SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB...

25
SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI HOMOMORFIS PADA SISTEM KRIPTOGRAFI THRESHOLD ELGAMAL Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Program Studi Matematika diajukan oleh IRVAN HILMY FAUZI 12610037 Kepada PROGRAM STUDI MATEMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA YOGYAKARTA 2019 Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Transcript of SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB...

Page 1: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS

ENKRIPSI HOMOMORFIS PADA SISTEM KRIPTOGRAFI

THRESHOLD ELGAMAL

Skripsi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi Matematika

diajukan oleh

IRVAN HILMY FAUZI

12610037

Kepada

PROGRAM STUDI MATEMATIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA

YOGYAKARTA

2019

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 2: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 3: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 4: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 5: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

HALAMAN PERSEMBAHAN

Karya sederhana ini penulis persembahkan

untuk Ayah dan Ibu tercinta

v

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 6: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

MOTTO

When you walk through a storm

Hold your head up high

And don’t be afraid of the dark

At the end of a storm

There’s a golden sky

And the sweet silver song of a lark

Walk on through the wind

Walk on through the rain

Though your dreams be tossed and blown

Walk on, walk on

With hope in your heart

And you’ll never walk alone

You’ll never walk alone !

vi

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 7: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

PRAKATA

Assalamu’alaikum Wr. Wb. Puji syukur kepada Allah SWT yang telah mem-

berikan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

tugas akhir skripsi yang berjudul ”Skema Pemilu Elektronik (E-Voting) Berbasis

Enkripsi Homomorfis Pada Sistem Kriptografi Threshold ElGamal ”. Penyusunan

skripsi ini ditujukan untuk memenuhi sebagai syarat kelulusan guna memperoleh

gelar Sarjana Matematika Progam Studi Matematika di Fakultas Sains dan Tekno-

logi Universitas Negeri Islam Sunan Kalijaga Yogyakarta.

Shalawat serta salam semoga tetap tercurah kepada Rasulullah Muhammad

Sholallahu ’alaihi wassalam, yang memberikan teladan bagi kita, sehingga kita da-

pat mengenal apa itu iman, islam dan ihsan. Semoga kita mendapatkan syafaatnya

pada hari kiamat nanti. Aamiin Ya Rabb Al’Alamiin.

Penulisan skripsi ini tidak lepas dari dukungan, motivasi, kerjasama maupun

bimbingan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh

karena itu, penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Prof. Drs. Yudian Wahyudi, MA, Ph.D. selaku Rektor UIN Sunan Kalijaga

Yogyakarta.

2. Dr. Murtono, M.Si., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Islam Negeri Sunan Kalijaga.

3. Dr. Muhammad Wakhid Musthofa, M.Si., selaku Ketua Progam Studi Mate-

matika UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta.

vii

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 8: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

viii

4. Bpk. Muhamad Zaki Riyanto M.Sc., selaku pembimbing yang telah mencu-

rahkan kesabaran dan ketekunannya dalam meluangkan waktu, tenaga, serta

pikiran guna memberikan bimbingan dan arahan yang sangat berarti dalam

penyusunan dan penyelesaian skripsi.

5. Bpk. Muchammad Abrori, M. Kom., selaku Dosen Penasihat Akademik ma-

hasiswa Program Studi Matematika angkatan 2012 atas segala pengarahan

dan semangat yang selalu bapak berikan selama penulis belajar di Fakultas

Sains dan Teknologi UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta.

6. Bapak/Ibu dosen yang dengan ikhlas telah memberikan ilmu pengetahuan dan

pengalaman yang berharga kepada penulis, sehingga ilmu yang telah didapat

memudahkan dalam penyusunan skripsi ini.

7. Kedua orang tua penulis Bapak Ali dan Ibu Jarwasih, Mbak Helmy Fauzi

Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana, Halim Pandu

Latifah, Ghilman Mudhofar Ali dan Halmy Izzatus Sholikhah yang tidak per-

nah lelah memanjatkan doa, memberikan motivasi, dukungan moril maupun

materiil selama ini.

8. Seseorang yang selalu ada untuk memberikan motivasi, kritik, saran serta doa

dari awal penulisan skripsi ini.

