i

Perancangan Super Enkripsi Menggunakan

Metode Substitusi S-Box AES dan Metode Transposisi dengan

Pola Vertical-Horizontal

Artikel Ilmiah

Peneliti :

Frengky Merani (672008241)

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

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Maret 2016

ii

iii

iv

1

1. Pendahuluan Transposisi dan subtitusi merupakan dua proses yang sering digunakan

dalam kriptografi modern atau kriptografi yang berbasis bit, seperti DES dan

AES. Transposisi merupakan suatu proses yang lebih memindahkan objek

berdasarkan posisi tanpa terjadi perubahan [1]. Sebaliknya subtitusi adalah

proses yang mengubah objek tanpa memindahkannya secara posisi. Kriptografi

klasik seperti Ceasar cipher, Affine cipher dan juga yang lainnya hanya

mengandalkan sebuah operasi yaitu transposisi untuk mengamankan pesan.

Super enkripsi merupakan sebutan pada kriptografi yang dalam proses

enkripsi-dekripsi menggabungkan operasi transposisi dan subtitusi [3]. Secara

teori penggabungan dua proses tersebut dapat menghilangkan hubungan satu-

ke-satu antara plainteks dan cipherteks. Metode ini juga dapat menahan

serangan kriptanalisis analisis frekuensi [2]. Kriptografi modern mencoba

untuk mengamankan pesan dengan meminimumkan algoritma, sehingga akan

tidak banyak menggunakan operasi matematika yang biasanya secara

komputasi akan membutuhkan waktu dan memori yang lebih banyak [3].

Rancangan kriptografi blok cipher yang dilakukan oleh [4], [5], dan [6]

menggunakan sebuah kotak transposisi yang berukuran sebesar 64 kotak yang

sesuai dengan ukuran blok (64 bit) dan menempatkan bit ke dalam kotak dan

bagaimana mengambil bit-bit tersebut dengan menggunakan pola-pola tertentu.

Penggunaan kotak tranposisi dalam rancangan kriptografi dapat menghasilkan

cipherteks yang sangat acak.

S-box atau kadang disebut sebagai kotak subtitusi menjadi satu-satunya

operasi yang secara algortima dapat membuat input dan output menjadi tidak

berhubungan [3]. S-box juga menjadi salah satu dari lima prinsip dalam

perancangan blok cipher. Kriptografi modern sangat mengandalkan s-box

menjadi operasi kunci untuk mengubah palinteks menjadi cipherteks seperti

DES, AES, GOST dan yang lainnya.

Penelitian ini merancang algortima kriptografi menggunakan skema

super enkripsi dengan menggunakan transposisi vertikal dan horizontal dan

juga s-box AES untuk melakukan proses subtitusi. Penggunaan s-box AES,

karena kriptografi ini menjadi standart pengamanan informasi yang ditetapkan

oleh National Security Agency (NSA) [3]. Selain itu juga, dengan skema s-box

AES penelitian ini akan membuat isi dari s-box AES yang baru dengan prinsip

lotre sehingga akan memperoleh nilai-nilai sebanyak 256 yang sangat acak

karena kemunculannya tidak dapat diprediksi. S-box yang nilainya

dibangkitkan dengan prinsip lotre akan dijadikan sebagai proses subtitusi pada

operasi kunci.

2. Kajian Pustaka Penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya dijadikan

sebagai dasar atau pembanding dalam merancang algoritma. Penelitian pertama

dengan topik “A Study of Encryption Algorithms (RSA, DES, 3DES and AES)

for Information Security ” yang dilakukan oleh Singh & Supriya [7]. Tulisan

ini menyajikan studi rinci tentang Algoritma Enkripsi yang populer seperti

RSA, DES, 3DES dan AES. Perbandingan berdasarkan teknik kriptografi

diperoleh bahwa semua teknik yang berguna untuk real-time encryption. Setiap

2

teknik memiliki keunikan dan dengan caranya sendiri, yang mungkin cocok

untuk setiap aplikasi yang berbeda dan memiliki pro dan kontra. Hasil yang

diperoleh bahwa algoritma AES adalah yang paling efisien dalam hal

kecepatan, waktu, troughput, dan avalance effect. Efisiennya AES juga sangat

dipengaruhi oleh s-box yang memberikan efek difusi pada algoritma secara

keseluruhan.

