desain s-box fleksibel menggunakan lfsr sebagai koefisien dan€¦ · desain s-box fleksibel...

27
Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier Artikel Ilmiah Diajukan kepada Fakultas Teknologi Informasi untuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer Oleh: Andre Pasopati Purba (672013109) Alz Danny Wowor, S.Si., M.Cs. Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga April 2019

Upload: others

Post on 01-Sep-2020

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan

Konstanta Pada Fungsi Linier

Artikel Ilmiah

Diajukan kepada

Fakultas Teknologi Informasi

untuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Oleh:

Andre Pasopati Purba (672013109)

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

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

April 2019

Page 2: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

1

Page 3: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

2

Page 4: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

3

Page 5: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

4

Page 6: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

5

Page 7: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

6

Page 8: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

7

Page 9: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

8

Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan

Konstanta Pada Fungsi Linier

1)Andre Pasopati Purba, 2)Alz Danny Wowor, S.Si, M.Cs.

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia

Email: 1) [email protected], 2) [email protected]

Abstract

Cryptography is often used for data protection due to many techniques it has. This

research aims to scrutinize the comparison of s-box static and s-box flexible based on

statistic examination. The result shows that s-box static has the least error score and

the correlation is closer to zero compare to s-box flexible. Therefore, s-box static is

proven to be more effective to use.

Keywords: Cryptography, S-Box, Linear Function, LFSR, Design S-Box Flexible.

Abstrak Kriptografi sering digunakan dalam pengamanan data karena memiliki banyak teknik.

Penelitian ini bertujuan untuk melihat desain dari penggunaan s-box fleksibel menggunakan

LFSR sebagai koefisien dan konstanta pada fungsi linier berdasarkan pengujian statistic.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa desain s-box fleksibel memiliki nilai error yang

paling kecil pada pengujian static banyak plainteks dan korelasi yang mendekati angka 0

(nol). Hasil ini menunjukkan bahwa desain s-box fleksibel menggunakan LFSR sebagai

koefisien dan konstanta pada fungsi linier baik untuk dipergunakan.

Kata Kunci: Kriptografi, S-Box, Fungsi Linear, LFSR, Desain S-Box Fleksibel.

1) Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Jurusan Teknik Informatika, Universitas Kristen

Satya Wacana Salatiga. 2) Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

Page 10: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

9

1. Pendahuluan

Kriptografi adalah pengamanan data yang sangat direkomendasikan Dalam

pertukaran informasi yang sangat rahasia. Oleh karena itu sangat di perlukan metode

kriptografi yang dapat menjaga kerahasiaan informasi tersebut. Kriptografi adalah

ilmu atau seni yang mempelajari teknik-teknik matematika yang berhubungan dengan

aspek keamanan informasi, seperti kerahasiaan data, integritas data, autentikasi data.

Oleh karena itu banyak proses yang dapat dipakai dari kriptografi, kriptografi

menyediakan proses yang dapat dipakai untuk mengamankan data. Proses kriptografi

dimulai dengan encryption, yaitu proses yang mengubah sebuah plaintext menjadi

ciphertext dan bisa dikembalikan ke bentuk asli seperti semula atau disebut juga

sebagai proses decryption.

Proses yang di gunakan adalah S-Box. S-Box merupakan satu – satunya proses

yang memberikan hubungan scara non linear pada algoritma, karena operasi pada s-

box menggunakan look-up table [1] dan s-box juga merupakan salah satu prinsip yang

direkomendasikan untuk perancangan block cipher. Pemetaan S-box adalah dengan m

bit masukan menjadi n bit keluaran. Perancangan DES menggunakan delapan inputan

pada S-box, dengan menerima masukan 6 bit dan hanya mengeluarkan 4 bit, sehingga

keseluruhan akan menerima 48 bit dan mengeluarkan 32 bit. Sedangkan AES

merancang hanya satu S-box dan menjadi proses awal transformasi Subbytes.

Pembuatan S-box AES dibuat dalam hexadesimal dengan ukuran 16 x 16, nilainya

dicari berdasarkan perpotongan baris dan kolom [2].

Hal ini yang kemudian menjadi ide dasar dalam penelitian ini yaitu dengan

mendesain algoritma S-Box dengan LFSR (Linear Feedback Shift Register) sebagai

Koefisien dan Konstanta pada fungsi linier .

