lmplementasi Rancangan Algoritma

Langkah Kuda (Permainan Catur) dan Anyaman Tali Sepatu

Criss Cross Lacing dalam Kriptografi Block Cipher

Artikel Ilmiah

Peneliti :

Adi Nugroho Setiawan (672008120)

Hindriyanto D. Purnomo, S.T., MIT., Ph.D.

Alz Danny Wowor, S.Si., M.Cs.

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Mei 2015

Implementasi Rancangan Algoritma

Langkah Kuda (Permainan Catur) dan Anyaman Tali Sepatu

Criss Cross Lacing dalam Kriptografi Block Cipher

Artikel Ilmiah

Diajukan kepada

Fakultas Teknologi Informasi

Untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer

Peneliti :

Adi Nugroho Setiawan (672008120)

Hindriyanto D. Purnomo, S.T., MIT., Ph.D.

Alz Danny Wowor, S.Si., M.Cs.

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Mei 2015

Implementasi Rancangan Algoritma

Langkah Kuda (Permainan Catur) dan Anyaman Tali Sepatu Criss Cross

Lacing dalam Kriptografi Block Cipher

1 Adi Nugroho Setiawan, 2 Hindriyanto D. Purnomo, 3 Alz Danny Wowor

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia

Email: 1)672008120@student.uksw.edu, 2) hindriyanto.purnomo@staff.uksw.edu, 3)alzdanny.wowor@staff.uksw.edu

Abstract

Cryptography must be renewed to increase security .Cryptography some have already successfully attacked

one of them is des therefore needs to get new cryptography algorithm .Design in cryptography algorithm

by applying a technique block ciphers langkah kuda dalam permainan catur is a draft in cryptography

algorithm block ciphers where that method in use for a groove randomization bits .While to anyaman tali

sepatu criss cross lacing used key to the process .The end result of this study can be tested with kriptosistem

as a technique of cryptography so as to be used as an alternative to data security and also as new

methodology

Keywords : Block Cipher, Cryptography, Langkah Kuda Catur, Anyaman Tali Sepatu CCL

Abstrak

Kriptografi harus diperbarui untuk meningkatkan keamanan. Beberapa kriptografi ada yang sudah berhasil

diserang salah satunya DES maka dari itu perlu dibuat algoritma kriptografi baru. Perancangan Algoritma

Pada Kriptografi Block Cipher Dengan Teknik Langkah Kuda Dalam Permainan catur merupakan suatu

rancangan algoritma pada kriptografi block cipher dimana alur tersebut di gunakan untuk alur pengacakan

bit. Sedangkan untuk anyaman tali sepatu digunakan pada proses kunci. Hasil akhir dari penelitian ini dapat diuji dengan kriptosistem sebagai teknik kriptografi sehingga dapat digunakan sebagai alternatif

pengamanan data dan juga sebagai metodologi baru.

Kata Kunci : Block Cipher, Kriptografi, Langkah Kuda Catur, Anyaman Tali Sepatu CCL

1) Mahasiswa Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana,

Salatiga. 2) Staff pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. 3) Staff pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.

1. Pendahuluan

Keamanan merupakan faktor yang penting dalam proses komunikasi, terutama

melalui internet. Data dapat saja diubah, disisipkan atau dihilangkan oleh orang

yang tidak bertanggung jawab. Untuk melindungi data dari perusakan atau

pencurian dibutuhkan cara yang dapat menjaga keamanan data yaitu kriptografi.

Salah satu contohnya kriptografi block cipher yang merupakan algoritma dengan

input dan output berupa satu blok dan setiap blok terdiri dari terdiri dari ukuran bit

tertentu [1].

Ada beberapa kriptografi block cipher yang diciptakan tetapi kemudian dapat

dipecahkan oleh kriptanalisis. Kondisi ini sangat berbahaya apabila kriptografi

tersebut digunakan sebagai alat pengamanan di internet tetapi telah terpecahkan,

sehingga informasi rahasia menjadi tidak aman lagi. Sebagai contoh DES (Data

Encryption Standard) yang dirancang sebagai sebagai standard keamanan di

Amerika Serikat ternyata tidak aman dan kemudian digantikan dengan AES

(Advanced Encryption Standard) [2]. Pada waktu selanjutnya, AES yang

menggantikan DES pada tahun November 2001 sebagai standar keamanan [3],

ternyata di klaim oleh beberapa kriptanalisis bahwa dapat dipecahkan oleh serangan

Square Attack [4].

Bill Gates [5], mengatakan bahwa tidak ada sistem pengamanan yang ada

sekarang ini, apakah itu kunci setir ataupun ruangan baja yang benar-benar aman,

yang terbaik yang bisa dilakukan adalah dengan membuatnya sesulit mungkin bagi

seseorang untuk merusak alat keamanan atau masuk kedalamnya. Kondisi ini

sebenarnya pada alat pengamanan yang diperbaharui atau dibuat teknik baru yang

dapat dijadikan alternatif pengamanan informasi. Oleh karena itu dalam penelitian

ini, dirancang sebuah kriptografi blok cipher yang berbasis pada langkah kuda

dalam permainan catur. Langkah kuda (LK) pada permainan catur selalu

membentuk pola yang sama dengan alfabet L, rancangan ini mengikuti pola

tersebut untuk mengambil bit dari proses hasil konversi plainteks.

Penelitian ini bertujuan untuk dapat merancang algoritma LK pada permainan

catur, kemudian algoritma tersebut digunakan dalam rancangan kriptografi blok

cipher. Selain itu, rancangan kriptografi ini dapat dibandingkan dengan kriptografi

blok cipher yang sudah ada, sehingga dapat mengukur kinerja proses dari rancangan

kriptografi.