Penelitian dilakukan oleh Liwandouw & Wowor [8] dengan topik

“Kombinasi Algoritma Rubik, CPSNRG Chaos, dan S-Box Fungsi Linier

Dalam Perancangan Kriptografi Cipher Blok”. Penelitian yang dilakukan

adalah dengan menciptakan sebuah S-Box dengan menggunakan fungsi linier

yang dibangkitkan dari CSPNRG Chaos berdasarkan inputan karakter kunci.

Dari penelitian [7] membuktikan bahwa algoritma S-Box AES

merupakan algoritma yang sangat baik apabila digunakan untuk perancangan

super enkripsi sebagai proses subtitusi dengan panjang kunci 128 bit dan

penelitian [8] dijadikan sebagai acuan untuk menguji variasi plainteks yang

akan digunakan. Terdapat tiga bentuk plainteks yang digunakan diantaranya

adalah plainteks biasa yang berupa karakter alphabet saja, kedua adalah

karakter yang sama, dan ketiga karakter inputan yang merupakan kombinasi

dari alphabet, symbol, angka, dan yang lainnya.

Teori-teori terkait pengertian dan definisi dan lainnya akan digunakan

sebagai pustaka untuk merancang algoritma. Kriptografi merupakan ilmu yang

mempelajari teknik-teknik yang berhubungan dengan aspek keamanan

informasi seperti kerahasiaan, integritas data, dan otentikasi [4]. Kriptografi

memiliki dua konsep utama, yaitu enkripsi dan dekripsi. Proses enkripsi-

dekripsi ditunjukan pada Gambar 1. Enkripsi adalah proses dimana plainteks

dilakukan proses penyandian sehingga menjadi cipherteks, dan sebaliknya

dekripsi merupakan proses mengembalikan cipherteks menjadi plainteks [2].

Gambar 1 Skema Enkripsi dan Dekripsi [12]

Kriptografi dalam skema kunci dapat dibedakan menjadi kriptografi

simetris (Symmetric-key cryptography) dan kriptografi asimetris (Asummetric-

key cryptography) berdasarkan kunci yang digunakan untuk enkripsi dan

dekripsi. Sistem dari kriptografi simetris mengibaratkan pengirim dan

penerima pesan sudah berbagi kunci yang sama sebelum melakukan pertukaran

pesan (Gambar 2).

Gambar 2 Kriptografi Skema Kunci Simetri [12]

3

Blok cipher merupakan rangkaian bit plainteks yang dibagi menjadi

blok-blok dengan panjang yang sama, panjang bit yang umum dipakai adalah

64-bit atau 128-bit. Proses enkripsi yang digunakan dari hasil pengacakan pada

blok bit plainteks yang dilakukan dan menghasilkan blok bit cipherteks dengan

ukuran yang sama seperti enkripsi. Dekripsi digunakan kebalikan dari cara

yang sama seperti enkripsi.

S-Box adalah matriks yang berisi substitusi sederhana yang memetakan

satu atau lebih bit dengan satu atau lebih bit yang lain. Pada kebanyakan

algoritma chipper blok, S-Box memetakan m bit masukan menjadi n bit

keluaran, sehingga S-Box tersebut dinamakan m×n S-Box [3]. Proses subtitusi

yang memetakan inputan berdasarkan look-up table. Biasanya inputan dari

operasi pada S-Box dijadikan indeks dan keluaran adalah entrinya. Terdapat

empat pendekatan yang dapat digunakan untuk perancangan S-Box agar

memiliki kekuatan kriptografi yaitu [3]:

1. Dipilih secara acak. Untuk S-Box yang kecil, cara pengisian secara

acak tidak aman, namun untuk S-Box yang besar cara ini cukup bagus.

2. Dipilih secara acak lalu diuji. Sama seperti cara nomor 1, namun nilai

acaknya akan diuji apakah memenuhi sifat tertentu atau tidak.

3. Dibuat oleh orang (man-made). Entry di dalam S-Box dibangkitkan

dengan teknik yang lebih intuitif

4. Dihitung secara matematis (match-made). Entri di dalam S-Box

dibangkitakn berdasarkan prinsip matematika yang terbukti aman dari

kriptanalis [3].

