Pengertian Kriptografi 

Kriptografi, secara umum adalah ilmu dan seni untuk menjaga kerahasiaan berita [bruce Schneier - Applied Cryptography]. Selain pengertian tersebut terdapat pula pengertian ilmu yang mempelajari teknik-teknik matematika yang berhubungan dengan aspek keamanan informasi seperti kerahasiaan data, keabsahan data, integritas data, serta autentikasi data [A. Menezes, P. van Oorschot and S. Vanstone - Handbook of Applied Cryptography]. Tidak semua aspek keamanan informasi ditangani oleh kriptografi.

Tujuan Kriptografi

Ada empat tujuan mendasar dari ilmu kriptografi ini yang juga merupakan aspek keamanan informasi yaitu :

1. Kerahasiaan, adalah layanan yang digunakan untuk menjaga isi dari informasi dari siapapun kecuali yang memiliki otoritas atau kunci rahasia untuk membuka/mengupas informasi yang telah disandi.

2. Integritas data, adalah berhubungan dengan penjagaan dari perubahan data secara tidak sah. Untuk menjaga integritas data, sistem harus memiliki kemampuan untuk mendeteksi manipulasi data oleh pihak-pihak yang tidak berhak, antara lain penyisipan, penghapusan, dan pensubsitusian data lain kedalam data yang sebenarnya.

3. Autentikasi, adalah berhubungan dengan identifikasi/pengenalan, baik secara kesatuan sistem maupun informasi itu sendiri. Dua pihak yang saling berkomunikasi harus saling memperkenalkan diri. Informasi yang dikirimkan melalui kanal harus diautentikasi keaslian, isi datanya, waktu pengiriman, dan lain-lain.

4. Non-repudiasi., atau nirpenyangkalan adalah usaha untuk mencegah terjadinya penyangkalan terhadap pengiriman/terciptanya suatu informasi oleh yang mengirimkan/membuat.

Jenis-Jenis Kriptografi

Algoritma kriptografi dibagi menjadi tiga bagian berdasarkan kunci yang dipakainya :

1. Kriptografi Simetris

Pengertian Kriptografi Simetris

Kriptografi Simetris adalah : Kode Hill atau lebih dikenal dengan Hill cipher merupakan salah satu algoritma kriptografi kunci simetris dan merupakan salah satu kripto polyalphabetic. Hill cipher diciptakan oleh Lester S. Hill pada tahun 1929 .
Teknik kriptografi ini diciptakan dengan maksud untuk dapat menciptakan cipher yang tidak dapat dipecahkan menggunakanteknik analisis frekuensi. Berbeda dengan caesar cipher, hill cipher tidak mengganti setiap abjad yang sama pada plainteks dengan abjad lainnya yang sama pada cipherteks karena menggunakan perkalian matriks pada dasar enkripsi dan dekripsinya.
Hill cipher merupakan penerapan aritmatika modulo pada kriptografi. Teknik kriptografi ini enggunakan sebuah matriks persegi sebagai kunci berukuran m x m sebagai kunci untuk melakukan enkripsi dan dekripsi. Dasar teori matriks yang digunakan dalam Hill cipher antara lain adalah perkalian antar matriks dan melakukan invers pada matriks
Karena menggunakan matriks sebagai kunci, Hill cipher merupakan algoritma kriptografi kunci simetris yang sulit dipecahkan, karena teknik kriptanalisis seperti analisis frekuensi tidak dapat diterapkan dengan mudah untuk memecahkan algoritma ini. Hill cipher sangat sulit dipecahkan jika kriptanalis hanya memiliki ciphertext saja (chipertext-only), namun dapat dipecahkan dengan mudah jika kriptanalis memiliki ciphertext dan potongan dari plaintext-nya (known-plaintext).

 

Kriptanalisis

Varian dari mesin Enigma, digunakan oleh militer dan otoritas Jerman pada akhir tahun 1920an saat Perang Dunia II, mengimplementasikan jenis chiper polialfabetik elektro-mekanikal yang rumit. Membaca dan memecahkan chiper Enigma di Biro chiper Polandia, selama 7 tahun sebelum perang, dan dekripsi di Bletchley Park, menjadi faktor penting kemenangan sekutu.^[7]

Tujuan dari kriptanalisis ialah untuk menemukan kelemahan dan ketidakamanan skema kriptografi, sehingga memungkinkan peningkatan atau perbaikan.

Terdapat kesalahpahaman umum bahwa setiap metode enkripsi dapat dipecahkan. Hubungan dengan karya Claude Shannon di Bell Labs pada Perang Dunia II, membuktikan bahwa chiper one-time pad tidak dapat dipecahkan, menemukan kunci utama yang acak, tidak pernah dapat digunakan lagi, menyimpan rahasia dari setiap penyerang, dan memiliki panjang yang sama dan lebih besar dari pesan itu sendiri.^[33] Kebanyakan chiper, selain one-time pad, dapat dipecahkan dengan cara komputasional brute force attack, namun jumlah usaha yang dibutuhkan dapat sangat lama tergantung pada besar kunci, sebanding dengan usaha yang dibutuhkan untuk membuat chiper. Pada beberapa kasus, keamanan yang efektif dapat dicapai jika terbuktik bahwa usaha yang dibutuhkan (seperti "faktor kerja", dalam istilah Shannon) melebihi kemampuan dari setiap musuh. Ini berarti bahwa tidak boleh ada metode yang efisien (berbanding terbalik dengan metode brute force yang menghabiskan waktu) dapat ditemukan untuk memecahkan chiper. Sejak tidak ada bukti yang ditemukan, metode one-time-pad tetap secara teoretis merupakan chiper yang tidak dapat dipecahkan.