Penulis hanya bisa mendoakan semoga bantuan, arahan, bimbingan, dan doa

yang baik tersebut mendapatkan pahala yang setimpal dari Allah Azza Wa Jalla,

Aamiin. Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 9: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

ix

Yogyakarta, 20 Februari 2019

Penulis

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 10: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i

HALAMAN PENGESAHAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii

HALAMAN PERNYATAAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv

HALAMAN PERSEMBAHAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v

HALAMAN MOTTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vi

PRAKATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii

DAFTAR ISI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x

INTISARI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv

ABSTRACT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvi

I PENDAHULUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1. Latar Belakang Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2. Rumusan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.3. Batasan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.4. Tujuan Penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.5. Manfaat Penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.6. Tinjauan Pustaka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.7. Sistematika Penulisan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

II DASAR TEORI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.1. Pemilihan Umum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.1.1. Deskripsi Singkat Pemilu Indonesia . . . . . . . . . . . . . 7

2.1.2. Asas Pemilu Indonesia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1.3. Jenis-Jenis Pemilu Di Indonesia . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2. Pemilu Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

x

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 11: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

xi

2.2.1. Standar Pemilu Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.2.2. Skema Pemilu Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3. Bilangan Bulat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.1. Divisibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.2. Pembagi Persekutuan Terbesar . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.3.3. Algoritma Pembagian pada Bilangan Bulat . . . . . . . . . 18

2.3.4. Algoritma Euclide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.3.5. Perluasan Algoritma Euclide . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.3.6. Bilangan Prima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.3.7. Faktorisasi ke Bilangan Prima . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.4. Dasar Struktur Aljabar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.4.1. Partisi dan Relasi Ekuivalen . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.4.2. Grup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.4.3. Homomorfisma Grup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.4.4. Ring dan Lapangan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.5. Persamaan Kongruen dan Residue Class Modulo . . . . . . . . . . 40

2.5.1. Persamaan Kongruen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.6. Bilangan Bulat Modulo m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.6.1. Residue Class Ring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

2.6.2. Pembagian pada Residue Class Ring Modulo . . . . . . . . 47

2.6.3. Grup Penggandaan Bilangan Bulat Modulo . . . . . . . . . 49

2.6.4. Order Elemen-Elemen Grup . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.6.5. Teorema Fermat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

2.6.6. Penghitungan Order Elemen Grup . . . . . . . . . . . . . . 55

2.6.7. Polinomial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.6.8. Polinomial atas lapangan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 12: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

xii

2.6.9. Grup Unit Atas lapangan Berhingga . . . . . . . . . . . . . 59

2.6.10. Struktur Grup Penggandaan Bilangan Bulat Modulo Prima . 61

2.7. Kriptografi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

2.7.1. Pengertian Kriptografi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

2.7.2. Tujuan Kriptografi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

2.7.3. Terminologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

2.7.4. Sejarah Singkat Kriptografi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

2.7.5. Algoritma Kriptografi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

III PROTOKOL KRIPTOGRAFI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.1. Skema Enkripsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.1.1. Sistem Kriptografi RSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

3.1.2. Sistem Kriptografi ElGamal . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

3.1.3. Enkripsi Homomorfis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

3.1.4. Sistem Kriptografi Threshold ElGamal . . . . . . . . . . . 82

3.2. Tanda Tangan Digital (Digital Signature) . . . . . . . . . . . . . . 85

3.2.1. Tanda Tangan Digital RSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

3.2.2. Tanda Tangan Digital ElGamal . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3.2.3. Generalisasi Tanda Tangan Digital ElGamal . . . . . . . . . 92

3.2.4. Tanda Tangan Meta ElGamal . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

3.3. (Blind Signature) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

3.3.1. Blind Signature RSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3.4. Zero Knowledge Proof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

