PENGAMANAN DATA DENGAN MENGGUNAKAN ALGORITMA KRIPTOGRAFI AES, RC4 DAN KOMPRESI LZ77 BERBASIS JAVA...

Seminar Nasional Telekomunikasi dan Informatika (SELISIK 2016) Bandung, 28 Mei 2016

115

ISSN : 2503-2844

Siswanto , Feriadi , Gunawan Pria Utama , Aditya Firdaus A.

Seminar Nasional Telekomunikasi dan Informatika 2016

PENGAMANAN DATA DENGAN MENGGUNAKAN

ALGORITMA KRIPTOGRAFI AES, RC4 DAN KOMPRESI LZ77

BERBASIS JAVA PADA BADAN KARANTINA PERTANIAN

Siswanto1), Feriadi2), Gunawan Pria Utama3), Aditya Firdaus Achmad4)

Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Budi Luhur

Jl. Raya Ciledug, Petukangan Utara, kebayoran Lama, JakartaSelatan

[email protected]), [email protected]), gputama@gmail3), [email protected])

Abstrak

Sebuah aplikasi pengamanan data dengan

menggunakan algoritma kriptografi AES dan RC4

serta algoritma kompresi LZ77 berbasis java yang

bermanfaat untuk melindungi isi dokumen atau data

penting yang berbentuk docx, xlsx, pptx, pdf, txt dari

pihak yang tidak bertanggung jawab dan

meminimalisir pemakaian sistem penyimpanan data.

Banyaknya kasus pencurian atau perubahan data oleh

pihak yang tidak bertanggung jawab menyebabkan

kerugian yang cukup besar bagi Badan Karantina

Pertanian. Demi terciptanya keamanan data maka

dibangunlah sebuah aplikasi enkripsi, dekripsi, dan

kompresi untuk mengamankan data penting agar

tidak bisa diubah oleh pihak yang tidak berhak dan

tidak bertanggung jawab lainnya dengan

menggunakan algoritma kriptografi AES, RC4 dan

algoritma kompresi LZ77 yang diterapkan dalam

penelitian ini. Satu kunci yaitu private key

diperlukan untuk mengakses aplikasi ini. Aplikasi

pengamanan data ini meggunakan bahasa

pemrograman java, karena dapat dijalankan di

beberapa sistem operasi komputer biasa. Kelebihan

dari aplikasi ini adalah dapat membantu mengatasi

ancaman kriminalitas atas keamanan data yang

rahasia sehingga proses penyimpanan data menjadi

aman dan tidak banyak memakan ruang penyimpanan

yang besar, kelebihan dari aplikasi ini adalah

memiliki satu key untuk mengamankan dokumen,

sehingga mudah bagi pengguna untuk memahami

aplikasi ini.

Kata kunci :

Pengamanan Data, Algoritma Kriptografi AES,

Algoritma Kriptografi RC4, Algoritma Kompresi

LZ77, Java

Abstract

An application data security by using a

cryptographic algorithm AES and RC4 and

compression algorithms LZ77-based java useful to

protect the contents of the document or important

data in the form .docx, .xlsx, .pptx, pdf, txt from the

irresponsible and minimize the use of data storage

systems. The number of cases of theft or alteration of

data by parties who are not responsible for causing a

considerable loss for the Agriculture Quarantine

Agency. For the creation of data security, he built an

application encryption, decryption, and compression

to secure the important data that can not be changed

by unauthorized parties and is not responsible for

others by using cryptographic algorithms AES, RC4

and LZ77 compression algorithm applied in this

study. One key is private key is required to access

this application. This application data security

receipts java programming language, because it can

run on multiple operating systems ordinary

computer. The advantages of this application is that

it can help overcome the threat of crime for the

security of confidential data so that the data storage

process to be safe and do not consume a lot of

storage space, the advantages of this application is to

have one key for securing documents, making it easy

for users to understand this application,

Keywords :

Data Security, AES Cryptographic Algorithm, RC4

Cryptography Algorithm, LZ77 Compression

Algorithm, Java.

mailto:[email protected]