Rancangan algoritma menggunakan S-Box yang digunakan berukuran

8×16 karena menggunakan panjang kunci AES-128 bit. AES adalah standard

algoritma kriptografi baru sebagai pengganti DES. Rijndael ditetapkan sebagai

AES oleh NIST (Nationa Institute of Standards ans Technology) pada bulan

November 2001, setelah memenangkan sayembara terbuka untuk membuat

standard algoritma kriptografi yang baru sebagai pengganti DES.

Karena AES menetapkan panjang kunci adalah 128, 192, dan 256, maka

dikenal AES-128, AES-192, dan AES-256 (Tabel 1).

Tabel 1. Versi AES [5]

Panjang Kunci

(Nk words)

Ukuran Blok

(Nb words)

Jumlah Putaran

(Nr)

AES-128 4 4 10

AES-192 6 4 12

AES 256 8 4 14

Pada implementasinya hanya ada dua varian AES, yaitu AES-128 dan AES-256, karena akan sangat jarang pengguna menggunakan kunci yang panjangnya 192 bit. Karena AES mempunyai panjang kunci paling sedikit 128 bit, maka AES tahan terhadap serangan. Dengan panjang kunci 128 bit, maka

terdapat sebanyak 2128

= 3,4 ×1038

tahun untuk dapat memcahkannya.

Kemungkinan kunci yang membutuhkan waktu lama jika menggunakan

komputer tercepat yang dapat mencoba satu juta kunci setiap detik.

4

Perancangan algoritma pada Gambar 3 secara umum proses yang

dilakukan untuk memperoleh chiperteks dengan algoritma AES adalah sebagai

berikut [3] :

1. Plainteks dan key : inputan data

2. SubByte : subtitusi byte plainteks dan key

3. ShiftRow : pergeseran baris secara warapping

4. MixColumn : mengacak data di masing-masing kolom array state

5. AddRoundKey : melakukan XOR antara state sekarang dan round key.

Langkah-langkah AES ditunjukan pada Gambar 4 di bawah ini :

Gambar 3. Skema Proses Algoritma Rijndael [13]

S-Box pada AES dirancangdengan sebuah s-box dengan menerima inputan dua

karakter heksadesimal dan menghasilkan dua karakter heksadesimal. AES

hanya mempunyai satu buah S-Box seperti terlihat pada Tabel 2.

Tabel 2. S-Box AES [3]

Y

X

Hex 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f

0 63 7c 77 7b f2 6b 6f c5 30 01 67 2b fe d7 ab 76

1 Ca 82 c9 7d fa 59 47 f0 ad d4 a2 af 9c a4 72 c0

2 b7 fd 93 26 36 3f f7 cc 34 a5 e5 f1 71 d8 31 15

3 04 c7 23 c3 18 96 05 9a 7 12 80 e2 eb 27 b2 75

4 09 83 2c 1a 1b 6e 5a a0 52 3b d6 b3 29 e3 2f 84

5 53 d1 00 ed 20 fc b1 5b 6a cb be 39 4a 4c 58 cf

6 d0 ef aa fb 43 4d 33 85 45 f9 02 7f 50 3c 9f a8

7 51 a3 40 8f 92 9d 38 f5 bc b6 da 21 10 ff f3 d2

8 Cd 0c 13 ec 5f 97 44 17 c4 a7 7e 3d 64 5d 19 73

9 60 81 4f dc 22 2a 90 88 46 ee b8 14 de 5e 0b db

a e0 32 3a 0a 49 06 24 5c c2 d3 ac 62 91 95 e4 79

b e7 c8 37 6d 8d d5 4e a9 6c 56 f4 ea 65 7a ae 08

c Ba 78 25 2e 1c a6 b4 c6 e8 dd 74 1f 4b bd 8b 8a

d 70 3e b5 66 48 03 f6 0e 61 35 57 b9 86 c1 1d 9e

e e1 f8 98 11 69 d9 8e 94 9b 1e 87 e9 ce 55 28 df

f 8c a1 89 0d bf e6 42 68 41 99 2d 0f b0 54 bb 16

5

Sebuah kriptografi yang dirancang, sesungguhanya secara algortima

harus diuji apakah secara kriptosistem telah memenuhi beberapa 5 tuple.