Terdapat banyak jenis variasi serangan kriptanalitis, dan dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara yang berbeda. Perbedaan yang sama yang diketahui oleh penyerang dan kemampuan yang tersedia. Pada serangan chiperteks saja, kriptanalis memiliki akses hanya pada chiperteks (kriptosistem modern yang baik biasanya secara efektif kebal terhadap serangan cipherteks). Pada serangan teks yang diketahui, kriptanalis memiliki akses pada chiperteks dan teks yang berhubungan (atau pada banyak pasangan). Pada serangan teks yang terpilih, kriptanalis memilih teks dan mempelajari tekschiper yang berhubungan (mungkin beberapa kali); sebagai contoh, istilah gardeing yang digunakan oleh Inggris selama Perang dunia II. Akhirnya, pada serangan chiperteks yang terpilih, kriptanalis dapat memilih chiperteks dan belajar teks yang berhubungan.^[4] Penting untuk diketahui, walaupun dengan jumlah yang sangat besar, ialah sering terjadinya kesalahan (umumnya pada desain atau penggunaan protokol kriptografis.

Monumen Polandia (tengah) kepada kriptologisnya yang memecahkan mesin cipher Enigma Jerman, dimulai pada tahun 1932, dan berakhir pada Perang Dunia II

Kriptanalisis cipher kunci-simetris biasanya melibatkan mencari serangan melawan cipher blok atau cipher aliran yang lebih efisien daripada setiap serangan yang dapat melawan cipher sempurna. Sebagai contoh, serangan brute force sederhana melawan DES membutuhkan satu teks yang diketahui dan dekripsi 2⁵⁵, membutuhkan kira-kira setengah dari kunci yang mungkin, untuk mencapai titik kemungkinan mengetahui kunci dapat ditemukan atau tidak. Namun hal ini tidak cukup menjadi jaminan; serangan kriptanalis linear terhadap DES membutuhkan 2⁴³ teks yang deiketahui dan kira-kira 2⁴³ operasi DES.^[34] Hal ini dianggap sebagai pengembangan dari serangan brute force.

Algoritma kunci-publik didasari pada kesulitan komputasional pada masalah yang beragam. Kesulitan yang paling terkenal ialah faktorisasi integer (seperti algoritma RSA yang didasari pada masalah yang berhubungan dengan faktor integer), namun masalah logaritma diskrit juga penting. Banyak kriptanalisis kunci-publik berhubungan dengan algoritma numerikal untuk menyelesaikan masalah komputasional ini, dan beberapa darinya, efisien (contoh dalam waktu pengerjaan). Sebagai contoh, algoritma yang paling dikenal untuk menyelesaikan kriptografi kurva eliptik versi logaritma diskrit sangat menghabiskan banyak waktu ketimbang algoritma yang paling dikenal untuk faktorisasi, paling tidak untuk masalah dengan besar yang lebih kurang sama. Oleh karena itu, segala hal harus sama, untuk mencapai kekuatan menahan serangan yang sama, teknik enkripsi berbasis faktor harus menggunakan kunci yang lebih besar dari teknik kurva eliptik. Untuk alasan ini, kriptosistem kunci-publik yang didasari pada kurva eliptik telah menjadi lebih dikenal sejak penemuannya pada pertengahan tahun 1990an.

Sementara kriptanalisis menggunakan kelemahan pada algoritma itu sendiri, serangan pada kriptosistem lainnya didasari pada penggunaan dari algoritma pada perangkat yang nyata, yang disebut side-channel attack. Jika kriptanalis memiliki akses pada, sebagai contoh, jumlah waktu yang dibutuhkan perangkat untuk mengenkripsi jumlah teks atau memberikan laporan kesalahan pada password atau karakter pin, dia mungkin dapat menggunakan serangan waktu untuk memecahkan cipher yang paling tidak tahan pada analisis. Penyerang mungkin juga mempelajari pola dan panjang pesan untuk mendapatkan informasi berharga; hal ini dikenal sebagai analisis trafik^[35] dan cukup berguna untuk peringatan serangan. Administrasi kriptosistem yang lemah, seperti mengizinkan kunci yang terlalu pendek, akan membuat setiap sistem menjadi mudah diserang, terlepas dari faktor lainnya. Dan, tentu saja, teknik sosial, dan serangan lain melawan personel yang bekerja dengan kriptosistem atau pesan yang mereka pegang (seperti perampokan, pemerasan, blackmail, espionase, penyiksaan, dll) menjadi serangan yang paling produktif dari semuanya jenis serangan.

Kriptogfari sederhana

 Banyak karya teoritikal kriptografi berkaitan dengan kriptografi sederhana-algoritma dengan sifat kriptografi dasar-dan hubungannya pada masalah kriptografi lainnya. Alat kriptografi yang lebih sulit lalu diciptakan dari kriptografi sederhana ini. Kesederhanaan ini menyediakan sifat yang penting, yang digunakan untuk mengembangkan alat yang lebih kompleks yang disebut kriptosistem atau protokol kriptografi, yang menjamin sifat keamanan level satu atau lebih tinggi. Bagaimanapun, perbedaan antara kriptografi sederhana dan kriptosistem, cukup tipis; sebagai contoh, algoritma RSA kadang disebut kriptosistem, dan kadang sederhana. Contoh tipikal kriptografi sederhana termasuk fungsi pseudorandom, fungsi satu-arah, dll.