2. Tinjauan Pustaka Bagian ini terdiri dari penelitian terdahulu dan dasar teori. Penelitian

terdahulu membahas penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, yang dapat

digunakan sebagai pembanding dan atau sebagai acuan. Sedangkan untuk bagian

kedua membahas teori-teori yang dijadikan dasar untuk merancang kriptografi blok

cipher yang berbasis pada langkah kuda dalam permainan catur.

Bagian pertama membahas penelitian terdahulu yang digunakan sebagai

acuan. Penelitian terdahulu yang pertama dengan judul Perancangan Kriptografi

Simetris Menggunakan Fungsi Hiperbolik. Dalam penelitian ini merancang

kriptografi simetris dengan menggunakan fungsi hiperbolik, dimana fungsi

1

hiperbolik digunakan untuk proses pembangkitan kunci. Proses enkripsi pada

penelitian ini menggunakan konversi basis bilangan pada tiap proses putarannya.

Proses pembangkitan kunci menggunakan fungsi yang berbeda proses

pembangkitan kunci pertama menggunakan fungsi arcsinh, pembangkitan kunci

kedua dengan fungsi Arccosh, pembangkitan kunci ketiga dengan fungsi Tanh.

Proses putaran yang dilakukan adalah sebanyak 3 kali sampai menghasilkan

cipherteks [6].

Penelitian kedua dengan judul “Perancangan Algoritma Pada Kriptografi

Block Cipher dengan Teknik Langkah Kuda Dalam Permainan Catur”. Dalam

penelitian ini membahas tentang pembuatan teknik kriptografi block cipher.

Dengan menggunakan pola langkah kuda catur yang diterapkan dalam blok ukuran

8x8, yang digunakan untuk memasukan dan mengambil bit pada plainteks dan

kunci. Proses putaran yang dilakukan sebanyak 4 kali sampai menghasilkan

cipherteks. [7]

Advanced Encryption Standard merupakan standard teknik enkripsi baru.

Advanced Encryption Standard (AES) dipublikasikan oleh NIST (National Institute

of Standard and Tecnology pada tahun 2001. Teknik enkripsi ini termasuk jenis

block cipher. AES menggunakan substitusi (menggunakan S-boxes), dan juga

mempunyai 10 putaran. AES juga menggunakan kunci enkripsi yang lebih besar

yaitu 128 bit, 192 bit, atau 256 bit. AES juga dapat diterapkan dan mampu berjalan

di sejumlah platform [8]. AES digunakan sebagai pembanding perancangan dan

yang digunakan adalah AES- 128 ,dipilih AES-128 karena merupakan standard

pengamanan yang dipakai saat ini. Yang akan dibandingkan adalah nilai keacakan

dan juga diferensiasi data.

Pada bagian kedua akan dibahas teori-teori dasar yang dipakai dalam

penelitian ini. Teori yang pertama adalah pengertian dari kriptografi. Ilmu

mengenai teknik enkripsi dimana data diacak menggunakan suatu kunci enkripsi

menjadi sesuatu yang sulit dibaca seseorang yang tidak memiliki kunci dekripsi

disebut sebagai kriptografi [2].

Bagian dari kriptografi terdiri dari pesan, plainteks, dan cipherteks. Pesan

merupakan data atau juga informasi yang dapat dibaca dan dimengerti maknanya.

Plainteks adalah pesan yang dapat dimengerti maknanya, cipherteks merupakan

pesan yang sudah disandikan ke bentuk yang tidak dapat dimengerti maknanya [3].

Bagian lain dari kriptografi adalah enkripsi dan dekripsi. Enkripsi merupakan

proses pengaman data yang disembunyikan menjadi bentuk tidak dapat dibaca.

Dekripsi merupakan proses mengembalikan pesan dari acak atau tidak dapat dibaca

kembali menjadi pesan yang dapat dibaca atau dimengerti [3].

Pada block cipher, rangkaian bit- bit plainteks dibagi menjadi blok-blok

dengan panjang sama biasanya 64-bit. [3]. Terdapat dua proses dalam kriptografi

yaitu proses enkripsi dan dekripsi. Skema Proses enkripsi –dekripsi pada

block cipher secara umum dapat digambarkan pada Gambar 1

2

Gambar 1. Proses Enkripsi-Dekripsi Block Cipher [3]

Misalkan blok plainteks (P) yang berukuran n bit

P = (p1,p2…..pn) (1)

Blok cipherteks (C) maka blok C adalah

C= (c1,c2,…cn) (2)

Kunci (K) maka kunci adalah

K= (k1,k2,….kn) (3)

Sehingga proses Enkripsi adalah

EK(P) = C (4)

Proses dekripsi adalah

DK(C) = P (5)

Suatu kriptografi dapat disebut sebagai teknik, harus melalui uji kriptosistem

terlebih dahulu yaitu dengan diuji dengan metode Stinson.

Definisi 2. [9] terdiri dari 5-tuple (Five tuple) (P, C, K, E, D) yang memenuhi

kondisi :

1. P adalah himpunan berhingga dari plainteks, 2. C adalah himpunan berhingga dari cipherteks, 3. K merupakan ruang kunci (Keyspace), adalah himpunan berhingga dari

kunci,

4. Untuk setiap 𝑘 𝜖 𝑲, terdapat aturan enkripsi 𝑒𝑘 𝜖 𝑬 dan berkorespodensi dengan aturan dekripsi 𝑑𝑘 𝜖 𝑫. Setiap 𝑒𝑘 ∶ 𝑷 ⟶ 𝑪 dan 𝑑𝑘 ∶ 𝑪 ⟶ 𝑷 adalah

fungsi sedemikian hingga 𝑑𝑘(𝑒𝑘(𝑥)) = 𝑥 untuk setiap plaintext 𝑥 𝜖 𝑷.