3.4.1. Zero Knowledge Proof of Knowing A Discrete Logarithm . . 100

3.4.2. Zero Knowledge Proof of Equality of Two Discrete Logarithms101

3.4.3. Zero Knowledge Proof of Encrypted Value Is 1 Out of n Values103

IV SKEMA PEMILU ELEKTRONIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 13: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

xiii

4.1. Deskripsi Umum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

4.1.1. Partisipan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

4.1.2. Surat Suara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

4.1.3. Saluran Komunikasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

4.2. Tahapan Pelaksanaan Pemilu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

4.3. Alur Pemungutan Suara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

4.3.1. Persiapan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

4.3.2. Registrasi Pemilih . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

4.3.3. Verifikasi Pemilih . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

4.3.4. Pemungutan Suara (Enkripsi) . . . . . . . . . . . . . . . . 112

4.3.5. Verifikasi Surat Suara Terenkripsi . . . . . . . . . . . . . . 113

4.3.6. Otorisasi Surat Suara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

4.3.7. Pengumpulan Surat Suara . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

4.3.8. Penghitungan Suara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

4.4. Analisis Keamanan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

4.4.1. Analisis Kelayakan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

4.5. Simulasi Pemilu Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

4.5.1. Persiapan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

4.5.2. Registrasi Pemilih . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

4.5.3. Verifikasi Pemilih . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

4.5.4. Pemungutan Suara (Enkripsi) . . . . . . . . . . . . . . . . 129

4.5.5. Otorisasi Surat Suara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

4.5.6. Pengumpulan Surat Suara . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

4.5.7. Penghitungan Suara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

V PENUTUP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

5.1. Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 14: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

xiv

5.2. Saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

DAFTAR PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 15: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

INTISARI

SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI

HOMOMORFIS PADA SISTEM KRIPTOGRAFI THRESHOLD ELGAMAL

Oleh

IRVAN HILMY FAUZI

12610037

Pemilu elektronik (e-voting) merupakan salah satu aplikasi dari kriptografi.Pemilu elektronik dipercaya lebih memudahkan bagi pemilih, efisien, transparan,murah, dan memberikan hasil rekapitulasi suara yang lebih cepat dibandingkandengan pemilu konvensional. Kelebihan-kelebihan tersebut dapat meningkatkanpartisipasi pemilih yang cenderung terus menurun dalam pemilu-pemilu sebelum-nya. Dengan kata lain, pemilu elektronik dapat meningkatkan kepercayaan masya-rakat terhadap penyelenggara pemilu. Di lain pihak, penggunaan teknologi elek-tronik memungkinkan penyerang untuk mengganggu pelaksanaan pemilu dengancara yang lebih mudah, meskipun hanya terdapat sedikit celah keamanan pada sis-tem. Oleh karena itu suatu skema pemilu elektronik harus didesain untuk meme-nuhi standar keamanan seperti pada pemilu konvensional dan juga keamanan darikemungkinan serangan siber. Pada skripsi ini dipresentasikan suatu skema pemiluelektronik berbasis enkripsi homomorfis pada sistem kriptografi threshold ElGamal.Skema ini menjamin terpenuhinya persyaratan dasar dari suatu sistem pemilu yai-tu eligibility, unreusability, privacy, verifiability, receipt-freeness dan uncoercibility.

Kata Kunci : Pemilu elektronik, Kriptografi, Enkripsi homomorfis.

xv

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 16: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

ABSTRACT

ELECTRONIC VOTING SCHEME BASED ON HOMOMORPHIC

ENCRYPTION OF THRESHOLD ELGAMAL CRYPTOSYSTEM.

By

IRVAN HILMY FAUZI

12610037

Electronic voting (e-voting) is an application of cryptography. It is believedto be more convenient for voters, efficient, transparent, cheaper, and gives fasterresult than paper-based election. These advantages could increase the voter turnoutwhich has been declined in the previous elections. In other word e-voting couldincrease public trust to the election conductor. However, the use of electronic tech-nology allows adversaries to intrude the voting process in an easier way. Thus, ane-voting system should be designed to be as secure as the conventional paper-basedand robust against the possibility of cyber attacks. In this final task we presentan e-voting scheme based on homomorphic encryption of threshold ElGamal cryp-tosystem. This scheme guarantees eligibility, unreusability, privacy, verifiability,receipt-freeness and uncoercibility as a basic requirements of e-voting system.

