1

Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pada

Teknik Formasi Permainan Bola

Artikel Ilmiah

Peneliti :

Fredly Dick Paliama (672009234)

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

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

April 2016

2

Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pada

Teknik Formasi Permainan Bola

Artikel Ilmiah

Diajukan kepada

Fakultas Teknologi Informasi

Untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer

Peneliti :

Fredly Dick Paliama (672009234)

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

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

April 2016

3

4

5

6

7

8

9

Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pada

Teknik Formasi Permainan Bola

1Fredly Dick Paliama,

2Alz Danny Wowor

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia

Email: 1)

fredlydickpaliama@yahoo.com, 2)

, alzdanny.wowor@staff.uksw.edu

Abstract

Cryptography plays an important role in the security of the data or information. On the other

hand, many cryptographic been solved by cryptanalyst, so that vital information may become

unsafe. Creating a block cipher algorithm is to replace the old algorithm also to improve

messaging security. In this research, to design a cryptographic cipher block using the

technique of football games as pattern formation randomization in plaintext. in the

encryption and decryption process is designed twelve rounds to get the ciphertext and

plaintext after XOR-ed with a key that has been regenerated. the avalanche effect refers to a

desirable property of cryptographic algorithms, typically block ciphers and cryptographic

hash functions. When an input is changed slightly, the output changes significantly. In the

case of high-quality block ciphers, such a small change in either the key or the plaintext

should cause a drastic change in the ciphertext.

Keywords: block cipher, cryptography, symmetric key, groove formation technique of

football games, ASCII

Abstrak

Kriptografi sangat berperan dalam keamanan suatu data atau informasi. Di sisi lain,

kriptografi banyak yang telah dipecahkan oleh kriptanalis, sehingga informasi

penting tersebut menjadi tidak aman. Membuat algoritma cipher blok adalah untuk

menggantikan algoritma yang lama juga untuk memperbaiki kemanan pesan. Dari

penelitain ini, untuk merancang sebuah kriptografi block cipher menggunakan teknik

formasi permainan bola sebagai pola pengacakan pada plainteks. proses enkripsi dan

dekripsi dirancang sebanyak dua belas putaran untuk mendapatkan cipherteks dan

plainteks setelah di-XOR dengan kunci yang sudah diregenerasi. Avalanche efek

mengacu pada properti yang diinginkan dari algoritma kriptografi, biasanya blok

cipher dan fungsi hash kriptografi. ketika sebuah input berubah sedikit, perubahan

output yang signifikan. Dalam kasus cipher blok berkualitas tinggi, seperti perubahan

kecil di kunci atau plaintext harus menyebabkan perubahan drastis dalam ciphertext.

Kata Kunci : block cipher, kriptografi, kunci simetris, alur teknik formasi permainan

bola, ASCII

1)

Mahasiwa Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas

Kristen SatyaWacana 2)

Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana 3)

Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana

10

1. Pendahuluan

Sekarang ini banyak teknologi yang begitu pesat memungkinkan manusia dapat

melakukan komunikasi dan saling bertukar informasi/data secara jarak jauh.

Kemanan dan Kerahasiaan data merupakan aspek penting dalam komunikasi data.

Metode ini biasanya dibuat dengan menempatkan berbagai teknik dalam aturan

matematika yang membentuk sebuah algoritma, maka dibutuhkan cara untuk

pengamanan data dan pesan yaitu dengan menggunakan kriptografi. Salah satu

algoritma kriptografi modern yang biasa digunakan adalah Block Cipher. Pada Block

Cipher, rangkaian bit-bit plainteks dibagi menjadi blok-blok bit dengan panjang sama

[1].

Banyak teknik kriptografi yang diimplementasikan untuk mengamankan

informasi, tetapi kondisi sekarang ini banyak juga cara ataupun usaha yang dilakukan

oleh kriptanalis untuk memecahkannya. Suatu hal yang penting dalam pengiriman

pesan adalah keamanan yang dapat menjaga informasi tersebut agar tidak mudah

diketahui atau dimanipulasi oleh pihak-pihak lain. Salah satu solusi yang dapat

dilakukan adalah memodifikasi kriptografi yang sudah dipecahkan atau menciptakan

kriptografi yang baru sehingga dapat menjadi alternatif untuk pengamanan pesan.

