Algoritma Skipjack adalah salah satu algoritma yang dapat digunakan untuk melakukan enkripsi data sehingga data asli hanya dapat dibaca oleh seseorang yang memiliki kunci enkripsi tersebut. Contoh yang dibahas kali ini adalah mengenai enkripsi dan dekripsi dari sebuah kalimat.
Algoritma ini menggunakan teknik cipher blok dengan key simetris. Skipjack adalah algoritma yang dikembangkan oleh NSA (National Security Agency), tetapi sekarang sudah tidak dipakai lagi karena sudah dianggap kurang memenuhi syarat keamanan NSA; menggunakan key 80 bit untuk melakukan enkripsi dan dekripsi blok 64 bit, dan menggunakan struktur jaringan Feistel dengan jumlah round 32 kali. Algoritma ini dulunya digunakan untuk mengirimkan paket data pada saat melakukan percakapan di telepon.
Langkah-langkah penggunaan algoritma ini adalah
1. Tentukan kalimat yang akan dienkrip
Console.WriteLine("Masukkan kalimat yang akan dienkrip: ") Dim input As String = Console.ReadLine
2. Tentukan kata kunci enkripsi yang digunakan
Console.WriteLine("Masukkan kata kunci enkripsi: ") Dim kataKunci As String = Console.ReadLine
3. Lakukan inisialisasi variabel yang digunakan oleh metode ini
Penjelasan lebih detail tentang fungsi ini dapat dilihat pada penjelasan skrip dibawah ini
Dim xc As New CryptCore() xc.InitCore() xc.Key = kataKunci
* Skrip tersebut akan melakukan inisialisasi pada Class CryptCore. Class ini adalah inti class untuk pemanggilan fungsi enkripsi dan dekripsi yang mengacu pada algoritma Skipjack. Deklarasi Class CryptCore adalah sebagai berikut:
Public Class CryptCore Private _key As String = Nothing Public Property Key() As String Get Return _key End Get Set(value As String) _key = Me.formatKey(value) End Set End Property Private Function formatKey(key As String) As String If key Is Nothing OrElse key.Length = 0 Then Return Nothing End If Return key.Trim() End Function Private DefaultKey As String = "" Public Sub New() DefaultKey = "enkripsi" End Sub Private _coreSymmetric As CoreAlgoritmaSymmetric Public Function InitCore() As Boolean _coreSymmetric = New CoreAlgoritmaSymmetric() Return True End Function . . . End Class
* Pada saat melakukan proses InitCore, maka proses tersebut akan melakukan inisialisasi pada Class CoreAlgoritmaSymmetric. Pemanggilan fungsi enkripsi / dekripsi pada Class sebelumnya akan mengarah pada Class ini untuk selanjutnya dilakukan perhitungan enkripsi / dekripsi yang sebenarnya. Deklarasi Class CoreAlgoritmaSymmetric adalah sebagai berikut:
Public Class CoreAlgoritmaSymmetric Private metodeEncode As System.Security.Cryptography.SymmetricAlgorithm Public Sub New() metodeEncode = New Skipjack() End Sub . . . End Class
* Pada saat menginisialisasi variabel metodeEncode, maka proses tersebut akan melakukan inisialisasi pada Class Skipjack. Class ini berisi tentang beberapa properti dan fungsi yang menggantikan properti dan fungsi yang diturunkan dari Class SymmetricAlgorithm. Deklarasi Class Skipjack adalah sebagai berikut:
Public Class Skipjack Inherits System.Security.Cryptography.SymmetricAlgorithm Public Sub New() ''ukuran legal key, dengan kemungkinan 128, 192, dan 256 bit Me.LegalKeySizesValue = New System.Security.Cryptography.KeySizes() {New System.Security.Cryptography.KeySizes(128, 256, 64)} ''ukuran legal blok, dengan ukuran selalu 128 bit / 16 bytes Me.LegalBlockSizesValue = New System.Security.Cryptography.KeySizes() {New System.Security.Cryptography.KeySizes(128, 128, 0)} ''ukuran blok, selalu berukuran 128 bit / 16 bytes Me.BlockSize = 128 ''ukuran key, dapat berukuran 128 / 192 / 256 bit Me.KeySize = 128 End Sub . . . End Class
4. Lakukan enkripsi kalimat awal menggunakan algoritma ini
Penjelasan lebih detail tentang fungsi ini dapat dilihat pada penjelasan skrip dibawah ini
Dim hasilEnkripsi As String = xc.Encrypt(input)
* Skrip tersebut akan menjalankan proses enkripsi yang terdapat dalam Class CoreAlgoritmaSymmetric.
