Sistem Chiper Klasik

Sebelum komputer ada, kriptografi dilakukan dengan algoritma berbasis karakter.

Algoritma yang digunakan termasuk ke dalam sistem kriptografi simetri dan digunakan jauh sebelum sistem kriptografi kunci publik ditemukan.

Terdapat sejumlah algoritma yang tercatat dalam sejarah kriptografi (sehingga dinamakan algoritma kriptografi klasik), namun sekarang algoritma tersebut sudah usang karena ia sangat mudah dipecahkan.

Tiga alasan mempelajari algoritma kriptografi klasik:
1. Untuk memberikan pemahaman konsep dasar kriptografi.
2. Dasar dari algoritma kriptografi modern.
3. Dapat memahami potensi-potensi kelemahan sistem chiper.

Algoritma kriptografi klasik:
1. Chiper Substitusi (Substitution Chipers)
2. Chiper Transposisi (Transposition Chipers)










1. Chiper Substitusi

• Ini adalah algoritma kriptografi yang mula-mula digunakan oleh kaisar Romawi, Julius Caesar (sehingga dinamakan juga caesar chiper), untuk menyandikan pesan yang ia kirim kepada para gubernurnya.

• Caranya adalah dengan mengganti (menyulih atau mensubstitusi) setiap karakter dengan karakter lain dalam susunan abjad (alfabet).

• Misalnya, tiap huruf disubstitusi dengan huruf ketiga berikutnya dari susunan akjad. Dalam hal ini kuncinya adalah jumlah pergeseran huruf (yaitu k = 3).


Tabel substitusi:

pi : A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
ci : D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C


Contoh 1. Pesan
AWASI ASTERIX DAN TEMANNYA OBELIX
disamarkan (enskripsi) menjadi

DZDVL DVWHULA GDQ WHPDQQBA REHOLA

Penerima pesan men-dekripsi chiperteks dengan menggunakan tabel substitusi, sehingga chiperteks

DZDVL DVWHULA GDQ WHPDQQBA REHOLA

dapat dikembalikan menjadi plainteks semula:

AWASI ASTERIX DAN TEMANNYA OBELIX





Jenis-jenis Chiper Subsbtitusi

a. Chiper abjad-tunggal (monoalphabetic chiper atau chiper substitusi sederhana - simple substitution chiper)
Satu karakter di plainteks diganti dengan satu karakter yang bersesuaian. Jadi, fungsi chipering-nya adalah fungsi satu-ke-satu.

Jika plainteks terdiri dari huruf-huruf abjad, maka jumlah kemungkinan susunan huruf-huruf chiperteks yang dapat dibuat adalah sebanyak

26! = 403.291.461.126.605.635.584.000.000

Caesar chiper adalah kasus khusus dari chiper abjad tunggal di mana susunan huruf chiperteks diperoleh dengan menggeser huruf-huruf alfabet sejauh 3 karakter.

ROT13 adalah program enkripsi sederhana yang ditemukan pada sistem UNIX. ROT13 menggunakan chiper abjad-tunggal dengan pergeseran k = 13 (jadi, huruf A diganti dengan N, B diganti dengan O, dan seterusnya).

Enkripsi arsip dua kali dengan ROT13 menghasilkan arsip semula:

P = ROT13(ROT13(P))


b. Chiper substitusi homofonik (Homophonic substitution chiper)
Seperti chiper abjad-tunggal, kecuali bahwa setiap karakter di dalam plainteks dapat dipetakan ke dalam salah satu dari karakter chiperteks yang mungkin. Misalnya huruf A dapat berkoresponden dengan 7, 9, atau 16, huruf B dapat berkoresponden dengan 5, 10, atau 23 dan seterusnya.

Fungsi chipering-nya memetakan satu-ke-banyak (one-to-many).

Chiper substitusi homofonik digunakan pertama kali pada tahun 1401 oleh wanita bangsawan Mantua.

Chiper substitusi homofonik lebih sulit dipecahkan daripada chiper abjad-tunggal. Namun, dengan known-plaintext attack, chiper ini dapat dipecahkan, sedangkan dengan chipertext-only attack lebih sulit.

c. Chiper abjad-majemuk (Polyalpabetic substitution chiper )
Merupakan chiper substitusi-ganda (multiple-substitution chiper) yang melibatkan penggunaan kunci berbeda.

Chiper abjad-majemuk dibuat dari sejumlah chiper abjad-tunggal, masing-masing dengan kunci yang berbeda.

Kebanyakan chiper abjad-majemuk adalah chiper substitusi periodik yang didasarkan pada periode m.

Misalkan plainteks P adalah

P = p1p2 … pmpm+1 … p2m …

maka chiperteks hasil enkripsi adalah

Ek(P) = f1(p1) f2(p2) … fm(pm) fm+1(pm+1) … f2m(p2m) …

yang dalam hal ini pi adalah huruf-huruf di dalam plainteks.

Untuk m = 1, chiper-nya ekivalen dengan chiper abjad-tunggal.

Contoh chiper substitusi periodik adalah chiper Vigenere yang ditemukan oleh kriptologi Perancis, Blaise de Vigenere pada abad 16. Misalkan K adalah deretan kunci

K = k1 k2 … km

yang dalam hal ini ki untuk 1  i  m menyatakan jumlah pergeseran pada huruf ke-i. Maka, karakter chiperteks yi(p) adalah

yi(p) = (p + ki) mod n (5)

Misalkan periode m = 20, maka 20 karakter pertama dienkripsi dengan persamaan (5), dimana setiap karakter ke-i menggunakan kunci ki. Untuk 20 karakter berikutnya, kembali menggunakan pola enkripsi yang sama.

Chiper abjad-majemuk ditemukan pertama kali oleh Leon Battista pada tahun 1568. Metode ini digunakan oleh tentara AS selama Perang Sipil Amerika.

Meskipun chiper abjad-majemuk dapat dipecahkan dengan mudah (dengan bantuan komputer), namun anehnya banyak program keamanan komputer (computer security) yang menggunakan chiper jenis ini.