Key words : E-voting, cryptography, homomorphic encryption.

xvi

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 17: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Indonesia sebagai negara demokrasi menyelenggarakan pemilihan umum

(pemilu) setiap lima tahun sekali. Pemilu diadakan untuk memilih Presiden dan

Wakil Presiden, anggota Legislatif, dan Kepala Daerah. Luasnya wilayah Indo-

nesia yang terdiri dari banyak provinsi dan kabupaten/kota serta banyaknya warga

negara yang tercatat sebagai pemilih seringkali memunculkan masalah dalam pe-

nyelenggaraan pemilu. Permasalahan tersebut diantaranya adalah anggaran biaya

penyelenggaraan pemilu yang tinggi dan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk

menyelesaikan rekapitulasi suara (Simbolon,2018). Selain itu terjadi kencenderung-

an peningkatan angka golput dari tahun ke tahun (Nurhasim, 2014). Jika ditambah

dengan banyaknya dugaan kecurangan yang terjadi pada pemilu, maka hal ini akan

menurunkan tingkat kepercayaan masyarakat terhadap penyelenggara pemilu.

Pemilu elektronik (e-voting) dianggap oleh banyak pihak sebagai solusi un-

tuk mengatasi permasalahan tersebut. Menurut Smartmatic 1, penerapan pemilu

elektronik dapat membuat penyelenggaraan pemilu menjadi lebih transparan, aman,

akurat dan dapat diaudit (auditable). Pemilu elektronik juga dapat mempercepat

proses pemilu dan dapat meningkatkan partisipasi masyarakat, yang kemudian da-

pat meningkatkan tingkat kepercayaan masyarakat. Akan tetapi penggunaan tekno-

logi juga membuat pemilu menjadi rentan terhadap serangan siber (cyber attack).

Oleh karena itu suatu skema pemilu harus didesain tidak hanya untuk memenuhi1Perusahaan developer sistem e-voting

1

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 18: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

2

persyaratan seperti pada pemilu konvensional, tetapi juga aman terhadap kemung-

kinan adanya serangan siber.

Berdasarkan permasalahan yang telah disebutkan, pada skripsi ini akan di-

bahas mengenai ”Skema Pemilu Elektronik Berbasis Enkripsi Homomorfis Pada Sis-

tem Kriptografi Threshold ElGamal”. Skema pemilu elektronik ini akan dianalisa

apakah memenuhi persyaratan dan memenuhi asas pemilu di Indonesia.

1.2. Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas, kemudian dirumuskan latar belakang masalah

sebagai berikut:

1. Bagaimana konsep enkripsi homomorfis pada sistem kriptografi threshold El-

Gamal.

2. Bagaimana penerapan enkripsi homomorfis pada sistem kriptografi threshold

ElGamal dalam pemilu elektronik.

3. Apakah skema pemilu elektronik berbasis enkripsi homomorfis pada sistem

kriptografi threshold ElGamal dapat diterapkan pada pemilu di Indonesia.

1.3. Batasan Masalah

Agar pembahasan menjadi terfokus pada konsep matematika, maka pene-

litian ini tidak membahas masalah sistem informasi dan politik seperti bagaimana

teknik pemilih melakukan pemungutan suara, bagaimana kandidat (peserta pemilu)

lolos verifikasi, dan lain-lain.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 19: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

3

1. Untuk mengetahui bagaimana konsep enkripsi homomorfis pada sistem krip-

tografi threshold ElGamal.

2. Untuk mengetahui bagaimana penerapan enkripsi homomorfis pada sistem

kriptografi threshold ElGamal dalam pemilu elektronik.

3. Untuk mengetahui apakah skema pemilu elektronik berbasis enkripsi homo-

morfis pada sistem kriptografi threshold ElGamal dapat diterapkan pada pe-

milu di Indonesia

1.5. Manfaat Penelitian

1. Memberikan wawasan mengenai skema pemilu elektronik yang dapat dite-

rapkan pada pemilu di Indonesia.

2. Memberikan pengetahuan bagi mahasiswa tentang konsep-konsep dalam krip-

tografi.

3. Memberikan pengetahuan bagi mahasiswa tentang penerapan konsep-konsep

kriptografi pada kehidupan nyata.