Berikut diberikan teori terkait syarat dari sebuah kriptosistem dari Stinson. Definisi 1. Sistem kriptografi harus memenuhi lima-tuple (five-tuple) yang terdiri

dari (P, C, K, E, D) dimana [9] :

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 plainteks

Koefisien korelasi sederhana disebut juga dengan koefisien korelasi

pearson. Dimana “r” didapat dari jumlah nilai selisih perkalian antara x dan y

dengan hasil perkalian jumlah total x dan y dibagi dengan hasil akar dari selisih

perkalian jumlah x kuadrat dengan kuadrat pangkat dua untuk jumlah total x

dengan selisih jumlah y kuadrat dengan kuadrat pangkat dua untuk total y dimana x

sebagai plainteks dan y sebagai cipherteks. Maka persamaannya adalah [8]:

∑ ∑ ∑

√* ∑ (∑ ) +* ∑ (∑ ) + (1)

Diferensiasi menurut Leibniz untuk menunjukkan sebuah hubungan

antara diferensial dx dan dy dari dua variabel x dan y. Suatu persamaan

diferensial biasa ordo satu adalah suatu persamaan yang memuat satu variabel

bebas, biasanya dinamakan x, satu variabel tak bebas, biasanya dinamakan y,

dan derivative dy dan dx . Suatu persamaan diferensial biasa ordo satu tersebut

dapat dinyatakan dalam bentuk [13]:

( ) (2)

3. Metode Perancangan Proses perancangan kriptografi simetris ini dibutuhkan beberapa

tahapan dalam menyusunan penelitian. Tahap-tahap yang dilakukan ditunjukan

pada Gambar 4 yaitu : (1) Identifikasi Masalah, (2) Kajian Pustaka, (3)

Perancangan Super Enkripsi, (4) Pengujian, dan (5) Penulisan Laporan.

Tahapan penelitian berdasarkan Gambar 4 dapat dilihat bahwa tahap

pertama yang dilakukan dalam penelitian ini adalah identifikasi masalah.

Identifikasi masalah dilakukan untuk melihat dengan jelas apa masalah dalam

pengamanan informasi yang berkaitan dengan kriptografi.

6

Kajian pustaka mencari pustaka yang berkaitan dengan penelitian ini

lenih khususnya penelitian terdahulu yang dapat dijadikan sebagai acuan

terutama pada panjang kunci dan pemilihas S-Box sesuai dengan jenis

kriptografi.

Gambar 4 Tahapan Penelitian

Tahapan rancangan secara umum diberikan pada Gambar 5. Tahapan

pengujian dilakukan dengan melihat nilai korelasi dan nilai difrensiasi

berdasarkan plainteks dan chiperteks. Dan tahapan selanjutnya adalah

penulisan laporan dalam bentuk jurnal.

Gambar 5. Rancangan Umum Penelitian

Identifikasi Masalah

Kajian Pustaka

Perancangan

Pengujian

Penulisan Laporan

Plainteks Kunci

ASCII - Bit ASCII -Bit

T. Vertikal T. Vertikal

T.Horizontal T.

S-Box AES S-Box Lotre

Chipertek

7

Rancangan secara umum pada Gambar 5 dibuat dengan cara

memproses plainteks dan kunci secara berbeda. Transposisi vertikal dan

horizontal dikenakan pada proses plainteks dan proses kunci. Kemudian hasil

tersebut disubtitusikan ke dalam S-Box AES untuk proses plainteks sedangkan

untuk kunci menggunakan S-Box yang nilainya diperoleh dari hasil lotre. Hasil

dari proses kunci dan plainteks akan di XOR untuk mendapatkan chiperteks.

4. Hasil dan Pembahasan Hasil proses rancangan algoritma secara umum, pada Gambar 5

terdapat S-Box lotre. Perancangan S-Box lotre dibuat dengan menggunakan

prinsip lotre yaitu pengambilan nilai secara random untuk mendapatkan

bilangan sebanyak 256 yang dibuat dalam heksadesimal. Teknik lotre

dilakukan untuk mendapatkan urutan bilangan yang unik dan random. Secara

statistic, prinsip lotre yang dilakukan dengan pengambilan tanpa

pengembalian. Prinsip lotre pada S-Box sangat mempengaruhi hasil chiperteks

sehingga plainteks dan chiperteks tidak berhubungan secara statistic. Hasil

dari lotre terhadap 256 bilangan heksadesimal ditunjukan pada Tabel 3.

