Tugas Kelompok 1 (Kriptografi klasik : Subtitusi Chipper dan Shift Chipper)

      Desain dan Analisis Keamanan Jaringan

Kriptografi Klasik

OLEH

Kelompok 1

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Wide Satrio Putra (06468 ) Vonny Nadya Setiawan (06455) Dian Yulita (06487) Rince Selvia Nola (06445) Yuliawati Yunus (06454) Elsi Sefitri (06452)

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2010

Kriptografi Klasik

Kriptografi, secara umum adalah ilmu dan seni untuk menjaga kerahasiaan berita [bruce Schneier - Applied Cryptography]. Ada empat tujuan mendasar dari ilmu kriptografi ini yang juga merupakan aspek keamanan informasi yaitu :

1.      Kerahasiaan, adalah layanan yang digunakan untuk menjaga isi dari informasi dari siapapun kecuali yang memiliki otoritas atau kunci rahasia untuk membuka/mengupas informasi yang telah disandi.

2.      Integritas data, adalah berhubungan dengan penjagaan dari perubahan data secara tidak sah. Untuk menjaga integritas data, sistem harus memiliki kemampuan untuk mendeteksi manipulasi data oleh pihak-pihak yang tidak berhak, antara lain penyisipan, penghapusan, dan pensubsitusian data lain kedalam data yang sebenarnya.

3.      Autentikasi, adalah berhubungan dengan identifikasi/pengenalan, baik secara kesatuan sistem maupun informasi itu sendiri. Dua pihak yang saling berkomunikasi harus saling memperkenalkan diri. Informasi yang dikirimkan melalui kanal harus diautentikasi keaslian, isi datanya, waktu pengiriman, dan lain-lain.

4.      Non-repudiasi., atau nirpenyangkalan adalah usaha untuk mencegah terjadinya penyangkalan terhadap pengiriman/terciptanya suatu informasi oleh yang mengirimkan/membuat.

Kriptografi merupakan suatu strategi supaya data atau dokumen kita aman dari orang yang tidak berhak.

·         Teknik Substitusi Cipher

Substitusi merupakan pergantian setiap karakter dari plaintext dengan karakter lainnya. Ada 4 istilah dari substitusi cipher, yaitu monoalphabet, polyalphabet, monograph dan polygraph.

Substitusi chipper yang pertama dalam dunia persandian pada waktu pemerintahan Julius Caesar dikenal dengan Caesar Cipher, yaitu dengan mengganti posisi huruf awal dari alphabet. Proses enkripsi pada algoritma sederhana tersebut adalah dengan mengganti karakter-karakter pada pesan yang akan dienkripsi dengan huruf ke 3 setelah huruf karakter pada pesan tersebut.

Sebagai contoh karakter A pada pesan diganti dengan huruf ke 3 setelah huruf A yaitu D.

Contoh:

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

A

B

C

Plaintext : “Saya sedang belajar keamanan komputer”

Ciphertext : “VDBDVHGDQJEHODMDUNHDPDQDQNRPSXWHU”

Algoritma dari Caesar Cipher adalah jika (a = 1,b = 2,dst). plaintext diberi symbol “P” dan ciphertext adalah “C” dan kunci adalah “K”:

C = E(P) = (P+K) mod (26)

Dari contoh diatas,enkripsi dapat dilakukan dengan rumus :

C = E(P) = (P+3) mod (26)

Rumus untuk melakukan deskripsi dari ciphertext :

P = D(C) = (C-K) mod (26)

Dari contoh diatas , rumus untuk melakukan deskripsi adalah :

P = D(C) = (C-3) mod (26)

Caesar cipher bisa dipecahkan dengan cara Brute Force,suatu bentuk serangan yang mencoba kemungkinan-kemungkinan hingga ditemukan. Banyaknya kunci dari suatu cipher cukup merespons para cryptanalyst,walaupun percobaan dengan cara Brute Force Attack akan membutuhkan waktu sampai ditemukannya kunci dari ciphertext. Akan tetapi, cara tersebut selalu berhasil walaupun membutuhkan waktu yang lama. Ada beberapa cara yang dilakukan oleh ctyptanalyst dengan melihat frekuensi kemunculan huruf seperti tabel frekuensi kemunculan huruf berikut ini:

