Algoritma RSA: Cara Kerja, Keunggulan, dan Penerapan dalam Keamanan Digital

Algoritma Kriptografi RSA: Pondasi Keamanan Digital Modern

RSA adalah salah satu algoritma kriptografi kunci publik paling terkenal dan digunakan luas di dunia. Diperkenalkan pada tahun 1977 oleh Ron Rivest, Adi Shamir, dan Leonard Adleman—dari inisial nama mereka lah RSA mendapat namanya. Hingga kini, RSA menjadi pilar utama dalam sistem keamanan internet, termasuk enkripsi komunikasi dan tanda tangan digital.

Konsep Dasar

Berbeda dari enkripsi simetris yang menggunakan satu kunci, RSA menggunakan dua kunci:

• Kunci Publik – dapat dibagikan ke siapa saja untuk mengenkripsi data.
• Kunci Privat – dirahasiakan oleh pemilik untuk mendekripsi data atau membuat tanda tangan digital.

Prinsip keamanannya bergantung pada kesulitan memfaktorkan bilangan bulat besar menjadi dua bilangan prima.

Cara Kerja RSA (Ringkas)

1. Pembangkitan Kunci
   Pilih dua bilangan prima besar p dan q, hitung n = p × q, lalu φ(n) = (p − 1) × (q − 1). Pilih e yang relatif prima dengan φ(n) dan hitung d sebagai kebalikan e (mod φ(n)). Kunci publik = (e, n), kunci privat = (d, n).
2. Enkripsi: c = me mod n
3. Dekripsi: m = cd mod n
4. Tanda Tangan Digital: Pengirim mengenkripsi hash pesan dengan kunci privat, penerima memverifikasi dengan kunci publik.

Kelebihan RSA

• Keamanan Tinggi berkat kesulitan faktorisasi bilangan besar.
• Distribusi Kunci Sederhana tanpa perlu berbagi kunci rahasia sebelumnya.
• Serbaguna untuk enkripsi dan tanda tangan digital.

Kekurangan RSA

• Kecepatan Lebih Lambat dibanding algoritma simetris seperti AES.
• Ukuran Kunci Besar (2048 bit atau lebih) menambah beban komputasi.

Penerapan di Dunia Nyata

• HTTPS/SSL/TLS untuk melindungi koneksi web.
• Email aman (PGP/GPG) untuk menjaga kerahasiaan pesan.
• Tanda tangan digital pada dokumen elektronik dan transaksi e-banking.

RSA vs. Algoritma Modern

Algoritma berbasis kurva eliptik (ECC) semakin populer karena kunci lebih kecil dengan keamanan setara, namun RSA tetap menjadi standar penting dengan kompatibilitas luas.

Tips Praktis

• Gunakan kunci minimal 2048 bit; 3072–4096 bit untuk data jangka panjang.
• Kombinasikan RSA dengan algoritma simetris seperti AES untuk efisiensi.

Jadi Algoritma RSA adalah tonggak penting dalam kriptografi modern. Dengan konsep kunci publik–privat dan ketahanan terhadap faktorisasi bilangan besar, RSA terus menjadi fondasi utama keamanan digital, dari transaksi perbankan hingga komunikasi internet.

Read More

Algoritma Kriptografi GOST: Standar Enkripsi Rusia

 Apa itu Algoritma GOST ?

GOST adalah singkatan dari Gosudarstvennyy Standard (Standar Negara) yang digunakan Rusia untuk menyebut serangkaian algoritma kriptografi resmi. Dikenalkan sejak akhir era Uni Soviet, GOST menjadi pondasi keamanan informasi nasional Rusia, setara dengan peran AES (Advanced Encryption Standard) di tingkat global.

Jenis-Jenis Algoritma GOST

1. GOST 28147-89 (Block Cipher)

   • Panjang kunci: 256 bit

   • Panjang blok: 64 bit

   • Menggunakan 32 ronde Feistel network untuk enkripsi dan dekripsi.

2. GOST R 34.11 (Hash Function)

   • Versi 1994 dan 2012, setara dengan keluarga SHA.

   • Digunakan untuk pemeriksaan integritas data dan tanda tangan digital.

3. GOST R 34.10 (Digital Signature)

   • Berdasarkan kriptografi kurva eliptik (ECC).

   • Memungkinkan pembuatan tanda tangan digital yang aman.

