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.

Block Cipher

Block-cipher adalah skema algoritma sandi yang akan membagi-bagi teks terang yang akan dikirimkan dengan ukuran tertentu (disebut blok) dengan panjang t, dan setiap blok dienkripsi dengan menggunakan kunci yang sama. Pada umumnya, block-cipher memproses teks terang dengan blok yang relatif panjang lebih dari 64 bit, untuk mempersulit penggunaan pola-pola serangan yang ada untuk membongkar kunci. Untuk menambah kehandalan model algoritma sandi ini, dikembangkan pula beberapa tipe proses enkripsi, yaitu :

• ECB, Electronic Code Book
• CBC, Cipher Block Chaining
• OFB, Output Feed Back
• CFB, Cipher Feed Back

Stream-Cipher

Stream-cipher adalah algoritma sandi yang mengenkripsi data persatuan data, seperti bit, byte, nible atau per lima bit(saat data yang di enkripsi berupa data Boudout). Setiap mengenkripsi satu satuan data di gunakan kunci yang merupakan hasil pembangkitan dari kunci sebelum.

kriptografi symmetric key terbagi menjadi dua yaitu block cipher dan stream cipher
Algoritma-algoritma sandi symmetric key/kunci-simetris: DES (Data Encryption Standard), blowfish, twofish, MARS, IDEA, 3DES , AES – Advanced Encryption Standard, dll

Algoritma kriptografi adalah algoritma yang berfungsi untuk melakukan tujuan dari ilmu kriptografi itu sendiri. Algoritma kriptografi terdiri dari 2 bagian fungsi, yaitu :

1. ENKRIPSI (encryption), dan
2. DEKRIPSI (decryption).

Shannon mengatakan bahwan Algoritma kriptografi harus memiliki kekuatan untuk melakukan konfusi dan difusi.

• KONFUSI (confusion). Mengaburkan hubungan antara plaintext dan ciphertext. Cara palingmudah untuk melakukan konfusi adalah menggunakan substitusi. Konfusi menimbulkan kesulitan dalam usaha musuh untuk mencari keteraturan dan pola statistik antara plaintext dan ciphertext.

• DIFUSI (difusion), Menyebarkan redudansi plaintext dengan menyebarkan masukan ke seluruh ciphertext. Caa yang paling mudah untuk dapat melakukan difusi adalah dengan menggunakan metode transposisi. Jika menggunakan difusi, akan dibutuka waktu ang lebih lama untk emecakan sandi rahasia ini.

Sehingga dapat digunakan untuk mengamankan informasi. Pada implementasinya sebuah algoritma sandi harus memperhatikan kualitas layanan dari keseluruhan sistem dimana dia diimplementasikan. Algoritma sandi yang handal adalah algoritma sandi yang kekuatannya terletak pada kunci, bukan pada kerahasiaan algoritma itu sendiri. Teknik dan metode untuk menguji kehandalan algoritma sandi adalah kriptanalisa.

Secara umum berdasarkan kesamaan kuncinya, algoritma sandi dibedakan menjadi :

• ALGORITMA KUNCI SIMETRIS.
• ALGORITMA KUNCI ASIMETRIS.

Berdasarkan arah implementasi dan pembabakan zamannya dibedakan menjadi :

• ALGORITMA SANDI KLASIK.
• ALGORITMA SANDI MODERN

Berdasarkan kerahasiaan kuncinya dibedakan menjadi :

• ALGORITMA SANDI KUNCI RAHASIA
• ALGORITMA SANDI KUNCI PUBLIK

Kriptografi sudah digunakan sekitar 40 abad yang lalu oleh orang – orang Mesir untuk mengirim pesan ke pasukan yang berada di medan perang dan agar pesan tersebut tidak terbaca oleh pihak musuh walaupun pembawa pesan tersebut tertangkap oleh musuh. Sekitar 400 SM, kriptografi digunakan oleh bangsa Spartan dalam bentuk sepotong papirus atau perkamen yang dibungkus dengan batang kayu.

