Tugas 5 : Kriptografi Klasik Bagian 3 Oleh Oktaviani

Nama : Oktaviani Ariyaningsih
Kelas : 4C
NIM : 2103015100

KRIPTOGRAFI KLASIK 3

Terdapat beberapa chipper klasik yaitu :

1. Caesar Cipher
2. Vigenere Cipher
3. Playfair Cipher
4. Affine Cipher
5. Hill Cipher
6. Enigma Cipher

Pada kali ini, materi yang akan dibahas adalah Affine Cipher, Hill Cipher, dan Enigma Cipher.

AFFINE CIPHER

Affine cipher adalah perluasan dari metode Caesar cipher yang menggunakan teknik substitusi yang menggunakan fungsi liniear ap+b untuk enkripsi teks asli p dan a-1c-b untuk dekripsi teks sandi c pada Z26. Kunci pada sandi Affine adalah 2 integer yaitu a dan b. Nilai a yang dapat dipakai adalah anggota elemen pada Z26 yang memiliki invers yaitu yang memenuhi gcd(a,26) = 1. Proses Enkripsi Affine Cipher adalah sebagai berikut. Affine cipher merupakan sandi yang bekerja secara subtitusi. Pada affine cipher terdapat abjad sejumlah m, yang yaitu rentang m-1, maksudnya adalah awal abjad yaitu huruf “A” bernilai 0, huruf kedua “B” bernilai 1, dan seterusnya hingga huruf terakhir dalam abjad yaitu huruf “Z” bernilai 25.

Secara singkat, Affine Cipher dituliskan sebagai berikut :

• Perluasan dari Caesar cipher
• Enkripsi: C º mP + b (mod n)
• Dekripsi: P º m–1 (C – b) (mod n)
• Kunci: m dan b

Dengan keterangan sebagai berikut :

• n adalah ukuran alphabet
• m bilangan bulat yang relatif prima dengan n
• b adalah jumlah pergeseran
• Caesar cipher adalah khusus dari affine cipher dengan m = 1
• m–1 adalah inversi m (mod n), yaitu m × m–1 º 1 (mod n)

Contoh dari Affine Cipher :

Plainteks : kripto (10 17 8 15 19 14)

n = 26, ambil m = 7 (7 relatif prima dengan 26)

Enkripsi : C º 7P + 10 (mod 26)

• p1 = 10 → c1 º 7 × 10 + 10 º 80 º 2 (mod 26) (huruf ‘C’)
• p2 = 17 → c2 º 7 × 17 + 10 º 129 º 25 (mod 26)(huruf ‘Z’)
• p3 = 8 → c3 º 7 × 8 + 10 º 66 º 14 (mod 26) (huruf ‘O’)
• p4 = 15 → c4 º 7 × 15 + 10 º 115 º 11 (mod 26) (huruf ‘L’)
• p5 = 19 → c1 º 7 × 19 + 10 º 143 º 13 (mod 26)(huruf ‘N’)
• p6 = 14 → c1 º 7 × 14 + 10 º 108 º 4 (mod 26) (huruf ‘E’)

Cipherteks: CZOLNE 

Dekripsi :

• Mula-mula hitung m -1 yaitu 7 –1 (mod 26) dengan memecahkan 7x º 1 (mod 26) Solusinya: x º 15 (mod 26) sebab 7 × 15 = 105 º1(mod 26).
• Jadi, P º 15 (C – 10) (mod 26)

1. c1 = 2 → p1 º 15 × (2 – 10) = –120 º 10 (mod 26) (huruf ‘k’)
2. c2 = 25 → p2 º 15 × (25 – 10) = 225 º 17 (mod 26) (huruf ‘r’)
3. c3 = 14 → p3 º 15 × (14 – 10) = 60 º 8 (mod 26) (huruf ‘i’)
4. c4 = 11 → p4 º 15 × (11 – 10) = 15 º 15 (mod 26) (huruf ‘p’)
5. c5 = 13 → p5 º 15 × (13 – 10) = 45 º 19 (mod 26) (huruf ‘t’)
6. c6 = 4 → p6 º 15 × (4 – 10) = –90 º 14 (mod 26) (huruf ‘o’)

Plainteks yang diungkap kembali : kripto

Affine cipher tidak aman, karena kunci mudah ditemukan dengan exhaustive search, sebab ada 25 pilihan untuk b dan 12 buah nilai m yang relatif prima dengan 26 (yaitu 1, 3, 5, 7, 9, 11, 15, 17, 19, 21, 23, dan 25). Salah satu cara memperbesar faktor kerja untuk exhaustive key search: enkripsi tidak dilakukan terhadap huruf individual, tetapi dalam blok huruf.