Tabel 3. S-Box Lotre

Y

X

Hex 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b c d e f

0 85 89 d7 5d e0 c2 d3 01 36 9e 1c 84 3d a7 a1 b8

1 db a5 15 09 60 26 34 f5 63 2f 66 7c f6 53 74 0f

2 eb d8 97 17 1f fe Aa 67 c5 82 70 d9 8a 0e 35 28

3 55 e6 7e 4f 54 ab e5 d5 f9 ea 3e 24 b9 e7 f2 4e

4 0a 81 9f a8 14 de 94 42 e1 ef Ca c7 20 06 a9 08

5 16 f8 72 e2 b2 7a 5c df 5e c9 80 99 8e 8d 3f fc

6 00 Dd 05 13 d0 ad 25 21 8b f3 Be 2a d1 31 6d 69

7 c1 27 7b 29 47 37 91 41 6e 7f a0 64 50 4c fa 61

8 7d f1 2c 52 d2 ee Bb 68 0b 46 Ac 62 b1 cf 58 dc

9 07 79 10 f7 4d b3 Ce 4a 2b 78 18 6c 02 2e cc f4

a f0 76 ff 1a 5f 33 96 d6 ec 6f 1b 3a 23 0d e3 9d

b af b6 45 b7 5b 8f 95 38 a3 44 c8 43 e8 59 6a e4

c c0 6b 49 bc 2d 30 Fb 75 a6 ba c3 73 b0 83 b4 71

d c6 9c fd da 93 ae Bd a2 d4 9a Ed cd 4b 57 03 5a

e 9b 90 65 bf 98 22 87 1d 3c 12 88 0c b5 19 04 8c

f 32 92 86 11 1e 39 40 3b a4 51 77 48 c4 56 e9 cb

Hasil dari S-Box lotre berikutnya akan digunakan sebagai nilai subtitusi

pada proses kunci. Secara skema S-Box lotre, proses kerjanya sama dengan S-

Box AES dengan melihat inputan dalam heksadesimal dan menghasilkan

karakter dalam heksadesimal juga. Proses enkripsi pada Gambar 5 merupakan

proses secara umum bagaimana membuat plainteks menjadi chiperteks.

Gambar 7 merupakan proses secara rinci dari proses enkripsi.

Plainteks dan kunci dikonversi ke dalam ASCII dan kemudian diubah

dalam biner yang disesuaikan dengan panjang blok sebanyak 128 bit. Setiap

128 bit pertama akan diambil dan dimasukan ke dalam kotak transposisi dan

8

Blok 4x4

P Biner

Masuk

Biner Biner Ambil

S-Box AES

kemudian mengambilnya kembali.proses pengambilan dan pemasukan bit

mengikuti proses vertical dan horizontal. Setelah itu, hasil dari transposisi

vertical-horizontal maka kembali dikonversi ke dalam heksadesimal yang siap

menjadi inputan pada S-Box AES dan S-Box lotre. Hasil look up dari kedua S-

Box akan di XOR kan dan menghasilkan chiperteks.

Proses dekripsi dilakukan sebaliknya dengan inputan chiperteks dan

menggunakan kunci yang sama karena kriptografi yang dirancang adalah

kriptografi simetris.

Gambar 6. Rancangan Detail Enkripsi

Plainteks dan kunci yang diinputkan akan dilakukan proses pengecekan

terlebih dahulu apakah sudah memenuhi syarat 8 byte/ karakater, harus

mengalami proses padding plainteks dan kunci akan encoding ke dalam kode

ASCII yang selanjutnya menjadi bilangan biner berukuran 8 bit.

PLAINTEKS AN?!~ngK1058ikas

KEY Frengky Merani25 Gambar 7. Contoh Plainteks dan Key

Gambar 7 adalah contoh plainteks yang diinputkan. Proses yang

dilakukan pada plainteks adalah memasukan bit biner ke dalam blok dengan

ukuran 816 kemudian pengambilannya disimpan pada kotak transposisi

vertical-horiontal dan hasil dari proses diubah dari bilangan biner ke bilangan

hexadesimal. Selain plainteks diperlukan kunci dimana pada kunci juga

dilakukan proses yang sama dengan plainteks. Hanya terdapat perbedaan pada

S-Box AES dan S-Box lotre Proses plainteks (P) dan kunci (K) lalu di XOR

sampai menghasilkan cipherteks dari proses enkripsi sebagai berikut :

Blok

Chiperteks

Biner

Masuk

Biner Biner Ambil

S-Box Lotre

9

P ad 64 0e d1 8a bd 35 9c ed 1a 66 a0 4c 4c cb 39

K 0b c7 9a 83 9a 8d fc 81 02 9a c7 c9 83 8d a8 da

Hasil dari XOR untuk memperoleh chiperteks seperti pada Gambar 8.