Perancangan algoritma kriptografi ini menggunakan teknik langkah kuda

(permainan catur) untuk plainteks dan juga anyaman tali sepatu untuk kunci. Teknik

langkah kuda catur adalah aturan yang digunakan pada permainan catur untuk

langkah kuda (knight) bergerak sesuai dengan alfabet L dengan pergerakan bebas

ke segala arah [10]. Pergerakan kuda melewati empat kotak dengan aturan 3 kotak

vertikal dan 1 kotak horisontal, alur jalan kuda catur dapat dilihat pada Gambar 2.

3

Gambar 2. Alur Langkah Kuda Dalam Permainan Catur [10]

Penelitian ini menggunakan anyaman tali sepatu sebagai salah satu proses dalam

kriptografi blok cipher. Terdapat banyak pola anyaman tali sepatu diantaranya army

lacing, checkerboarad lacing criss cross lacing, doubleback lacing, doublecross

lacing, football lacing, hexagram lacing, hiddenknot lacing, hikingbiking lacing,

Lader lacing, pentagram lacing, sawtooth lacing [11]. Perancangan ini

menggunakan anyaman tali sepatu criss cross lacing yang proses penganyamannya

ditunjukan pada Gambar 3.

Gambar 3. Anyaman Tali Sepatu Criss Cross Lacing [11]

Teori dasar yang berikutnya adalah mencari nilai keacakan yang digunakan

untuk mengetahui seberapa baiknya algoritma kriptografi yang dirancang mampu

memetakan (memindahkan) plainteks menjadi cipherteks. Cara mencari nilai

keacakan diperoleh sebagai perbandingan antara selisih plainteks dan cipherteks

terhadap plainteks [12]. Secara umum diberikan pada Persamaan (6),

Yi =pi - ci

pi (6)

dimana Yi sebagai nilai keacakan ke-i, dan secara berturut-turut pi dan ci adalah nilai

plainteks dan cipherteks ke-i. Nilai keacakan dilihat pada bilangan cipherteks yang

4

dihasilkan oleh algoritma tertentu. Penelitian ini tidak membandingkan ukuran blok

dengan AES. Nilai acak dibangun dari selisih perbandingan plainteks dengan

cipherteks terhadap plainteks, karena selisih pada pembilang pada persamaan (6)

berarti menunjukan jarak dari plainteks, walaupun dirasiokan terhadap plainteks

kembali. Kemungkinan yang muncul pada nilai keacakan dapat bertanda positif

atau negatif. bernilai negatif berarti selisih perbandingan nilai cipherteks lebih dari

besar dari nilai plainteks. bernilai positif berarti nilai plainteks lebih besar dari nilai

cipherteks.

Penggunaan jarak dapat dipandang sebagai suatu keacakan apabila brute

force attack (BFA) sebagai standar kriptanalisis digunakan untuk membobol

algoritma yang ada. Teknik BFA dilakukan dengan mencoba semua kemungkinan

kunci atau angka untuk menemukan relasi yang berkorespondensi satu satu (one to

one) antara plainteks dan cipherteks. Setiap plaintek yang diinputkan sudah pasti

diketahui desimalnya, kriptanalis akan mencoba setiap bilangan yang lebih besar

atau lebih kecil dari bilangan plainteks dan akan membesar atau mengecil secara

terus-menerus. Misalnya plainteks 70 (karakter F) kriptanalis akan mencoba

bilangan dibawah plainteks yaitu 69 dan diatas plainteks yaitu 71 secara terus

menerus sampai menemukan kecocokan, apabila semakin jauh nilai cipherteks dari

plainteks akan memerlukan banyak waktu dan proses untuk menemukan relasi

dengan cipherteks atau bahkan menemukan plainteks.

Untuk mengetahui nilai kemiringan digunakan diferensiasi. Diferensiasi data

adalah perbandingan selisih antar dua titik. Dalam kalkulus, metode ini sering

disebut sebagai turunan atau kemiringan dari data. Jika diberikan kumpulan data

((x1,y1), (x2,y2), (x3,y3), …, (xn,yn)) dengan syarat bahwa xi < xi+1 dimana i = 1…n.

Data-data tersebut dapat divisualisasikan ke dalam koordinat Cartesius untuk setiap

x sebagai variabel bebas dan y atau kadang ditulis sebagai f(x) sebagai variabel tak

bebas [8]. Untuk menentukan diferensiasi data pada dua titik maka persamaan yang

dapat dibentuk sebagai berikut

(7)

dengan (xa, ya) sebagai titik pertama, dan titik berikutnya adalah (xb, yb). Persamaan

(8) menujukan secar umum, apabila terdapat n data maka untuk menentukan rata-

rata dari diferensiasi data dapat di cari untuk melihat tren dari setiap data Rataan

diferensiasi (Rd).

Dy

Dx=

(yb - ya )

(xa - xb )

5

(8)

3. Metode dan Perancangan Algoritma

Dalam proses perancangan algoritma kriptografi baru dengan teknik langkah

kuda dalam permainan catur, terdapat langkah-langkah yang dilakukan sebagai

tahapan untuk menuntun proses penelitian. Proses penelitian dapat dilihat pada

Gambar 4.

Gambar 4. Langkah-Langkah Penelitian

Penjelasan proses pada setiap tahapan penelitian, secara rinci dibuat dalam tabulasi

yang diberikan pada Tabel 1.

Tabel 1.

Penjelasan Langkah-Langkah Penelitian

Tahapan Aktivitas Luaran

Tahap 1 Analisis masalah

dan kebutuhan

Menganalisa tentang keamanan kriptografi lalu

merumuskannya sebagai masalah yang dijadikan

landasan perancangan algoritma baru, serta melihat

kebutuhan untuk perancangan kriptografi baru

Tahap 2 Pengumpulan Bahan Mengumpulkan referensi yaitu mencari pola yang

digunakan dalam proses perancangan algoritma

kriptografi baru

Tahap 3 Perancangan

Algoritma

Merancang algoritma menggunakan teknik langkah

kuda dalam permainan catur yang diterapkan dalam

block cipher dengan ukuran blok 8×8.

