Tugas 9 [La Denna Hasri Monasari] : Kriptografi 4TI23

Assalamualaikum Wr Wb

Nama : La Denna Haasri Monasari

NIM  : 2103015115

Unbreakable Cipher

    Unbreakable cipher merupakan klaim yang dibuat oleh kriptografer terhadap algoritma kriptografi yang dirancangnya. Namun, kebanyakan algoritma yang sudah pernah dibuat orang adalah breakable cipher.

One-Time Pad (OTP)

    Satu-satunya algoritma kriptografi sempurna aman (perfect secrecy) sehingga tidak dapat dipecahkan adalah one-time pad (OTP). OTP ditemukan pada tahun 1917 oleh Major Joseph Mauborgne. OTP mengatasi kelemahan pada Vigenere Cipher. Vigenere Cipher mengulang penggunaan kunci secara periodik karena mudah ditemukan dengan metode Kasiski. 

• Pada OTP, panjang kunci = panjang plainteks
• Plainteks : otpadalahcipheryangtidakbisadipecahkan 
• Kunci     : trjkdndkdwerylgrgdkopcegyhbdwjbtrfhgvk

• One-time pad (pad = kertas bloknot) berisi deretan huruf-huruf kunci yang dibangkitkan secara acak.

         

    

    Pengirim dan penerima pesan memiliki salinan (copy) pad yang sama. Satu pad hanya digunakan sekali (one-time) saja untuk mengenkripsi pesan itulah mengapa dinamakan one-time pad. Sekali pad telah digunakan, ia dihancurkan supaya tidak dipakai kembali untuk mengenkripsi pesan yang lain karena menyulitkan kriptanalisis. 

• Contoh :
• Plainteks: onetimepad 
• Kunci: tbfrgfarfm 
• Misalkan A = 0, B = 1, …, Z = 25. 
• Cipherteks: HOJKOREGHP 
• yang dalam hal ini diperoleh sebagai berikut: 
• (o + T) mod 26 = H 
• (n + B) mod 26 = O 
• (e + F) mod 26 = J, dst

    Kunci untuk OTP harus seluruhnya acak dan sepanjang pesan. Jika kunci diambil dari teks yang panjang (misalnya tulisan di dalam novel, buku, berita, dan sebagainya)? 

• Ini bukan lagi OTP (sebab tulisan di buku/novel/berita bukan acak). 
• Tidak menghasilkan perfect secrecy. 
• Dapat dipecahkan.

    Kunci di dalam OTP hanya dipakai sekali dan tidak pernah digunakan kembali. Bagaimana jika kunci dipakai untuk kedua kalinya karena ia bukan lagi one-time pad, tetapi two-time pad dan tidak aman.

Kelemahan OTP 

    Meskipun OTP menawarkan keamanan yang sempurna, tetapi ia tidak umum digunakan dalam aplikasi praktis (aplikasi komersil maupun aplikasi lainnya).  

• Alasan: 

1. Tidak mangkus, karena panjang kunci = panjang pesan. Makin panjang pesan, makin besar ukuran kuncinya. Butuh komputasi yang berat untuk membangkitkan milyaran karakter-karakater yang benar-benar acak. 
2. Karena kunci dibangkitkan secara acak, maka ‘tidak mungkin’ pengirim dan penerima membangkitkan kunci yang sama secara bersamaan.

    OTP hanya dapat digunakan jika tersedia saluran komunikasi kedua yang cukup aman untuk mengirim kunci. Saluran kedua ini tidak boleh sama dengan saluran untuk mengirim pesan. Saluran kedua ini umumnya lambat dan mahal (misalnya lewat jalur darat, memakai kurir terpercaya dan tidak bisa dikenali). 

Penggunaan OTP

Perang dingin antara AS dan Uni Soviet (tahun 1940) : 

• Agen spionase Uni Soviet membawa kunci one-time pad ke AS.
• Pesan-pesan rahasia dienkripsi dengan OTP dan dikirim dari AS. 
• Di Uni Soviet, kunci OTP yang sama digunakan untuk mendekripsi cipherteks Rinaldi Munir/IF4020 Kriptografi 18.

As a practical person, I've observed that one-time pads are theoretically unbreakable, but practically very weak. By contrast, conventional ciphers are theoretically breakable, but practically strong." - Steve Bellovin

Soal Essay

1. Apa yang membuat Unbreakable Cipher sangat sulit untuk dipecahkan?
2. Gambarkan langkah-langkah yang terlibat dalam proses penggunaan Unbreakable Cipher.
3. Apa kelebihan dan kelemahan utama dari Unbreakable Cipher?
4. Bagaimana Unbreakable Cipher berbeda dengan metode enkripsi lainnya, seperti Caesar Cipher atau Vigenere Cipher?
5. Apa yang membuat One-Time Pad (OTP) dianggap sebagai metode enkripsi yang aman?
6. Apa kelemahan utama dari One-Time Pad (OTP)?
7. Apa yang terjadi jika kunci dalam One-Time Pad (OTP) digunakan lebih dari satu kali?
8. Apa yang membedakan One-Time Pad (OTP) dengan metode enkripsi lainnya?
9. Apakah ada batasan dalam penggunaan One-Time Pad (OTP)?
10. Apakah ada contoh sejarah terkenal di mana One-Time Pad (OTP) digunakan?

Jawaban :

1. Apa yang membuat Unbreakable Cipher sangat sulit untuk dipecahkan?

Jawaban: Unbreakable Cipher sangat sulit untuk dipecahkan karena menggunakan kunci yang sama panjang atau lebih panjang daripada pesan itu sendiri. Dengan menggunakan kunci yang panjang dan acak, tidak ada pola yang dapat ditemukan dalam enkripsi pesan, membuatnya sulit untuk dipecahkan melalui analisis statistik atau serangan brute-force.