Penelitian ini mendesain sebuah kriptografi blok cipher menggunakan

beberapa motode yang dirancang dan kemudian dikombinasikan menjadi sebuah

sistem untuk mengamankan informasi berupa teks.

2. Tinjauan Pustaka

Teori Pendukung sangat diperlukan untuk melihat kaitan dengan topik

penelitian yang dapat dijadikan acuan untuk melanjutkan atau membandingkan.

Berikut ada beberapa penelitian yang terkait dengan topik penelitian ini.

Page 11: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

10

Berdasarkan penelitiannya Pallo, Susana Fjarwati dan Wowor [2] melakukan

perancang s-box statis dan fleksibel dibuat untuk melihat perbandingan keduanya

dengan pengujian statistik agar dapat dapat ditentukan dari kedua s-box tersebut

manakah yang lebih aman.

Penelitian berikut dilakukan Weyai, Marlesye Olivia dan Wowor [3], Analisis

Dan Rekonstruksi Proses Permutasi ( P-Box) Pada Kriptografi Block Cipher Dengan

Skema Rotor. Perancangan kriptografi ini dibuat untuk melihat keacakan ciphertext

dengan memasukkan fungsi rotor pada proses enkripsi. Proses pembuatan kunci

menggunakan Linear Feedback Shift Register (LFSR). LFSR dibuat sepanjang 8 bit

dengan membentuk sebanyak 256 bilangan acak.

Penelitian Liwandow dan Wowor [4] membuktikan kombinasi algoritma rubik,

CSPRNG, dan s-box fungsi linier terbukti sangat baik dan dapat menghilangkan

hubungan secara statistik antara plainteks dan cipherteks. Hasil ini ditunjukkan dengan

korelasi yang melemah (mendekati atau sama dengan) nol sehingga algortima sangat

baik dalam menghilangkan korespodensi plainteks terhadap cipherteks. Ruang kunci

yang cukup besar membuat algoritma ini sangat kuat terhadap serangan kriptanalisis

brute-force attack. nol korelasi.

Penelitian Liwandow dan Wowor [5] mendesain algoritma dalam perancangan

kriptografi simetris berbasis kubus rubik 4×4×4 merupakan sebuah kriptosistem

karena memenuhi aturan 5-tuple dari Stinson. Selain itu dari percobaan tingkat

keacakan untuk plainteks dengan karakter berbeda diperoleh tingkat keacakan

rancangan lebih baik 7,56% daripada tingkat keacakan AES. Sedangkan untuk

plainteks dengan karakter yang sama tingkat keacakan AES lebih baik 3,45% dari

tingkat keacakan rancangan. Berdasarkan hal tersebut dapat dikatakan bahwa desain

algoritma berbasis rubik memiliki tingkat keacakan yang baik.

S-Box Fungsi Linear

Penelitian [4] menjelaskan bahwa 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. Dipilih secara acak, dipilih secara acak dan diuji kembali, teknik

man-made, dan cara math-made. Penelitian ini merancang s-box dengan fungsi linier

Page 12: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

11

(𝑥) = 𝑎𝑥 + 𝑏 (1)

Untuk perancangan dari invers s-box digunakan invers dari fungsi linier yang

secara umum diberikan pada Persamaan (2).

𝑔 −1 (𝑥) = (𝑥 −𝑏)/ 𝑎 (2)

LFSR (Linear Feedback Shift Register)

Penelitian [6] Linear Feedback Shift Register (LFSR) adalah suatu mekanisme

untuk menghasilkan sekuens bit biner. Register memiliki sebarisan sel yang ditentukan

oleh vektor inisialisasi yang biasanya menjadi kunci rahasia. Tingkah laku register

diatur oleh sebuah counter (clock). Pada setiap saat isi sel dari register digeser (shift)

ke kanan sejauh satu posisi, dan hasil operasi XOR terhadap subset dari isi sel

ditempatkan pada sel paling kiri.

Koefisien Dan Konstanta

Koefisien adalah bilangan yang memuat variabel dari suatu suku pada bentuk

aljabar. Konstanta sendiri adalah bentuk ajabar yang berupa bilangan dan tidak

memuat variabel.