Public Function ProsesEncrypt(Source As String, Key As String) As String If Source Is Nothing OrElse Key Is Nothing OrElse Source.Length = 0 OrElse Key.Length = 0 Then Return Nothing End If If metodeEncode Is Nothing Then Return Nothing End If Dim lPanjangStream As Long Dim jumlahBufferTerbaca As Integer Dim byteBuffer As Byte() = New Byte(2) {} Dim srcData As Byte() = System.Text.ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(Source) Dim encData As Byte() Dim streamInput As New System.IO.MemoryStream() streamInput.Write(srcData, 0, srcData.Length) streamInput.Position = 0 Dim streamOutput As New System.IO.MemoryStream() Dim streamEncrypt As System.Security.Cryptography.CryptoStream metodeEncode.Key = GetValidKey(Key) streamEncrypt = New System.Security.Cryptography.CryptoStream(streamOutput, metodeEncode.CreateEncryptor(), System.Security.Cryptography.CryptoStreamMode.Write) lPanjangStream = streamInput.Length Dim totalBufferTerbaca As Integer = 0 While totalBufferTerbaca < lPanjangStream jumlahBufferTerbaca = streamInput.Read(byteBuffer, 0, byteBuffer.Length) streamEncrypt.Write(byteBuffer, 0, jumlahBufferTerbaca) totalBufferTerbaca += jumlahBufferTerbaca End While streamEncrypt.Close() encData = streamOutput.ToArray() 'Konversi menjadi base64 agar hasil dapat digunakan dalam xml Return Convert.ToBase64String(encData) End Function
* Sedangkan proses enkripsi utama algoritma Skipjack adalah sebagai berikut
Protected Sub blokEncrypt(ByRef ByteArray As Byte()) Dim i As Long Dim K As Long Dim Temp As Byte Dim Round As Long Dim Offset As Long Dim panjangByteSebenarnya As Long Dim Counter As Long Dim G(0 To 5) As Byte Dim panjangCipher As Long Dim w(0 To 3, 0 To 32) As UInt16 'Masukkan key yang baru jika diperlukan If (Key.Length > 0) Then Me.Key = Key 'Simpan panjang byte sebenarnya untuk digunakan pada perhitungan nantinya panjangByteSebenarnya = UBound(ByteArray) + 1 'Tambahkan 12 byte data sebelum byte sebenarnya (8 byte untuk hasil perhitungan dan 4 byte untuk jumlah data) 'setelah itu tambahkan byte agar jumlah data merupakan kelipatan 8 byte panjangCipher = panjangByteSebenarnya + 12 If (panjangCipher Mod 8 <> 0) Then panjangCipher = panjangCipher + 8 - (panjangCipher Mod 8) End If ReDim Preserve ByteArray(panjangCipher - 1) For ii As Integer = panjangByteSebenarnya - 1 To 0 Step -1 ByteArray(ii + 12) = ByteArray(ii) Next 'Simpan jumlah data pada byte ke 9 - 12 Dim tmpByte() As Byte = BitConverter.GetBytes(panjangByteSebenarnya) For ii As Integer = 0 To 3 ByteArray(ii + 8) = tmpByte(ii) Next 'Masukkan byte acak pada byte ke 1 - 8 Dim rnd As New Random(0) Dim tmpByte2() As Byte = BitConverter.GetBytes(rnd.NextDouble * UInt16.MaxValue) For ii As Integer = 0 To 7 ByteArray(ii + 0) = tmpByte2(ii) Next 'Tukar semua byte ganjil (byte) dengan byte genap (integer) For Offset = 0 To (panjangCipher - 1) Step 2 Temp = ByteArray(Offset) ByteArray(Offset) = ByteArray(Offset + 1) ByteArray(Offset + 1) = Temp Next 'Lakukan enkripsi data 8 byte dalam sekali waktu For Offset = 0 To (panjangCipher - 1) Step 8 'baca 4 integer dari array byte For ii As Integer = 0 To 7 Step 2 Dim tmpByte3() As Byte = {ByteArray(ii + Offset), ByteArray(ii + Offset + 1)} w(ii / 2, 0) = BitConverter.ToUInt16(tmpByte3, 0) Next 'Lakukan proses XOR dengan nilai cipher pada proses sebelumnya w(0, 0) = w(0, 0) Xor w(0, 32) w(1, 0) = w(1, 0) Xor w(1, 32) w(2, 0) = w(2, 0) Xor w(2, 32) w(3, 0) = w(3, 0) Xor w(3, 32) K = 0 Counter = 1 For Round = 1 To 2 'Jalankan RULE A For i = 1 To 8 Dim tmpByte4() As Byte = BitConverter.GetBytes(w(0, K)) For ii As Integer = 0 To 1 G(ii) = tmpByte4(ii) Next G(2) = m_F(G(0) Xor m_Key(4 * K)) Xor G(1) G(3) = m_F(G(2) Xor m_Key(4 * K + 1)) Xor G(0) G(5) = m_F(G(3) Xor m_Key(4 * K + 2)) Xor G(2) G(4) = m_F(G(5) Xor m_Key(4 * K + 3)) Xor G(3) Dim tmpByte5() As Byte = {G(4), G(5)} w(1, K + 1) = BitConverter.ToUInt16(tmpByte5, 0) w(0, K + 1) = w(1, K + 1) Xor w(3, K) Xor Counter w(2, K + 1) = w(1, K) w(3, K + 1) = w(2, K) Counter = Counter + 1 K = K + 1 Next 'Jalankan RULE B For i = 1 To 8 Dim tmpByte4() As Byte = BitConverter.GetBytes(w(0, K)) For ii As Integer = 0 To 1 G(ii) = tmpByte4(ii) Next G(2) = m_F(G(0) Xor m_Key(4 * K)) Xor G(1) G(3) = m_F(G(2) Xor m_Key(4 * K + 1)) Xor G(0) G(5) = m_F(G(3) Xor m_Key(4 * K + 2)) Xor G(2) G(4) = m_F(G(5) Xor m_Key(4 * K + 3)) Xor G(3) Dim tmpByte5() As Byte = {G(4), G(5)} w(1, K + 1) = BitConverter.ToUInt16(tmpByte5, 0) w(0, K + 1) = w(3, K) w(2, K + 1) = w(0, K) Xor w(1, K) Xor Counter w(3, K + 1) = w(2, K) Counter = Counter + 1 K = K + 1 Next Next 'Simpan nilai integer baru menjadi nilai byte For ii As Integer = 0 To 7 Step 2 Dim tmpByte6() As Byte = BitConverter.GetBytes(w(ii / 2, 32)) Buffer.BlockCopy(tmpByte6, 0, ByteArray, ii + Offset, 2) Next Next 'Tukar semua byte ganjil (integer) dengan byte genap (byte) For Offset = 0 To (panjangCipher - 1) Step 2 Temp = ByteArray(Offset) ByteArray(Offset) = ByteArray(Offset + 1) ByteArray(Offset + 1) = Temp Next End Sub
5. Lakukan dekripsi dari kalimat yang telah terenkripsi
Penjelasan lebih detail tentang fungsi ini dapat dilihat pada penjelasan skrip dibawah ini
Dim hasilDekripsi As String = xc.Decrypt(hasilEnkripsi)
* Skrip tersebut akan menjalankan proses dekripsi yang terdapat dalam Class CoreAlgoritmaSymmetric.