Gambar. 8 Contoh Chiperteks

Sebuah sistem kriptografi harus memenuhi 5 tuple P, C, K, E, D. Oleh

karena itu akan ditunjukan perancangan super enkripsi ini memenuhi kelima

kondisi tersebut.

P, adalah himpunan berhingga dari plainteks. Perancangan kriptografi ini

menggunakan 256 karakter ASCII. C adalah himpunan berhingga dari

cipherteks. Cipherteks dihasilkan dalam elemen bit biner (bilangan 0 dan 1).

Karena himpunan cipherteks hanya {0,1}, maka cipherteks perancangan super

enkripsi adalah himpunan berhingga. K, adalah keyspace atau ruang kunci

adalah, himpunan berhingga dari kunci. Jumlah ruang kunci yang dipakai

dalam perancangan ini adalah 256 karakter dalam ASCII, sehingga ruang kunci

merupakan himpunan berhingga dari kunci. 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 memenuhi ke- lima kondisi maka perancangan super enkripsi merupakan sebuah sistem

kriptografi.

Pengujian algoritma yang dirancang dengan melakukan enkripsi

terhadap variasi plainteks yang diproses. Penelitian yang dilakukan ,

menggunakan tiga variasi plainteks sebagai pengujian terhadap sebuah

algoritma kriptografi block cipher. Variasi yang dilakukan berupa plainteks

biasa, adalah plainteks yang mempunyai makna seperti nama orang, nama

tempat, atau sebuah kalimat. Variasi yang kedua adalah plainteks dengan

kombinasi huruf, angka, dan simbol sehingga dapat mewakili perbedaan angka

yang sangat fluktuatif. Variasi yang terakhir adalah pengujian plainteks dengan

karakter Z sebanyak jumlah ukuran blok pada kriptografi. Bagian selanjutnya

adalah menggunakan tiga variasi plainteks tersebut untuk pengujian

kemampuan algoritma.

Pengujian yang pertama adalah dengan memasukan plainteks biasa

yaitu “Yesus Kristus” dan menggunakan kunci “Frangki Merani25” hasil yang

diperoleh berdasarkan nilai ASCII untuk plainteks dan cipherteks ditunjukkan

pada Gambar 9.

CIPHERTEKS 56027A06D6CD3E0C1951AF3EB0404A3C

10

PLAINTEKS CIPHERTEKS

300

250

200

150

100

50

0

1 2 9 10 11 12 13 14 15 16

plainteks ke-i

Gambar 9. Pengujian Enkripsi Plainteks Biasa

Pada plainteks biasa nampak bahwa nilai ASCII hanya akan berada

pada interval 52 karena nilai ASCII hanya akan berada antara alfabet “A” –

“Z” dan “a” – “z”. Hasil yang diperoleh dari setiap inputan nampak pada grafik

dan algoritma yang dirancang dapat membuat cipherteks yang diperoleh sangat

acak. Hasil pengujian korelasi terhadap inputan dan output berdasarkan

Gambar 10 diperoleh sebanyak 0,61 dan nilai diferensiasi adalah -57.

Gambar 10. Pengujian Enkripsi Plainteks Variasi Angka, Simbol, dan Alfabet

Pengujian selajutnya adalah plainteks “AN?!~ngK1058ikas” dan kunci

“Frangki Merani25”. Pengambilan plainteks dengan variasi antara abjat,

simbol, dan angka ditunjukkan pada Gambar 10. Hasil yang hampir sama

dengan pengujian sebelumnya adalah diperoleh plainteks yang acak juga. Hasil

pengujian korelasi diperoleh untuk inputan tersebut adalah -0.07 dan niai

diferensiasi 33,2. Hasil sangat baik secara statistik karena dapat membuat

plainteks tidak berhubungan secara statistik dengan cipherteks.

