ANALISIS KOMBINASI ALGORITMA ONE TIME PAD DAN ALGORITMA ELGAMAL DALAM PENGAMANAN PESAN
TESIS
ZULFIDAR
127038034
PROGRAM STUDI MAGISTER (S2) TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS KOMBINASI ALGORITMA ONE TIME PAD DAN ALGORITMA ELGAMAL DALAM PENGAMANAN PESAN TESIS Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Magister Teknik Informatika
ZULFIDAR 127038034
PROGRAM STUDI MAGISTER (S2) TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
Universitas Sumatera Utara
ii
Universitas Sumatera Utara
iii
PERNYATAAN
ANALISIS KOMBINASI ALGORITMA ONE TIME PAD DAN ALGORITMA ELGAMAL DALAM PENGAMANAN PESAN TESIS
Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, 16 Juli 2014
Zulfidar 127038034
Universitas Sumatera Utara
iv
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama NIM Program Studi Jenis Karya Ilmiah
: Zulfidar : 127038034 : Teknik Informatika : Tesis
Dengan pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak bebas Royalti Non-Eksklusif (non-Exlusive Royalty Free Right) atas tesis saya yang berjudul:
ANALISIS KOMBINASI ALGORITMA ONE TIME PAD DAN ALGORITMA ELGAMAL DALAM PENGAMANAN PESAN Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa minta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Dengan pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 16 Juli 2014
Zulfidar NIM 127038034
Universitas Sumatera Utara
v
Telah diuji pada Tanggal : 17 Juli 2014
PANITIA PENGUJI TESIS Ketua
: Prof. Dr. Muhammad Zarlis
Anggota
: 1. Prof. Dr. Tulus, Vor. Dipl. Math, M.Si 2. Prof. Dr. Herman Mawengkang 3. Dr. Syahril Efendi, S.Si, M.IT 4. Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT
Universitas Sumatera Utara
vi
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap (berikut gelar)
: Zulfidar, S.Kom, M.Kom
Tempat dan Tanggal Lahir
: Medan, 24 Juli 1989
Alamat Rumah
: Jl. Beo Indah No. 34 Sei Sikambing B
Telepon/Faks/HP
: 0618456215/085296955854
E-mail
:
[email protected]
Instansi Tempat Bekerja
: ZEON Animation Studio
Alamat Kantor
: Jl. Beo Indah No. 34 Sei Sikambing B
DATA PENDIDIKAN
SD
: SD Swasta SUTOMO
TAMAT : 2004
SLTP : SMP Swasta HARAPAN I
TAMAT : 2007
SLTA : SMA Swasta HARAPAN I
TAMAT : 2009
S1
: STMIK AMIKOM Yogyakarta
TAMAT : 2011
S2
: Teknik Informatika USU
TAMAT : 2014
Universitas Sumatera Utara
vii
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang berkat rahmat dan hidayah-Nya, sehingga Tesis ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Penulis mengucapkan ribuan terima kasih kepada: 1. Rektor Universitas Sumatera Utara, Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K) atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk dapat mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister. 2. Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasisekaligus Ketua Program Studi Magister Teknik Informatika, Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis. Sekretaris Program Studi Teknik Informatika, Bapak M. Andri Budiman, ST, M.Comp. Sc, MEM. Beserta seluruh Staf Pengajar Program Studi Magister Teknik Informatika Program Pascasarjana Fakultas Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara. 3. Terima kasih tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya atas bimbingan, pengarahan dan dorongan yang telah diberikan selama penyusunan tesis ini kepada Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku Pembimbing Utama, demikian juga kepada Bapak Prof. Dr. Tulus, Vor. Dipl. Math, M.Si selaku Pembimbing Kedua yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya tesis ini dengan baik. 4. Terima kasih yang tak terhingga serta penghargaan setinggi-tingginya juga penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Herman Mawengkang, Ibu Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT dan Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si., M.IT sebagai pembanding yang telah memberikan saran dan masukan serta arahan yang baik demi penyelesaian tesis ini. 5. Terima kasih yang tak terhingga juga penulis ucapkan kepada kedua orangtua serta keluarga besar yang dengan senantiasa mendoakan serta memberikan dukungan penuh hingga tiada mampu penulis untuk membalasnya.