Berdasarkan permasalahan di atas, maka dalam penelitian ini dirancang

kriptografi baru dari Block Cipher yang berbasis pada teknik formasi permainan bola.

Keunikan dari teknik formasi permainan bola ini adalah dengan memasukkan bit

secara horizontal. Kemudian putarannya sesuai dengan arah jarum jam sebagai

pengacakan pada plaintext yang sudah diubah ke dalam bit dan dikombinasikan

dengan proses XOR dimana kunci yang sudah diregenerasi dan diterapkan pada block

yang berukuran (64-bit).

Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan sebuah teknik kriptografi baru

yaitu algoritma Block Cipher berbasis pada teknik formasi permainan bola, kemudian

dapat digunakan dalam rancangan kriptografi simetris yang berbasis blok cipher.

2. Tinjauan Pustaka

Penelitian terdahulu dan dasar teori akan dibahas pada bagian ini. Penelitian

terdahulu membahas tentang penelitian yang sudah dilakukan sebelumnya, yang

kemudian dapat digunakan sebagai pembanding dan atau sebagai acuan pada

penelitian ini. Penelitian terdahulu yang pertama berjudul “Tweakable Block

Ciphers”, menjelaskan bahwa kriptografi yang diusulkan mempunyai input ketiga

selain pesan dan kunci, yaitu “tweak”. Tweak melayani banyak kegunaan sama yang

vektor inisialisasi lakukan untuk mode CBC (Cipher Block Chaining) atau pada mode

OCB, hasil penelitian tersebut mengusulkan bahwa rancangan mudah untuk

dirancang dan biaya tambahan pembuatan adalah kecil [2].

Penelitian kedua dengan judul “Kriptografi Kunci Simetris Dengan Menggunakan

Algoritma Crypton”, menjelaskan bahwa semakin kompleks metode pengacakan

11

yang digunakan maka akan semakin sulit untuk membongkar pesan yang terenkripsi

ke bentuk aslinya dengan syarat kunci atau private key tidak boleh dipublikasikan

kepada umum. Berdasarkan pernyataan tersebut maka dirancang Swap Box pada

perancangan ini supaya dapat lebih mengacak plainteks dengan kunci yang

diinputkan [3].

Kemudian penelitian yang ketiga “Perancangan Kriptografi Block Cipher

Berbasis pada Alur Clamshell’s Growth Rings”, perancangan kriptografi yang dibuat

sebanyak 8 putaran proses dan berukuran 64-bit dimana pada proses regenerasi

plainteksnya menggunakan alur Clamshell’s Growth Rings. Penelitian ini dipakai

sebagai dasar untuk melanjutkan perancangan kriptografi berbasis pada teknik

formasi permainan bola [4].

Selanjutnya akan dibahas dasar-dasar teori yang digunakan sebagai dasar untuk

merancang kriptografi dalam penelitian ini. Kriptografi adalah ilmu yang

mempelajari teknik-teknik yang berhubungan dengan aspek keamanan informasi

seperti kerahasiaan, integritas data, dan otentikasi [5].

Block cipher atau cipher blok digolongkan sebagai kriptografi moderen. Input dan

output dari algoritma block cipher berupa blok dan setiap blok terdiri dari beberapa

bit (1 blok terdiri dari 64-bit atau 128-bit) [6]. Block cipher juga merupakan

algoritma kunci simetri atau kriptografi kunci privat, dimana kunci untuk enkripsi

sama dengan kunci untuk dekripsi [1]. Secara umum block cipher dapat ditunjukkan

pada Gambar 1.

Gambar 1 Skema Proses Enkripsi-Dekripsi Pada Block Cipher

Misalkan blok plainteks (P) yang berukuran n bit

npppP ,,, 21 (1)

Blok cipherteks (C) maka blok C adalah

ncccC ,,, 21 (2)

Kunci (K) maka kunci adalah

nkkkK ,,, 21 (3)

Sehingga proses Enkripsi adalah

12

CPEk (4)

Proses dekripsi adalah

PCDk (C) = P (5)

Suatu kriptografi dapat disebut sebagai teknik, harus melalui uji kriptosistem

terlebih dahulu yaitu dengan diuji dengan metode Stinson.