Pengujian berikutnya digunakan plainteks “ZZZZZZZZZZZZZZZZ”

dengan kunci yang digunakan sama dengan pengujian pertama dan kedua. Dari

grafik nampak bahwa walaupun inputan yang sama dengan grafik nampak

hanya sebuah garis lurus yang memotong sumbu Y di 90 karena bertepatan

dengan nilai ASCII dari Z. Pada kasus ini tidak dapat dihitung nilai korelasi

dan diferensiasi, karena nilai sama dan perhitungan diperoleh pembagian 0,

PLAINTEKS CIPHERTEKS

50

9 10 11 12 13 14 15

karakter ke-i

bila

nga

n A

SCII

11

sehingga tidak terdefenisi secara teori. Tetapi dari hasil yang peroleh pada

Gambar 11, adalah walaupun inputan yang sama tetapi cipherteks yang

diperoleh dalam bentuk acak.

Gambar 11. Pengujian Enkripsi Plainteks Sama

5. Simpulan Rancangan block cipher dengan menggunakan tranposisi horizontal-

vertikal dan metode subtitusi menggunakan S-Box AES dapat melakukan

proses enkripsi dan dekripsi sehingga memenuhi 5-tuple dan dapat dikatakan

sebagai sebuah kriptosistem. Algoritma yang dirancang secara statistik dapat

membuat hubungan antara plainteks dan cipherteks tidak berhubungan, hal ini

dapat dilihat dengan nilai korelasi yang mendekati nol. Penggunaan prinsip

lotre dalam menempatkan setiap nilai heksadesimal dalam S-Box dapat

membuat proses subtitusi dapat berfungsi dalam pengubahan inputan terhadap

output secara tidak linier.

6. Daftar Pustaka

[1] Forouzan, Behrouz A., 2008, Crytography and Network Security, New

York: McGraw-Hill.

[2] Buchmann, J. A., 2013, Introduction to Cryptography, New York:

Sringer-Verlag.

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

[4] Widodo, A., Wowor, A.D., Mailoa, M., & Pakereng, M.A.I.P., 2015,

Perancangan Kriptografi Block Cipher berbasis pada Teknik

Tanam Padi dan Bajak Sawah, Seminar Nasional Teknologi dan

Sistem Informasi (SETISI), Bandung: Universitas Kristen

Maranatha.

[5] Setiawan, A., Wowor, A.D., & Pakereng, M.A.I.P., 2015, Perancangan

Algoritma pada Kriptografi Block Cipher dengan Teknik Langkah

Kuda Catur, Seminar Nasional Teknologi dan Sistem Informasi

(SETISI), Bandung: Universitas Kristen Maranatha.

PLAINTEKS CIPHERTEKS

80

60

40

20

0

1 2 9 10 11 12 13 14 15 16

plainteks ke-i

12

[6] Santoso, H., Wowor, A.D., & Pakereng, M.A.I.P., 2015, Perancangan

Kriptografi Block Cipher Berbasis pada Alur Clamshell’s Growth

Rings, Seminar Nasional Teknologi dan Sistem Informasi

(SETISI), Bandung: Universitas Kristen Maranatha

[7] Singh, G., & Supriya, 2013, A Study of Encryption Algorithms (RSA,

DES, 3DES and AES) for Information Security, Fatehgarh Sahib:

Department of Computer Science and Engineering Sri Guru Granth

Sahib World University, India

[8] Liwandow, V. B., & Wowor, A. D., 2015, Kombinasi Algoritma Rubik,

CPSNRG Chaos dan S-Box Fungsi Linier dalam Perancangan

Kriptografi Block Cipher, Seminar Nasional Sistem Informasi

Indonesia (SESINDO), Surabaya: Sistem Informasi, ITS.

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

Boca Raton, London, Tokyo.

[10] Hasibuan, Nufrita Sari, 2010, Studi Perbandingan Algoritma Huffman

dan Shanno-Fano Dalam Pemampatan File Teks, Medan:

Universitas Sumatera Utara.

[11] Weisstein, E., 2015, “Least Square Fitting-Logarithmic”, MathWorld A

Wolfram Web Resource.

http://mathworld.wolfram.com/LeastSquaresFittingLogarithmic.htm

l. Diakses pada 3 April 2016

[12] Zimmermann, Phil, 2003, An Introduction to Cryptography, California:

PGP Corporation.

[13] Setiawan. W., 2011, Analisa dan Perbandingan Algoritma Twofish dan

Rijndael, Teknik Elektro dan Informatika Institut Teknologi

Bandung, Indonesia