anonymous authentication dengan sentralisasi … awal... · menjadi mahasiswa program magister pada...

TESIS

ANONYMOUS AUTHENTICATION DENGAN

SENTRALISASI ACCESS CONTROL PADA

PENYIMPANAN DATA DI CLOUD

I GEDE TOTOK SURYAWAN

PROGRAM PASCA SARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2016

TESIS

SAMPUL DALAM





NIM 1491761014

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO


UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2016

ii




PERSYARATAN GELAR

Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister

pada Program Magister, Program Studi Teknik Elektro,

Program Pasca Sarjana Universitas Udayana


NIM 1491761014

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO


UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2016

iv

PENETAPAN PANITIA PENGUJI

Tesis Ini Telah Diuji pada

Tanggal 9 Juni 2016

Panitia Penguji Tesis Berdasrkan SK Rektor Universitas Udayana,

Nomor: 2562/UN.14.4/HK/2016, Tanggal 7 Juni 2016

Ketua : Ir. Linawati, MengSc, PhD

Anggota:

1. Dr. Ir. Made Sudarma, M.A.Sc

2. Prof. Ir. Ida Ayu Dwi Giriantari, M.Eng.Sc. Ph.D

3. Nyoman Pramaita, ST., MT., PhD

4. Dr. Nyoman Gunantara, ST., MT.

vi

UCAPAN TERIMA KASIH

Pertama-tama perkenankanlah penulis memanjatkan puji syukur kehadapan

Ida Sang Hyang Widhi Wasa/ Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya atas asung wara

nugraha-Nya tesis yang berjudul “Anonymous Authentication Dengan Sentralisasi

Access Control Pada Penyimpanan Data Di Cloud” ini dapat diselesaikan.

Dalam penyusunan tesis ini, penulis banyak mendapatkan petunjuk dan

bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan

ini penulis ingin mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-

besarnya kepada Ir. Linawati, M.Eng.Sc. PhD, selaku dosen pembimbing I yang

telah banyak membantu dalam memberikan saran, motivasi, bimbingan selama

mengikuti program magister, khususnya dalam penyelesaian tesis ini. Terimakasih

sebesar-besarnya juga penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Made Sudarma, M.A.Sc,

selaku dosen pembimbing II yang telah banyak membantu dalam memberikan ide,

saran, motivasi, bimbingan selama mengikuti program magister dan penyelesaian

tesis ini.

Ucapan yang sama juga dtunjukan kepada Rektor Universitas Udayana

Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD atas kesempatan dan fasilitas yang

diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program

Magister di Universitas Udayana. Ucapan terima kasih ini juga ditunjukan kepada

Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana yang dijabat oleh Prof. Dr. dr.

A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K), atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk

menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Universitas

vii

Udayana. Tidak lupa pula penulis sampaikan terimakasih kepada Prof. Dr. Made

Budiarsa, M.A., sebagai Asisten Direktur I Program Pasca Sarjana Universitas

Udayana atas ijin yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan

program magister.

Pada kesempatan ini, penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada

Prof. Ir. Ida Ayu Dwi Giriantari, M.Eng.Sc. Ph.D, sebagai Ketua Program Magister

Program Studi Teknik Elektro Universitas Udayana sekaligus menjadi penguji dan

memberikan masukan untuk perbaikan tesis ini. Ucapan terimakasih penulis

sampaikan pula kepada para penguji tesis, yaitu Nyoman Pramaita, ST., MT., PhD,

dan Dr. Nyoman Gunantara, ST., MT., yang telah memberikan masukan, saran,

sanggahan, dan koreksi sehingga tesis ini dapat terwujud seperti ini. Penulis juga

mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Pemerintah Republik

Indonesia c.q, Mentri Riset Teknologi dan Pendidikan Tinggi yang telah

memberikan bantuan finansial dalam bentuk BPP-DN sehingga meringankan beban

penulis dalam menyelesaikan studi ini.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada

Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer (STIMIK STIKOM

Indonesia) atas ketersedian data dan informasi yang digunakan dalam tesis ini. Juga

penulis mengucapkan terimakasih kepada Ibu dan Bapak yang telah mengasuh dan

membesarkan penulis, memberikan dasar-dasar berfikir logik dan suasana

demokratis sehingga tercipta lahan yang baik untuk mengembangkan kreativitas.