Kriptografi

Kriptografi merupakan ilmu mengenai teknik enkripsi dimana data diacak

menggunakan suatu kunci enkripsi menjadi sesuatu yang sulit dibaca seseorang yang

tidak memiliki kunci dekripsi [7]. Bagian dari kriptografi terdiri dari pesan, plainteks,

cipherteks. Pesan merupakan data atau juga informasi yang dapat dibaca dan

dimengerti maknanya. Plainteks adalah pesan yang dapat dimengerti maknanya,

cipherteks merupakan pesan yang sudah disandikan ke bentuk yang tidak dapat

dimengerti maknanya. Bagian lain dari kriptografi adalah enkripsi dan dekripsi.

Enkripsi merupakan proses pengaman data yang disembunyikan menjadi bentuk tidak

dapat dibaca. Dekripsi merupakan proses mengembalikan pesan dari acak atau tidak

dapat dibaca kembali menjadi pesan yang dapat dibaca atau dimengerti [1].

Page 13: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

12

Block Cipher

Block Cipher adalah rangkaian bit- bit plainteks dibagi menjadi blok-blok

dengan panjang sama biasanya 64-bit. Skema Proses enkripsi –dekripsi block Cipher

secara umum dapat digambarkan pada [1] Gambar 1.

Gambar 1. Proses enkripsi – deskripsi Cipher block

Misalkan blok plainteks (P) yang berukuran n bit

P= (p1,p2…..pn) (1)

Blok cipherteks (C) maka blok C adalah

C= (c1,c2,…cn) (2)

Kunci (K) maka kunci adalah

K= (k1,k2,….kn) (3)

Sehingga proses Enkripsi adalah

E K(P) = C (4)

Proses dekripsi adalah

DK(C) = P (5)

Page 14: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

13

3. Metode dan Perancangan Algoritma

Dalam Perancangan mendesain S-Box Fleksibel menggunakan LFSR ini,

terdiri dari 6 (Enam) Tahapan, yaitu: (1) Identifikasi dan perumusan masalah. (2)

Pengumpulan Data. (3) Observasi LFSR dan S-Box. (4) Perancangan Kriptografi. (5)

Pengujian Kriptografi. (6) Penulisan Laporan.

Gambar 2. Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian pada Gambar 2, dapat dijelaskan sebagai berikut 1) tahap

pertama : Identifikasi masalah pada tahap ini dilakukan Analisa tentang masalah yang

ada, dan kerangka berpikir awal. Identifikasi masalah dilakukan untuk melihat masalah

– masalah kriptografi yang akan menjadi acuan penelitian. 2) tahap kedua:

Pengumpulan Data yaitu melakukan pencarian kebutuhan apa saja yang dibutuhkan

untuk mendesain perancangan Kriptografi S-Box fleksibel menggunakan LFSR. 3)

tahap ketiga: Observasi LFSR dan Proses S-Box, pada tahap ini untuk mengetahui cara

kerja proses LFSR dan S-Box. 4) tahap ke empat: Perancangan kriptografi di tahap

ini perancangan kriptografi menggunakan metode LFSR. Setiap karakter kunci diubah

ke dalam bilangan biner yang kemudian menghasilkan baris di S-Box fleksibel. 5)

tahap kelima: Pengujian Kriptografi, pada tahap ini dilakukan pengujian pada

kriptografi yang dirancang 6) tahap keenam: Penulisan Laporan, pada tahap ini

dilakukan penulisan laporan penelitian yang menjelaskan hasil penelitian.

Dalam tahapan – tahapan penelitian telah dijelaskan dalam paragraf di atas.

Tahapan yang paling penting adalah tahapan keempat, yaitu pengujian. Perancangan

Perancangan

Kriptografi

Identifikasi

Masalah

Pengumpul

an Data

Observasi

LFSR dan Proses S-box

Penulisan

Laporan

Pengujian

Kriptografi

Page 15: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

14

kriptografi ini dilakukan untuk mendesain s-box fleksibel dengan mengunakan LFSR

dan melihat error dan korelasi dari setiap contoh inputan plaintext dan kunci. Adapun

rancangan enkripsi kriptografi sebagai berikut ditujukan pada Gambar 3.

Gambar 3. Perancangan Algoritma

4. Hasil dan Pembahasan

Perancangan kriptografi ini dibuat untuk melihat hasil error dan korelasi

dengan memasukan fungsi S-Box Fleksibel. Proses pembuatan kunci menggunakan

Linear Feedback Shift Register (LFSR). LFSR dibuat sepanjang 8 bit dengan

membentuk sebanyak 86 bilangan acak. Bilangan acak yang dibentuk sebanyak 86

tersebut harus sama dengan banyak karakter plainteks yang diinputkan.