Definisi 2. [7] 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 , terdapat aturan enkripsi dan berkorespodensi

dengan aturan dekripsi Setiap dan adalah

fungsi sedemikian hingga ( ( )) untuk setiap plaintext

Definisi 2.1: Untuk mengetahui besaran nilai algoritma kriptografi yang

dirancang mampu untuk mengacak plainteks yang diinputkan maka digunakan nilai

keacakan yang diproleh dari persamaan (6):

(6)

Dimana nilai acak Yi untuk tiap karakter diperoleh dari perbandingan antara selisih

plainteks pi dengan cipherteks ci terhadap plainteks pi. Dari persamaan 1 maka untuk

mencari nilai keacakan menggunakan rumus:

∑

(7)

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. Untuk menentukan diferensiasi data pada dua titik maka

persamaan yang dapat dibentuk sebagai berikut: Dy

Dx=

(yb - ya )

(xa - xb ) (8)

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

terdapat n data maka untuk menentukan rata-rata dari diferensiasi data dapat di cari

untuk melihat tren dari setiap data Rataan diferensiasi (Rd) untuk melihat diberikan

pada Persamaan (9).

13

(9)

3. Metode Dan Perancangan Algoritma

Langkah-langkah proses rancangan yang dilakukan penelitian dalam

menyelesaikan algoritma kriptografi berbasis teknik formasi permainan bola

dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 2 Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian pada gambar 2, dapa dijelaskan sebagai berikut :

Tahap pertama: Pengumpulan bahan yaitu mencari pola yang akan digunakan

dalam proses perancangan algoritma baru serta mengumpulkan referensi yang ada.

Tahap kedua: Menganalisis masalah tentang keamanan kriptografi block cipher

kemudian dijadikan landasan perancangan algoritma baru. Rumusan masalah yang

dibahas dalam perancangan kriptografi block cipher berbasis teknik formasi pada

permainan bola yaitu : 1) Plaintext dan kunci dibatasi maksimal 8 karakter; 2) Block-

block yang digunakan pada perancangan kriptografi berbasis teknik formasi

permainan bola menggunakan block 8×8 (64-bit); 3) Pola yang digunakan pada

rancangan adalah teknik formasi permainan bola. Tahap ketiga: Merancang

algoritma menggunakan teknik formasi permainan bola, kemudian membuat

rancangan enkripsi dan dekripsi yang diterapkan dalam block cipher dengan ukuran

block 8×8, kemudian enkripsi dan dekripsi pada kunci dibuat sesuai dengan alur yang

telah ditentukan pada kunci. Tahap keempat: Pengujian kriptografi dilakukan secara

manual dimulai dari memasukkan plaintext, kemudian mengubah teks ke dalam bit

dan melakukan proses enkripsi dan dekripsi. Tahap kelima: Menulis laporan dari

hasil penelitian yang sudah dilakukan dari tahap awal hingga tahap akhir.

14

Batasan masalah dari penelitian ini yaitu : 1) Proses enkripsi dan dekripsi

dilakukan pada teks; 2) Jumlah kunci dan plaintext terbatas yaitu menampung 8

karakter serta proses putarannya terdiri dari 4 putaran untuk menghasilkan Cipherteks

1; 3) Panjang block adalah 64-bit; 4) Perancangan kriptografi dalam penelitian ini

tidak untuk menguji kriptanalis.

Perancangan Kriptografi Block Cipher Berbasis Pada Teknik Formasi Permainan

Bola dibuat sebanyak 12 Putaran. Untuk menghasilkan cipherteks 1 menggunakan 4

pola proses. proses rancangan kriptografi secara umum bisa dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Rancangan Umum Enkripsi dan Dekripsi

Rancangan kriptografi block cipher ini dibuat dalam 64-bit untuk 1 blok, sehingga

setiap Proses Pi dan proses Ki beroperasi dengan 64-bit. Secara keseluruhan

kriptografi ini dirancang sebanyak dua belas putaran, setiap putaran terdiri dari proses

plainteks ke-i dan juga proses kunci ke-i. Pada plainteks dan kunci untuk tiap putaran

memerlukan 8 karakter yang dijadikan bit menggunakan tabel ASCII dengan 64-bit,

kemudian setiap putaran terdapat dua proses yang mengoperasikan dua inputan yang

berbeda yaitu plainteks dan kunci. Untuk Proses Plainteks-I (PPi) mengoperasikan

plainteks dan Proses Kunci-I (PKi) meregenerasi kunci sehingga pada setiap putaran

diperoleh kunci yang berbeda. Setelah itu dilakukan proses XOR antara Proses

Plainteks-i dan Proses Kunci-i akan diperoleh Putaran Cipherteks-I (PCi). Secara

umum diberikan pada Persamaan (10).