Tabel 3.1 Frekuensi Kemunculan Huruf dalam Bahasa Inggris  

Karakter	Peluang	Karakter	Peluang
A	0.082	N	.067
B	.015	O	.075
C	.028	P	.019
D	.043	Q	.001
E	.127	R	.060
F	.022	S	.063
G	.020	T	.091
H	.061	U	.028
I	.070	V	.010
J	.002	W	.023
K	.008	X	.001
L	.040	Y	.020
M	.024	Z	.001

Dalam teks bahasa indonesia yang paling sering muncul adalah 10 huruf dan bisa dilihat pada tabel dibawah ini:

Letter	Frequency Kemunculan (%)
A	17.50
N	10.30
I	8.70K
E	7.50
K	5.65
T	5.10
R	4.60
D	4.50
S	4.50
M	4.50

Serangan tsb juga digunakan untuk mencari password dari suatu system.Serangan tsb memungkinkan para attacker mencoba beberapa kemungkunan yang ada pada daftar kata-kata dalam kamus.

Pada perkembangannya,Caesar Cipher bisa menggunakan kunci lain atau bisa disebut dengan polyalphabetic.Kunci bisa jadi nama,alamat,atau apa saja yang diinginkan oleh pengirim pesan.

·         Shift Cipher

Sandi geser (shift cipher) merupakan generalisasi dari Sandi Caesar, yaitu tidak membatasi pergeseran sebanyak tiga huruf. Jadi ada sebanyak 26 kunci pergeseran yang bisa digunakan.

Untuk K dengan dan .

Khusus untuk K=13 sering disebut dengan Sandi ROT(13). Dinamakan demikian karena fungsi enkripsi dan dekripsinya sama, sebab 13 sama dengan -13 (khusus di dalam mod 26). Jadi jika diberikan plainteks x, maka untuk mendekripsinya bisa dengan mengenkripsinya lagi.Untuk menyerang sandi geser ini sangat mudah sekali, karena hanya diperlukan sebanyak 25 kali percobaan kunci.

Teknik dari substitusi shift Chiperdengan modulus 26 memberikan angka ke setiap alphabet seperti a ß à0, B ß à 1 ……Z ß à 25,untuk melihat teknik shift cipher lebih jelas lagi,kita lihat contoh sbb:

A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

kriptografi Klasik

Teknik enkripsi konvensional telah digunakan orang sejak berabadabad yang lalu. Dua teknik dasar yang biasa digunkana, yaitu:

1. Teknik Substitusi
2. Teknik Transposisi

1. Teknik Substitusi : penggantian setiap karakter plainteks dengan karakter lain sehingga plainteks tersebut menjadi cipherteks. Terdapat beberapa teknik, yaitu:

1. Monoalfabet: mengganti satu karakter plaineks dengan satu karakter cipherteks tertentu
2. Polyalfabet: mengganti lebih dari satu karakter plainteks dengan satu karakter cipherteks
3. Unilateral : satu enkripsi dilakukan terhadap satu karakter plainteks
4. Multilateral : satu enkripsi dilakukan terhadap lebih dari satu karakter plainteks.