6

Tahap 4 Pembuatan

Kriptografi

Menerapakan algoritma teknik langkah kuda dalam

permainan catur,

Tahap 5 Uji Kriptografi Melakukan uji algoritma kriptografi yang dibuat

dengan melakukan penghitungan secara manual

mulai dari memasukkan plainteks, mengubah teks ke

dalam bit lalu melakukan proses enkripsi dekripsi.

Jika tidak dapat melakukan enkripsi dan dekripsi

maka dilakukan pengecekan kembali atau kembali ke

tahap 4

Tahap 6 Uji Kriptosistem Menguji kriptografi yang dibuat dengan 5-tuple dari

Stinson yang diberikan pada Defenisi 1.

Jika sudah memenuhi Defenisi 1, maka perancangan

algoritma kriptografi yang berbasis pada langkah

kuda pada permainan catur menjadi sebuah sistem

kriptografi.

Tahap 7 Penulisan Laporan Menulis laporan dari hasil penelitian yang telah

diperoleh

Langkah-langkah penelitian pada Tabel 1, menjelaskan perancangan block

cipher berbasis langkah kuda (permainan catur), tentang bagaimana menentukan

plainteks, kunci, cipherteks maupun dalam proses enkripsi dan dekripsi. Hasil

rancangan ini nantinya akan diuji dengan 5-tuple stinson.

Batasan masalah dari penelitian ini yaitu :

1. Proses enkripsi dan dekripsi dilakukan pada teks.

2. Jumlah kunci dan plainteksnya terbatas yaitu menampung 8 karakter serta

proses putarannya terdiri dari 8 putaran.

3. Panjang bloknya adalah 64-bit

4. Penelitian ini tidak menguji kriptanalisis terhadap rancangan kriptografi

Rancangan Umum kriptografi

Kriptografi dengan jenis block cipher yang berbasis pada Langkah Kuda

(Permainan Catur) dan Anyaman Tali Sepatu Criss Cross Lacing dirancang

sebanyak 8 putaran. Seperti dengan kriptografi yang lain menerima inputan

plainteks dan kunci, tetapi dalam rancangan ini proses pada kedua inputan tersebut

berbeda. Setiap putaran terdapat proses untuk plainteks (Proses Pi, i = 1, 2, …, 8)

dan proses untuk kunci (Proses Ki, i = 1, 2, …, 8). Setiap hasil dari Proses-i dan

Proses K-i dihubungkan dengan proses XOR untuk setiap putaran ke i . Secara

keseluruhan, gambaran umum rancangan kriptografi diberikan pada Gambar 5.

7

Gambar 5. Rancangan Umum Kriptografi Block Cipher Berbasis Langkah Kuda Pada

Permainan Catur

Rancangan kriptografi blok cipher ini dibuat dalam 64 bit dalam 1 blok,

sehingga untuk setiap Proses-i dan proses Ki beroperasi dengan 64 bit juga. 64 bit

tersebut ditempatkan pada sebuah kotak yang berukuran 8x8, dimana setiap kotak

berisi 1 bit. Pada kotak tersebut dirancang untuk bagaimana menempatkan 64 bit

dan juga bagaimana mengambilnya. Pemasukan bit dan pengambilan bit diperlukan

karena untuk menghasilkan cipherteks perlu pengacakan bit pola pemasukan dan

pengambilan yang berfungsi untuk mengacak bit tersebut. jadi setiap 64 bit yang

masuk dengan alur yang sudah ditentukan akan diambil supaya menghasilkan bit

yang berbeda dari bit yang dimasukan. Gambar 6 dan Gambar 7 secara berturut-

turut menggambarkan penempatan bit dan pengambilan bit pada kotak 64 bit.

Gambar 6. Alur Masuk bit Gambar 7. Alur Ambil bit

Alur penempatan bit pada Gambar 6 maka setiap bit akan dimasukkan secara

vertikal dengan arah yang dimulai dari bawah menuju ke atas atau sebaliknya.

Penempatan yang sama juga pada kolom ke-5, ke-6, dan ke-7. Sedangkan pada

kolom ke-2, ke-3, dan ke-4 arahnya terbalik dari atas ke bawah.

Dimisalkan diambil 64 bit sebagai blok pertama adalah 6421 ,,, yyy dengan

mengikuti proses penempatan bit sesuai dengan Gambar 6 dan penempatan untuk

setiap 8 bit diatur berdasarkan kolom-kolom tertentu. Dimisalkan 8 bit pertama

8

pada kolom 1, 8 bit kedua pada kolom 8, 8 bit ketiga pada kolom 2, proses selang-

seling sampai pada 8 bit ke-7 pada kolom 4 dan 8 bit ke-8 pada kolom ke-5.

Penempatan setiap bit diperjelas pada Gambar 8.

Y8 Y17 Y33 Y49 Y64 Y48 Y32 Y9

Y7 Y18 Y34 Y50 Y63 Y47 Y31 Y10

Y6 Y19 Y35 Y51 Y62 Y46 Y30 Y11

Y5 Y20 Y36 Y52 Y61 Y45 Y29 Y12

Y4 Y21 Y37 Y53 Y60 Y44 Y28 Y13

Y3 Y22 Y38 Y54 Y59 Y43 Y27 Y14

Y2 Y23 Y39 Y55 Y58 Y42 Y26 Y15

Y1 Y24 Y40 Y56 Y57 Y41 Y25 Y16

Gambar 8. Penempatan Kotak 64 bit

Setelah 64 bit ditempatkan seperti yang ditunjukan pada Gambar 8, maka

pengambilan bit dilakukan dengan pola yang ditunjukan pada Gambar 7, maka

diperoleh urutan bit berdasarkan karakter (8 bit) sebagai berikut.