Universitas Sumatera Utara
viii
6. Staff Pegawai Pasca Sarjana S2 Teknik Informatika serta rekan mahasiswa/i seangkatan (2012) yang telah mendukung penulis dalam penyusunan karya ilmiah ini. Dengan penuh kesadaran dan rendah hati, penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan, hal ini karena keterbatasan, kemampuan, dan pengetahuan penulis. Harapan penulis semoga penelitian ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya. Sekali lagi penulis mengucapkan terima kasih. Semoga kiranya Tuhan Yang Maha Esa membalas kebaikan yang telah diberikan.
Medan, Penulis,
Zulfidar NIM 127038034
Universitas Sumatera Utara
ix
ABSTRAK
Pengamanan pesan diperlukan dalam rangka untuk mencegah pesan yang didistribusikan dapat dibuka oleh pihak lain yang tidak berkepentingan di mana pada akhirnya dapat mengancam kemanan dan kenyamanan dari si pengirim maupun penerima pesan tersebut. Untuk mengamankan pesan tersebut dalam dilakukan penerapan ilmu kriptografi yang bertujuan untuk mengubah pesan asli (plaintext) menjadi pesan terenkripsi (ciphertext), di mana untuk membukapesan tersebut memerlukan kunci.Algoritma One Time Paddikenal dengan nama holy grail algorithm dikarenakan algoritma kriptografi One Time Pad adalah algoritma yang sempurna yang tidak bisa dipecahkanbiarpun begitu algoritma One Time Pad memiliki kelemahan dalam menjaga kerahasiaan atau keamanan kunci sehingga harus diberikan pengamanan pada kunci agar kunci dari OTP itu selama pengiriman terjaga kerahasiaanya. Sedangkan pada algoritma asimetri atau kunci publik ada algoritma Elgamal yang juga mempunyai keamanan yang tinggi karena kompleksitas algoritmanya.Dengan dikombinasikannya algoritma one time pad dan ElGamal tersebutdapat meningkatkan keamanan pada pesan dan juga dapat menjaga kerahasiaan atau keamanan kunci dari one time pad selama proses pengiriman pesan dan kunci.
Kata Kunci : pesan, one time pad, elgamal, enkripsi, pengamanan.
Universitas Sumatera Utara
x
ANALYSYS OF COMBINATION ONE TIME PAD ALGORITHM AND ELGAMAL ALGORITHM IN MESSAGE SECURITY ABSTRACT
Security of messages was required in order to prevent messages when sent can be opened by other parties that are not invited in which could ultimately threaten the safety and comfort of the sender and the receiver of the message. To secure the message in the application of science done cryptography that aims to transform the original message (plaintext) into an encrypted message (ciphertext), in which to open the message requires a key.Algorithm One Time Pad is known as the holy grail of cryptographic algorithms algorithms because the One Time Pad is the perfect algorithm that can not be solved even so the algorithm One Time Pad has a weakness in maintaining the confidentiality or security key that must be given to the security of the OTP key to lock it during maintained confidential delivery. While the asymmetric or public key algorithms exist Elgamal algorithm that also has a high security due to the complexity of the algorithm. With combining one-time pad algorithm and ElGamal algorithm can overcome the weakness of the one-time pad key in keeping secrecy during the process key delivery so that the security key is protected then the message of the one-time pad can not be cracked.
Keyword : messages, one time pad, elgamal, encryption, security.