Cara Kerja GOST 28147-89 (Ringkas)

Data dipecah menjadi blok 64-bit, lalu diproses melalui 32 ronde operasi Feistel: substitusi, rotasi, dan XOR dengan kunci 256-bit. Hasilnya adalah ciphertext yang hanya dapat didekripsi dengan kunci yang sama.

Kelebihan

• Kunci 256-bit memberi ketahanan tinggi terhadap brute force.

• Telah digunakan dan diuji puluhan tahun di infrastruktur Rusia.

• Cocok untuk enkripsi komunikasi, VPN, dan tanda tangan digital.

Keterbatasan

• Tidak sepopuler AES, sehingga dukungan perangkat lunak global terbatas.

• Versi hash lama (1994) memiliki kelemahan terhadap kriptanalisis modern.

• Implementasi yang tidak tepat dapat membuka celah keamanan.

Penerapan Nyata

GOST digunakan di sistem keuangan dan pemerintahan Rusia, termasuk enkripsi komunikasi, pengamanan data militer, serta verifikasi dokumen resmi. Beberapa pustaka open-source seperti OpenSSL menyediakan modul opsional untuk GOST agar kompatibel dengan sistem internasional.

Perbandingan Singkat: GOST vs AES

      Aspek                  GOST 28147-89                AES-256

Panjang Kunci	256 bit	128/192/256 bit
Panjang Blok	64 bit	128 bit
Popularitas	Terutama Rusia	Global

Algoritma kriptografi GOST merupakan pilar keamanan digital Rusia yang tetap relevan hingga kini. Dengan panjang kunci 256-bit dan varian modern untuk hash dan tanda tangan digital, GOST menjadi pilihan penting bagi aplikasi yang menargetkan ekosistem Rusia atau bagi peneliti yang ingin mempelajari standar enkripsi alternatif.

Read More

ALGORITMA VIGENERE CHIPER

Kali ini saya akan membahas tentang Kriptografi yang menggunakan Algoritma Vigenere, jika anda akan melakukan sebuah enkripsi yang pertama harus ada pesan yang akan di-enkripsi, kemudian harus ada key (kunci) dan anda harus menyiapkan deretan abjad, karakter, dll, tetapi dalam percobaan kali ini saya hanya menggunakan deretan abjad saja, dari deretan ini akan saya beri sebuah variabel 'mapVigenere'. Misal mapVigenere = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz " untuk sementara itu kita akan menggunakan abjad yang biasa saja, nanti jika ini sudah selesai silahkan anda bisa tambahkan sendiri seperti huruf besar (kapital), karakter, dll.

Misalnya sebuah pesan yang akan di enkripsi adalah "sepeda" dan key (kunci)-nya adalah "frfrfr", jadi kita harus melakukan beberapa perhitungan perkarakter jadi yang nantinya si-program akan membaca Pesan dan Key perkarakter. Key berfungsi sebagai kunci yang akan kita gunakan untuk  peng-enkripsian, panjang key harus sama dengan panjang pesan dan mengikuti pola karena pola yang saya gunakan adalah fr, maka fr tersebut di ulang 3 kali, jika polanya adalah fra maka fra diulang sampai panjang key sama dengan panjang pesan. 

Berikut dibawah ini rumus dan aturan bagaimana untuk enkripsi menggunakan vigenere :
Ci = Pi + Ki

Jika Ci > panjang mapVigenere maka Ci - panjang mapVigenere
Ket : 

1. Ci adalah chiper indeks ke i

2. Pi adalah pesan indeks ke i

3. Key adalah key indeks ke i

Maksud dari indeks tersebut adalah nilai dari deret huruf, karakter, dll. Misal indeks Pi = 0 maka nilai Pi adalah s, karena s berada pada indeks 0, jika indeks Pi = 1 maka nilai Pi adalah e, karena e berada pada indeks 1.

Untuk melakukan perhitungan dengan rumus tersebut pertama kita harus mengetahui nilai dari Pi dan Ki, jika indeks Pi = 0 maka Pi akan merejuk ke 's' dan jika indeks Ki = 0 maka Ki akan merujuk ke 'f', untuk mengambil nilai dari Pi = 's' dan Ki = 'f' kita bisa mencocokkan dengan mapVigenere yang tadi kita buat, coba kita cek huruf 's' dan 'f' berada pada posisi berapa, karena kita menggunakan indeks lakukan perhitungan mulai dari 0 - n, maka akan di peroleh nilai dari Pi = s --> 18 dan Ki = f --> 5, langsung kita tambahkan dengan rumus Ci = Pi + Ki, jadi Ci = 18 + 5 = 23, karena 23 < panjang mapVigenere maka kita biarkan saja nilai tersebut, dan nilai Ci-0 sudah ketemu, lalu kita akan mencari nilai Ci-1, Ci-2, sampai Ci-5.

