Tugas 11 Prinsip Perancangan Block Cipher Oleh: Luthfia 2103015016

Prinsip Perancangan Block Cipher

A. Prinsip-prinsip Perancangan Cipher Blok

• Prinsip Confusion dan Diffusion dari Shannon
• Chiper berulang (iterated chiper)
• Jaringan Feistel (Feistel Network)
• Kotak-S (S-Box)

B. 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

C. 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

D. Diffusion

• Prinsip ini menyebarkan pengaruh satu bit plainteks atau kunci ke sebanyak mungkin chiperteks
• Sebagai contoh, pengubahan kecil pada palinteks sebanyak satu atau dua bit menghasilkan perubahan pada chiperteks yang tidak dapat diprediksi
• Mode CBC dan CFB menggunakan prinsip ini
• Pada algoritma DES, diffusion direalisasikan dengan menggunakan operasi permutasi

E. Cipher Berulang (Iterated Cipher)

• Fungsi tranformasi sederhana yang mengubah plainteks manjadi cipherteks diulang sejumlah kali
• Pada setiap putaran digunkan upa-kunci (subkey) atau kunci putaran (round key) yang dikombinasikan dengan plainteks

F. 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
• Sifat reversible ini membuat kita tidak perlu membuat algoritma baru untuk mendeskripsi cipherteks menjadi plainteks
• Sifat reversible tidak bergantung pada fungsi f sehingga fungsi f dapat dibuat serumit mungkin

G. 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 x 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

____________________

Tanya Jawab

1. Sebutkan dan jelaskan salah satu prinsip keamanan yang digunakan dalam perancangan block cipher!

    Jawab:

Salah satu prinsip keamanan yang digunakan dalam perancangan blok cipher adalah penggunaan kunci rahasia (secret key). Kunci rahasia merupakan nilai yang digunakan dalam proses enkripsi dan dekripsi 

2. Apa yang dimaksud dengan penggantian bit dalam perancangan blok cipher?

    Jawab:

Penggantian bit dalam perancangan block cipher merujuk pada penggantian atau substitusi bit-bit dalam blok plainteks atau cipherteks dengan bit-bit yang lain. Penggantian bit ini dapat dilakukan dengan menggunakan tabel substitusi (S-boxes) yang menghubungkan masukan dengan keluaran bit-bit yang berbeda. Penggantian bit membantu menciptakan efek konfusi dalam enkripsi dan meningkatkan keamanan algoritma blcok cipher.

3. Apa perbedaan antara aliran cipher dan block cipher?

    Jawab:

• Aliran cipher mengenkripsi data bir per bit atau byte per byte, sedangkan block cipher mengenkripsi data dalam blok-blok tetap
• Aliran cipher memanfaatkan algoritma kunci dan aliran kunci untuk menghasilkan keystream yang diterapkan pada plainteks, sedangkan block cipher mengenkripsi blok-blok data secara terpisah dengan menggunakan algoritma kunci yang sama.

4. Berikan contoh dari beberapa block cipher yang populer saat ini!

    Jawab:

• Advanced Encryption Standard (AES)
• Twofish
• Serpent
• Data Encryption Standard (DES)

5. Apa kelemahan dari mode operasi ECB?

    Jawab:

Yaitu kurangnya keamanan dan ketahanan terhadap serangan. Jika blok-blok plainteks yang sama dienkripsi, mereka akan menghasilkan blok cipherteks yang sama. Hal ini dapat memberikan informasi kepada pihak yang tidak berwenang tentang pola dalam data dan memungkinkan adanya serangan plainteks terpilih.

__________________________

Artikel ini dibuat sebagai tugas kuliah, sebagaimana yang tertuang dalam https://onlinelearning.uhamka.ac.id. 

Nama : Luthfia Masruroh Syah

NIM : 2103015016

Kelas : 4D

Prodi : Teknik Informatika