PCi = (PPiPKi) (10)

dimanai = 1, ..., 4.

15

Dari hasil setiap putaran PCi akan menjadi inputan pada PPi+1 dan hal yang sama

juga untuk setiap PKi adalah input untuk PKi+1 dengan i = 1, ...,12. Sehingga secara

keseluruhan cipherteks adalah PC12. Sebaliknya proses dekripsi merupakan proses

kebalikan dari proses enkripsi sehingga hasil akhir adalah kembali menjadi plainteks

awal.

Selanjutnya setiap bit akan menempati satu kotak, sehingga diperlukan 64 kotak

yang sesuai dengan 8 karakter pada tabel ASCII. Rancangan ini secara tidak langsung

untuk melakukan satu kali proses dalam satu ukuran blok yang akan memerlukan 8

karakter atau 64-bit. Gambar 4 ditujukkan contoh kotak 64-bit dimana setiap bit

),,,,( 64321 pppp

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16

P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24

P25 P26 P27 P28 P29 P30 P31 P32

P33 P34 P35 P36 P37 P38 P39 P40

P41 P42 P43 P44 P45 P46 P47 P48

P49 P50 P51 P52 P53 P54 P55 P56

P57 P58 P59 P60 P61 P62 P63 P64 Gambar 4. Contoh Kotak 64-bit

Berdasarkan pemasukan bit ke dalam kotak pada Gambar 4 yang dilakukan secara

horizontal, sehingga akan membentuk keacakan bit. Sebagai contoh, diperoleh urutan

bit berdasarkan karakter sebagai berikut :

(11)

Persamaan (11) menunjukkan urutan ambil bit, dimana )8,,1(; iK i adalah

karakter baru yang sudah tersusun dari pengambilan bit yang ada. Bagian selanjutnya,

berdasarkan masuk bit dan ambil bit, dirancang algoritma yang berbasis pada Teknik

Formasi Permainan Bola.

4. Hasil dan pembahasan

Bagian ini akan dijelaskan hasil yang diteliti, yaitu Perancangan Kriptografi Block

Cipher Berbasis Pada Teknik Formasi Permainan Bola. Selanjutnya hasil

pembahasan dan perancangan kriptografi ini diuji sebagai sebuah kripto sistem.

,,,,,

,,,,,

,,,,,

,,,,,,

646356556261545360595251585750498,7

484740394645383744433635424134336,5

323124233029222128272019262518174,3

161587131265121143109212,1

ppppppppppppppppK

ppppppppppppppppK

ppppppppppppppppK

ppppppppppppppppK

16

Rancangan kriptografi block cipher yang baru, dilakukan perancangan dengan

pola yang telah ditentukan.

Gambar 5. Alur Teknik Perputaran Bola

Rancangan algoritma yang di buat pada Gambar 6 menjelaskan bahwa proses

perputaran dimulai dari 4 kotak pertama sebelah kiri yang dilakukan secara

horizontal. Kemudian pada kotak berikutnya proses yang dilakukan sama seperti pada

proses pertama sampai pada perputaran terakhir.

Dalam proses rancangan kriptografi block cipher ukuran setiap blok yang

digunakan 8 x 8 dengan jumah 64-bit sebagai blok pertama adalah 6421 ,,, aaa ,

dengan mengikuti proses Masuk Bit sesuai dengan Gambar 5 dan penempatan untuk

setiap 8 bit diatur berdasarkan kotak-kotak kecil tertentu. Pemasukkan setiap bit

diperjelas pada Gambar 7 dan Gambar 8.

Gambar 6. Alur Masuk TPB Gambar 7. Alur Ambil TPB

Alur pada teknik perputaran bola digunakan untuk karakter plainteks. Setiap alur

disesuaikan dengan 64 blok, dalam bit 64,321 ,,, pppp , maka pemasukan dan

pengambilan bit untuk alur perputaran bola dapat dilihat pada Gambar 8 dan Gambar

9.