Mencari nilai Ci-1
Pi = e --> 4
Ki = r -- > 17
Ci = 4 + 17 = 21

Mencari nilai Ci-2
Pi = p --> 15
Ki = f -- >5
Ci = 4 + 17 = 20

Mencari nilai Ci-3
Pi = e --> 4
Ki = r -- > 17
Ci = 4 + 17 = 21

Mencari nilai Ci-4
Pi = d -->3
Ki = f -- > 5
Ci = 4 + 17 = 8


Mencari nilai Ci-5
Pi = a --> 0
Ki = r -- > 17
Ci = 4 + 17 = 17

jadi, dari nilai deret Ci adalah 23, 21, 20, 21, 8, 17, dari deret inilah lalu kita akan mencocokkan dengan mapVigenere/mencari huruf dengan indeks ke 23, 21, dst jadi :
Huruf indeks ke-23 : x
Huruf indeks ke-21 : v
Huruf indeks ke-20 : u
Huruf indeks ke-21 : v 
Huruf indeks ke-8 : i
Huruf indeks ke-17 : r   

Jadi, hasil enkripsi yang di dapat dari pesan "sepeda" menghasilkan chiper text (pesan terenkripsi) yaitu "xvuvir", ingat chiper text ini hasilnya akan berbeda tergantung pada mapVigenere dan Key, 

Jika proses enkripsi sudah selesai, lalu sekarang kita akan belajar bagaimana untuk men-dekripsikan chipertext tersebut, yang pertama harus ada chipertext dahulu (pesan terenkripsi) tidak mungkin mau mendekripsikan tanpa adanya chipertext tersebut :-p, lalu persyaratan berikutnya harus mengetahui mapViginere dan Key, kedua persyaratan ini isi/nilainya harus sama waktu kita melakukan proses enkripsi tadi, jika tidak sama maka pesan yang didekripsikan tidak bisa kembali seperti semula.

Berikut rumus dibawah ini dan bagaimana aturan untuk dekripsi menggunakan vigenere :
Ci = Pi - Ki

Jika Ci < 0 maka Ci + panjang mapVigenereKet : 

1. Ci adalah chiper indeks ke i

2. Pi adalah pesan indeks ke i

3. Key adalah key indeks ke i

Caranya sama kita akan mencari nilai Ci-0 sampai Ci-5.
Mencari nilai Ci-0
Pi = x --> 23
Ki = f -- > 5
Ci = 23 - 5 = 18

Mencari nilai Ci-1
Pi = v --> 21
Ki = r -- > 17
Ci = 21 - 17 = 4

Mencari nilai Ci-2
Pi = u --> 20
Ki = f -- > 5
Ci = 20 - 5 = 15

Mencari nilai Ci-3
Pi = v --> 21
Ki = r -- > 17
Ci = 21 - 17 = 4

Mencari nilai Ci-4
Pi = i --> 8
Ki = f -- > 5
Ci = 8 - 5 = 3

Mencari nilai Ci-5
Pi = r --> 17
Ki = r -- > 17
Ci = 17 - 17 = 0


Dari proses diatas diperoleh deret bilangan Ci = 18, 4, 15, 4, 3, 0, lalu dari deret ini silahkan anda cocokkan ke mapVigenere, maka :
Ci-0 --> 18 = s
Ci-1 --> 4 = e
Ci-2 --> 15 = p
Ci-3 --> 4 = e
Ci-4 --> 3 = d
Ci-5 --> 0 = a

Jadi, hasil dekripsi dari chipertext "xvuvir" adalah "sepeda" , Jika anda ingin tahu seperti apa programnnya klik disini, tapi ingat passwordnya masih manual jadi anda harus mengulang pola passwordnya dan aplikasi ini hanya menerima inputan huruf besar saja dan masih belum bisa membaca spasi, karakter dan lain-lain.