Akhirnya penulis ucapkan terima kasih kepada istri tercinta Ni Luh Putu Ariyanti,

SE, serta anak-anak Ni Putu Aishwarya Pradnyanika, dan I Made Pasek Daniswara

viii

Nanda tersayang, yang dengan penuh pengorbanan telah memberikan kesempatan

kepada penulis untuk lebih berkonsentrasi menyelesaikan tesis ini.

Penulis menyadari bawa dalam penulisan tesis ini masih banyak kekurangan

mengingat keterbatasan pengetahuan dan sumber yang penulis pakai. Untuk itu

saran dari pembaca sangat penulis harapkan guna menyempurnakan tesis ini.

Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa/ Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan

rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan

penyelesaian tesis ini, serta kepada penulis sekeluarga.

Denpasar, Juni 2016

Penulis

ix

ABSTRAK

ANONYMOUS AUTHENTICATION DENGAN SENTRALISASI ACCESS

CONTROL PADA PENYIMPANAN DATA DI CLOUD

Penelitian ini membahas tentang metode kontrol akses sentralisasi baru

pada penyimpanan data di cloud dengan menerapkan Anonymous Authentication.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui unjuk kerja anonymous authentication

dengan sentralisasi access control pada penyimpanan data di cloud. Data - data

yang disimpan di cloud merupakan data-data yang sensitif seperti catatan medis,

data penelitian, data hasil studi, dan data user dalam media sosial yang disimpan

dalam sistem cloud. Memastikan privasi dan keamanan data tersebut penting bagi

pengguna untuk mempercayai penyedia layanan. Untuk mencapai itu, harus

digunakan teknik otentikasi dan kontrol akses yang memadai.

Pada penelitian ini kontrol akses akan menggunakan metode Attribute-

Based Access Control (ABAC), dimana kontrol akses akan diterapkan secara

sentralisasi tetapi mendukung otentikasi anonim. Dalam skema yang diusulkan,

cloud memverifikasi keaslian seri tanpa mengetahui identitas pengguna sebelum

menyimpan data. Skema ini juga memiliki fitur tambahan kontrol akses di mana

hanya pengguna sah dapat mendekripsi informasi yang tersimpan. Tujuanya adalah

untuk mencegah serangan dan mendukung penciptaan, modifikasi, dan membaca

data yang tersimpan di cloud. Prosses otentikasi akan menggunakan algoritma

Attribute-Based Encryption (ABE) dan Attribute-Based Signatur (ABS) dengan

Key Distribution Center (KDC) sebagai manajemen user dan distribusi kunci.

Database dibuat menggunakan MySQL dengan tool phpMyAdmin versi

4.5.5.1 sebagai Database Management System. Aplikasi KDC Server dan Cloud

Server dibuat menggunakan PHP Framework Laravel versi 5.2. Uji coba dilakukan

menggunakan data hasil studi mahasiswa program studi Teknik Informatika

STMIK STIKOM Indonesia tahun akademik 2013/2014. Pengujian dilakukan pada

proses Anonymous Authentication user dengan KDC sebagai manajemen user dan

distribusi kunci, proses enkripsi dan deskripsi file menggunakan algoritma ABE

dan ABS, proses upload dan download file, serta proses perpindahan direktori file.

Hasil penelitian menunjukan bahwa proses enkripsi dan deskripsi file

dengan algoritma Attribute-Based Encryption (ABE) dan Attribute-Based

Signature (ABS) di Cloud Sever bisa dilakukan dengan cepat dengan rata-rata

waktu enkripsi 4.2 detik untuk text file dengan ukuran 197byte-8116byte,

sedangkan proses dekripsi menghabiskan waktu rata-rata 3.9 detik untuk file yang

sama. Perbandingan ukuran file sebelum enkripsi dan setelah deskripsi memiliki

ukuran yang sama. Key Distributtion Center (KDC) Server juga menunjukan unjuk

kerja yang baik, hal ini dibuktikan dengan hasil percobaan yang dilakukan KDC

server bisa mendistribusikan kunci ke user dalam waktu 4.6 detik.