116

ISSN : 2503-2844



I. PENDAHULUAN

Badan Karantina Pertanian menyimpan data

penting yang berbentuk .docx, .xlsx, .pptx, .pdf, .txt

menggunakan media penyimpanan seperti memory

card, hard disk, flashdisk, atau menyimpan data di

dalam komputer. Dalam pengiriman data atau

pertukaran data ke perusahaan lain melalui jalur

komunikasi e-mail, pengguna hanya melampirkan

data tersebut begitu saja tanpa memberikan

perlindungan terhadap isi data. Media penyimpanan

dan proses pengiriman data seperti itu tidak dapat

menjamin keamanan data dan kerahasiaan data

tersebut menjadi aspek yang sangat penting untuk

menghindari data yang dikirim jatuh pada pihak yang

tidak bertanggung jawab serta beberapa resiko yang

ada, seperti pencurian data dan memanipulasi data.

Permasalahan yang dapat diidentifikasi dalam

penelitian ini adalah keamanan data yang tidak dapat

terjamin dan kerahasiaan data tersebut. Banyaknya

data yang dimanipulasi atau dicuri oleh pihak yang

tidak bertanggung jawab terhadap data penting di

Badan Karantina Pertanian.

Tujuan dari tulisan ilmiah ini adalah membuat

aplikasi pengamanan data dengan algoritma

kriptografi AES dan RC4 serta algoritma kompresi

LZ77, aplikasi ini dapat melindungi data pada

penyimpanan data, sehingga tidak mudah dicuri dan

dimanipulsi dari pihak yang tidak bertanggung jawab.

Metode yang digunakan untuk memecahkan

masalah ini dengan metode waterfall dengan tahap-

tahap, sebagai berikut: identifikasi masalah

merupakan tahapan untuk mengidentifikasi masalah-

masalah yang dihadapi Badan Karantina Pertanian,

analisis masalah yaitu tahap analisa penerapan

algoritma kriptografi AES, lalu RC4 dan kemudian

dilanjutkan dengan algoritma kompresi LZ77

terhadap berbagai jenis file untuk mendapatkan hasil

proses enkripsi dan dekripsi serta hasil kompresi dan

dekompresi yang dapat berjalan sesuai algoritma

yang dimaksud, perancangan sistem adalah tahapan

merumuskan perhitungan untuk proses enkripsi atau

dekripsi menggunakan algoritma kriptografi AES dan

RC4 serta algoritma kompresi LZ77 terhadap

berbagai jenis file, serta menentukan user interface

(tampilan antarmuka) untuk mempermudah user

menggunakan aplikasi, Pemrograman yakni tahap

pembangunan sistem berdasarkan desain yang telah

ada baik desain antarmuka, algoritma, proses maupun

desain basis data. Desain harus diubah dalam bentuk

yang dapat dimengerti oleh komputer, yaitu ke dalam

bahasa pemrograman Java, dan Uji Coba adalah

tahap terakhir yang diperlukan untuk menguji fungsi

dari program aplikasi pengamanan data terhadap

berbagai jenis file, agar dapat berjalan sesuai dengan

yang diharapkan.

II. KAJIAN LITERATUR

II.1 Definisi Kriptografi dan Kompresi

Kata kriptografi berasal dari Bahasa yunani.

Dalam Bahasa yunani kriptografi terdiri dari buah

kata yaitu cryptos dan graphia. Kata crypto berarti

rahasia sedangkan graphia berarti tulisan.(Ariyus,

2008) Berarti secara umum makna dari kata

kriptografi adalah tulisan rahasia, arti sebenarnya dari

kriptografi adalah ilmu yang mempelajari tentang

bagaimana menjaga kerahasiaan suatu pesan, agar isi

pesan yang disampaikan tersebut aman sampai ke

penerima pesan.(Kromodimoeljo, 2009)

Tujuan dari kompresi data adalah untuk

mempresentasikan suatu data digital dengan sesedikit

mungkin bit, tetapi tetap mempertahankan kebutuhan

minimum untuk membentuk kembali data aslinya.