Untuk Source code algoritma Vigenere dapat di download disini 

Sekian dulu teman-teman, semoga bermanfaat.  :)

Read More

Metode Algoritma DES

DES ( Data Encryption Standard)

DES (Data Encryption Standard) adalah algoritma cipher blok yang populer karena dijadikan standard algoritma enkripsi kunci-simetri, meskipun saat ini standard tersebut telah digantikan dengan algoritma yang baru, AES, karena DES sudah dianggap tidak aman lagi. Sebenarnya DES adalah nama standard enkripsi simetri, nama algoritma enkripsinya sendiri adalah DEA (Data Encryption Algorithm), namun nama DES lebih populer daripada DEA. Algoritma DES dikembangkan di IBM dibawah kepemimpinan W.L. Tuchman pada tahun 1972. Algoritma ini didasarkan pada algoritma Lucifer yang dibuat oleh Horst Feistel. Algoritma ini telah disetujui oleh National Bureau of Standard (NBS) setelah penilaian kekuatannya oleh National Security Agency (NSA) Amerika Serikat.

DES termasuk ke dalam sistem kriptografi simetri dan tergolong jenis cipher blok. DES beroperasi pada ukuran blok 64 bit. DES mengenkripsikan 64 bit plainteks menjadi 64 bit cipherteks dengan menggunakan 56 bit kunci internal (internal key) atau upa-kunci (subkey). Kunci internal dibangkitkan dari kunci eksternal (external key) yang panjangnya 64 bit.

Gambar 6.1 Skema global algoritma DES

Skema global dari algoritma DES adalah sebagai berikut (lihat Gambar 6.1):

1. Blok plainteks dipermutasi dengan matriks permutasi awal (initial permutation atau IP).

2. Hasil permutasi awal kemudian di-enciphering- sebanyak 16 kaH (16 putaran). Setiap putaran menggunakan kunci internal yang berbeda.

3. Hasil enciphering kemudian dipermutasi dengan matriks permutasi balikan (invers initial permutation atau IP^-1 ) menjadi blok cipherteks.

Di dalam proses enciphering, blok plainteks terbagi menjadi dua bagian, kiri (L) dan kanan R), yang masing-masing panjangnya 32 bit. Kedua bagian ini masuk ke dalam 16 putaran DES. Pada setiap putaran i, blok R merupakan masukan untuk fungsi transformasi yang ;isebut f. Pada fungsi f, blok R dikombinasikan dengan kunci internal K,. Keluaran dai =angsi f di-XOR-kan dengan blok L untuk mendapatkan blok R yang baru. Sedangkan blok - yang baru langsung diambil dari blok R sebelumnya. Ini adalah satu putaran DES. Secara watematis, satu putaran DES dinyatakan sebagai

L_i=R_i-1 (6.1)

R _i=L _i-1 f(R_i-1, K _i) (6.2)

Gambar 6.3 memperlihatkan skema algoritma DES yang lebih rinci. Satu putaran DES merupakan model jaringan Feistel (lihat Gambar 6.2). Perlu dicatat dari Gambar 6.2 bahwa ika (L,6, R,6) merupakan keluaran dari putaran ke-16, maka (R,6, L,s) merupakan pra­:ipherteks (pre-ciphertext) dari enciphering ini. Cipherteks yang sebenarnya diperoleh dengan melakukan permutasi awal balikan, IP-1, terhadap blok pra-cipherteks.

Gambar 6.2. Jaringan Feistel untuk satu putaran DES

Gambar 6.3 Algoritma Enkripsi dengan DES Permutasi Awal

Sebelum putaran pertama, terhadap blok plainteks dilakukan permutasi awal (initial-permutation atau IP). Tujuan permutasi awal adalah mengacak plainteks sehingga urutan bit-bit di dalamnya berubah. Pengacakan dilakukan dengan menggunakan matriks permutasi awal berikut ini:

Cara membaca tabel/matriks: dua entry ujung kiri atas (58 dan 50) artinya:

"pindahkan bit ke-58 ke posisi bit 1"

"pindahkan bit ke-50 ke posisi bit 2", dst

Pembangkitan Kunci Internal

Karena ada 16 putaran, maka dibutuhkan kunci internal sebanyak 16 buah, yaitu K,, Kz, ...,K₁₆. Kunci-kunci internal ini dapat dibangkitkan sebelum proses enkripsi atau bersamaan dengan proses enkripsi. Kunci internal dibangkitkan dari kunci eksternal yang diberikan oleh pengguna. Kunci eksternal panjangnya 64 bit atau 8 karakter.