17

Gambar 8. Contoh Masukan Bit Secara Horizontal

pada Kotak 64 bit

Gambar 9. Contoh Ambil Bit Secara Alur TPB

pada Kotak 64 bit

Pemasukan bit pada Gambar 8 dilakukan secara horizontal dan pada Gambar 9

yaitu proses pengambilan bit menggunakan alur teknik perputaran bola. Dimana

setiap kotak 64 bit sudah teracak pada bagian masing – masing sesuai dengan pola

yang telah dibuat pada Gambar 4.

Perancangan kriptografi block cipher yang dilakukan dalam penelitian ini

menggunakan proses XOR dengan kunci yang dibuat. Proses kunci yang digunakan

dengan cara pergeseran bit pada setiap baris, untuk lebih jelas proses kunci dapat

dilihat pada Gambar 10 dan Gambar 11

.

Gambar 10. Alur Masuk Kunci Gambar 11. Alur Ambil Kunci Formasi Bola

Alur disesuaikan dengan 64 bit, dimana setiap bit kunci dari 64,321 ,,, rrrr , maka

cara pemasukan dan pengambilan bit dapat dilihat pada Gambar 12 dan Gambar 13.

18

Gambar 12. Masuk Bit Secara Horizontal

pada Kotak 64 bit Gambar 13. Ambil Bit Sesuai Pola Kunci

pada Kotak 64 bit

Dengan mengikuti proses pada Gambar 12 maka proses ambil bit dilakukan

dengan cara pergersaran. Pengaturan bit dibuat secara horizontal, sehingga

pengurutan bit bisa dilihat pada gambar 14. Untuk lebih jelasnya pergeseran bit dapat

dilihat pada persamaan berikut :

(12)

Pada persamaan (12) menunjukkan pergeseran bit, dimana )8,,1(; iK i

merupakan karakter baru yang tersusun dari bit yang diambil sesuai alur yang dibuat.

sehingga bit diambil dengan alur pergeseran bit dan akan menghasilkan delapan

karakter yang urutan bit sudah teracak.

Dalam perancangan ini dilakukan satu proses yaitu enkripsi. Proses enkripsi pada

perancangan kriptografi berbasis pada formasi permainan bola dilakukan 12 putaran.

1 putaran dilakukan dengan cara 4 proses pada masing-masing putaran untuk

menghasilkan cipherteks baru. Proses awal menerima masukan plainteks dan kunci

yang dikonversi ke dalam table ASCII, kemudian menjadi bilangan biner. Seperti

yang sudah dibahas sebelumnya, bit plainteks dan kunci dimasukkan secara

horizontal. setelah itu proses pengambilan bit plainteks dengan menggunakan alur

perputaran dan pengambilan bit kunci menggunakan alur pergeseran bit, maka hasil

yang diperoleh lebih acak. Proses enkripsi dapat dilihat pada Gambar 14.

.,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

63626160595857648

52515049565554537

23222120191817243

1211109161514132

218765431

rrrrrrrrK

rrrrrrrrK

rrrrrrrrK

rrrrrrrrK

rrrrrrrrK

19

Gambar 14. Rancangan Proses Enkripsi

Berikut ini merupakan proses enkripsi pada kriptografi block cipher dengan pola

formasi permainan bola, yang secara umum diberikan pada Gambar 15. Selanjutnya

adalah proses enkripsi dijelaskan sebagai berikut :

a. Dalam proses enkripsi dimulai dari plaintext mengubah ke ASCII,

kemudian ke biner dan masukkan bit sehingga hasil yang didapat adalah

plaintext 1. Pada bagian kanan dapat dilihat proses kunci yang dimulai

dengan biner mengubah ke ASCII dan masukkan kunci, jadi hasil yang akan

didapat yaitu geser bit 1. Sehingga plaintext 1 dan kunci 1 jika di-XOR

maka hasilnya ciphertext 1.

b. Dari ciphertext 1 masukkan bit, jika di proses dengan putaran 2 akan

menghasilan plaintext 2. Maka key 2 dan plaintext 2 jika di-XOR maka hasil

yang akan didapat ciphertext 2.

c. Dari ciphertext 2 masukkan bit, jika di proses dengan putaran 3 akan

menghasilan plaintext 3. Maka key 3 dan plaintext 3 jika di-XOR maka hasil

yang didapat ciphertext 3.

d. Dari ciphertext 3 masukkan bit. Jika di proses dengan putaran 4 akan

menghasilkan plaintext 4. Maka key 4 dan plaintext 4 jika di-XOR akan

menghasilkan ciphertext 4.