.,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,

,,,,,

,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,

41575859604443428

56403938375354557

45616263644847466

52363534334950515

4212223205674

2412381718193

3291011162526272

12293031281314151

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

xyyyyyyyK

yyyyyyyyK

(9)

Persamaan (9) menunjukan urutan pengacakan bit, dimana

adalah karakter baru yang tersusun dari bit yang diambil secara vertikal. Bagian

selanjutnya berdasarkan pemasukan dan pengambilan bit, dirancang algoritma

langkah kuda dalam permainan catur dan anyaman tali sepatu criss cross lacing.

4. Hasil dan Pembahasan

Bagian ini akan ditunjukkan beberapa hasil dari perancangan kriptografi yang

berbasis pada teknik langkah kuda dalam permainan catur. Dan kemudian akan juga

dibahas perbandingan dengan kriptografi AES, dalam berupa grafik, dan juga

diinterpretasi dengan perbandingan kedua kriptografi.

Bagian pertama yang akan dibahas adalah merancang pola Langkah kuda catur

dan anyaman tali sepatu menjadi sebuah algoritma yang akan digunakan dalam

kriptografi block cipher. Seperti yang telah dibahas pada bagian sebelumnya bahwa

langkah kuda catur langkahnya seperti membentuk huruf L. Dan untuk anyaman

tali sepatu menggunakan anyaman criss cross lacing (CCL). Dengan mengikuti cara

9

tersebut setiap bit dalam suatu blok diurutkan sedemikian hingga sampai memenuhi

ukuran blok 88 sehingga jumlah bit sebanyak 64. Setiap kotak pada blok ukuran

88 mewakili satu bit, jadi untuk melakukan satu kali proses dibutuhkan 8 karakter.

Alur langkah kuda catur digunakan untuk pengambilan bit. Pengambilan bit yang

disesuaikan dengan Alur langkah kuda catur terdapat pada Gambar 9.

Alur langkah kuda catur digunakan untuk pengambilan bit dengan urutan alur

pengambilan yang berbeda pada tiap putaran yaitu dari kiri atas, kanan bawah dan

juga secara selang-seling seperti yang terlihat pada Gambar 9. Alur anyaman tali

sepatu (CCL) digunakan untuk proses pembangkitan dan meregenerasi kunci

dimana anyaman tali sepatu adalah cara untuk memasang tali ke sepatu dengan cara

menganyam melewati lubang pada Sepatu, seperti terlihat pada Gambar 10. Secara

umum bila alur disesuaikan dengan 64-bit, dengan dimisalkan 6421 ,, yyy , maka cara pengambilan bit dengan alur langkah kuda catur diberikan pada Gambar 11.

y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8

y9 y10 y11 y12 y13 y14 y15 y16

y17 y18 y19 y20 y21 y22 y23 y24

y25 y26 y27 y28 y29 y30 y31 y32

y33 y34 y35 y36 y37 y38 y39 y40

y41 y42 y43 y44 y45 y46 y47 y48

Y49 y50 y51 y52 y53 y54 y55 y56

y57 y58 Y59 y60 y61 y62 y63 y64

Gambar 11. Contoh Pengambilan Bit Langkah Kuda Catur

Dari alur masuk bit dari kiri ke kanan lalu diambil bit dengan alur Langkah kuda

catur akan diperoleh urutan bit pada persamaan (10)

Gambar 9. Alur Langkah Kuda Catur Gambar 10. Alur Anyaman Tali Sepatu CCL

10

64635547394048568

37384654626153457

60595143353644526

33344250585749415

323123157816244

561422302921133

282719113412202

12101826251791

,,,,,,,

,,,,,,,

,,,,,,,

,,,,,,,

,,,,,,,

,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

yyyyyyyyK

(10)

Alur anyaman tali sepatu (CCL) seperti yang sudah dijelaskan diatas bahwa alur

anyaman tali sepatu digunakan dalam proses regenerasi kunci. Seperti pada Gambar

10 kotak 8×8 dibagi dulu menjadi kotak 4×8, dengan mengasumsikan blok seperti

lubang tali sepatu lalu dilakukan alur anyaman tali sepatu untuk menempatkan bit.

Bila alur disesuaikan dengan 64-bit, dengan dimisalkan 6421 ,, yyy , dengan alur pemasukan bit dari kiri ke kanan maka cara mengambil bit dengan anyaman tali

sepatu diberikan pada Gambar 12.

y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8

y9 y10 y11 y12 y13 y14 y15 y16

y17 y18 y19 y20 y21 y22 y23 y24

y25 y26 y27 y28 y29 y30 y31 y32

y33 y34 y35 y36 y37 y38 y39 y40

y41 y42 y43 y44 y45 y46 y47 y48

y49 y50 y51 y52 y53 y54 y55 y56

y57 y58 y59 y60 y61 y62 y63 y64

Gambar 12. Contoh Pengambilan Bit dengan Alur Anyaman Tali Sepatu

Hasil pengambilan bit dengan alur anyaman tali sepatu CCL mendapatan urutan

bit sebagai berikut

K1 = (y1,y2,y11,y12,y4,y3,y10,y9)

K2 = (y17,y18,y27,y28,y20,y19,y26,y25)

K3 = (y33,y34,y43,y44,y36,y35,y42,y41)

K4 = (y49,y50,y59,y60,y52,y51,y58,y57)

K5 = (y5,y6,y15,y16,y8,y7,y14,y13) (11)

K6 = (y21,y22,y31,y32,y24,y23,y30,y29)

K7 = (y37,y38,y47,y48,y40,y39,y46,y45)

K8 = (y53,y54,y63,y64,y56,y55,y62,y61)

11

Alur langkah kuda catur digunakan sebagai alur mengambil bit pada plainteks dan

anyaman tali sepatu digunakan sebagai penempatan bit pada proses regenerasi

kunci,.