Secara matematis, satu putaran DES dinyatakan sebagai berikut:

𝐿𝑖 = 𝑅𝑖−1

𝑅𝑖=𝐿𝑖−1Å𝑓(𝑅𝑖−1,𝐾𝑖)

(3)

Plaintext Kunci

Biner/LFSR

S-Box

Error dan Korelasi

Page 16: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

15

dengan rumus pada persamaan 3 maka rancangan kunci dibuat block diagram

dari 8 bit untuk setiap karakter kunci yang dipakai sebagai masukan nilai fungsi linear

S-Box fleksibel.

Gambar 4. Block Diagram XOR kunci

Diagram Pada Gambar 4 menunjukkan proses pengacakan karakter kunci yang

dimasukkan. Setiap karakter kunci yang dimasukkan diubah ke dalam bentuk biner.

Berikut aturan pada diagram di atas:

1. Bit ke-1 terus digantikan dengan hasil dari beberapa proses XOR (seperti pada

diagram) sebanyak 86 bilangan acak.

2. Bit ke-1 bergeser ke posisi bit ke-2, bit ke-3 juga kan bergeser, sampai pada

bit ke-8 dihilangkan.

Berdasarkan diagram pada gambar 3, maka berikut merupakan beberapa

contoh proses pengacakan nilai kunci pada 20 urutan pertama:

X5 X6 X7 X8 X2 X3 X4

Karakter

kunci

X1

XOR1

XOR2

XOR

Page 17: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

16

Tabel 1. Contoh 20 bilangan acak pada karakter kunci Pertama

b 01100010 0 1 1 0 0 0 1 0 XOR 1 XOR 2

1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 00110001 49

2 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 10011000 152

3 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 11001100 204

4 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 01100110 102

5 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 00110011 51

6 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 00011001 25

7 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 10001100 140

8 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 11000110 198

9 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 11100011 227

10 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 01110001 113

11 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 00111000 56

12 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 00011100 28

13 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 00001110 14

14 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 10000111 135

15 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 11000011 195

16 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 01100001 97

17 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 00110000 48

18 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 00011000 24

19 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 00001100 12

20 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 00000110 6

Page 18: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

17

Perancangan kriptografi ini dilakukan untuk melihat hasil desain s-box fungsi

fleksibel menggunakan LFSR. Setiap kunci yang diinputkan tidak lebih dari 8

karakter, dari setiap karakter yang diinputkan dilakukan pengacakan menggunakan

fungsi persamaan (3).

Gambar 5. Contoh inputan kunci

Pada Gambar 4 terlihat inputan kunci yang dimasukkan adalah FTIUKSW, terjadi

penambahan huruf A di belakang kunci karena inputan kunci kurang dari 8 karakter,

maka secara otomatis menjadi huruf A.

Dengan menggunakan kata Kunci “FTIUKSW”, maka berikut merupakan

grafik keacakan setiap karakter kunci :

Gambar 6. Grafik karakter Kunci ke-1

Gambar 7. Grafik karakter Kunci ke-2

Pada Gambar 6 dan 7 grafik keacakan karakter kunci ke 1 dan 2 yaitu F dan T

Page 19: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

18

Gambar 8. Grafik karakter Kunci ke-3

Gambar 9. Grafik karakter Kunci ke-4

Gambar 10. Grafik karakter Kunci ke-5

Pada Gambar 8, 9, dan 10 adalah grafik keacakan karakter kunci ke 3, 4, dan 5 yaitu

I, U, dan K

Page 20: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

19

Gambar 11. Grafik karakter Kunci ke-6

Gambar 12. Grafik karakter Kunci ke-7

Gambar 13. Grafik karakter Kunci ke-8

Pada gambar 11, 12, dan 13 adalah grafik keacakan karakter kunci ke 6, 7, dan 8

yaitu S, W, dan A

Page 21: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

20

S-Box Fleksibel

Hasil pengacakan kunci dimasukkan dalam S-Box Fleksibel, angka yang ada

pada kotak substitusi fleksibel berubah – ubah mengikuti plaintext dan kunci yang

dimasukkan. Pada kotak subtitusi fleksibel juga menggunakan persamaan, yaitu

persamaan fungsi linear berikut:

baxxf )( (4)