20

e. Selanjutnya Pada proses enkripsi yang dibuat sebenarnya sampai pada 12

ciphertext. Tetapi dalam proses yang ada pada Gambar 15 hanya sampai

ciphertext 4, untuk menghasilkan proses pola pada ciphertext 1.

Proses dekripsi merupakan kebalikan dari proses enkripsi, dimulai dari kunci

kemudian diproses terlebih dahulu hingga mengasilkan K4. Selanjutnya di-XOR

antara cipherteks dengan K4 mendapatkan hasil P4. Kemudian hasil P4 dimasukkan

mengikuti pola pengambilan keempat, setalah itu untuk pengambilan bit sesuai pola

pemasukan keempat untuk mendapatkan C3. Proses ini berlangsung hingga 4 putaran,

diamana P1 diproses dengan K1 akan menghasilkan teks plainteks (P) dan teks kunci

(K) yang semula.

Secara umum, proses enkripsi dapat dinotasikan sebagai berikut. Dimisalkan

plainteks adalah X dan kunci adalah Y, maka dapat dinyatakan

plainteks:X={x1,x2,x3…..x8}, n|8, n∈ Z+.

},{

},,{

},,{

},,{

86878

241918173

16111092

83211

nnnn pppx

ppppx

ppppx

ppppx

(13)

Sedangkan untuk kunci Y={y1,y2,y3…..y8}, n|8, n∈ Z+.

(14)

Untuk membuktikan proses enkripsi pada formasi permainan bola maka

dilakukan perhitungan secara manual. Pada proses enkripsi menggunakan contoh teks

“THESMOKE” sebagai plainteks dan “BIGDICKS” sebagai kunci. Proses yang

dijelaskan dalam pembahasan ini adalah proses pada Putaran 2. Plainteks

“THESMOKE” dan kunci “BIGDICKS” yang sudah dibuat menjadi biner adalah

T → 01010100

H → 01001000

E → 01000101

S → 01010011

M → 01001101

O → 01001111

K → 01001010

E → 01000101

B →01000010

I → 01001001

G → 01000111

D → 01000100

I → 01001001

C → 01000011

K → 01001011

S → 01010011

},,{

},,{

},,{

},,{

86878

241918173

16111092

83211

nnnn rrry

rrrry

rrrry

rrrry

21

Dengan mengkuti alur formasi permainan bola dan pergeseran bit yang sudah di

dijelaskan pada Gambar 7 dan Gambar 8 pada plainteks dan kunci. Maka untuk

putaran 1 akan menghasilkan

Untuk putaran 2 masukkan bit dan pergeseran bit mengikuti alur yang sama pada

Gambar 8 dan Gambar 12. Maka untuk hasil dari putaran 2 menghasilkan “11000101,

00011110, 01101000, 01100000, 00001010, 11110001, 00000101 00010100 ” .

Untuk putaran 2 masukkan bit dan pergeseran bit mengikuti alur yang sama pada

Gambar 8 dan Gambar 12. Maka untuk hasil dari putaran 2 menghasilkan “10000010,

10011111, 01010101, 00010010, 11000100, 01011010, 10010111, 10010101” .

Hasil dari bit pada putaran 2 akan diproses pada putaran 3 sampai putaran 12,

begitu juga urutan kunci yang diproses dengan desain berbeda di tiap prosesnya.

Maka hasil plainteks dan kunci pada putaran 12 akan menghasilkan deret bit

cipherteks “00101011, 11100111, 01110101, 10000011, 11000100, 01011010

10011111 11010001” dan ditunjukan dalam bentuk grafik pada Gambar 15.

Gambar 15. Grafik Hasil Enkripsi TPB

Pada proses dekripsi dilakukan dengan proses kebalikan dari proses enkripsi.