Kriptografi ini dirancang dengan menggunakan 8 proses untuk mendapatkan

cipherteks. Setiap satu blok untuk menampung menggunakan 64-bit atau sebanding

dengan 8 karakter. Proses enkripsi secara umum diberikan pada Gambar 13.

Gambar 13. Proses Enkripsi Tiap Putaran

Proses awal menerima inputan plainteks dan kunci yang dikonversi ke kode

ASCII yang kemudian menjadi bilangan biner. Pemasukan plainteks menggunakan

arah yang berbeda yaitu dari kiri, kanan atas dan bawah. Seperti yang sudah

dijelaskan sebelumnya pengambilan menggunakan alur langkah kuda pada

permainan catur setiap proses pengambilan bit dibuat berbeda agar proses yang

dihasilkan lebih acak. Salah satu contoh pola pengambilan dalam proses

pengolahan cipherteks ditunjukkan pada Gambar 11, sedangkan untuk pola kunci

pada Gambar 12.

Pada Gambar 13, proses enkripsi dilakukan dengan mengubah plainteks (P)

dan kunci (K) menjadi biner dengan mengikuti tabel ASCII. Setelah diubah ke biner

selanjutnya masuk proses acak. Sebelum memasukan bit kedalam blok 8×8 terlebih

dulu dilakukan proses padding, yang dilakukan jika karakter tidak sama dengan

kelipatan 8. Setelah memenuhi syarat karakter sejumlah delapan atau kelipatannya,

selanjutnya masuk ke proses pengacakan bit. Pada proses pengacakan, plainteks

dan kunci memiliki perlakuan yang berbeda .

Terdapat 8 proses yang dilakukan pada plainteks (P). Tiap proses terdapat 2

alur, yaitu pemasukan bit dan pengambilan bit. Pemasukan bit merupakan proses

memasukkan plainteks yang sudah di encode ke bit lalu dimasukan ke dalam blok

dengan ukuran blok 8×8. Sedangkan pengambilan bit merupakan cara mengambil

12

bit yang sudah dimasukkan, alur pengambilan bit plainteks yang digunakan adalah

teknik langkah kuda permainan catur. Alur pemasukan dan pengambilan bit seperti

yang dicontohkan pada Gambar 6 dan 7.

Proses pemasukan dan pengambilan bit dari tiap putaran mempunyai alur

yang berbeda. Proses masuk bit dan ambil bit pada proses satu ditunjukan pada

Gambar 11. Untuk proses ke-2, ke-3 sampai ke-8 hampir sama hanya cara

pemasukan bit berbeda yaitu dari kanan, kiri, atas dan bawah sedangkan untuk

pengambilan bit dengan alur yang sama namun berbeda cara memulai mengambil

bit yaitu dari kiri atas, kanan bawah dan juga selang- seling antara blok.

Selain plainteks diperlukan kunci dimana pada kunci juga dilakukan

perlakuan yang sama dengan plainteks. Ada 8 proses pada kunci dengan alur

pemasukan dan pengambilan bit berbeda. Terdapat 2 alur perlakuan yaitu,

masukkan lalu kemudian mengambil bit dengan alur yang berbeda pada tiap

prosesnya. Terdapat regenerasi atau pembangkitan pada proses kunci, dimana pada

tiap proses terkena alur yang berbeda. Alur pada proses ke-1 menggeser bit dengan

aturan pergeseran berbeda pada baris ganjil dan genap. Proses ke-2, ke-3 sampai 8

mempunyai alur yang berbeda. Alur anyaman tali sepatu criss cross lacing

digunakan untuk regenerasi kunci proses ke-4 seperti yang ditunjukan pada Gambar

12. Hasil dari proses plainteks dan kunci lalu di XOR sampai menghasilkan

cipherteks.

Proses dekripsi dilakukan dengan melakukan proses kebalikan dari proses

enkripsi, yang terdapat pada Gambar 13. Kunci diregenerasi terlebih dahulu dengan

melakukan proses putaran 1 sampai putaran 4. Hasil putaran 4 (K4), akan di XOR

dengan hasil plainteks 4. Proses ini dilakukan sampai plainteks diperoleh kembali.

Pengujian Rancangan Kriptografi

Pembuktian perancangan ini dilakukan 2 pengujian dengan penghitungan

secara manual, yang dilakukan untuk membuktikan proses enkripsi-dekripsi.

Pengujian pertama menggunakan contoh plainteks “KakA@Rm8”, dengan kunci

“APLIKASI”. Yang akan dijelaskan pada penelitian ini adalah proses putaran ke 4.

plainteks “KakA@Rm8” yang sudah diubah ke dalam biner adalah :

K = 01001011

a = 01100001

k = 01101011

A = 01000001

@ = 01000000

R = 01010010

M = 01101101

8 =00111000

Pada bagian proses enkripsi dijelaskan proses menggunakan alur pemasukan

yang terdiri dari alur pemasukan 1 sampai alur pemasukan 4 seperti yang tampak

pada Gambar 13. Plainteks yang dimasukkan dengan alur pemasukan 1 yaitu

13

memasukan plainteks dari arah kiri ke kanan lalu diambil dengan alur langkah kuda

catur. Hasil dari pengacakan bit-bit plainteks pada putaran pertama menghasilkan

P1, dan bit-bit yang dihasilkan adalah : “10011100 01001101 11011001 11010000

10011000 01000010 1100110 10101101”.