1.6. Tinjauan Pustaka

Dalam penelitian ini, penulis mengacu pada literatur - literatur yang tercan-

tum di dalam daftar pustaka, yang dilakukan dengan mempelajari beberapa buku,

jurnal, karya ilmiah dan penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan penelitian

ini. Penulisan ini merujuk pada jurnal ”A homomorphic encryption-based secure

electronic voting scheme” yang ditulis oleh Andrea Huszti (2011) sebagai rujukan

utama. Dalam penulisan ini akan dibahas tema yang sama akan tetapi dengan lebih

memperdalam pembahasan dalam konsep matematika. Selain itu juga dilakukan

beberapa penyesuaian agar sesuai dengan pelaksanaan pemilu di Indonesia.

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 20: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

4

1.7. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dari penelitian ini adalah

BAB I PENDAHULUAN

Berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan

penelitian, manfaat penelitian, tinjauan pustaka, dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Berisi tentang beberapa pembahasan definisi dan teorema yang digunakan

sebagai landasan pada bab-bab selanjutnya, seperti : pemilu, pemilu elektronik

(e-voting), bilangan bulat, dasar struktur aljabar, persamaan kongruen dan residue

class modulo, bilangan bulat modulo dan kriptografi.

BAB III PROTOKOL KRIPTOGRAFI

Berisi pembahasan tentang cryptographic primitives yang digunakan dalam

skema pemilu elektronik, seperti : skema enkripsi (sistem kriptografi), enkripsi ho-

momorfis, tanda tangan digital, blind signatures dan zero knowledge proof.

BAB IV SKEMA PEMILU ELEKTRONIK

Berisi pembahasan tentang skema pemilu elektronik yang digunakan meli-

puti deskripsi umum, tahapan pelaksanaan pemilu, alur pemungutan suara, analisis

kemananan (pemenuhan syarat) dan analisis kelayakan (pemenuhan asas pemilu

Indonesia), serta simulasi pemilu elektronik dalam skala kecil.

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 21: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

5

BAB V PENUTUP

Berisi kesimpulan dari penelitian yang dilakukan serta saran untuk peneliti

selanjutnya.

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 22: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Skema pemilu elektronik berbasis enkripsi homomorfis pada sistem kripto-

grafi threshold ElGamal dalam skripsi ini memenuhi persyaratan yang diberikan

yaitu: eligibility, privacy, unreusability, fairness, robustness, individual dan univer-

sal verifiability, receipt-freeness dan uncoercibility. Selain itu skema ini juga aman

dari randomization attack dan forced abstention attack. Sehingga dapat dikatakan

bahwa skema pemilu ini aman untuk digunakan dalam suatu pelaksanaan pemilu.

Dilihat dari analisis kelayakan, skema pemilu ini juga memenuhi asas pemilu Indo-

nesia, yaitu : langsung, umum, bebas, rahasia, jujur dan adil. Oleh karena itu secara

teori, skema pemilu ini dapat digunakan dalam pelaksanaan pemilu di Indonesia,

khususnya pada pemilu yang bersifat 1 out of n voting.

5.2. Saran

Penulis berharap bahwa penelitian tentang skema pemilu berbasis enkripsi

homomorfis ini dapat dilanjutkan terutama dalam pembuatan sistem informasi pe-

milu yang lebih efektif dan efisien bagi pengguna (pemilih) dalam melakukan pe-

mungutan suara.

145

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 23: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

DAFTAR PUSTAKA

Anton, H., 2000, Elementary Linear Algebra, Eight Edition, John Wiley and Sons,

Inc., New York.

Ardiyanti, H. 2016. Uji Coba E-Verifikasi dan Masa Depan Pemilu Elektronik 2019.

Majalah Info Singkat, Vol VIII, No. 15/I/P3DI/Agustus/2016.

Buchmann, J.A. 2004. Introduction to Cryptography, 2nd Edition. New York: Spri-

nger.

Chaum, D., Jakobsson, M., Rivest, R.L., Ryan, P.Y.A., Benaloh, J., Kutylowski, M.,

Adida, B. 2010. Towards Trustworthy Elections: New Directions in Electronic

Voting. Berlin: Springer.