Nilai a diambil dari angka pada tabel LFSR, tabel baris pertama pada karakter

kunci pertama, sedangkan nilai x merupakan code dari plainteks yang dimasukkan

dan pengambilan nilai, b adalah setiap hasil karakter kunci pertama kolom pertama

yang ada pada table LFSR dan dijumlahkan dari setiap karakter kunci kesatu sampai

ke delapan dan Nilai – nilai tersebut dimasukkan dalam persamaan fungsi linear,

seperti yang terlihat pada tabel berikut:

Tabel 2. Contoh 20 perhitungan S-Box Fleksibel

Page 22: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

21

Nilai rata – rata 86 error untuk s-box fleksibel dengan inputan plainteks FTI

UKSW dan kunci FTI adalah 0.977171 .

Sedangkan untuk pencarian nilai korelasi pada kotak subtitusi fleksibel

dilakukan dengan membandingkan nilai code dengan nilai s-box kedua pada kotak

subtitusi fleksibel, dengan inputan yang sama, nilai korelasi fleksibel adalah

0.0360014.

Pengujian Statistik

Pengujian untuk melihat hasil desain s-box fleksibel menggunakan beberapa

contoh kata yang dipilih secara acak, dengan berbagai macam karakter, huruf, simbol

dan angka. Semakin banyak jenis karakter yang dipakai semakin dapat dilihat nilai

hasil desain S-box fleksibel menggunakan LFSR sebagai koefisien dan konstanta pada

fungsi linier.

Ada beberapa pengujian yang dipakai untuk melihat hasil rata-rata error dan

korelasi, yaitu dengan menggunakan banyak plainteks dengan satu kunci dan

pengujian dengan menggunakan banyak kunci dengan satu plainteks. Pengujian

pertama dengan menggunakan kata – kata biasa, tidak dicampur dengan symbol atau

angka. Pengujian kedua dengan menggunakan karakter huruf tidak bermakna, yang

tidak dicampur dengan symbol atau angka. Pengujian ketiga terdiri dari symbol acak

yang tidak bermakna. Pengujian keempat dengan menggunakan kunci yang terdiri dari

symbol dan plaintext yang terdiri dari huruf acak tidak bermakna. Pengujian kelima

terdiri dari gabungan symbol, huruf dan angka yang menjadi kata yang memiliki

makna.

Kelima pengujian itu dibuat baris kata – kata sebanyak 50 kata di setiap

pengujian. Dari kelima pengujian itu, disetiap pengujian diambil rata – rata error dan

rata – rata korelasi untuk melihat perbandingan nilainya. Seperti yang terlihat pada

Tabel 3 sampai Tebel 7.

Page 23: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

22

Pengujian banyak plainteks satu kunci dan banyak kunci satu plainteks dengan

kata atau karakter yang masih bisa di mengerti.

Tabel 3. Contoh 10 kata pada pengujian pertama dengan banyak plaintext dan banyak kunci

Pengujian banyak plainteks satu kunci dan banyak kunci satu plainteks dengan

kata atau karakter yang tidak bermakna.

Tabel 4. Contoh 10 kata pada pengujian pertama dengan banyak plaintext dan banyak kunci

Pengujian banyak plainteks dengan karakter yang tidak bermakna dengan satu

kunci yang karakternya symbol acak dan banyak kunci yang karakternya symbol acak

kemudia satu plainteks yang karakter yang tidak bermakna.

Tabel 5. Contoh 10 kata pada pengujian pertama dengan banyak plaintext dan banyak kunci

Page 24: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

23

Pengujian banyak plainteks satu kunci dan banyak kunci satu plainteks dengan

kata atau karakter yang berupa simbol tidak bermakna.

Tabel 6. Contoh 10 kata pada pengujian pertama dengan banyak plaintext dan banyak kunci

Pengujian banyak plainteks satu kunci dan banyak kunci satu plainteks dengan

karakter yang berupa symbol, huruf, dan angka yang tidak memiliki makna

Tabel 7. Contoh 10 kata pada pengujian pertama dengan banyak plaintext dan banyak kunci

Dalam setiap pengujian dengan 50 kata yang berbeda – beda diambil nilai rata

– rata error dan rata – rata korelasi untuk dibandingkan. Seperti pada Tabel 8.