Hasil dari bit pada putaran 1 selanjutnya akan di XOR dengan hasil proses bit

pada putaran 1. Pada proses kunci digunakan alur pembangkitan kunci dengan

memakai alur yang berbeda tiap putaran. Kunci “APLIKASI” yang sudah diubah

ke dalam biner adalah:

A = 01000001

P = 01010000

L = 01001100

I = 01001001

K = 01001011

A = 01000001

S = 01010011

I = 01001001

Setelah bit kunci mengalami proses dalam proses kunci 1, hasil bit kunci dari proses

kunci putaran 1 atau K1 adalah : “10000010 01000001 10011000 00100101

10010110 00000101 10100110 00100101”. Hasil dari pemasukan bit dan

pengambilan bit plainteks pada putaran 1 (P1) akan di-XOR dengan hasil proses

kunci pada putaran 1 (K1). Hasil XOR P1 dan K1 akan menghasilkan C1 yang

selanjutnya masuk ke putaran 2. Hasil XOR putaran 2 setelah melalui XOR P2 dan

K2 menghasilkan C2 dengan bit “10100000 11011000 01110100 10000000

00010000 01011001 11110111 00000100”. Hasil dari C2 masuk ke putaran 3 yang

menghasilkan C3. Hasil dari putaran 3 masuk ke putaran 4. Hasil bit C3 dimasukkan

dengan cara seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6, lau diambil dengan alur

langkah kuda catur seperti yang ditunjukan pada Gambar 7. Hasil dari pengacakan

bit plainteks menghasilkan bit “00001111 00101011 11001101 11010100

01001111 11010000 10101011 11110100”. Proses kunci putaran keempat

memasukan bit dari kiri ke kanan lalu mengambil bit dengan anyaman tali sepatu

CCL seperti yang terlihat pada Gambar 12. Hasil bit dari proses kunci putaran 4

menghasilkan bit “00010100 00101000 10000101 01100010 00000101 01101001

10000101 10101001”.

Hasil dari pemasukan bit dan pengambilan bit plainteks pada putaran 1 (P4) akan

di-XOR dengan hasil proses kunci pada putaran 1 (K4). Hasil XOR P4 dan K4 akan

menghasilkan C4 dengan hasil bit “00011011 00000011 01001000 10110110

01001010 10111001 00101110 01011101”.

14

Untuk dilakukan proses berikutnya pada putaran kelima, keenam dan ketujuh,

hasil dari C4 masuk ke dalam Proses 5 dan untuk kunci hasil dari K4 masuk ke

dalam Proses Kunci 5. Begitu seterusnya hingga putaran ke delapan untuk

meghasilkan Cipherteks. Dan Chiperteks yang dihasilkan adalah: “11010010

00110110 10001101 00001110 01010000 01010111 10001000 10000001”.

Dengan simbol Ò, 6, , , P, W, ˆ, . Setelah dilakukan perbandingan dengan Plainteks

awal, dapat dilihat pada grafik Gambar 14.

Gambar 14 . Hasil Plainteks dan Cipherteks

Pengujian kedua dilakukan dengan menggunakan plainteks Ssimetris dengan

nilai ZZZZZZZZ dengan kunci APLIKASI, Proses yang dilakukan sama dengan

yang dilakukan pada pengujian pertama. Hasil enkripsi dari pengujian kedua

menghasilkan cipherteks E, ¼, , Œ, , n, @, È, Ï, dengan nilai decimal 69, 188, 143, 140,

110, 64, 200, 207, dan nilai hexa 45, BC, 8F, 8C, 6E, 40, C8, CF. Hasil pengujian

tereksplisitkan pada Gambar 15.

Gambar 15. Hasil Plainteks dan Cipherteks Plainteks Simetris

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8

Plainteks Cipherteks

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8

Plainteks LKC

15

Alur Langkah Kuda Catur Sebagai Teknik Kriptografi

Suatu kriptografi dapat dikatakan sebagai sebuah teknik kriptografi jika

memenuhi 5-tuple yaitu P, C, K, E, dan D [9]. Akan ditunjukan bahwa perancangan

ini memenuhi kelima (5-tuple). P adalah himpunan berhingga dari plainteks.

Dalam penelitian perancangan ini menggunakan 256 karakter ASCII yang di ambil

dari table ASCII, himpunan plainteks pada alur Langkah Kuda Dalam Permainan

Catur merupakan himpunan berhingga. C adalah himpunan berhingga dari

cipherteks. Cipherteks dihasilkan dalam bit (0,1) himpunan cipherteks pada alur

langkah kuda catur merupakan himpunan berhingga. K, keyspace adalah himpunan

berhingga dari kunci. Jumlah ruang kunci yang dipakai dalam perancangan ini

adalah 256 karakter yang diambil dari ASCII. Sehingga ruang kunci merupakan

himpunan berhingga . E, enkripsi, dan D, dekripsi, setiap ek : P→C dan dk : C → P

adalah fungsi sedemikian hingga dk(ek(x)) = x, untuk setiap plainteks x∊P.

Pembahasan sebelumnya telah membahas proses enkripsi dan dekripsi sehingga

telah memenuhi tuple E dan D. karena telah memenuhi kelima kondisi maka Alur

Langkah Kuda Dalam Permainan catur merupakan sebuah sistem kriptografi.

Pengujian ini menunjukkan bahwa rancangan kriptografi dapat melakukan proses

enkripsi dan dekripsi, maka telah memenuhi dua dari 5-tuple Stinson untuk sebuah

kriptosistem.