Kata Kunci: Anonymouse Authentication, Penyimpanan data di cloud, Attribute

Based Access Control, Attribute Based Encryption, Attribute Based Signature, Key

Distribution Center.

x

ABSTRACT

ANONYMOUS AUTHENTICATION WITH CENTRALIZE ACCESS

CONTROL OF DATA STORAGE IN CLOUD

Anonymous authentication will be very useful in some matters that require

the protection of the privacy of users, as for example in the field of education to

report incidents of plagiarism research, in the field of business to maintain and

protect the rights of consumers, in government as a place of public complaints about

the phenomenon-the phenomena of social as well as a complaint of corruption. This

paper investigates the use Anonymous Authentication with centralized access

control on data storage in the cloud.

This study was conducted to produce the design Anonymous Authentication

on data storage in the cloud, to produce applications Anonymous Authentication on

data storage in the cloud, and to know the performance Anonymous Authentication

on data storage in the cloud.

In this research, the access control will use the method of Attribute-Based

Access Control (ABAC), which would apply access control centralization but

supports anonymous authentication. The authentication process will use an

algorithm Attribute-Based Encryption (ABE) and Attribute-Based Signature (ABS)

with the Key Distribution Center (KDC) as user management and key distribution.

Testing was conducted using academic data in a college. Tests carried out

on the Anonymous Authentication user to the KDC as user management and key

distribution, encryption and description files using algorithms ABE and ABS, the

process of uploading and downloading files, as well as the process of moving the

file directory.

The results showed that the encryption process and a description file with

the algorithm Attribute-Based Encryption (ABE) and Attribute-Based Signature

(ABS) in the Cloud Sever can be done quickly with the average time of encryption

4.2 seconds for a text file with a size 197byte-8116byte, while the decryption

process spent an average of 3.9 seconds for the same file. Comparison of the size

of the files before encrypting and after a description of the same size. Key

Distribution Center (KDC) Server also showed a good performance, this is

evidenced by the results of experiments conducted KDC server to distribute keys

to the user in 4.6 seconds.

Keywords: Anonymous Authentication, Data Storage in Cloud, Attribute Based

Access Control, Attribute Based Encryption, Attribute Based Signature, Key

Distribution Center.

xi

DAFTAR ISI

SAMPUL DALAM .................................................................................................. i

PERSYARATAN GELAR ..................................................................................... ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................... Error! Bookmark not defined.

PENETAPAN PANITIA PENGUJI ...................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ILMIAH MAHASISWA ............... Error!

Bookmark not defined.

UCAPAN TERIMA KASIH .................................................................................. vi

ABSTRAK ............................................................................................................. ix

ABSTRACT ............................................................................................................. x

DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL .................................................................................................. xv

DAFTAR SINGKATAN ..................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN ...................................... Error! Bookmark not defined.

1.1 Latar Belakang ............................................. Error! Bookmark not defined.

1.2 Rumusan Masalah ........................................ Error! Bookmark not defined.

1.3 Batasan Penelitian ........................................ Error! Bookmark not defined.

1.4 Tujuan Penelitian .......................................... Error! Bookmark not defined.

1.5 Keaslian Penelitian ....................................... Error! Bookmark not defined.

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI . Error! Bookmark not

defined.

2.1 Kajian Pustaka .............................................. Error! Bookmark not defined.

2.2 Cloud Computing (Komputasi Awan) .......... Error! Bookmark not defined.

2.3 Karateristik Cloud Computing ..................... Error! Bookmark not defined.

2.4 Model Layanan Cloud Computing ............... Error! Bookmark not defined.

2.5 Model Penyebaran Cloud Computing .......... Error! Bookmark not defined.

2.6 Aspek Keamanan Cloud Computing ............ Error! Bookmark not defined.

2.7 Atributte Based Encryption (ABE) ............... Error! Bookmark not defined.

2.8 Atributt Based Signature (ABS) .................... Error! Bookmark not defined.

2.9 Key Distributtion Center (KDC) .................. Error! Bookmark not defined.

xii

2.10 Kontrol Akses ............................................. Error! Bookmark not defined.

BAB III METODE PENELITIAN ....................... Error! Bookmark not defined.