Misalkan kunci eksternal yang tersusun dari 64 bit adalah K. Kunci eksternal ini menjadi masukan untuk permutasi dengan menggunakan matriks permutasi kompresi PC- 1 sebagai berikut:

Dalam permutasi ini, tiap bit kedelapan (parity bit) dari delapan byte kunci diabaikan. Hasil 7-ermutasinya adalah sepanjang 56 bit, sehingga dapat dikatakan panjang kunci DES adalah 56 bit. Selanjutnya, 56 bit ini dibagi menjadi 2 bagian, kiri dan kanan, yang masing-masing nanjangnya 28 bit, yang masing-masing disimpan di dalam Co dan DO:

CO: berisi bit-bit dari K pada posisi

57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 1, 58, 50, 42, 34, 26, 18

10, 2, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 3, 60, 52, 44, 36

Do: berisi bit-bit dari K pada posisi

63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7, 62, 54, 46, 38, 30, 22

14, 6, 61, 53, 45, 37, 29, 21, 13, 5, 28, 20, 12, 4

Selanjutnya, kedua bagian digeser ke kiri (left shift) sepanjang satu atau dua bit bergantung pada tiap putaran.

Read More

Metode Algoritma AES

AES (Advanced Encryption Standard)      

      Advanced Encryption Standard (AES) merupakan standar enkripsi dengan kunci-simetris yang diadopsi oleh pemerintah Amerika Serikat. Standar ini terdiri atas 3 blok cipher, yaitu AES-128, AES-192 and AES-256, yang diadopsi dari koleksi yang lebih besar yang awalnya diterbitkan sebagai Rijndael. Masing-masing cipher memiliki ukuran 128-bit, dengan ukuran kunci masing-masing 128, 192, dan 256 bit. AES telah dianalisis secara luas dan sekarang digunakan di seluruh dunia, seperti halnya dengan pendahulunya, Data Encryption Standard (DES).

      AES diumumkan oleh Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) sebagai Standar Pemrosesan Informasi Federal (FIPS) publikasi 197 (FIPS 197) pada tanggal 26 November 2001 setelah proses standardisasi selama 5 tahun, di mana ada 15 desain enkripsi yang disajikan dan dievaluasi, sebelum Rijndael terpilih sebagai yang paling cocok. AES efektif menjadi standar pemerintah Federal pada tanggal 26 Mei 2002 setelah persetujuan dari Menteri Perdagangan. AES tersedia dalam berbagai paket enkripsi yang berbeda. AES merupakan standar yang pertama yang dapat diakses publik dan sandi-terbuka yang disetujui oleh NSA untuk informasi rahasia.

      Rijndael dikembangkan oleh dua kriptografer Belgia, Joan Daemen dan Vincent Rijmen, dan diajukan oleh mereka untuk proses seleksi AES. Rijndael (diucapkan [rɛinda ː l]) adalah permainan kata dari kedua nama penemu.

Contoh Enkripsi Pesan :

·    Pesan : BUDIDARM A

·    Kunci : ABCDEFGH I

M aka langkah-langkahnya sep erti di bawah ini :

·    Plainteks 1(B) 20(U) 3(D)  8(I) 3(D) 0(A) 17(R) 12(M ) 0(A)

·    Kunci     0(A)   1(B) 2(C) 3(D) 4(E) 5(F)    6(G)   7(H)   8(I)

·    -------------------------------------------------------------------------- +

·    Hasil mod  26 1 21 5 11 7 5 23 19 8

·    Chiperteks B V F L H F X T I

Jadi Chip erteks y ang di hasilkan y aitu : BVFLHFXT I Deskrip si p esan, perhatikan langkah di bawah ini :

·    Chiperteks 1(B) 21(V) 5(F) 11(L) 7(H) 5(F) 23(X) 19(T ) 8(I)

·    Kunci       0(A)    1(B) 2(C)   3(D) 4(E) 5(F)    6(G)  7(H) 8(I)

·    ---------------------------------------------------------------------------- -

