Tugas 11 Bayu Kriptografi 4DTI23

 Kriptografi Modern
(Prinsip Perancangan Block Cipher)

Prinsip-prinsip Perancangan Cipher Blok

1. Prinsip Confusion dan Diffusion dari Shannon.

2. Cipher berulang (iterated cipher)

3. Jaringan Feistel (Feistel Network)

4. Kotak-S (S-box)

1. Prinsip Confusion dan Diffusion dari Shannon.

• Banyak algoritma kriptografi klasik yang telah berhasil dipecahkan karena distribusi statistik plainteks dalam suatu bahasa diketahui.

• Claude Shannon dalam makalah klasiknya tahun 1949, Communication theory of secrecy systems, memperkenalkan prinsip confusion dan diffusion untuk membuat serangan statistik menjadi rumit.

• Dua prinsip tersebut menjadi panduan dalam merancang algoritma kriptografi.

Confusion

• Prinsip ini menyembunyikan hubungan apapun yang ada antara plainteks, cipherteks, dan kunci.

• Prinsip confusion membuat kriptanalis frustasi untuk mencari pola-pola statistik yang muncul pada cipherteks.

• One-Time Pad adalah contoh algoritma yang confuse.

• Confusion dapat direalisasikan dengan menggunakan algoritma substitusi yang kompleks.

• DES mengimplementasikan substitusi dengan menggunakan kotak-S.

Diffusion

• Prinsip ini menyebarkan pengaruh satu bit plainteks atau kunci ke sebanyak mungkin cipherteks.

• Sebagai contoh, pengubahan kecil pada plainteks sebanyak satu atau dua bit menghasilkan perubahan pada cipherteks yang tidak dapat diprediksi.

• Mode CBC dan CFB menggunakan prinsip ini

• Pada algoritma DES, diffusion direalisasikan dengan menggunakan operasi permutasi.

2. Cipher Berulang (Iterated Cipher)

• Fungsi transformasi sederhana yang mengubah plainteks menjadi cipherteks diulang sejumlah kali.

• Pada setiap putaran digunakan upa-kunci (subkey) atau kunci putaran (round key) yang dikombinasikan dengan plainteks.

3. Jaringan Feistel (Feistel Network)

• Jaringan Feistel banyak dipakai pada algoritma kriptografi DES, LOKI, GOST, FEAL, Lucifer, Blowfish, dan lain-lain karena model ini bersifat reversible untuk proses enkripsi dan dekripsi.

4. Kotak-S (S-box)

• Kotak-S adalah matriks yang berisi substitusi sederhana yang memetakan satu atau lebih bit dengan satu atau lebih bit yang lain.

• Pada kebanyakan algoritma cipher blok, kotak-S memetakan m bit masukan menjadi n bit keluaran, sehingga kotak-S tersebut dinamakan kotak m  n S-box.

• Kotak-S merupakan satu-satunya langkah nirlanjar di dalam algoritma, karena operasinya adalah look-up table. Masukan dari operasi look-up table dijadikan sebagai indeks kotak-S, dan keluarannya adalah entry di dalam kotak-S.

• Misalkan masukan adalah 110100
Nomor baris tabel = 10 (baris 2)
Nomor kolom tabel = 1010 (kolom 10)

Jadi, substitusi untuk 110100 adalah entry pada baris 2 dan kolom 10, yaitu 0100 (atau 4 desimal).

Soal-Soal Kriptografi Modern

1. Jelaskan maksud cipher berulang

Jawaban : Cipher berulang, juga dikenal sebagai cipher stream, adalah jenis algoritme kriptografi yang menggunakan rangkaian bit acak, yang disebut kunci stream, untuk melakukan enkripsi atau dekripsi data secara bit demi bit. Dalam cipher berulang, kunci stream dihasilkan berulang kali dan dikombinasikan dengan data teks terang (plaintext) menggunakan operasi XOR (exclusive OR) untuk menghasilkan ciphertext.

2. Jelaskan yang dimaksud Jaringan Feistel (Feistel Network)

Jawaban : Jaringan Feistel, juga dikenal sebagai Feistel Network, adalah struktur kriptografi yang digunakan dalam perancangan cipher blok. Nama "Feistel" diambil dari nama Horst Feistel, seorang kriptografer yang mengembangkan konsep ini pada tahun 1973. Jaringan Feistel sangat umum digunakan dalam algoritme enkripsi seperti DES (Data Encryption Standard) dan AES (Advanced Encryption Standard).

3. Apa itu Kotak-S (S-box)

Jawaban : Kotak-S (S-box), juga dikenal sebagai substitution box, adalah komponen penting dalam desain cipher blok yang digunakan untuk menggantikan atau mengubah nilai-nilai input dengan nilai-nilai output yang berbeda. S-box berfungsi untuk memberikan non-linearitas dan kebingungan dalam proses enkripsi.

4. Bit-Bit untuk kunci untuk enkripsi/dekripsi disebut ....

Jawaban : Keystream

5. Keystream dibangkitkan oleh ....

Jawaban : Keystream Generator 

6. Apa yang dimaksud dengan blok cipher

Jawaban : Cipher blok adalah salah satu jenis algoritme kriptografi yang digunakan untuk melakukan enkripsi dan dekripsi pada blok-blok data dengan ukuran tetap. Dalam cipher blok, data yang akan dienkripsi atau didekripsi dipecah menjadi blok-blok dengan ukuran yang sama, biasanya dalam bentuk bit atau byte.

Proses enkripsi cipher blok melibatkan penggunaan sebuah kunci rahasia yang sama dengan penerima untuk mengubah blok data teks terang (plaintext) menjadi blok data terenkripsi (ciphertext). Proses dekripsi menggunakan kunci yang sama untuk mengembalikan ciphertext menjadi plaintext yang asli.

7. Jelaskan Mengenai Prinsip Confusion dan Diffusion dari Shannon.

Jawaban : Prinsip Confusion (Keacakan): Prinsip Confusion menekankan pada kebutuhan untuk memperkenalkan keacakan dan kompleksitas dalam hubungan antara plaintext dan ciphertext. Ide di balik prinsip ini adalah bahwa hubungan antara plaintext dan ciphertext harus menjadi sekompleks mungkin agar sulit bagi pihak yang tidak berwenang untuk mendapatkan informasi tentang kunci rahasia atau plaintext yang terkait.

Sedangkan Prinsip Diffusion (Penyebaran): Prinsip Diffusion menekankan pada penyebaran informasi dari plaintext ke ciphertext. Ide di balik prinsip ini adalah bahwa perubahan kecil pada plaintext harus menghasilkan perubahan yang signifikan pada ciphertext. Prinsip Diffusion bertujuan untuk mengamankan plaintext yang dikodekan dengan menyebarkan informasi secara merata di seluruh ciphertext.

8. Cipherteks diperoleh dengan mengubah posisi huruf di dalam plaintekls adalah ....

Jawaban : Cipher Transposisi

9.  Cipher yang Termasuk ke dalam cipher abjad-majemuk adalah ....

Jawaban : Vigènere Cipher

10. Hill cipher mudah dipecahkan dengan ....

Jawaban : known-plaintext attack

Source :  https://onlinelearning.uhamka.ac.id