Teknik substitusi yang cukup terkenal dan paling tua ialah caesar cipher. Caesar cipher menggeser setiap karakter plainteks sebanyak n kali sehingga dihasilkanlah cipherteks. Teknik ini dapat dipecahkan dengan membuat tabel dengan variabel sebanyak 26 kemungkinan.
Teknik lain yang cukup dikenal ialah playfair cipher. Teknik ini menggunakan matriks 5×5 dan membutuhkan kata kunci untuk mengacak susunan setiap karakter dalam matrik tersebut. Dalam pengoperasiannya dikenal dua istilah yaitu: ERDL (Encypt Right Decrypt Left) dan EBDA (Encrypt Below Decrypt Above). Dalam teknik ini susunan plainteks dipecah menjadi dua-dua karakter. Bila terdapat dua huruf yang sama, maka disisipkan karakter tambahan, contoh “aa” menjadi “axa”.
Teknik substitusi berikutnya ialah vigenere cipher. Teknik ini menggunakan matriks dan kunci tertentu. Sumbu x pada matriks menyatakan karakter tiap plainteks, sedangkan sumbu y pada matriks menyatakan karakter kunci. Tiap-tiap karakter plainteks dihubungkan dengan tiap-tiap karakter kunci sehingga dihasilkan karakter cipherteks.
Sebenarnya masih banyak lagi teknik substitusi yang lain, selain yang disebut di atas…
2. Teknik Transposisi : Teknik ini menggunakan permutasi karakter. Teknik ini menggunakan matrik dengan jumlah yang terbatas, biasanya 6 kolom. Plainteks disusun ke arah kanan kemudian ke bawah. Kemudian susunan plainteks diubah sesuai dengan urutan kunci yang diberikan. Cipherteks dibaca tiap kolom kemudian digabung dengan kolom-kolom berikutnya.

Enkripsi modern

Kriptografi ilmu yang mempelajari teknik - teknik matematika yang berhubungan dengan aspek keamanan informasi seperti kerahasiaan data, keabsahan data, integritas data, serta autentikasi data. Secara umum, kriptografi terdiri atas dua buah bagian utama yaitu bagian enkripsi dan bagian dekripsi. Enkripsi adalah proses transformasi informasi atau plaintext menjadi bentuk lain sehingga isi pesan yang sebenarnya tidak dapat dipahami atau sering disebut ciphertext, hal ini dimaksudkan agar informasi tetap terlindung dari pihak yang tidak berhak menerima. Sedangkan dekripsi adalah proses kebalikan enkripsi, yaitu transformasi data ke data bentuk semula.

Algoritma kriptografi modern umumnya beroperasi dalam mode bit ketimbang mode karakter (seperti yang dilakukan pada cipher substitusi atau cipher transposisi dari algoritma kriptografi klasik).Operasi dalam mode bit berarti semua data dan informasi (baik kunci, plainteks, maupun cipherteks) dinyatakan dalam rangkaian (string) bit biner, 0 dan 1. Algoritma enkripsi dan dekripsi memproses semua data dan informasi dalam bentuk rangkaian bit. Rangkaian bit yang menyatakan plainteks dienkripsi menjadi cipherteks dalam bentuk rangkaian bit, demikian sebaliknya.

Enkripsi modern berbeda dengan enkripsi konvensional. Enkripsi modern sudah menggunkan komputer untuk pengoperasiannya, berfungsi untuk mengamankan data baik yang ditransfer melalui jaringan komputer mauapun yang bukan. Hal ini sangat berguna untuk melindungi privacy , data integrity, authentication dan non-repudiation. Perkembangan algoritma kriptografi modern berbasis bit didorong oleh penggunaan komputer digital yang merepresentasikan data dalam bentuk biner. 

Macam-macam Algoritma kriptografi modern

Kriptografi modern merupakan suatu perbaikan yang mengacu pada kriptografi klasik. Pada kriptogarfi modern terdapat berbagai macam algoritma yang dimaksudkan untuk mengamankan informasi yang dikirim melalui jaringan komputer. Algoritma kriptografi modern terdiri dari tiga bagian:

1. Algoritma Simetris

Algoritma simetris adalah algoritma yang menggunakan kunci yang sama untuk enkripsi dan dekripsinya. Algoritma kriprografi simetris sering disebut algoritma kunci rahasia, algoritma kunci tunggal, atau algoritma satu kunci, dan mengharuskan pengirim dan penerima menyetujui suatu kunci tertentu. Kelebihan dari algoritma kriprografi simetris adalah waktu proses untuk enkripsi dan dekripsi relatif cepat. Hal ini disebabkan efesiensi yang terjadi pada pembangkit kunci. Karena prosesnya relative cepat maka algoritma ini tepat untuk digunakan pada sistem komunikasi digital secara real timeseperti GSM.

