Kriptografi dalam Keselamatan Data

Kembali

Kriptografi dalam Keselamatan Data

2.1

Kriptografi dalam Keselamatan Data

Penghantaran Maklumat

Dalam era teknologi maklumat, kebanyakan maklumat dihantar dan diterima melalui Internet dalam bentuk digital seperti media sosial dan emel.
Penghantaran setiap dokumen adalah sulit dan memerlukan tahap keselamatan yang tinggi.
Oleh itu, pelbagai kaedah keselamatan telah dibangunkan untuk menjamin keselamatan data yang dihantar.

2.1.1 Kriptografi dalam Pengkomputeran

Maksud Kriptografi

Kriptografi berasal dari Bahasa Yunani.
"Kriptos" bermaksud sembunyi dan "graphein" bermaksud tulis.
Kriptografi merupakan kaedah kerahsiaan atau keselamatan data.
Tujuan kriptografi adalah untuk melindungi maklumat supaya tidak dipintas atau diceroboh oleh pihak ketiga.
Pada zaman moden hari ini, kita sangat bergantung kepada sistem pengkomputeran digital.
Cara penyimpanan dalam bentuk digital ini telah membuka ruang untuk pencerobohan maklumat berlaku.
Bagi mengatasi masalah pencerobohan maklumat, kriptografi telah menjadi satu keperluan besar untuk melindungi kepentingan maklumat dalam pengkomputeran.

Kepentingan Perkhidmatan Keselamatan Data Kriptografi

2.1.2 Proses Sifer (Cipher)

Dalam kriptografi, pasangan algoritma digunakan untuk melakukan penyulitan dan nyahsulit. Pasangan algoritma ini dikenali sebagai algoritma kriptografi atau sifer.
Sesuatu teks biasa (plaintext) akan melalui proses penyulitan (encryption) yang menyebabkan data berubah menjadi bentuk yang tidak bermakna, iaitu teks sifer (ciphertext) sebelum dihantar kepada penerima.
Hanya penerima yang berhak sahaja dapat melakukan proses nyahsulit (decryption), iaitu menukarkan kembali teks sifer menjadi teks biasa.
Setiap proses penyulitan dan proses nyahsulit dapat dilengkapi dengan penggunaan kunci (key) yang hanya diketahui oleh penghantar dan penerima.
Teks sifer tidak boleh dinyahsulit oleh pihak yang tidak berhak tanpa kunci tersebut.
Terdapat dua jenis sifer seperti yang ditunjukkan di bawah:

Jenis Sifer
Sifer Kunci Simetri	Sifer Kunci Tidak Simetri
Semua sifer klasik. Menggunakan kunci yang sama (nombor, huruf, perkataan atau simbol) untuk penyulitan dan nyahsulit. Kunci rahsia yang baharu boleh dijana oleh penghantar dan penerima.	Sifer moden. Kompleks dan melibatkan pengiraan matematik seperti kunci awam dan kunci persendirian. Kunci awam - digunakan oleh sesiapa sahaja untuk penyulitan. Kunci persendirian - disimpan rahsia oleh penerima sahaja.

Proses Penyulitan (Encryption)

Penyulitan ialah satu komponen penting dalam bidang kriptografi.
Penyulitan ialah satu proses penukaran teks biasa kepada teks sifer, iaitu teks dalam bentuk yang tidak bermakna apabila dibaca.
Menjaga kerahsiaan dan keselamatan data.
Proses menukarkan maklumat atau data daripada yang boleh difahami kepada maklumat yang tidak boleh difahami oleh pihak ketiga.
Langkah-langkah penyulitan adalah seperti berikut.
1. Pengirim menghantar mesej (teks biasa) kepada penerima.
2. Mesej ini akan disulitkan menggunakan satu kunci dan algoritma penyulitan.
3. Teks sifer, iaitu teks yang tidak bermakna akan terhasil.

Proses Nyahsulit (Decryption)

Apabila suatu teks biasa telah melalui proses penyulitan dan menghasilkan teks sifer, proses nyahsulit akan berlaku terhadap teks sifer untuk mendapatkan kembali teks biasa yang asal.
Nyahsulit ialah proses untuk mengembalikan teks sifer menjadi teks biasa yang dapat dibaca dan mempunyai maksud.
Langkah-langkah nyahsulit adalah seperti berikut.
1. Teks sifer yang telah disulitkan akan dinyahsulit menggunakan satu kunci dan algoritma nyahsulit.
2. Teks sifer akan menjadi teks biasa.
3. Penerima akan menerima teks biasa yang dapat dibaca.