Data digital ini dapat berupa teks, gambar, suara, dan

kombinasi dari ketiganya, seperti video.(Pu, 2006)

II.2 Algoritma Advanced Encryption Standard

AES adalah blok cipher dengan panjang blok

128 bit. AES memungkinkan untuk tiga panjang

kunci yang berbeda: 128, 192, atau 256 bit. Enkripsi

terdiri dari 10 putaran pengolahan untuk kunci 128-

bit, 12 putaran untuk kunci 192-bit, dan 14 putaran

untuk kunci 256-bit. Setiap putaran pengolahan

mencakup satu single-byte substitusi berdasarkan

langkah, baris-bijaksana permutasi langkah, kolom-

bijaksana langkah pencampuran, dan di samping

babak utama. Urutan empat langkah ini dijalankan

berbeda untuk enkripsi dan dekripsi. Tidak seperti

DES, algoritma dekripsi berbeda secara substansial

dari algoritma enkripsi. Meskipun, secara

keseluruhan, langkah yang sama yang digunakan

dalam enkripsi dan dekripsi, urutan langkah-langkah

yang dilakukan berbeda, seperti yang disebutkan

sebelumnya(Avi, 2015).

Seluruh rancangan algoritma harus publik (tidak

dirahasiakan) panjang kunci fleksibel: 128, 192, dan

256 bit, ukuran blok yang dienkripsi adalah 128 bit,

algoritma dapat diimplementasikan baik sebagai

software maupun hardwae.(Stallings,2011). Cara


117

ISSN : 2503-2844



kerja fungsi AES Transformation dapat dilihat pada

Gambar 1.

Gambar 1. Input For Single AES Around(Stallings,

2011)

II.3 Algoritma RC4

RC4 pertama kali di desain oleh Ron Rivest

yang berasal dari Laboratorium RSA pada tahun

1987. RC sendiri mempunyai singkatan resmi yaitu “

Rivest Cipher”, namun juga dikenal sebagai “Ron’s

Code”. RC4 sebenarnya dirahasiakan dan tidak

dipublikasikan kepada khalayak ramai, akan tetapi

pada september 1994, kode tersebut dikirim oleh

seseorang yang tidak diketahui cipher analyst

Chypermunks dan menyebar ke banyak situs internet.

Kode yang bocor tersebut akhirnya dikonfirmasi

sebagai RC4 karena memiliki output yang sama

dengan software dengan lisensi RC4 di dalamnya.

Karena algoritma sudah diketahui, RC4 tidak lagi

menjadi rahasia dagang. Nama RC4 dipatenkan,

sehingga sering disebut sebagai “ARCFOUR” atau

“ARC4” (Alleged RC4) untuk menghindari

pematenan. RSA Security tidak pernah secara resmi

merilis algoritma tersebut, namun Rivest secara

pribadilah yang merilisnya dengan menghubungkan

Wikipedia Inggris ke catatan-catatan yang ia punya.

RC4 telah menjadi bagian dari protokol enkripsi yang

standar dan sering digunakan. Faktor utama yang

menjadi kesuksesan RC4 adalah kecepatannya dan

kesederhanaannya dalam menangani banyak aplikasi,

sehingga mudah untuk mengembangkan

implementasi yang efisien ke software dan hardware.

RC4 adalah algoritma kriptografi simetris. Disebut

algoritma kriptografi simetris karena menggunakan

kunci yang sama untuk mengenkripsi atau mendekrisi

suatu pesan, data, ataupun informasi.Cara kerja RC4

dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Proses RC4(Stallings, 2011)

II.4 Kompresi LZ77

Algoritma Lempel Ziv 77 (LZ77), atau dikenal

juga dengan LZ1, dipublikasikan dalam sebuah paper

oleh Abraham Lempel dan Jacob Ziv pada tahun

1977. Algortima ini merupakan algoritma lossless.

Algoritma LZ77 disebut juga dengan “sliding

windows”, atau jendela berjalan karena proses

kerjanya.(Pu, 2006)

Prinsip dari algoritma ini adalah menggunakan

sebagian input karakter yang telah dikodekan

sebelumnya sebagai dictionary (kamus). Bagian input

ini seolah-olah diibaratkan dengan sebuah jendela

yang dapat digeser dari kiri ke kanan. Jendela ini

secara dinamis merupakan kamus untuk mencari

symbol input dengan pola tertentu. Ketika jendela ini

bergerak dari kiri ke kanan, isi dari kamus dan input

karakter yang dicari polanya juga akan berubah.