Contoh Alice ingin mengirim pesan x dengan aman menggunakan saluran umum kepada Bob. Alice menggunakan kunci xƠ yang sebelumnya telah disepakati antara Alice dan Bob. Untuk mengirim pesan e xƠ (x) kepada Bob, dia akan deskripsi teks kode yang diterima dengan kunci yang sama dengan yang digunakan untuk memperoleh akses ke pesan yang diterima. Begitu juga sebaliknya.

Aplikasi dari algoritma simetris digunakan oleh beberapa algoritma di bawah ini:

1. Data Encryption Standard (DES)
2. Advance Encryption Standard (AES)
3. International Data Encryption Algoritma (IDEA)
4. A5
5. RC4

1. A

2. Algoritma Asimetris

Algoritma Asimetris adalah pasangan kunci kriptografi yang salah satunya digunakan untuk proses enkripsi dan satu lagi lagi deskripsi. Semua orang yang mendapatkan kunci publik dapat menggunakannya untuk mengenkripsi suatu pesan, sedangkan hanya satu orang saja yang memiliki rahasia itu, yang dalam hal ini kunci rahasia, untuk melakukan pembongkaran terhadap kode yang dikirim untuknya. Contoh algoritma terkenal yang menggunakan kunci asimetris adalah RSA (merupakan singkatan dari nama penemunya, yakni Rivest, Shamir dan Adleman).

3. Algoritma Hibrida

Algoritma hibrida adalah algoritma yang memanfaatkan dua tingkatan kunci, yaitu kunci rahasia (simetri) – yang disebut juga session key (kunci sesi) – untuk enkripsidata dan pasangan kunci rahasia – kunci publik untuk pemberian tanda tangan digital serta melindungi kunci simetri.

Algoritma Sandi Kunci-Asimetris

Algoritma sandi adalah algoritma yang berfungsi untuk melakukan tujuan kriptografis. Algoritma tersebut harus memiliki kekuatan untuk melakukan.

Skema ini adalah algoritma yang menggunakan kunci yang berbeda untuk proses enkripsi dan dekripsinya. Skema ini disebut juga sebagai sistem kriptografi kunci publik karena kunci untuk enkripsi dibuat untuk diketahui oleh umum (public-key) atau dapat diketahui siapa saja, tapi untuk proses dekripsinya hanya dapat dilakukan oleh yang berwenang yang memiliki kunci rahasia untuk mendekripsinya, disebut private-key.

Dapat dianalogikan seperti kotak pos yang hanya dapat dibuka oleh tukang pos yang memiliki kunci tapi setiap orang dapat memasukkan surat ke dalam kotak tersebut. Keuntungan algoritma model ini, untuk berkorespondensi secara rahasia dengan banyak pihak tidak diperlukan kunci rahasia sebanyak jumlah pihak tersebut, cukup membuat dua buah kunci, yaitu kunci publik bagi para korensponden untuk mengenkripsi pesan, dan kunci privat untuk mendekripsi pesan. Berbeda dengan skema kunci-simetris, jumlah kunci yang dibuat adalah sebanyak jumlah pihak yang diajak berkorespondensi.

Skema algoritma sandi akan disebut kunci-simetris apabila untuk setiap proses enkripsi maupun dekripsi data secara keseluruhan digunakan kunci yang sama. Skema ini berdasarkan jumlah data per proses dan alur pengolahan data didalamnya dibedakan menjadi dua kelas, yaitu block-cipher dan stream-cipher.