2.1.3 Menghasil dan Menterjemah Mesej Menggunakan Kaedah Sifer

Julius Caesar memperkenalkan kaedah ini untuk menghantar pesanan kepada pegawainya dengan menggunakan huruf-huruf roman yang ketiga daripada huruf asalnya.
Mesin Enigma digunakan untuk menghantar pesanan semasa peperangan menggunakan Kod Morse.
Terdapat tiga jenis kaedah sifer:
- Reverse cipher
- Substitution cipher
  - Caesar cipher
  - Pigpen cipher
- Transposition cipher
  - Columnar transposition
  - Rail fence cipher

Reverse Cipher

Sifer yang paling mudah kerana ia menggunakan kaedah songsangan untuk menyulitkan mesej.
Terdapat tiga jenis reverse cipher iaitu;
- Songsangan berdasarkan abjad (A-Z).
- Songsangan berdasarkan perkataan.
- Songsangan berdasarkan seluruh mesej.

Substitution Cipher

Ia menyulitkan mesej dengan menggantikan teks biasa dengan teks lain (sifer).
Terdapat dua jenis subsitution cipher iaitu:
- Caesar cipher
- Pigpen cipher
Substitution cipher yang paling mudah adalah Monoalphabetic substitution.
Monoalphabetic substitution bermaksud menggantikan setiap abjad teks biasa kepada abjad yang lain.
Caesar Cipher
- Satu kaedah sifer yang paling awal digunakan oleh manusia untuk menyulitkan mesej.
- Dikenali sebagai shift cipher (sifer anjakan) iaitu menggantikan setiap abjad dalam teks itu dengan abjad yang lain dalam susunan abjad.
- Kelebihan: Ia paling mudah digunakan dan paling terkenal dalam perkembangan kriptografi.
- Kelemahan: Tahap keselamatan yang rendah dan kod senang dipecahkan.
Pigpen Cipher
- Dikenali sebagai substitution cipher geometri yang mudah.
- Setiap abjad digantikan dengan simbol grafik yang sepadan.
- Garis sempadan yang menghasilkan simbol grafik unik dalam Pigpen Cipher ialah kunci bagi sifer ini.
- Kelebihan: Mudah untuk mengenali sifer ini kerana ia menggunakan simbol.
- Kelemahan: Kod rahsia mudah dipecahkan oleh penggodam.

Transposition Cipher

Mengubah kedudukan abjad dalam teks.
Dikenali sebagai pemutaran atau pencampuran(scrambling) yang menggunakan kunci khas.
Terdapat 2 jenis iaitu:
- Columnar trasposition
- Rail Fence Cipher
Columnar Transposition
- Proses penyulitan dijalankan dengan menulisnya dalam jadual secara mendatar (horizontal) dengan bilangan lajur (column) yang telah ditetapkan.
- Memilih satu perkataan untuk dijadikan kunci penyulitan.
- Bilangan abjad dalam kunci akan menentukan bilangan lajur dalam jadual.
- Cara bagi mengubah urutan abjad dalam mesej ditentukan dengan abjad-abjad yang ada dalam kunci.
- Setiap abjad dalam mesej akan ditulis pada setiap petak dalam jadual.
Rail Fence Cipher
- Dikenali sebagai zig-zag cipher.
- Abjad-abjad teks ditulis semula mengikut susunan baris demi baris dalam bentuk zig-zag.
- Kunci untuk penyulitan dan nyahsulit perlu dinyatakan.
- Nilai kunci merujuk kepada bilangan baris yang telah digunakan.

2.1.4 Membanding Kaedah Sifer

Untuk memastikan mesej sulit yang dihantar oleh pengirim selamat, iaitu tidak mudah diceroboh dan mesej sulit tersebut boleh dinyahsulit oleh penerima.

Perbandingan untuk Kaedah-Kaedah Sifer dalam Proses Penyulitan dan Nyahsulit

Penyulitan	Nyahsulit
Reverse Cipher
Tidak perlu penggunaan kunci. Pilih cara songsangan, iaitu songsangkan keseluruhan mesej.	Songsangkan abjad-abjad dalam teks sifer. Boleh dibaca daripada teks sifer.
Caesar Cipher
Jadual penggantian abjad dilukis. Gantikan setiap abjad dalam teks biasa dengan abjad lain berdasarkan jadual yang dihasilkan.	Lukiskan jadual penggantian abjad. Nyahsulitkan abjad demi abjad berdasarkan jadual penggantian yang disediakan.
Pigpen Cipher
Bina jadual perwakilan abjad bagi simbol pigpen. Tukarkan teks biasa kepada teks sifer berdasarkan kepada jadual yang dibina.	Bina jadual perwakilan abjad bagi simbol pigpen. Tukarkan teks sifer kepada teks biasa berdasarkan jadual yang dibina.
Rail Fence Cipher
Lukiskan jadual yang mempunyai empat baris. Isikan abjad-abjad dalam teks biasa ke dalam jadual berdasarkan corak zig-zag. Baris demi baris abjad dalam jadual ditulis semula.	Lukiskan satu jadual dengan bilangan baris ialah nilai kunci dan bilangan lajur ialah jumlah abjad dalam teks sifer.. Tandakan ‘-’ dalam petak yang perlu diisi abjad dengan corak zig-zag. Semua abjad dalam teks sifer diisi ke dalam petak yang ditandakan baris demi baris. Teks mesej boleh dibaca mengikut corak zig-zag.
Columnar Transposition
Tentukan urutan abjad dalam kunci yang diberikan. Lukiskan satu jadual. Masukkan semua abjad dalam teks biasa ke dalam jadual baris demi baris. Jika terdapat petak yang kosong, isikan dengan sebarang abjad. Tuliskan abjad-abjad secara menegak berdasarkan nombor pada lajur untuk membentuk teks sifer.	Tentukan urutan abjad dalam kunci yang diberikan. Lukiskan satu jadual yang mempunyai lima lajur. Bilangan baris diperoleh dengan formula bilangan abjad dalam teks biasa dibahagi dengan bilangan abjad dalam kunci. Berdasarkan urutan abjad kunci, pindahkan semua abjad dalam teks sifer ke dalam jadual. Teks mesej dibaca secara mendatar, mulai dengan baris pertama.