Jendela ini dibagi menjadi dua bagian, bagian

pertama disebut search buffer, yang berisi sebagian

input karakter yang sudah dikodekan. Jendela kedua

adalah lookahead buffer, yang berisi sebagian input

karakter yang dikodekan. Ukuran dari masing-masing

buffer ini telah ditetapkan sebelumnya, dalam

implementasinya nanti, search buffer akan memiliki

panjang beberapa ribu byte, dan lookahead buffer

panjangnya hanya puluhan byte(Nelson, 1995).

II.5 Tinjauan Literature

Rajdeep Bhanot dan Rahul Hans telah

menganalisis sepuluh data algoritma enkripsi DES,

Triple DES, RSA, AES, ECC, Blowfish, Twofish,

THREEFISH, RC5 dan IDEA(Bhanot, 2015). Di


118

ISSN : 2503-2844



antara mereka DES, Triple DES, AES, RC5,

Blowfish, Twofish, THREEFISH dan IDEA yang

simetris algoritma kriptografi kunci. RSA dan ECC

yang asimetris algoritma kriptografi kunci. Karya-

karya mereka berdasarkan parameter yang berbeda

dan membandingkan mereka untuk memilih yang

terbaik algoritma enkripsi data. Mereka telah

menemukan bahwa setiap algoritma memiliki

keuntungan sendiri sesuai dengan parameter yang

berbeda.

Ranjeet Masram, et al. memberikan analisis dan

perbandingan beberapa cipher simetris kunci

kriptografi (RC4, AES, Blowfish, RC2, DES,

Skipjack, dan Triple DES) atas dasar waktu enkripsi

dengan variasi berbagai fitur file seperti berbagai

jenis data, ukuran data yang , kepadatan data dan

ukuran kunci(Masram, 2014). Percobaan mereka

menyimpulkan bahwa waktu enkripsi tidak

tergantung pada jenis data dan enkripsi hanya

tergantung pada jumlah byte hadir dalam file. Hal ini

juga menunjukkan bahwa waktu enkripsi dan ukuran

data yang sebanding dengan satu sama lain.

Shraddha Soni, et al. menyajikan analisis dan

perbandingan berbagai parameter dari DES dan AES

skema enkripsi berdasarkan teks. hasil eksperimen

mereka menyimpulkan bahwa algoritma AES

mengkonsumsi waktu setidaknya enkripsi dan

dekripsi dibandingkan dengan algoritma DES(Soni,

2012).

III. ANALISIS DAN PERANCANGAN

III.1 Analisis Permasalahan dan Strategi

Penyelesaian Masalah

Badan Karantina Pertanian Indonesia adalah

salah satu badan usaha milik pemerintah yang

berkembang dibidang ekspor impor tanaman.

Perusahaan ini menangani kebutuhan client dalam

pengurusan ekspor impor tanaman. Perusahaan ini

memiliki beberapa dokumen penting yang berkaitan

dengan arsip client, dan keuangan perusahaan,

dimana dokumen tersebut tidak semua pegawai

berhak melihat dan mengetahuinya. Dikarenakan

keamanan dokumen tidak tersimpan dengan baik

dan dibutuhkan suatu aplikasi yang dapat menjaga

kerahasiaan dari informasi tersebut, maka ada

beberapa aspek yang mendorong melakukan riset di

perusahaan ini.

III.2 Perancangan Sistem Yang Diajukan

Algoritma kriptografi AES dan RC4 dan

kompresi LZ77 digunakan untuk keamanan data.

Aplikasi ini dibuat sangat sederhana agar mudah

digunakan dan mudah dipahami user. Tingkat

keamanan aplikasi ini cukup tinggi selama private

key user dapat dijaga dengan baik.