Block-cipher adalah skema algoritma sandi yang akan membagi-bagi teks terang yang akan dikirimkan dengan ukuran tertentu (disebut blok) dengan panjang t, dan setiap blok dienkripsi dengan menggunakan kunci yang sama. Pada umumnya, block-cipher memproses teks terang dengan blok yang relatif panjang lebih dari 64 bit, untuk mempersulit penggunaan pola-pola serangan yang ada untuk membongkar kunci.
Stream-cipher adalah algoritma sandi yang mengenkripsi data persatuan data, seperti bit, byte, nible atau per lima bit(saat data yang di enkripsi berupa data Boudout). Setiap mengenkripsi satu satuan data di gunakan kunci yang merupakan hasil pembangkitan dari kunci sebelum.

Fungsi Enkripsi dan Dekripsi Algoritma Sandi Kunci-Asimetris

Apabila Ahmad dan Bejo hendak bertukar berkomunikasi, maka:

1. Ahmad dan Bejo masing-masing membuat 2 buah kunci
   1. Ahmad membuat dua buah kunci, kunci-publik dan kunci-privat
   2. Bejo membuat dua buah kunci, kunci-publik dan kunci-privat
2. Mereka berkomunikasi dengan cara:
   1. Ahmad dan Bejo saling bertukar kunci-publik. Bejo mendapatkan dari Ahmad, dan Ahmad mendapatkan dari Bejo.
   2. Ahmad mengenkripsi teks-terang ke Bejo dengan fungsi
   3. Ahmad mengirim teks-sandi ke Bejo
   4. Bejo menerima dari Ahmad dan membuka teks-terang dengan fungsi

Hal yang sama terjadi apabila Bejo hendak mengirimkan pesan ke Ahmad

1. Bejo mengenkripsi teks-terang ke Ahmad dengan fungsi
2. Ahmad menerima dari Bejo dan membuka teks-terang dengan fungsi
3. 

 

Komponen Jaringan Komputer

Router

Prinsip Kerja Komponen Jaringan

Router bekerja dengan cara yang mirip dengan switch dan bridge. Perbedaannya, router menyaring (filter) lalu lintas data. Penyaringan dilakukan bukan dengan melihat alamat paket data, tetapi dengan menggunakan protokol tertentu. Router muncul untuk menangani perlunya membagi jaringan secara logikal bukan fisikal. Sebuah IP router bisa membagi jaringan menjadi beberapa subnet sehingga hanya lalu lintas yang ditujukan untuk IP address tertentu yang bisa mengalir dari satu segmen ke segmen lain. Anda mungkin bingung dengan definisi di atas, tetapi untuk mudah diingat, Anda menggunakan router ketika akan menghubungkan jaringan komputer ke jaringan lain. Jaringan ini bisa berupa jaringan pribadi (LAN/WAN) atau jaringan publik (Internet).
Product sejenis ini adalah:

• Cisco
• 3com

GAMBAR Router yang menghubungkan beberapa jaringan

Sebuah Router mengartikan informasi dari satu jaringan ke jaringan yang lain, hampir sama dengan Bridge namun agak pintar sedikit, router akan mencari jalur yang terbaik untuk mengirimkan sebuah pesan yang berdasakan atas alamat tujuan dan alamat asal.
Sementara Bridge dapat mengetahui alamat masing-masing komputer di masing-masing sisi jaringan, router mengetahui alamat komputerr, bridges dan router lainnya. router dapat mengetahui keseluruhan jaringan melihat sisi mana yang paling sibuk dan dia bisa menarik data dari sisi yang sibuk tersebut sampai sisi tersebut bersih.
Jika sebuah perusahaan mempunyai LAN dan menginginkan terkoneksi ke Internet, mereka harus membeli router. Ini berarti sebuah router dapat menterjemahkan informasi diantara LAN anda dan Internet. ini juga berarti mencarikan alternatif jalur yang terbaik untuk mengirimkan data melewati internet.

Subnetting kelas C

Subnetting dilakukan pada saat konfigurasi interface.
Penerapan subnet mask pada IP Address akan mendefinisikan 2 buah address baru, yakni Network Address dan Broadcast Address. Network address didefinisikan dengan bit host berharga 0, sedangkan broadcast address dengan menset bit host berharga 1.