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL
i
PENGESAHAN
ii
PERNYATAAN ORISINALITAS
iii
PERSETUJUAN PUBLIKASI
iv
PANITIA PENGUJI
v
RIWAYAT HIDUP
vi
KATA PENGANTAR
vii
ABSTRAK
ix
ABSTRACT
x
DAFTAR ISI
xi
DAFTAR GAMBAR
xiv
DAFTAR TABEL
xv
BAB 1. PENDAHULUAN
1
1.1. Latar Belakang Masalah
1
1.2. Rumusan Masalah
3
1.3. Batasan Masalah
3
1.4. Tujuan Penelitian
3
1.5. Manfaat Penelitian
4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1. Pengertian Kriptografi
5
2.2. Ancaman Keamanan
5
2.3. Pengenalan Kriptografi
6
2.3.1. Sejarah kriptografi
6
2.3.2. Konsep kriptografi
7
2.3.3. Elemen kriptografi
7
2.3.4. Algoritma kriptografi
9
2.4. Kriptografi Klasik 2.4.1. Cipher substitusi 2.4.2. Cipher transposisi
10 10 11
Universitas Sumatera Utara
xii
2.5. Kriptografi Modern
11
2.5.1. Algoritma simetris
11
2.5.2. Algoritma asimetris
12
2.5.3. Perbandingan algoritma simetris dan asimetris
13
2.6. Konsep Acak
14
2.7. Pembangkit Bilangan Acak Semu
15
2.8. Linier Congruential (LCG)
16
2.9. Probabilistic Encryption
17
2.10. Pembangkit Bilangan Prima
17
2.11. One Time Pad
18
2.11.1. Sejarah One Time Pad
18
2.11.2. Proses Kerja One Time Pad
19
2.12. ElGamal
21
2.12.1. Prinsip Kerja Algoritma ElGamal
22
2.12.1.1. Proses Pembentukan Kunci
22
2.12.1.2. Proses Enkripsi
22
2.12.1.3. Proses Dekripsi
23
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
24
3.1. Pengumpulan dan Sumber Data
24
3.2. Subyek Penelitian
24
3.3. Perancangan Sistem
24
3.3.1. Alur proses enkripsi pesan oleh pengirim
26
3.3.2. Alur proses dekripsi pesan oleh penerima
26
3.3.3. Alur proses enkripsi kunci oleh pengirim
27
3.3.4. Alur proses dekripsi kunci oleh penerima
27
3.4. Diagram Alir
28
3.4.1. Diagram Alir Proses Enkripsi Pesan
28
3.4.2. Diagram Alir Proses Dekripsi Pesan
29
3.5. Analisis Algoritma
31
3.5.1. Kelebihan Algoritma
31
3.5.2. Kekurangan Algoritma
32
3.6. Alat Penelitian
32 Universitas Sumatera Utara
xiii
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
33
4.1. Perancangan keamanan Pesan
33
4.2. Proses Enkripsi
33
4.2.1. Proses Pembangkitan Bilangan Prima
36
4.2.2. Proses Pembangkitan Kunci Elgamal
37
4.2.3.Proses Enkripsi Kunci OTP dengan Elgamal
38
4.3. Proses Dekripsi Pesan – Kunci
41
4.3.1. Proses Dekripsi Kunci OTP dengan Elgamal
41
4.3.2. Proses dekripsi One Time Pad
43
4.4. Hasil Implementasi Pada Program
45
4.4.1. Hasil Penggunaan Kunci Secara Manual
45
4.4.2. Hasil Penggunaan Kunci Secara Acak
51
4.5. Hasil dari Penggabungan Algoritma
52
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
54
DAFTAR PUSTAKA
55
LAMPIRAN 1 DAFTAR PUBLIKASI ILMIAH PENULIS (TESIS)
57
LAMPIRAN 2 LISTING PROGRAM
58
Universitas Sumatera Utara
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Diagram proses enkripsi dan dekripsi
9
Gambar 2.2 Proses Enkripsi dan Dekripsi pada algoritma simetris
12
Gambar 3.1. Proses enkripsi pesan dan pengiriman ciphertext
25
Gambar 3.2. Proses dekripsi pesan – kunci
25
Gambar 3.3. Proses enkripsi pesan oleh penerima
26
Gambar 3.4. Proses dekripsi pesan oleh penerima
27
Gambar 3.5. Proses enkripsi kunci oleh pengirim
27
Gambar 3.6. Proses dekripsi kunci oleh penerima
28
Gambar 3.7. Diagram alir enkripsi one time pad
28
Gambar 3.8. Diagram alir enkripsi ElGamal
29
Gambar 3.9. Diagram alir proses dekripsi one time pad
30
Gambar 3.10. Diagram alir proses dekripsi ElGamal
31
Gambar 4.1. Tampilan Aplikasi
46
Gambar 4.2. Proses Input plainteks dan kunci
47
Gambar 4.3. Message box yang menyatakan bukan prima
48
Gambar 4.4. Input nilai prima yang baru
48
Gambar 4.5. Proses enkripsi pesan dan kunci
49
Gambar 4.6. Pengosongan plainteks dan kunci pada one time pad
50
Gambar 4.7. Proses dekripsi oleh penerima
50
Gambar 4.8. Proses input dkunci dengan fungsi random
51
Gambar 4.9. Proses enkripsi dengan fungsi random
52
Gambar 4.10. Proses Pengaman kunci oleh ElGamal
53
Universitas Sumatera Utara
xv
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 4.1 Nilai Karakter
29
Tabel 4.2 Konversi Blok Karakter ke dalam kode ASCII
31
Tabel 4.3 Perhitungan Enkripsi plaintext
31
Tabel 4.4 Perhitungan dekripsi ciphertext
32
Universitas Sumatera Utara