Affine cipher mudah diserang dengan known-plaintext attack. Misalkan kriptanalis mempunyai dua buah plainteks, P1 dan P2 , yang berkoresponden dengan cipherteks C1 dan C2, maka m dan b mudah dihitung dari buah kekongruenan simultan berikut ini :

• C1 º mP1 + b (mod n)
• C2 º mP2 + b (mod n)

HILL CIPHER

Hill Cipher merupakan salah satu algoritma kriptografi yang memanfaatkan matriks sebagai kunci untuk melakukan enkripsi dan Dekripsi dan aritmatika modulo. Setiap karakter pada plaintext ataupun ciphertext dikonversikan kedalam bentuk angka. Enkripsi dilakukan dengan mengalikan matriks kunci dengan matriks plaintext, sedangkan Dekripsi dilakukan dengan mengalikan invers matriks kunci dengan matriks ciphertext. Karena itulah, Hill Cipher hanya bisa menggunakan matriks persegi sebagai matriks kuncinya.

Contoh Hill Cipher :

Plainteks : paymoremoney

Enkripsi tiga huruf pertama : pay = (15, 0, 24)

Cipherteks : C = 

Cipherteks selengkapnya : LNSHDLEWMTRW

Cara menghitung matriks invers 2x2 :

Cara menghitung matriks invers 3x3 :

Dalam hal ini :

• A = (ei – hf)                 E = (ai – cg)
• B = – (di – fg)              F = – (ah – bg)
• C = (dh – eg)               G = (bf – ec)
• D = – (bi – hc)             H = – (af – cd)
• I = (ae – bd)                 det(K) = aA + bB + cC

Kekuatan Hill cipher terletak pada penyembunyian frekuensi huruf tunggal. Huruf plainteks yang sama belum tentu dienkripsi menjadi huruf cipherteks yang sama.

ENIGMA CIPHER

Enigma adalah mesin yang digunakan Jerman selama Perang Dunia II untuk mengenkripsi/dekripsi pesan-pesan militer. Enigma menggunakan sistem rotor (mesin berbentuk roda yang berputar) untuk membentuk huruf cipherteks yang berubah-ubah. Setelah setiap huruf dienkripsi, rotor kembali berputar untuk membentuk huruf cipherteks baru untuk huruf plainteks berikutnya. Enigma menggunakan 4 buah rotor untuk melakukan substitusi. Ini berarti terdapat 26 ´ 26 ´ 26 ´ 26 = 456.976 kemungkinan huruf cipherteks sebagai pengganti huruf plainteks sebelum terjadi perulangan urutan cipherteks.

Setiap kali sebuah huruf selesai disubstitusi, rotor pertama bergeser satu huruf ke atas. Setiap kali rotor pertama selesai bergeser 26 kali, rotor kedua juga melakukan hal yang sama, demikian untuk rotor ke-3 dan ke-4. Posisi awal keempat rotor dapat di-set; dan posisi awal ini menyatakan kunci dari Enigma. Jerman meyakini bahwa cipherteks yang dihasilkan Enigma tidak mungkin dipecahkan. Namun, sejarah membuktikan bahwa pihak Sekutu berhasil juga memecahkan kode Enigma. Keberhasilan memecahkan Enigma dianggap sebagai faktor yang memperpendek Perang Dunia II menjadi hanya 2 tahun.

10 SOAL DAN JAWABAN

1. Jelaskan definisi dari Kriptografi

Jawab : Kriptografi adalah suatu ilmu yang mempelajari bagaimana cara menjaga agar data atau pesan tetap aman saat dikirimkan, dari pengirim ke penerima tanpa mengalami gangguan dari pihak ketiga.

2. Sebutkan dan jelaskan dua proses utama dalam Kriptografi

Jawab : Proses Utama pata kriptografi terdiri dari 2 jenis yaitu enkripsi dan dekripsi.

• Enkripsi adalah proses dimana informasi/data yang hendak dikirim diubah menjadi bentuk yang hampir tidak dikenali sebagai informasi awalnya dengan menggunakan algoritma tertentu
• Dekripsi adalah kebalikan dari enkripsi yaitu mengubah kembali bentuk tersamar tersebut menjadi informasi awal

3. Sebutkan dan jelskan prinsip – prinsip yang mendasari Kriptografi

Jawab : 

1. Confidentiality (kerahasiaan) yaitu layanan agar isi pesan yang dikirimkan tetap rahasia dan tidak diketahui oleh pihak lain (kecuali pihak pengirim, pihak penerima / pihak-pihak memiliki izin). Umumnya hal ini dilakukan dengan cara membuat suatu algoritma matematis yang mampu mengubah data hingga menjadi sulit untuk dibaca dan dipahami.
2. Data integrity (keutuhan data) yaitu layanan yang mampu mengenali/mendeteksi adanya manipulasi (penghapusan, pengubahan atau penambahan) data yang tidak sah (oleh pihak lain).
3. Authentication (keotentikan) yaitu layanan yang berhubungan dengan identifikasi. Baik otentikasi pihak-pihak yang terlibat dalam pengiriman data maupun otentikasi keaslian data/informasi.
4. Non-repudiation (anti-penyangkalan) yaitu layanan yang dapat mencegah suatu pihak untuk menyangkal aksi yang dilakukan sebelumnya (menyangkal bahwa pesan tersebut berasal dirinya).