Penghitungan subnetting bisa dilakukan dengan dua cara, cara binary yang relatif lambat dan cara khusus yang lebih cepat. Pada hakekatnya semua pertanyaan tentang subnetting akan berkisar di empat masalah: Jumlah Subnet, Jumlah Host per Subnet, Blok Subnet, dan Alamat Host- Broadcast.

Penulisan IP address umumnya adalah dengan 192.168.1.2. Namun adakalanya ditulis dengan 192.168.1.2/24, Artinya bahwa IP address 192.168.1.2 dengan subnet mask 255.255.255.0.
 /24 diambil dari penghitungan bahwa 24 bit subnet mask diselubung dengan binari 1. Atau dengan kata lain, subnet masknya adalah: 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0). Konsep ini yang disebut dengan CIDR (Classless Inter-Domain Routing) yang diperkenalkan pertama kali tahun 1992 oleh IEFT.

Latihan:
Subnetting seperti apa yang terjadi dengan sebuah NETWORK ADDRESS 192.168.1.0/26 ?

Jawab:
Analisa: 192.168.1.0 berarti kelas C dengan Subnet Mask /26 berarti 11111111.11111111.11111111.11000000 (255.255.255.192).

1. Jumlah Subnet = 2^x, dimana x adalah banyaknya binari 1 pada oktet terakhir subnet mask (2 oktet terakhir untuk kelas B, dan 3 oktet terakhir untuk kelas A). Jadi Jumlah Subnet adalah 2² = 4 subnet
2. Jumlah Host per Subnet = 2^y – 2, dimana y adalah adalah kebalikan dari x yaitu banyaknya binari 0 pada oktet terakhir subnet. Jadi jumlah host per subnet adalah 2⁶ – 2 = 62 host
3. Blok Subnet = 256 – 192 (nilai oktet terakhir subnet mask) = 64. Subnet berikutnya adalah 64 + 64 = 128, dan 128+64=192. Jadi subnet lengkapnya adalah 0, 64, 128, 192.
4. Bagaimana dengan alamat host dan broadcast yang valid? Sebagai catatan, host pertama adalah 1 angka setelah subnet, dan broadcast adalah 1 angka sebelum subnet berikutnya.

Subnet	192.168.1.0	192.168.1.64	192.168.1.128	192.168.1.192
Host Pertama	192.168.1.1	192.168.1.65	192.168.1.129	192.168.1.193
Host Terakhir	192.168.1.62	192.168.1.126	192.168.1.190	192.168.1.254
Broadcast	192.168.1.63	192.168.1.127	192.168.1.191	192.168.1.255

Fungsi Hash Kriptografis

Fungsi hash Kriptografis adalah fungsi hash yang memiliki beberapa sifat keamanan tambahan sehingga dapat dipakai untuk tujuan keamanan data. Umumnya digunakan untuk keperluan autentikasi dan integritas data. Fungsi hash adalah fungsi yang secara efisien mengubah string input dengan panjang berhingga menjadi string output dengan panjang tetap yang disebut nilai hash.

Sifat-Sifat Fungsi Hash Kriptografi

• Tahan preimej (Preimage resistant): bila diketahui nilai hash h maka sulit (secara komputasi tidak layak) untuk mendapatkan m dimana h = hash(m).
• Tahan preimej kedua (Second preimage resistant): bila diketahui input m₁ maka sulit mencari input m₂ (tidak sama dengan m₁) yang menyebabkan hash(m₁) = hash(m₂).
• Tahan tumbukan (Collision-resistant): sulit mencari dua input berbeda m₁ dan m₂ yang menyebabkan hash(m₁) = hash(m₂)

Algoritma-Algoritma Fungsi Hash Kriptografi

Beberapa contoh algoritma fungsi hash Kriptografi:

• MD4
• MD5
• SHA-0
• SHA-1
• SHA-256
• SHA-512