Kelebihan algoritma AES dan RC4 terletak

pada ketahanannya terhadap berbagai bentuk

serangan, terutama serangan brute force. Hal ini

dikarenakan kompleksitas dekripsinya yang dapat

ditentukan secara dinamis dengan cara menentukan

nilai p dan q yang besar pada saat proses

pembangitkan pasangan kunci, sehingga dihasilakan

sebuah key space yang cukup besar, sehingga tahan

terhadap serangan.Prinsip dari algoritma ini adalah

menggunakan sebagian input karakter yang telah

dikodekan sebelumnya sebagai dictionary (kamus).

Bagian input ini seolah-olah diibaratkan dengan

sebuah jendela yang dapat digeser dari kiri ke kanan.

Jendela ini secara dinamis merupakan kamus untuk

mencari symbol input dengan pola tertentu.

Ketika jendela ini bergerak dari kiri ke kanan,

isi dari kamus dan input karakter yang dicari polanya

juga akan berubah.

III.3 Implementasi Program

Tampilan layar program berguna untuk

mengetahui apakah program yang telah dibuat dapat

berjalan secara maksimal atau bahkan terjadi

kesalahan-kesalahan yang tidak diinginkan, maka

dari itu program tersebut harus diuji terlebih dahulu

mengenai kemampuannya agar dapat berjalan sesuai

dengan yang diharapkan pada saat implementasi

nantinya. Tahap pengujian ini user yang akan

langsung mencoba, karena dari seorang user tersebut

akan mendapat masukan-masukan yang diharapkan

dapat menjadi acuan untuk penulis nantinya.

Pada Form Menu Utama yang terdiri dari

beberapa form yang dapat dipilih seperti Form

Encrypt, Form Decrypt, Form Send Email Form

Help, dan Form About, Form Setting.User dapat

memilih form sesuai kebutuhannya. Tampilan layar

menu utama dapat dilihatpada Gambar 3.

Gambar 3. Menu Utama


119

ISSN : 2503-2844



Pada Form Encrypt, user dapat melakukan

proses enkripsi dan kompresi file. Choose File

digunakan untuk memilih file, output file memilih

directory sebagai penyimpanan hasil file enkripsi dan

select public key memilih public key receiver dari

directory. Tampilan layar FormEncrypt dapat dilihat

pada Gambar 4.

Gambar 4. Form Encrypt

Pada Form Decrypt, user dapat melakukan

proses dekripsi dan dekompresi file. Choose File

Encryption digunakan untuk memilih file yang telah

terenkripsi, output file memilih directory sebagai

penyimpanan hasil file dekripsi danmasukan

password yang telah di buat. Tampilan layar Form

Decrypt dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Form Decrypt

Pada Form sent to email, user dapat mengirim

hasil Encrypt melalui form ini, to digunakan untuk

meng-input gmail tujuan, subject digunakan untuk

memberi judul apa yang user kirim, message

digunakan untuk menulis pesan yang akan dikirim,

attack file digunakan untuk memilih pesan Encrypt

yang akan dikkirim dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Form Send To Email

III.4 Pengujian Program

Pada uji coba proses encrypt, file rahasia yang

digunakan adalah semua jenis file yang terdefinisi

seperti pada Tabel 1. Data Uji Coba proses Encrypt..

Password yang digunakan yaitu 1234. Grafik Hasil

proses encrypt dapat dilihat pada Gambar 6.

Tabel 1. Data Uji Coba

Gambar 6. Grafik Hasil Uji Coba Proses Encrypt

Pada Uji coba proses decrypt dilakukan pada

masing-masing file yang telah dienkripsi. Pada

pengujian decrypt dapat dilihat pada Tabel 2 proses

decrypt dengan password yaitu menggunakan 1234,

dan grafiknya dapat dilihat pada Gambar 7..

Tabel 2. Data Uji Coba Proses Decrypt

Gambar 7. Grafik Hasil Uji Coba Proses Decrypt


120

ISSN : 2503-2844



III.5 Evaluasi Program

Setelah dilakukan uji coba terhadap program

aplikasi ini, didapatkan beberapa kelebihan dan

kekurangan dari aplikasi ini, yaitu sebagai berikut:

Kelebihan Program adalah program dapat dengan

mudah dioperasikan oleh pengguna, karena memiliki

user interface (tampilan antar muka) yang cukup baik

dan user friendly.Aplikasi ini dapat mengenkripsi file

rahasia dengan aman.