·    Hasil mod 26 1 20 3 8 3 0 17 12 0

·    Plainteks B U D I D A R M A

Jadi Plainteks y aitu : BUDIDARM A

Read More

Algoritma RC4

Sejarah RC4

Algoritma kriptografi Rivest Code 4 (RC4) merupakan salah satu algoritma kunci simetris dibuat oleh RSA Data Security Inc (RSADSI) yang berbentuk stream chipper. Algoritma ini ditemukan pada tahun 1987 oleh Ronald Rivest dan menjadi simbol keamanan RSA(merupakan singkatan dari tiga nama penemu: Rivest Shamir Adleman). RC4 merupakan enkripsi stream simetrik proprietaryyang dibuat oleh RSA Data Security Inc (RSADSI). Penyebarannya diawali dari sebuah source code yang diyakini sebagai RC4 dan dipublikasikan secara 'anonymously' pada tahun 1994. Algoritma yang dipublikasikan ini sangat identik dengan implementasi RC4 pada produk resmi. RC4 digunakan secara luas pada beberapa aplikasi dan umumnya dinyatakan sangat aman. Sampai saat ini diketahui tidak ada yang dapat memecahkan/membongkarnya, hanya saja versi ekspor 40 bitnya dapat dibongkar dengan cara "brute force" (mencoba semua kunci yang mungkin). RC4 tidak dipatenkan oleh RSADSI, hanya saja tidak diperdagangkan secara bebas (trade secret). RC4 adalah salah satu bentuk stream cipher yang banyak digunakan pada protokol-protokol enkripsi, antara lain WEP, WPA, dan SSL/TSL.RC4 merupakan salah satu jenis stream cipher, yaitu memproses unit atau input data, pesan atau informasi pada satu saat. Unit atau data pada umumnya sebuah byte atau bahkan kadang kadang bit (byte dalam hal RC4). Dengan cara ini enkripsi atau dekripsi dapat dilaksanakan pada panjang yang variabel. Algoritma ini tidak harus menunggu sejumlah input data, pesan atau informasi tertentu sebelum diproses, atau menambahkan byte tambahan untuk mengenkrip. Contoh stream cipheradalah RC4, Seal, A5, Oryx, dan lain-lain. Tipe lainnya adalah block cipher yang memproses sekaligus sejumlah tertentu data (biasanya 64 bit atau 128 bit blok), contohnya : Blowfish, DES, Gost, Idea, RC5, Safer, Square, Twofish, RC6, Loki97, dan lain-lain.

Deskripsi Kerja Algoritma RC4

Algoritma RC4 menggunakan dua buah S-Box yaitu array sepanjang 256 yang berisi permutasi dari bilangan 0 sampai 255, dan S-Box kedua, yang berisi permutasi merupakan fungsi dari kunci dengan panjang yang variable. RC4 membangkitkan aliran bit pseudorandom (keystream ). Seperti halnya stream cipher, ini dapat digunakan untuk enkripsi dengan menggabungkan plaintextmenggunakan XOR , dekripsi dilakukan dengan cara yang sama (karena eksklusif-atau adalah operasisimetris). Mirip dengan cipher Vernam kecuali bahwa bit pseudorandom yang dihasilkan, bukan aliran disiapkan, yang digunakan Untuk menghasilkan keystream, cipher menggunakan suatu keadaan internal rahasia yang terdiri dari dua bagian:

    1.  Sebuah permutasi dari semua 256 byte mungkin (dilambangkan "S" di bawah).

    2.  Dua 8-bit indeks-pointer (dilambangkan "i" dan "j").

Permutasi diinisialisasi dengan kunci panjang variabel, biasanya antara 40 dan 256 bit, menggunakan algoritma key-scheduling (KSA). Selanjutnya, aliran bit yang dihasilkan dengan menggunakan algoritma pseudo-acak generasi (PRGA).

Lebih spesifiknya, RC4 beroperasi dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1) Melakukan inisialisasi nilai S

Cara kerja algoritma RC4 yaitu inisialisasi SBox pertama, S[0],S[1],...,S[255], dengan bilangan 0 sampai 255. Pertama isi secara berurutan S[0] = 0, S[1] =1,...,S[255] = 255. Kenudian inisialisasi array lain (S-Box lain), misal array K dengan panjang 256. Isi array K dengan kunci yang diulangi sampai seluruh array K[0], K[1],...,K[255] terisi seluruhnya. Proses inisialisasi S-Box (Array S), Secara pseudocode, langkah ini dapat dituliskan sebagai berikut :

for i from 0 to 255     S[i] := i endfor j := 0 for i from 0 to 255     j := (j + S[i] + key[i mod keylength]) mod 256     swap values of S[i] and S[j] endfor