Kelebihan dan Kelemahan Kaedah-Kaedah Sifer

Cipher	Kelebihan	Kelemahan
Reverse Cipher	Mudah digunakan.	Tidak menggunakan kunci. Mesej mudah dinyahsulit dengan hanya menyongsangkannya.
Caesar Cipher	Menggunakan kunci. Abjad dalam teks biasa digantikan dengan abjad lain.	Kaedah cuba-jaya boleh digunakan untuk meramal nilai kunci.
Pigpen Cipher	Menggunakan kunci. Abjad dalam teks biasa digantikan dengan simbol lain.	Mudah dinyahsulit jika mengetahui cara perwakilan simbol.
Columnar Transposition	Menggunakan kunci. Nombor pada lajur yang berdasarkan kunci sukar diramal.	Abjad-abjad dalam teks sifer terdiri daripada abjad-abjad dalam teks biasa.
Rail Fence Cipher	Menggunakan kunci, iaitu baris. Bilangan baris sukar diramal.	Abjad-abjad dalam teks sifer terdiri daripada abjad-abjad dalam teks biasa.

2.1.5 Memilih Kaedah Sifer yang Terbaik

Kaedah sifer yang terbaik dipilih berdasarkan tahap kerahsiaan sesuatu mesej yang hendak dihantar.
Kaedah Reverse Cipher dan Pigpen Cipher mudah digunakan untuk sesuatu mesej kerana kaedah ini mempunyai tahap kerahsiaan yang rendah.
Kaedah Caesar Cipher, Rail Fence Cipher dan Columnar Transposition sesuai untuk mesej yang mempunyai tahap kerahsiaan sederhana dan tinggi kerana ia mempunyai kunci untuk proses penyulitan dan nyahsulit.
Pemilihan kaedah sifer adalah berdasarkan faktor-faktor berikut:
- Keperluan kepada penggunaan kunci.
- Kepentingan kerahsiaan maklumat.
- Tempoh masa yang diperuntukkan untuk proses penyulitan.

Ciri-Ciri Pemilihan Kaedah Sifer

Tahap Kerahsiaan	Ciri Pemilihan
Rendah	Tidak memerlukan penggunaan kunci. Kepentingan kerahsiaan adalah rendah. Masa dan tempoh proses penyulitan yang diperlukan adalah singkat.
Sederhana	Perlu penggunaan kunci. Maklumat yang memerlukan tahap kerahsiaan yang lebih tinggi. Tempoh masa yang mencukupi diberikan untuk proses penyulitan.
Tinggi	Sesuai untuk maklumat yang memerlukan tahap kerahsiaan yang tinggi. Perlukan rumus untuk membentuk kunci. Tempoh masa yang lebih lama diperlukan untuk melakukan proses penyulitan.

Kepentingan Pemilihan Kaedah Sifer yang Betul

Terdapat banyak proses transaksi dan komunikasi dilakukan dalam talian yang memerlukan tahap kerahsiaan yang tinggi.
Mengelakkan penyelewengan maklumat peribadi.
Melindungi mesej penting dari di godam oleh pihak ketiga yang tidak bertanggungjawab.

2.1.6 Menghasilkan Kaedah Sifer bagi Menyelesaikan Masalah dalam Kehidupan Seharian

Dalam era teknologi maklumat, manusia sangat bergantung kepada:
- Internet
- Rangkaian komputer
- Pangkalan data
- Telefon pintar
- Kad debit
- kad kredit
Kemudahan-kemudahan ini memberikan peluang kepada pihak yang tidak bertanggungjawab untuk menceroboh maklumat yang terkandung dalam:
- E-mel
- Nombor pin kad debit
- Maklumat peribadi
- Rahsia syarikat
Kaedah sifer merupakan salah satu daripada kaedah keselamatan siber (cyber security) yang digunakan untuk menjaga keselamatan data dan sistem komputer.
Kaedah sifer adalah kompleks dan menyukarkan pihak lain menceroboh maklumat yang ingin dilindungi.
Setiap individu boleh dan harus menghasilkan kaedah sifer mereka yang unik untuk kegunaan mereka mengikut keperluan.
Dalam proses penghasilan kaedah sifer yang baharu, kelebihan dan kelemahan sifer yang akan dibangunkan perlu dititikberatkan.