File yang telah terenkripsi tidak dapat dibuka,

sehingga meminimalkan kebocoran isi file.

Kekurangan Program adalah proses enkripsi dan

dekripsi membutuhkan waktu lama sesuai dengan

panjang kunci yang digunakan.Ukuran file enkripsi

bertambah secara signifikan.

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan yang diambil dari tulisan ilmiah ini,

sebagai berikut:

1. Program Aplikasi ini berhasil mengamankan file

rahasia yang awalnya isi file dapat dibaca oleh

kasat mata menjadi tidak dapat dibaca dan

dipahami isinya. Mampu mengamankan file

dengan format docx, pptx, xls, pdf, dan txt.

2. Penyadap yang mungkin melakukan tindakan

penyadapan tidak dapat mengerti isi data tersebut

sehingga penyalahgunaan dan manipulasi tidak

terjadi.

3. Dengan menggunakan password yang berbeda

saat enkripsi dan dekripsi, maka keamanan data

rahasia semakin terjaga dan aman.

4. Kecepatan rata-rata penggunaan aplikasi ini

adalah 38,909 detik dengan besaran file rata-rata

135,94 Kbyte.

Beberapa saran yang perlu dipertimbangkan

untuk pengembangan aplikasi lebih lanjut, yaitu

sebagai dengan algoritma kriptografi simetris dan

algoritma kompresi untuk memaksimalkan hasil

proses enkripsi. Dapat dikembangkan penelitian

untuk mempercepat proses enkripsi dan dekripsi file

denganalgoritma AES, RC4 perlu penelitian lebih

lanjut. Proses enkripsi perlu pengembangan yaitu

mampu melakukan proses enkripsi lebih dari satu file

secara bersamaan. Memerlukan media penampung

yang aman untuk penyimpanan kunci privat sehingga

tidak mudah diketahui orang lain.

REFERENSI

Ariyus, Dony. (2008). Ilmu Kriptografi (Teori,

Analisis dan Implementasi). Yogyakarta.

Andi Publlisher.

Kromodimoeljo, Sentot, 2009: Teori dan Aplikasi

Kriptografi, Retrieved 5 Agustus 2014.

From http://Aqwamrosadi.staff.

gunadarma.ac.id/files/cryptobookcomplete.p

df.

Pu, Ida Mengyi. (2006). Fundamental Data

Compression. London: Butterworth-

Heinemann.

Avi Kak.(2015). Lecture Notes on Computer and

Network Security. May 1, 2015 12:14 Noon

c 2015 Avinash Kak. Purdue University.

William Stallings. (2011). Cryptography And

Network Security:Principles And

Practice.Fifth Edition. Pearson Education,

Inc., publishing as Prentice Hall.

Nelson, Mark & Cailly, Jean Loup. (1995). The Data

Compression Book. 2nd Edition. New York.

IDG Books Worldwide, Inc

Rajdeep Bhanot , Rahul Hans. (2015). A Review and

Comparative Analysis of Various Encryption

Algorithms. International Journal of

Security and Its Applications Vol. 9, No. 4.

1Mei 2015. pp. 289-306.

Ranjeet Masram, Vivek Shahare, Jibi Abraham, Rajni

Moona. (2014). Analysis And Comparison

Of Symmetric Key Cryptographic

Algorithms Based On Various File Features.

International Journal of Network Security &

Its Applications (IJNSA), Vol.6, No.4, July

2014.

Shraddha Soni, Himani Agrawal, Dr. (Mrs.) Monisha

Sharma. (2012). Analysis and Comparison

between AES and DES Cryptographic

Algorithm Shraddha. International Journal

of Engineering and Innovative Technology

(IJEIT) Volume 2, Issue 6. December 2012.

http://aqwamrosadi.staff/

PENGAMANAN DATA DENGAN MENGGUNAKAN ALGORITMA KRIPTOGRAFI AES, RC4 DAN KOMPRESI LZ77 BERBASIS JAVA...

Software

Transcript of PENGAMANAN DATA DENGAN MENGGUNAKAN ALGORITMA KRIPTOGRAFI AES, RC4 DAN KOMPRESI LZ77 BERBASIS JAVA...