Public Function ProsesDecrypt(Source As String, Key As String) As String If Source Is Nothing OrElse Key Is Nothing OrElse Source.Length = 0 OrElse Key.Length = 0 Then Return Nothing End If If metodeEncode Is Nothing Then Return Nothing End If Dim lPanjangStream As Long Dim jumlahBufferTerbaca As Integer Dim byteBuffer As Byte() = New Byte(2) {} Dim encData As Byte() = Convert.FromBase64String(Source) Dim decData As Byte() Dim streamInput As New System.IO.MemoryStream(encData) Dim streamOutput As New System.IO.MemoryStream() Dim streamDecrypt As System.Security.Cryptography.CryptoStream metodeEncode.Key = GetValidKey(Key) streamDecrypt = New System.Security.Cryptography.CryptoStream(streamInput, metodeEncode.CreateDecryptor(), System.Security.Cryptography.CryptoStreamMode.Read) lPanjangStream = streamInput.Length Dim totalBufferTerbaca As Integer = 0 While totalBufferTerbaca < lPanjangStream jumlahBufferTerbaca = streamDecrypt.Read(byteBuffer, 0, byteBuffer.Length) If 0 = jumlahBufferTerbaca Then Exit While End If streamOutput.Write(byteBuffer, 0, jumlahBufferTerbaca) totalBufferTerbaca += jumlahBufferTerbaca End While streamDecrypt.Close() decData = streamOutput.ToArray() For i As Integer = 0 To decData.Length - 1 If decData(i) < 8 Then decData(i) = 0 Next Dim encodeASCII As New System.Text.ASCIIEncoding() Return encodeASCII.GetString(decData) End Function
* Sedangkan proses dekripsi utama algoritma Skipjack adalah sebagai berikut
Protected Sub blokDecrypt(ByRef ByteArray As Byte()) Dim i As Long Dim u As Long Dim K As Long Dim Temp As Byte Dim Round As Long Dim Offset As Long Dim panjangByteSebenarnya As Long Dim panjangCipher As Long Dim G(0 To 5) As Byte Dim Counter(0 To 32) As Byte Dim w(0 To 3, 0 To 33) As UInt16 'Masukkan key yang baru jika diperlukan If (Key.Length > 0) Then Me.Key = Key 'Simpan panjang cipher untuk digunakan pada perhitungan nantinya panjangCipher = UBound(ByteArray) + 1 'Tukar semua byte ganjil (byte) dengan byte genap (integer) For Offset = 0 To (panjangCipher - 1) Step 2 Temp = ByteArray(Offset) ByteArray(Offset) = ByteArray(Offset + 1) ByteArray(Offset + 1) = Temp Next 'Lakukan dekripsi data 8 byte dalam sekali waktu For Offset = 0 To (panjangCipher - 1) Step 8 'baca 4 integer dari array byte For ii As Integer = 0 To 7 Step 2 Dim tmpByte() As Byte = {ByteArray(ii + Offset), ByteArray(ii + Offset + 1)} w(ii / 2, 32) = BitConverter.ToUInt16(tmpByte, 0) Next K = 32 u = 31 For i = 0 To 32 Counter(i) = i + 1 Next For Round = 1 To 2 'Jalankan RULE invers B For i = 1 To 8 Dim tmpByte2() As Byte = BitConverter.GetBytes(w(1, K)) For ii As Integer = 0 To 1 G(ii + 4) = tmpByte2(ii) Next G(3) = m_F(G(5) Xor m_Key(4 * u + 3)) Xor G(4) G(2) = m_F(G(3) Xor m_Key(4 * u + 2)) Xor G(5) G(0) = m_F(G(2) Xor m_Key(4 * u + 1)) Xor G(3) G(1) = m_F(G(0) Xor m_Key(4 * u)) Xor G(2) Dim tmpByte3() As Byte = {G(0), G(1)} w(0, K - 1) = BitConverter.ToUInt16(tmpByte3, 0) w(1, K - 1) = w(0, K - 1) Xor w(2, K) Xor Counter(K - 1) w(2, K - 1) = w(3, K) w(3, K - 1) = w(0, K) u = u - 1 K = K - 1 Next 'Jalankan RULE invers A For i = 1 To 8 Dim tmpByte2() As Byte = BitConverter.GetBytes(w(1, K)) For ii As Integer = 0 To 1 G(ii + 4) = tmpByte2(ii) Next G(3) = m_F(G(5) Xor m_Key(4 * u + 3)) Xor G(4) G(2) = m_F(G(3) Xor m_Key(4 * u + 2)) Xor G(5) G(0) = m_F(G(2) Xor m_Key(4 * u + 1)) Xor G(3) G(1) = m_F(G(0) Xor m_Key(4 * u)) Xor G(2) Dim tmpByte3() As Byte = {G(0), G(1)} w(0, K - 1) = BitConverter.ToUInt16(tmpByte3, 0) w(1, K - 1) = w(2, K) w(2, K - 1) = w(3, K) w(3, K - 1) = w(0, K) Xor w(1, K) Xor Counter(K - 1) u = u - 1 K = K - 1 Next Next 'Lakukan proses XOR dengan nilai cipher pada proses sebelumnya w(0, 0) = w(0, 0) Xor w(0, 33) w(1, 0) = w(1, 0) Xor w(1, 33) w(2, 0) = w(2, 0) Xor w(2, 33) w(3, 0) = w(3, 0) Xor w(3, 33) 'Simpan nilai integer baru menjadi nilai byte For ii As Integer = 0 To 7 Step 2 Dim tmpByte4() As Byte = BitConverter.GetBytes(w(ii / 2, 0)) Buffer.BlockCopy(tmpByte4, 0, ByteArray, ii + Offset, 2) Next 'Simpan nilai cipher untuk digunakan pada proses XOR blok selanjutnya For ii As Integer = 0 To 3 w(ii, 33) = w(ii, 32) Next Next 'Tukar semua byte ganjil (integer) dengan byte genap (byte) For Offset = 0 To (panjangCipher - 1) Step 2 Temp = ByteArray(Offset) ByteArray(Offset) = ByteArray(Offset + 1) ByteArray(Offset + 1) = Temp Next 'Hitung panjang dari byte sebenarnya Dim tmpByte5(3) As Byte For ii As Integer = 0 To 3 tmpByte5(ii) = ByteArray(ii + 8) Next panjangByteSebenarnya = BitConverter.ToUInt16(tmpByte5, 0) 'Pastikan panjang byte sebenarnya tidak berselisih terlalu banyak dengan panjang cipher 'Jika menggunakan key yang salah maka, perhitungan blok berikutnya juga akan salah If (panjangCipher - panjangByteSebenarnya > 19) Or (panjangCipher - panjangByteSebenarnya < 12) Then Call Err.Raise(vbObjectError, , "Pada proses dekripsi, panjang byte sebenarnya tidak sesuai dengan aturan") End If 'Ubah ukuran byte sehingga hanya memuat teks sebenarnya (hapus semua informasi tambahan yang terdapat dalam byte tersebut) For ii As Integer = 0 To panjangByteSebenarnya - 1 ByteArray(ii) = ByteArray(ii + 12) Next ReDim Preserve ByteArray(panjangByteSebenarnya - 1) End Sub
* Secara keseluruhan, skrip ini membutuhkan 2 Class tambahan yaitu Class SkipjackBase dan Class SkipjackAlgoritma. Class SkipjackBase berisi tentang ukuran blok, key, tabel F, dan fungsi utama enkripsi dan dekripsi dengan metode Skipjack. Class SkipjackAlgoritma adalah hasil implementasi Class Skipjack yang berisi tentang beberapa properti dan fungsi yang menggantikan properti dan fungsi yang diturunkan dari Class SkipjackBase dan SymmetricAlgorithm. Deklarasi kedua Class tersebut adalah sebagai berikut:
Friend Class SkipjackBase Public Enum EnumArahCrypt Enkripsi Dekripsi End Enum Private Shared ReadOnly BLOCK_SIZE As Integer = 128 'Jumlah bit per blok Protected inputBlockSize As Integer = BLOCK_SIZE / 8 Protected outputBlockSize As Integer = BLOCK_SIZE / 8 'key berukuran MAX_KEY_BITS / 32 Protected Key As UInteger() = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0} Private m_F(0 To 255) As Byte Private m_Key(0 To 127) As Byte Public Sub New(key As Byte(), arahCrypt As EnumArahCrypt) 'Inisialisasi nilai tabel F m_F = { _ &HA3, &HD7, &H9, &H83, &HF8, &H48, &HF6, &HF4, &HB3, &H21, &H15, &H78, &H99, &HB1, &HAF, &HF9, _ &HE7, &H2D, &H4D, &H8A, &HCE, &H4C, &HCA, &H2E, &H52, &H95, &HD9, &H1E, &H4E, &H38, &H44, &H28, _ &HA, &HDF, &H2, &HA0, &H17, &HF1, &H60, &H68, &H12, &HB7, &H7A, &HC3, &HE9, &HFA, &H3D, &H53, _ &H96, &H84, &H6B, &HBA, &HF2, &H63, &H9A, &H19, &H7C, &HAE, &HE5, &HF5, &HF7, &H16, &H6A, &HA2, _ &H39, &HB6, &H7B, &HF, &HC1, &H93, &H81, &H1B, &HEE, &HB4, &H1A, &HEA, &HD0, &H91, &H2F, &HB8, _ &H55, &HB9, &HDA, &H85, &H3F, &H41, &HBF, &HE0, &H5A, &H58, &H80, &H5F, &H66, &HB, &HD8, &H90, _ &H35, &HD5, &HC0, &HA7, &H33, &H6, &H65, &H69, &H45, &H0, &H94, &H56, &H6D, &H98, &H9B, &H76, _ &H97, &HFC, &HB2, &HC2, &HB0, &HFE, &HDB, &H20, &HE1, &HEB, &HD6, &HE4, &HDD, &H47, &H4A, &H1D, _ &H42, &HED, &H9E, &H6E, &H49, &H3C, &HCD, &H43, &H27, &HD2, &H7, &HD4, &HDE, &HC7, &H67, &H18, _ &H89, &HCB, &H30, &H1F, &H8D, &HC6, &H8F, &HAA, &HC8, &H74, &HDC, &HC9, &H5D, &H5C, &H31, &HA4, _ &H70, &H88, &H61, &H2C, &H9F, &HD, &H2B, &H87, &H50, &H82, &H54, &H64, &H26, &H7D, &H3, &H40, _ &H34, &H4B, &H1C, &H73, &HD1, &HC4, &HFD, &H3B, &HCC, &HFB, &H7F, &HAB, &HE6, &H3E, &H5B, &HA5, _ &HAD, &H4, &H23, &H9C, &H14, &H51, &H22, &HF0, &H29, &H79, &H71, &H7E, &HFF, &H8C, &HE, &HE2, _ &HC, &HEF, &HBC, &H72, &H75, &H6F, &H37, &HA1, &HEC, &HD3, &H8E, &H62, &H8B, &H86, &H10, &HE8, _ &H8, &H77, &H11, &HBE, &H92, &H4F, &H24, &HC5, &H32, &H36, &H9D, &HCF, &HF3, &HA6, &HBB, &HAC, _ &H5E, &H6C, &HA9, &H13, &H57, &H25, &HB5, &HE3, &HBD, &HA8, &H3A, &H1, &H5, &H59, &H2A, &H46} 'Inisialisasi nilai key For nI = 0 To 127 m_Key(nI) = key(nI Mod key.Length) Next 'Pada saat enkripsi, hasil enkripsi akan menjadi 2 kali ukuran semula 'Pada saat dekripsi, hasil dekripsi akan menjadi 1/2 kali ukuran semula If arahCrypt = EnumArahCrypt.Enkripsi Then outputBlockSize = BLOCK_SIZE / 4 ElseIf arahCrypt = EnumArahCrypt.Dekripsi Then inputBlockSize = BLOCK_SIZE / 4 End If End Sub . . . End Class Friend Class SkipjackAlgoritma Inherits SkipjackBase Implements System.Security.Cryptography.ICryptoTransform Private m_canReuseTransform As Boolean = True Private m_canTransformMultipleBlocks As Boolean = False Public Sub New(ByRef key As Byte(), arahCrypt As EnumArahCrypt) MyBase.New(key, arahCrypt) 'Konversi key menjadi array integer For i As Integer = 0 To key.Length / 4 - 1 Me.Key(i) = CUInt(key(i * 4 + 3) << 24) Or CUInt(key(i * 4 + 2) << 16) Or CUInt(key(i * 4 + 1) << 8) Or CUInt(key(i * 4 + 0)) Next Me.arahCrypt = arahCrypt End Sub . . .
Hasil akhir adalah: (klik untuk perbesar gambar)
Contoh modul / source code dalam bahasa VB (Visual Basic) dapat didownload disini:
Jika membutuhkan jasa kami dalam pembuatan program, keterangan selanjutnya dapat dilihat di Fasilitas dan Harga
Jika ada yang kurang paham dengan langkah-langkah algoritma diatas, silahkan berikan komentar Anda.
Selamat mencoba.