Tabel 8. Nilai rata – rata error dan rata – rata korelasi

Page 25: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

24

Dari Tabel 8 maka dibuat grafik untuk melihat perbandingan error dan korelasi

dari desain S-Box fleksibel menggunakan LFSR sebagai koefisien dan konstanta pada

fungsi linier. pengujian menggunakan banyak kunci dengan satu plainteks dan

menggunakan banyak plaintext dengan satu kunci. Berikut merupakan gambar –

gambar grafik perbandingan antara banyak plainteks satu kunci dan banyak kunci satu

plainteks:

Gambar 14. Grafik Error Banyak Plainteks satu Kunci

Gambar 15. Grafik Error Banyak kunci satu Plainteks

Berdasarkan grafik pada Gambar 15 dapat dilihat dengan jelas bahwa error

dengan banyak Kunci memiliki angka yang paling kecil terhadap error banyak

plainteks. Sedangkan grafik pada Gambar 14 menunjukkan error dengan angka yang

besar atau tidak mendekati 0.

Page 26: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

25

Gambar 16. Grafik Korelasi Banyak Plainteks satu Kunci

Gambar 17. Grafik Korelasi Banyak kunci satu Plainteks

Sedangkan pengujian korelasi pada banyak plainteks satu kunci dan banyak

kunci satu plainteks menunjukkan grafik pada Gambar 16, korelasi yang memiliki

angka terkecil. Grafik pada Gambar 17 menunjukkan Korelasi fleksibel lebih

mendekati angka 0.

Page 27: Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan€¦ · Desain S-Box Fleksibel Menggunakan LFSR Sebagai Koefisien Dan Konstanta Pada Fungsi Linier. Artikel Ilmiah

26

5. Simpulan

Dalam desain s-box fleksibel mengunakan LFSR sebagai koefisien dan

konstanta pada fungsi linier dibuat untuk melihat hasil yang baik dengan pengujian

statistik agar dapat ditentukan baik atau tidak aman desain tersebut untuk dipakai.

Dari pengujian yang telah dilakukan, yaitu yang pertama: dengan menggunakan

banyak plaintext digunakan 5 kali pengujian dengan 50 sampel kata. dan yang kedua:

dengan menggunakan banyak kunci juga digunakan 5 kali pengujian dengan 50 sampel

kata.

Dari pengujian tersebut memiliki hasil yang menunjukkan bahwa desain s-box

fleksibe mengunakan LFSR sebagai koefisien dan konstanta pada fungsi linier dengan

kondisi banyak plainteks dan satu kata kunci memiliki hasil kombinasi yang baik

karena menunjukkan bukti nilai error yang terkecil yaitu 0.943030112 dan korelasi

mendekati angka 0 (nol) yaitu -0.015237854. Dalam pengujian yang sama pada

kondisi banyak kata kunci dan satu plainteks memiliki hasil baik karena menunjukkan

bukti nilai error dan korelasi yang memiliki nilai baik karena dengan nilai error

terkecil yaitu 1.180163788 dan korelasi yang mendekati angka 0 (nol) yaitu

0.002773824.

6. Daftar Pustaka

[1] Munir, Rinaldi, 2006. Kriptografi, Bandung: Informatika

[2] Pallo, S. F., dan Wowor, A. D., 2018, Perbandingan S-Box Fungsi Linear Statis Dan

Fleksibel Berdasarkan Pengujian Statistik.

[3] Weyai, M. O., & Wowor, A. Danny., 2018, Analisis Dan Rekonstruksi Proses

Permutasi ( P-Box) Pada Kriptografi Block Cipher Dengan Skema Rotor.

[4] Liwandouw, V. B., & Wowor, A. D., 2010, Kombinasi Algoritma Rubik, Cpsrng Chaos,

Dan S-Box Fungsi Linier Dalam Perancangan Kriptografi Cipher Blok, Seminar

Nasional Sistem Informasi Indonesia (SESINDO) 208.

[5] Liwandouw, V. B., & Wowor, A. D., 2010, Desain Algoritma Berbasis Kubus Rubik

dalam Perancangan Kriptografi Simetris, Seminar Nasional Sistem Informasi

Indonesia (SESINDO).

[6] Triyogo, Anggun. 2013. Pengembangan Algoritma Enkripsi Dekripsi Berbasis LFSR

Menggunakan Polimomial Primitif.

[7] Sentot, Kromodimoeljo.2010. Teori dan Aplikasi Kriptografi, Jakarta: SPK IT

Consulting .