4. Jelaskan algoritma kriptografi

Jawab : Algoritma Kriptografi Algoritma merupakan urutan langkah-langkah logis untuk menyelesaikan masalah yang disusun secara matematis dan benar. Sedangkan kriptografi (cryptography) berasal dari kata “crypto” yang berarti “secret” (rahasia) dan “graphy” yang berarti “writing” (tulisan). Kriptografi merupakan suatu ilmu yang mempelajari bagaimana cara menjaga agar data atau pesan tetap aman saat dikirimkan, dari pengirim ke penerima tanpa mengalami gangguan dari pihak ketiga. Sehingga algoritma kriptografi merupakan langkah-langkah logis bagaimana menyembunyikan pesan dari orang-orang yang tidak berhak atas pesan tersebut.

5. Sebutkan contoh kriptografi dalam kehidupan sehari – hari

Jawab : 

• Transaksi menggunakan Anjungan Tunai Mandiri (ATM)
• Pay TV
• Komunikasi melalui telepon seluler

6. Jelaskan pengertian Kriptografi Klasik

Jawab : Kriptografi klasik adalah kriptografi dalam pembuatannya maupun analisisnya sama sekali tidak melibatkan komputer atau perangkat mesin. Alat-alat yang digunakan berkutat pada pemanfaatan kertas, pena, batu, serta alat-alat lain yang tidak tergolong dalam perangkat mesin modern sama sekali. Termasuk ke dalam kriptografi kunci simetris. Semua alogaritma kriptografi (chipper) dari kriptografi klasik termasuk dalam sistem kriptografi yang bersistem simetris. Teknik enkripsi pada kriptografi klasik semuanya sama seperti kunci enkripsi. Maksudnya, untuk memahami sebuah teks tersembunyi dapat dilakukan secara serupa seperti saat pembuatannya.

7. Sebutkan jenis – jenis dalam Cipherteks Substitusi

Jawab :

• Cipher abjad-tunggal (monoalphabetic cipher)
• Cipher substitusi homofonik (Homophonic substitution cipher)
• Cipher abjad-majemuk (Polyalpabetic substitution cipher)
• Cipher substitusi poligram (Polygram substitution cipher)
• Cipher Transposisi
• Super-enkripsi

8. Ubahlah plaintkes “Kriptografi” kedalam chiperteks menggunakan metode Caesar Chiper

Jawab :

Plainteks : Kriptografi

Kunci : geser 3 huruf

maka chiperteks : NULSWRJUDIN

9. Tuliskan langkah – langkah Algoritma Deskripsi

Jawab : Algoritma dekripsi kebalikan dari algoritma enkripsi. Langkahlangkahnya adalah sebagai berikut:

1. Jika dua huruf terdapat pada baris bujursangkar yang sama maka tiap huruf diganti dengan huruf di kirinya.
2. Jika dua huruf terdapat pada kolom bujursangkar yang sama maka tiap huruf diganti dengan huruf di atasnya.
3. Jika dua huruf tidak pada baris yang sama atau kolom yang sama, maka huruf pertama diganti dengan huruf pada perpotongan baris huruf pertama dengan kolom huruf kedua. Huruf kedua diganti dengan huruf pada titik sudut keempat dari persegi panjang yang dibentuk dari tiga huruf yang digunakan sampai sejauh ini.
4. Buanglah huruf X yang tidak mengandung makna.

10. Jelaskan secara singkat mengenai Playfair Chiper

Jawab : Termasuk ke dalam polygram cipher. Ditemukan oleh Sir Charles Wheatstone namun dipromosikan oleh Baron Lyon Playfair pada tahun 1854. Cipher ini mengenkripsi pasangan huruf (bigram), bukan huruf tunggal seperti pada cipher klasik lainnya. Tujuannya adalah untuk membuat analisis frekuensi menjadi sangat sulit sebab frekuensi kemunculan huruf-huruf di dalam cipherteks menjadi datar (flat). Kunci kriptografinya 25 buah huruf yang disusun di dalam bujursangkat 5x5 dengan menghilangkan huruf J dari abjad.

Sumber Tugas : https://onlinelearning.uhamka.ac.id/