Pada zaman Romawi kuno, ketika Julius Caesar ingin mengirimkan pesan rahasia pada seorang Jendral di medan perang. Pesan tersebut harus dikirimkan melalui seorang prajurit, tetapi karena pesan tersebut mengandung rahasia, Julius Caesar tidak ingin pesan tersebut terbuka di tengah jalan. Di sini Julius Caesar memikirkan bagaimana mengatasinya yaitu dengan mengacak isi pesan tersebut menjadi suatu pesan yang tidak dapat dipahami oleh siapapun kecuali hanya dapat dipahami oleh Jendralnya saja. Tentu sang Jendral telah diberi tahu sebelumnya bagaimana cara membaca pesan yang teracak tersebut, karena telah mengetahui kuncinya.

Pada perang dunia kedua, Jerman menggunakan mesin enigma atau juga disebut dengan mesin rotor yang digunakan Hitler untuk mengirim pesan kepada tentaranya di medan perang. Jerman sangat percaya bahwa pesan yang dienkripsi menggunakan enigma tidak dapat dipecahkan. Tapi anggapan itu keliru, setelah bertahun-tahun sekutu mempelajarinya dan berhasil memecahkan kode-kode tersebut. Setelah Jerman mengetahui bahwa enigma dapat dipecahkan, maka enigma mengalami beberapa kali perubahan. Enigma yang digunakan Jerman dapat mengenkripsi suatu pesan sehingga mempunyai (15).(10)^18 kemungkinan untuk dapat mendekripsi pesan.

Perkembangan komputer dan sistem komunikasi pada tahun 60-an berdampak pada permintaan dari pihak – pihak tertentu sebagai sarana untuk melindungi informasi dalam bentuk digital dan untuk menyediakan layanan keamanan. Dimulai dari usaha Feistel dari IBM di awal tahun 70-an dan mencapai puncaknya pada 1977 dengan pengangkatan DES (Data Encryption Standard) sebagai standar pemrosesan informasi federal Amerika Serikat untuk mengenkripsi informasi yang tidak belum diklasifikasi. DES merupakan mekanisme kriptografi yang paling dikenal sepanjang sejarah.

Pengembangan paling mengejutkan dalam sejarah kriptografi terjadi pada 1976 saat Diffie dan Hellman mempublikasikan ”New Directions in Cryptography”. Tulisan ini memperkenalkan konsep revolusioner kriptografi kunci publik dan juga memberikan metode baru untuk pertukaran kunci, keamanan yang berdasar pada kekuatan masalah logaritma diskret. Meskipun Diffie dan Hellman tidak memiliki realisasi praktis pada ide enkripsi kunci publik saat itu, idenya sangat jelas dan menumbuhkan ketertarikan yang luas pada komunitas kriptografi. Pada 1978 Rivest, Shamir dan Adleman menemukan rancangan enkripsi kunci publik dan tanda tangan digital, yang sekarang disebut RSA. Rancangan RSA berdasar pada masalah faktorisasi yang sulit untuk kriptografi, dan menggiatkan kembali usaha untuk menemukan metode yang lebih efisien untuk pemfaktoran. Tahun 80-an menunjukkan peningkatan luas di area ini, sistem RSA masih aman. Sistem lain yang merupakan rancangan kunci publik ditemukan oleh Taher ElGamal pada tahun 1985. Rancangan ini berdasar pada masalah logaritma diskret.

Salah satu kontribusi penting dari kriptografi kunci publik adalah tanda tangan digital. Pada 1991 standar internasional pertama untuk tanda tangan digital diadopsi. Standar ini berdasar pada rancangan kunci publik RSA. Pada 1994 pemerintah Amerika Serikat mengadopsi Digital Signature Standard, sebuah mekanisme kriptografi yang berdasar pada algoritma kunci publik ElGamal.