Dengan inputan cipherteks “00101011 11100111 01110101 10000011 11000100

0

100

200

300

1 2 3 4 5 6 7 8

Plainteks

Cipherteks

P1 11001100 01010100 11001011 00100100 10011000 11000101 01001110 10110010

K1 00001001 01001010 10100011 01000100 10010010 00110100 01001011 10100110

C1 11000101 00011110 01101000 01100000 00001010 11110001 00000101 00010100

P2 11000000 11010101 01101111 01010110 01010110 01101110 10111010 00110011

K2 01000010 01001010 00111010 01000100 10010010 00110100 00101101 10100110

C2 10000010 10011111 01010101 00010010 11000100 01011010 10010111 10010101

22

01011010 10011111 11010001” dan dengan teks kunci “BIGDICKS” maka dilakukan

proses dekripsi, seperti yang ditunjukan pada Gambar 14 sehingga plainteks

diperoleh “THESMOKE”.

Pengujian Kriptosistem

Kriptografi dapat dikatakan sebagai sebuah teknik kriptografi jika memenuhi 5-

tuple yaitu P, C, K, E, dan D [7]. 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 Teknik Formasi Bola merupakan himpunan berhingga.

C adalah himpunan berhingga dari cipherteks. Cipherteks dihasilkan dalam 256

karakter ASCII. K, keyspace adalah himpunan berhingga dari kunci. Jumlah ruang

kunci yang dipakai dalam perancangan ini adalah 256 karakter yang diambil dari

tabel ASCII. Sehingga ruang kunci merupakan himpunan berhingga . E, enkripsi, dan

D, dekripsi, setiap dan adalah fungsi sedemikian hingga

( ( )) untuk setiap plainteks . Pembahasan sebelumnya telah

membahas proses enkripsi dan dekripsi sehingga telah memenuhi tuple E dan D.

Karena telah memenuhi kelima kondisi maka Alur Teknik Formasi Bola merupakan

sebuah sistem kriptografi.

Nilai Keacakan dan Diferensiasi Data

nilai keacakan korelasi dan diferensiasi data dilakukan untuk melihat seberapa

baik rancangan kriptogtafi yang berbasis pada formasi permainan bola. Maka hasil

yang diperoleh adalah nilai korelasi dan difensiasi data, untuk menunjukkan bahwa

banyaknya proses yang berbasis pada nilai tidak berpengaruh pada kekuatan

algoritma untuk menyamarkan plainteks. lebih jelasnya bisa dilihat pada Gambar 16.

Gambar 16. Nilai Korelasi dan Diferensiasi Data

23

Sebagai implementasi dan algoritma ini maka dibuat sebuah peracangan

kriptografi berbasis pada teknik formasi permainan bola dengan membuat alur, pada

Gambar 16 menjelaskan bahwa hasil dari nilai korelasi dan diferensiasi data memiliki

nilai yang berbeda pada setiap proses. Pada plainteks 12 hasil yang diambil pada

proses keempat dengan nilai korelasi -0.62710732 dan nilai diferensiasi 123.1428571,

jika nilai korelasi lemah maka semakin baik kriptografi yang dibuat.

Pengujian Avalanche Effect

Pengujian-pengujian yang sebelumnya lebih pada alur dan proses enkripsi dan

dekripsi. Bagian ini akan ditunjukkan kalau rancangan ini mempunyai Avalanche

Effect (AE). Pengujian ini biasanya dilakukan untuk kriptografi block cipher atau

kriptografi berbasis fungsi Hash. Pada kriptografi tersebut apabila sudah mempunyai

Avalanche Effect maka sudah dapat dikatakan dapat menahan serangan kriptanalisis

karena merumitkan dan menjadi tidak mungkin untuk pengujian secara statistika dan

juga menghilangkan hubungan korespodensi satu ke satu antara plainteks dan

cipherteks.

Selain menguji Avalanche Effect, rancangan ini juga dilakukan pengujian ekstrim

yaitu dengan memasukkan plainteks dan kunci dengan bit 0. Dalam hal ini berarti

akan terdapat satu blok yang isinya terdiri dari bit 0, baik pada blok plainteks maupun

blok kunci. Pada rancangan ini apabila plinteks dan cipherteks seluruh bitnya 0, maka

diperoleh cipherteks 2BE77583C45A9FD1. Hasil ini menunjukkan bahwa kriptografi

ini sangat baik sebagai rancangan sebagai sebuah block cipher, karena pengujian

ekstrim ini, maka akan terdapat arena terbukti dengan mengubah 1 buah bit saja pada

plainteks, dapat merubah seluruh cipherteks yang ada. Kekuatan ini menujukkan

bahwa kriptografi rancangan mempunyai Avalanche Effect yang baik.