2. Gambarkan langkah-langkah yang terlibat dalam proses penggunaan Unbreakable Cipher.

Jawaban: Langkah-langkah dalam proses penggunaan Unbreakable Cipher meliputi:

• Pengirim dan penerima sepakat pada kunci yang akan digunakan.
• Pengirim mengenkripsi pesan menggunakan kunci tersebut.
• Pesan terenkripsi dikirimkan kepada penerima melalui saluran komunikasi yang aman.
• Penerima mendekripsi pesan menggunakan kunci yang sama.

3. Apa kelebihan dan kelemahan utama dari Unbreakable Cipher?

Jawaban:

• Kelebihan:
• Unbreakable Cipher memberikan keamanan tingkat tinggi karena sulit untuk dipecahkan.
• Penggunaan kunci yang panjang dan acak membuat pola dalam enkripsi sulit untuk diprediksi.

• Kelemahan:
• Membutuhkan pertukaran kunci yang aman dan rahasia antara pengirim dan penerima.
• Menggunakan kunci yang sama panjang atau lebih panjang daripada pesan dapat membutuhkan pengiriman data yang lebih besar.

4. Bagaimana Unbreakable Cipher berbeda dengan metode enkripsi lainnya, seperti Caesar Cipher atau Vigenere Cipher?

Jawaban: Unbreakable Cipher berbeda dengan metode enkripsi lainnya karena menggunakan kunci yang panjang dan acak, sementara Caesar Cipher dan Vigenere Cipher menggunakan pola penggeseran atau pengulangan dalam enkripsi. Unbreakable Cipher tidak dapat dipecahkan dengan mudah melalui analisis statistik, sedangkan Caesar Cipher dan Vigenere Cipher dapat terpengaruh oleh serangan brute-force atau analisis frekuensi huruf.

5. Apa yang membuat One-Time Pad (OTP) dianggap sebagai metode enkripsi yang aman?

Jawaban: One-Time Pad (OTP) dianggap sebagai metode enkripsi yang aman karena:

• Jika kunci benar-benar acak dan hanya digunakan sekali, tidak ada pola yang dapat diambil dari enkripsi yang dapat membantu pemecahan pesan.
• Operasi XOR yang digunakan dalam OTP memiliki sifat yang tidak dapat diprediksi dan tidak meninggalkan jejak statistik yang dapat digunakan untuk serangan kriptanalisis.
• Jika kunci rahasia tetap aman dan tidak terungkap, pesan yang dienkripsi dengan OTP tidak dapat dipatahkan tanpa kunci tersebut.

6. Apa kelemahan utama dari One-Time Pad (OTP)?

Jawaban: Kelemahan utama dari One-Time Pad (OTP) adalah:

• Membutuhkan pertukaran kunci yang panjang, aman, dan rahasia antara pengirim dan penerima sebelum komunikasi dimulai.
• Membutuhkan kunci yang sama panjang atau lebih panjang daripada pesan itu sendiri, yang dapat membutuhkan pengiriman data yang besar.
• Jika kunci digunakan lebih dari satu kali atau tidak benar-benar acak, keamanan OTP dapat terancam.

7. Apa yang terjadi jika kunci dalam One-Time Pad (OTP) digunakan lebih dari satu kali?

Jawaban: Jika kunci dalam One-Time Pad (OTP) digunakan lebih dari satu kali, keamanan OTP dapat terancam. Penggunaan kunci yang sama dua kali atau lebih memberikan kemungkinan adanya pola yang bisa diekstrak dari enkripsi dan membantu dalam pemecahan pesan. Oleh karena itu, kunci dalam OTP harus benar-benar acak dan hanya digunakan sekali.

8. Apa yang membedakan One-Time Pad (OTP) dengan metode enkripsi lainnya?

Jawaban: Beberapa perbedaan antara One-Time Pad (OTP) dengan metode enkripsi lainnya adalah:

• OTP menggunakan kunci yang sama panjang atau lebih panjang daripada pesan, sementara beberapa metode lain menggunakan kunci yang lebih pendek.
• OTP menggunakan operasi XOR untuk melakukan enkripsi dan dekripsi, sedangkan metode lain dapat menggunakan pergeseran karakter, penggantian karakter, atau metode matematika lainnya.
• Jika kunci dalam OTP digunakan dengan benar, OTP dianggap sebagai metode enkripsi yang aman yang tidak dapat dipecahkan dengan serangan kriptanalisis.

9. Apakah ada batasan dalam penggunaan One-Time Pad (OTP)?

Jawaban: Ada beberapa batasan dalam penggunaan One-Time Pad (OTP):

• Membutuhkan pertukaran kunci yang panjang, aman, dan rahasia sebelum komunikasi dimulai.
• Kunci harus benar-benar acak dan hanya digunakan sekali.
• Membutuhkan penyimpanan yang aman untuk kunci, karena jika kunci hilang atau terungkap, keamanan OTP dapat terancam.

10. Apakah ada contoh sejarah terkenal di mana One-Time Pad (OTP) digunakan?

Jawaban: Salah satu contoh sejarah terkenal di mana One-Time Pad (OTP) digunakan adalah penggunaan oleh intelijen Soviet selama Perang Dunia II dalam sistem enkripsi yang dikenal sebagai "Vernam Cipher". Sistem ini mengandalkan penggunaan kunci yang benar-benar acak dan hanya digunakan sekali untuk melindungi pesan rahasia.

Wassalamualaikum Wr.Wb

Terimakasih

Sumber Tugas

Sumber Materi