3.1 Rancangan Penelitian ................................... Error! Bookmark not defined.

3.1.1 Studi Awal ............................................. Error! Bookmark not defined.

3.1.2 Desain Anonymous Authentication pada penyimpanan data di Cloud

........................................................................ Error! Bookmark not defined.

3.1.3 Desain Anonymouse Authentication pada penyimpanan data di Cloud

STMIK STIKOM Indonesia ........................... Error! Bookmark not defined.

3.2 Tempat dan waktu Penelitian ....................... Error! Bookmark not defined.

3.3 Sumber Data ................................................. Error! Bookmark not defined.

3.4 Instrumen Penelitian ..................................... Error! Bookmark not defined.

3.5 Skenario Pengujian ....................................... Error! Bookmark not defined.

3.6 Jadwal Penelitian .......................................... Error! Bookmark not defined.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............. Error! Bookmark not defined.

4.1 Implementasi Anonymous Authentication .... Error! Bookmark not defined.

4.1.1 Pendaftaran dan aktivasi user ................ Error! Bookmark not defined.

4.2 Implementasi Proses Enkripsi dan Deksripsi File ...... Error! Bookmark not

defined.

4.2.1 Create dan Enkripsi File ........................ Error! Bookmark not defined.

4.2.2 Share dan Deskripsi File ........................ Error! Bookmark not defined.

4.2.3 Upload, Share dan Download File ........ Error! Bookmark not defined.

4.2.4 Membuat, Merubah dan Menghapus Direktori ... Error! Bookmark not

defined.

4.2 Pengujian ...................................................... Error! Bookmark not defined.

4.3.1 Pengujian Fungsional............................. Error! Bookmark not defined.

4.3.2 Pengujian Unjuk Kerja Algoritma ABE, ABS dan KDC .............. Error!


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............... Error! Bookmark not defined.

5.1 Kesimpulan ................................................... Error! Bookmark not defined.

5.2 Saran ............................................................. Error! Bookmark not defined.

DAFTAR PUSTAKA ............................................ Error! Bookmark not defined.

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Diagram Fishbone .............................. Error! Bookmark not defined.

Gambar 2.1 Authentication Service ....................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 2.2 Ticket Granting Service ..................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.1 Tahapan Penelitian ............................. Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.2 Rancangan metode enkripsi dengan ABE ........ Error! Bookmark not

defined.

Gambar 3.3 Rancangan metode Penandatanganan dengan ABS Error! Bookmark

not defined.

Gambar 3.4 Use Case Diagram KDC Server STMIK STIKOM Indonesia .. Error!


Gambar 3.5 User Case Diagram Cloud Server STMIK STIKOM Indonesia Error!


Gambar 3.6 Activity Diagram Proses Registrasi dan Validasi User .............. Error!


Gambar 3.7 Activity Diagram Proses Membuat dan Enkripsi Text File ........ Error!


Gambar 3.8 Activity Diagram Proses Sharing dan Dekripsi File Error! Bookmark

not defined.

Gambar 3.9 Activity Diagram Proses Upload dan Download File ................ Error!


Gambar 4.1 Halaman Utama KDC Server ............. Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.2 Halaman Utama Cloud Server ........... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.3 Form Pendaftaran User di KDC Server ............ Error! Bookmark not

defined.

Gambar 4.4 User dengan Status Belum Diaktivasi Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.5 Form untuk Membuat Textfile ............ Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.6 Daftar User Lain dan Ability File ....... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.7. Kunci untuk Deskripsi File ............... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.8. File Chypertext yang Diterima User . Error! Bookmark not defined.

xiv

Gambar 4.9. File Plaintext ..................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.10 Menu Upload File ............................ Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.11 Daftar File ........................................ Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.12 Private Directory File di Cloud Server .......... Error! Bookmark not

defined.

Gambar 4.13 Public Direktori File di Cloud Server ............ Error! Bookmark not

defined.

Gambar 4.14 Daftar User Lain dan Ability File (read only) Error! Bookmark not

defined.