Tahapan selanjutnya adalah menunjukan performa dari algoritma yang

dirancang yang dirancang maka dilakukan percobaan proses enkripsi-dekripsi

dengan variasi jumlah karakter seperti yang ditunjukkan pada sumbu-x di Gambar

16. Rancangan kriptografi ini berbasis pada kunci simetris, oleh karena itu

diperlukan kriptografi simetris yang lain yang dapat dijadikan sebagai pembanding.

Sehingga dipilih AES-128 karena kriptografi ini terpilih sebagai acuan standard

pengamanan [13]. Perbandingan yang digunakan adalah nilai kerumitan atau nilai

keacakan. Cara mencari nilai kerumitan seperti yang ditunjukan rumus pada

persamaan (6), adalah dengan mencari perbandingan plainteks dengan cipherteks

terhadap plainteks. Hasil nilai keacakan yang diperoleh dari perbandingan

kriptografi yang dirancang dengan AES-128 tereksplisitkan pada grafik yang berada

pada Gambar 16.

16

Gambar 16. Perbandingan AES dan LKC

Grafik pada Gambar 16 memperlihatkan bahwa algoritma LKC

menghasilkan nilai cipherteks yang fluktuatif terhadap AES-128 tetapi dengan

bentuk fluktuatif yang berbeda . Hasil nilai cipherteks kemudian dibandingkan

dengan nilai keacakan AES. Dari rumus pada persamaan (6) didapat nilai keacakan

LKC terhadap Y sebesar -0.275, sedangakan nilai keacakan AES terhadap Y

sebesar -0.331. dari hasil nilai keacakan terlihat bahwa algoritma yang dirancang

lebih baik dari pada AES-128 dari segi nilai keacakan. Selanjutnya adalah melihat

nilai diferensiasi. Dari rumus pada persamaan (8) menghasilkan Nilai diferensiasi

LKC sebesar -5.5625 dan AES sebesar 0.8125.

Selain dengan menghitung nilai keacakan dihitung pula seberapa lama

perancangan ini dapat dipecahkan. Panjang kunci perancangan ini adalah 64-bit

maka diperoleh 642 18.446.744.073.709.551.616 kemungkinan kunci. Jika

diasumsikan digunakan komputer tercepat yang dapat mencoba 1 juta kunci tiap

detik [3] maka diperoleh 184467407 1013 kemungkinan kunci. Untuk menghitung

waktu terbobol algoritma kriptografi yang dirancang adalah

13

365

01844674071 (12)

Maka waktu yang dibutuhkan untuk membobol algoritma yang dirancang adalah

584.942 tahun.

5. Simpulan

Dari penelitian yang telah dilakukan maka dapat di ambil kesimpulan bahwa

Perancangan kriptografi dengan teknik langkah kuda pada permainan catur dan

anyaman tali sepatu criss cross lacing dapat melakukan enkripsi dan dekripsi.

Perancangan ini juga dapat memenuhi 5-tuple sehingga dapat dikatakan sebagai

sebuah sistem kriptografi. Hasil dari perancangan ini menghasilkan presentase nilai

keacakan LKC terhadap AES sebesar 27%.

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

AES dan LKC

AES Plainteks LKC

17

Selain itu penelitian ini juga dapat digunakan sebagai alternatif mengamankan

pesan. Karena itu perancangan ini dapat dikatakan sebagai teknik kriptografi baru

dan juga metodologi baru dalam kriptografi simetris yang dapat membantu

penelitian kriptografi.

6. Daftar Pustaka

[1] Ariyus, Dony. 2006. Kriptografi Keamanan Data dan Komunikasi. Yogyakarta: Graha Ilmu.

[2] Sentot, Kromodimoeljo, 2010. Teori dan Aplikasi Kriptografi. Jakarta.: SPK IT Consulting

[3] Munir, Rinaldi, 2006. Kriptografi, Bandung: Informatika. [4] Barkan, E. & Biham, E., 2006, In How Many Ways Can You Write Rijndael,

Advances in Crytology, proceedings of Asiacrypt 2002, Laecture Notes

in Computer Science 2501, Springer-Verlag, pp 160-175.

[5] Bill Gates, 1995. The Road A Head, United States. New York : Viking Penguin [6] Kristina, F.E, Wowor, A.D. 2014 Perancangan Kriptografi Simetris

Menggunakan Fungsi Hiperbolik. Salatiga: Skripsi-S1 Sarjana

Universitas Kristen Satya Wacana

[7] Setiawan, A.N,.Wowor, A.D, Magdalena A.I.P. 2015.Perancangan Algoritma Pada Kriptografi Block Cipher dengan Teknik

Langkah Kuda Dalam Permainan Catur. Prociding Seminar Teknik

Informatika dan Sistem Informasi. Bandung

[8] Joan Daemen-Vincent Rijmen.2001.The Design of Rijndael AES-The Advanced Encryption Standard. New York : Springer

[9] Stinson, D.R. 1995. Cryptography Theory and Practice. Florida: CRC Press, Inc.

[10] Indrawaty, Youllia, Hermana, Asep Nana, Rinanto, Vichy Sinar , 2011. Simulasi Pergerakan Langkah Kuda Menggunakan

Metode Breadth First Search. Institut Teknologi Nasional Bandung ,

No.3- Vol.- 2-September –Desember -2011

[11] Moci, M., 2012. Cara-cara Unik Mengkreasikan Tali Sepatu, Jakarta : Balai

Pustaka

[12] Lewandouw, V.B,. Wowor A.D. 2015. Desain Algoritma Kubus Rubik

Dalam Perancangan Kriptografi Simetris. Prosiding Seminar Teknik

Informatika dan Sistem Informasi.Bandung

[13] Nayuki, 2014, AES Cipher Internal in Excel,

(http://nayuki.eigenstate.org/page/aes-cipher-internals-in-excel),

(diakses 1 Januari 2015).

http://nayuki.eigenstate.org/page/aes-cipher-internals-in-excel