Dari hasil yang telah dibuat, untuk mendapatkan hasil Avalanche Effect dari

peracangan kriptografi yang berbasis pada formasi permainan bola. Maka dibuat

plainteks 1 (THESMOKE) dan plainteks 2 (THESNOKE) untuk putaran 1 sampai

putaran 12. Pada setiap putaran akan menghasilkan banyak bit dan hasil Avalanche

Effect serta nilai rata-rata dari putaran yang ada. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat

pada Tabel 1. Tabel 1 Nilai Rata-Rata Banyak Bit dan Avalanche effect

Putaran Banyak Bit Avalanche Effect

Putaran 1 2 3.125

Putaran 2 2 3.125

Putaran 3 2 3.125

Putaran 4 2 3.125

Putaran 5 2 3.125

Putaran 6 2 3.125

Putaran 7 2 3.125

Putaran 8 2 3.125

Putaran 9 2 3.125

Putaran 10 2 3.125

Putaran 11 2 3.125

24

Putaran 12 2 3.125

Rata-Rata 2 3.125

(15)

Pengujian avalanche effect yang telah dibuat menunjukan bahwa setiap putaran

memiliki banyak bit dari nilai rata-rata yaitu 2 bit dan Avalanche Effect memiliki nilai

rata-rata yaitu 3.125. Untuk melihat hasil grafik dari Avalanche Effect, bisa dilihat

pada Gambar 18.

Gambar 18 Hasil Grafik Avalanche Effect

Pada Gambar 18 telah menjelaskan bahwa proses grafik Avalanche Effect

mendapatkan hasil dari putaran 1 hingga putaran 12 yaitu 3.125 dan garis dari grafik

tersebut horizontal.

5. Simpulan

Penelitian yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan bahwa

perancangan kriptografi berbasis pada teknik formasi permainan bola dapat

melakukan proses enkripsi dan dekripsi. Perancang ini telah memenuhi syarat 5-tuple

dari sebuah kriptosistem, sehingga dapat disebut sebagai sebuah kriptografi.

Pengujian korelasi pada setiap putaran memiliki hubungan korelasi yang berbeda.

Nilai korelasi plaintext terhadap ciphertext secara statistik yang dihasilkan pada

proses berkisar pada nilai -0,62710732 dan juga hasil avalanche effect dari setiap

nilai rata-rata plaintext yaitu 3.125, yang artinya nilai plaintext dan ciphertext tidak

saling berhubungan, sehingga dapat dikatakan bahwa algoritma kriptografi yang

dirancang dapat menyamarkan plaintext.

0

1

2

3

4

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

AE

AE

125.3%10064/2%100

bittotal

berbedabitAE

25

6. Daftar Pustaka

[1] Munir, Rinaldi, 2006, Kriptografi, Informatika. Bandung, Indonesia.

[2] Liskov, Moses., Ronald L. Rivest, & David Wagner. 2002. Tweakable Block

Ciphers. Lecture Notes in Computer Science. Volume 2442, pp. 31-46

[3] Dafid, 2006. Kriptografi Kunci Simetris Dengan Menggunakan Algoritma

Crypton, Jurnal Ilmiah STIMIK GI MDP, Volume 2 Nomor 3, Oktober 2006.

[4] Santoso, H.Y., Wowor, A.D., & Pakereng, Magdalena A.I. 2015. Perancangan

Kriptografi Block Cipher Berbasis pada Alur Clamshell’s Growth Rings.

Prociding SeTISI Universitas Kristen Maranatha. Volume 1, hal. 48-53

[5] Menezes, A.J., P.C. van Oorschot, & S.A. Vanstone. 1997. Handbook of

Applied Cryptography, CRC Press

[6] Ariyus, Dony. 2006. Kriptografi Keamanan Data dan Komunikasi. Yogyakarta:

Graha Ilmu

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

Inc.