2) Pencarian nilai keystream (k)

Pencarian nilai keystream dilakukan dengan melakukan pertukaran lagi antar elemen S, tetapi salah satu nilai S kemudian disimpan pada k yang kemudian digunakan sebagai keystream. Lebih jelasnya dapat dilihat pada pseudocode dibawah ini

i := 0 j := 0 while GeneratingOutput:     i := (i + 1) mod 256     j := (j + S[i]) mod 256     swap values of S[i] and S[j]     K := S[(S[i] + S[j]) mod 256]     output K endwhile

nilai k inilah yang kemudian digunakan sebagai keystream.

3) Operasi XOR k dengan plaintext

nilai k yang sudah didapatkan dari langkah di atas kemudian dimasukkan dalam operasi XOR dengan plaintext yang ada, dengan sebelumnya pesan dipotong-potong terlebih dahulu menjadi byte-byte. Setelah operasi ini dilakukan, langkah 1) kembali dilakukan untuk mendapatkan indeks baru dari setiap elemen S.

Kelemahan Algoritma RC4

            Salah satu kelemahan dari RC4 adalah terlalu tingginya kemungkinan terjadi tabel S-box yang sama, hal ini terjadi karena kunci user diulang-ulang untuk mengisi 256 bytes, sehingga 'aaaa' dan 'aaaaa' akan menghasilkan permutasi yang sama. Untuk mengatasi ini maka pada implementasinya nanti kita menggunakan hasil hash 160 bit SHA dari password kita untuk mencegah hal ini terjadi. Kekurangan lainnya ialah karena enkripsi RC4 adalah XOR antara data bytes dan pseudo-random byte stream yang dihasilkan dari kunci, maka penyerang akan mungkin untuk menentukan beberapa byte pesan orisinal dengan meng-XOR dua set cipher byte, bila beberapa dari pesan input diketahui (atau mudah untuk ditebak). Untuk mengatasinya pada aplikasinya kita menggunakan initialization vector (IV) yang berbeda-beda untuk setiap data, sehingga bahkan untuk file yang sama akan dihasilkan ciphertext yang berbeda. IV ini tidak perlu dirahasikan karena digunakan hanya agar setiap proses enkripsi akan menghasilkan ciphertext yang berbeda.

Untuk lebih meningkatkan keamanan dari metoda ini dapat juga mengembangkan inisialisasi kunci yang baru yang kita sebut saja inisialisasi SK (strengtened key), pada proses ini kunci user di-expandhingga 260 byte (tetapi kemudian hanya 256 byte saja yang digunakan) dengan menggunakan SHA-1, caranya pertama kunci user dijadikan kunci, kemudian 1-20 byte pertama pada buffer diproses dengan SHA kemudian digestnya diletakan pada 20 byte pertama, kemudian diambil byte 1-40 diproses dengan SHA dan hasilnya diletakan mulai pada byte 20, berikutnya byte 1-60 hasilnya diletakkan pada mulai byte 40, dan seterusnya. Kemudian buffer ini dienkrip dengan RC4, lalu buffer dijadikan kunci kembali, proses terakhir ini diulang sebanyak 16 kali untuk mencoba mencampur dengan baik sehingga dihasilkan kunci yang se-random mungkin.

Untuk lebih jelas tetang proses ini dapat dilihat pada listing. Penggunaan SHA pada proses inisialisasi kunci bukanlah hal yang baru, hal ini dapat dilihat pada proses inisialisasi kunci SEAL misalnya. Penggunaan proses primitif enkripsi pada inisialisasi kunci juga digunakan juga pada Blowfish ataupun Cobra-128. Secara teoritis dengan proses ini akan ekivalen dengan menggunakan kunci sebesar 2048 bit, walaupun penulis sendiri tidak yakin akan hal ini (mungkin pembaca ada yang bisa memberikan tanggapan). Metoda ini tampaknya sedikit lebih rumit dari pada inisialisasi kunci standar, tetapi pada Pentium 133 prosesnya hanya memerlukan waktu kurang sari 10ms saja. Metoda ini walaupun kami anggap lebih kuat, tetapi belum teruji sehingga dalam penerapan aplikasinya terdapat dua pilihan yaitu dengan metoda SK ini atau dengan metoda standar.

Read More