

Andika, D. (2018). Pengertian dan Sejarah Kriptografi. Retrieved from IT-JURNAL.COM: https://www.it-jurnal.com/pengertian-dan-sejarah-kriptografi/

Karima, A. (2012). Hill Cipher & Vigenere Cipher . Retrieved from ANZDOC: https://adoc.tips/hill-cipher-vigenere-cipher.html

Parmaza, B. (2017, Desember 5). Kriptografi Klasik. Retrieved from KomTIK.Jambi: http://itjambi.com/kriptografi-klasik/

Purnama, W. P. (2018, November 22). Mengenal Kriptografi Klasik Paling Sederhana, Vigenere Cipher . Retrieved from wahyupria.com: https://www.wahyupria.com/2018/11/mengenal-kriptografi-klasik-paling.html