Gambar 4.15 Kunci untuk Deskripsi File .............. Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.16 Download File .................................. Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.17 Menu untuk Membuat Direktori ...... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.18 Folder ............................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4. 19 Move file.......................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.20 Unjuk kerja KDC Server dalam melakukan distribusi kunci ... Error!


Gambar 4.21 Unjuk kerja ABE dalam melakukan enkripsi file . Error! Bookmark

not defined.

Gambar 4.22 Unjuk kerja ABS dalam melakukan deskripsi file Error! Bookmark

not defined.

Gambar 4.23 Unjuk kerja Cloud Server dalam melakukan share file ........... Error!


Gambar 4.24 Hasil percobaan proses enkripi berupa Ciphertext File ........... Error!


Gambar 4.25 Hasil percobaan proses deskripsi berupa Plaintext File .......... Error!


Gambar 4.26 Overhead Unjuk kerja Cloud Server Error! Bookmark not defined.

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Daftar Penelitian yang telah dilakukan .. Error! Bookmark not defined.

Tabel 3.1 Daftar Proses Pengujian Fungsional yang akan Dilakukan ........... Error!


Tabel 3.2 Daftar Pengujian Unjuk Kerja yang akan dilakukan .. Error! Bookmark

not defined.

Tabel 3.3 Jadwal Penelitian ................................... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.1 Spesifikasi Web Hosting / Server .......... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.2 Spesifikasi Client ................................... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.3 Skenario Test Case Pengujian Registrai User ...... Error! Bookmark not

defined.

Tabel 4.4 Skenario Test Case Pengujian Login KDC (Administrator) ......... Error!


xvi

Tabel 4.5 Skenario Test Case dengan data Pengujian Login KDC (Administrator)

................................................................................ Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.6 Skenario Test Case Pengujian Validasi User (Administrator) ....... Error!


Tabel 4.7 Skenario Test Case Pengujian Create Text File (User) ................. Error!


Tabel 4.8 Skenario Test Case Pengujian Enkripsi Text File (User) .............. Error!


Tabel 4.9 Skenario Test Case Pengujian Share File (User) . Error! Bookmark not

defined.

Tabel 4.10 Skenario Test Case Pengujian Deskripsi Text File (User) ........... Error!


Tabel 4.11 Skenario Test Case Pengujian Upload File (User) ... Error! Bookmark

not defined.

Tabel 4.12 Skenario Test Case Pengujian Download File (User) ................. Error!


Tabel 4.13 Skenario Test Case Pengujian Membuat Direktori (User) .......... Error!


Tabel 4.14 Skenario Test Case Pengujian Mengubah Nama Direktori (User)

................................................................................ Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.15 Skenario Test Case Pengujian Memindahkan File (User) ........... Error!


Tabel 4.16 Rekap Hasil Pengujian Pungsional ...... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.17 Daftar percobaan enkripsi file di Cloud Server . Error! Bookmark not

defined.

Tabel 4.18 Daftar hasil percobaan deskripsi file di Cloud Server ................. Error!


Tabel 4.19 Hasil percobaan Cloud Server dalam melakukan share file ........ Error!


Tabel 4.20 Hasil percobaan Overhead / ukuran file ............ Error! Bookmark not

defined.

xvii

DAFTAR SINGKATAN

SINGKATAN

ABE : Attribute Based Encryption,

ABS : Attribute Based Signature

KDC : Key Distribution Center

SOA : Service Oriented Architecture

KP-ABE : Key Police Attribute Based Encryption

CP-ABE : Cipertext-Police-Attribute Based Encryption

PKE : Public Key Encryption

DHT : Distributed Hash Table

IDS : Intrusion Detection System

MA-ABE : Multi Authority Attribute Based Encryption

SaaS : Software as a Service

PaaS : Platform as a Service

IaaS : Infrastructure as a Service

MACs : Message Authentication Codes

MD5 : Message Digest5

SHA : Scure Hash Algorithm

AS : Authentication Service

TGT : Ticket Granting Service

RADIUS : Remote Authentication Dial-in User Service

TACACS : Terminal Access Controller Access Control System

NA : Not Access

anonymous authentication dengan sentralisasi … awal... · menjadi mahasiswa program magister pada...

Documents