Delfs, H., Knebl, H. 2007. Introduction to Cryptography: Principles and Applica-

tions, 2nd Edition. Berlin: Springer.

Diffie, W., Hellman, M.E. 1976. New Directions In Cryptography. Stanford: Natio-

nal Science Foundation.

Fine, B., Rosenberger, G. 2007. Number Theory: An Introduction via The Distribu-

tion of Primes. Boston: Birkhauser.

Fraleigh, John B., 2000, A First Course in Abstract Algebra, Sixth Edition,

Addison-Wesley Publishing Company, Inc., USA

Gallian, J.A. 2017. Contemporary Abstract Algebra, 9th Edition. Boston: Cengage

Learning.

146

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 24: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

147

Golle, P., Jakobsson, M. 2003. Reusable Anonymous Return Channels. Hal 94-100,

ACM Press.

Goluch, S. 2010. The Development of Homomorphic Cryptography from RSA to

Gentry’s Privacy Homomorphism. Tesis. Wina: Vienna University of Technolo-

gy.

Hoffstein, J., Pipher, J., Silverman, J.H. 2008. An Introduction to Mathematical

Cryptography. New York: Springer.

Horster, P., Petersen, H., Michels, M. 1994. Meta-ElGamal Signature Schemes.

Germany: University of Technology Chemnitz-Zwickau.

Huszti, A. 2011.A Homomorphic Encryption-based Secure Electronic Voting Sche-

me. Vol 79/3-4. Debrecen: University of Debrecen.

Lidl, R., Niederreiter, H. 1986. Introduction to Finite Fields and Their Applications.

Cambridge: Cambridge University Press.

Malik, D.S., Mordeson, J.N., Sen, M.K. 2007. Introduction to Abstract Algebra.

Amerika Serikat: Department of Mathematics.

Menezes, A.J., van Oorschot, P.C., Vanstone, S.A. 1996. Handbook of Applied Cr-

yptography, CRC Press, Inc. USA.

Mollin, R.A. 2007. Discrete Mathematics and Its Applications Series Editor Ken-

neth H. Rosen: An Introduction to Cryptography, 2nd Edition. Boca Raton: Cha-

pman and Hall/CRC.

Paar, C., Pelzl, J. 2010. Understanding Cryptography: A Textbook for Students and

Practitioners. Berlin: Springer.

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)

Page 25: SKEMA PEMILU ELEKTRONIK (E-VOTING) BERBASIS ENKRIPSI ...digilib.uin-suka.ac.id/34682/1/12610037_BAB I_BAB_TERAKHIR_DAFTAR... · Awaliyah, Mbak Irviani Helma Tama, Ghulam Faqih Maulana,

148

Rjaskova, Z. 2002. Electronic Voting Scheme. Disertasi. Bratislava: Comenius Uni-

versity.

Rosen, K.H. 2012. Discrete Mathematics and Its Applications, 7th Edition. New

York: McGraw Hill.

Schneier, B. 1996. Applied Cryptography: Protocols, Algorithms, and Source Code

in C (Cloth), 2nd Edition. New York: John Wiley & Sons.

Schoenmakers, B. 2018. Lecture Notes Cryptographic Protocols. Eindhoven: Tech-

nical University of Eindhoven.

Simbolon, M. 2018. Measuring The Urgency and Preparedness of Indonesian Law

In Conducting Electronic Based General Elections. Majalah Actio, Issue No 7/

April 2018. Jakarta Selatan: Anggraeni and Partners.

Stallings, W. 2011. Cryptography and Network Security: Principles and Practice,

5th Edition. New York: Prentice Hall.

Stein, W. 2017. Elementary Number Theory: Primes, Congruences, and Secrets.

Amerika Serikat: University of Washington.

Stinson, D.R. 2006. Discrete Mathematics and Its Applications Series Editor Ken-

neth H. Rosen: Cryptography Theory and Practice, 3rd Edition. Boca Raton:

Chapman and Hall/CRC.

Yi X., Paulet R., Bertino E., 2014. Homomorphic Encryption and Applications.

SpringerBriefs, USA.

...

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga (01.04.2019)