Tugas 9 [Indah Winani] One-Time Pad

 

One-Time Pad

    One-Time Pad adalah salah satu jenis cipher yang dianggap tidak dapat dipecahkan (unbreakable cipher). Cipher ini menggunakan kunci acak yang hanya digunakan sekali untuk mengenkripsi pesan. Kunci acak tersebut harus memiliki panjang yang sama dengan pesan yang akan dienkripsi. Dalam One-Time Pad, setiap karakter pada pesan dienkripsi dengan cara melakukan operasi XOR dengan karakter pada kunci acak yang sesuai. Kunci acak tersebut hanya digunakan sekali dan tidak pernah digunakan lagi untuk mengenkripsi pesan lain.

    Keamanan One-Time Pad didasarkan pada fakta bahwa kunci acak yang digunakan hanya sekali dan tidak pernah digunakan lagi. Selain itu, karena kunci acak tersebut benar-benar acak dan hanya diketahui oleh pengirim dan penerima pesan, maka sangat sulit bagi pihak lain untuk memecahkan cipher tersebut. Namun, kelemahan dari One-Time Pad adalah bahwa kunci acak harus memiliki panjang yang sama dengan pesan yang akan dienkripsi, sehingga membutuhkan kunci acak yang sangat panjang untuk mengenkripsi pesan yang panjang. Selain itu, distribusi kunci acak yang aman juga menjadi masalah dalam penggunaan One-Time Pad.

Berikut adalah beberapa karakteristik dan prinsip kerja OTP:

1. Kunci acak: OTP menggunakan kunci acak yang terdiri dari deretan bit atau karakter yang memiliki panjang yang sama dengan pesan yang akan disandikan. Kunci ini harus dihasilkan secara benar-benar acak dan tidak pernah digunakan kembali.
2. One-Time: Kunci yang digunakan dalam OTP hanya boleh digunakan satu kali. Setiap pesan membutuhkan kunci yang berbeda untuk dienkripsi. Hal ini penting agar keamanan OTP tetap terjaga.
3. Operasi XOR: OTP menggunakan operasi XOR (exclusive OR) untuk melakukan penyandian. Setiap bit atau karakter dalam pesan di-XOR-kan dengan bit atau karakter yang sesuai dalam kunci. Operasi XOR menghasilkan nilai yang berbeda jika kedua bit yang di-XOR-kan berbeda, dan nilai yang sama jika kedua bit tersebut sama.
4. Keamanan teoretis: OTP dianggap tidak dapat dipecahkan karena memiliki keamanan teoretis yang kuat. Ini disebabkan oleh sifat-sifat operasi XOR dan penggunaan kunci acak. Jika kunci digunakan secara benar-benar acak dan hanya sekali, tidak ada pola atau informasi yang dapat diambil dari pesan yang dienkripsi.

Namun, penting untuk diingat bahwa kekuatan OTP bergantung pada penggunaan yang benar. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penerapan OTP yang aman adalah:

• Keamanan kunci: Kunci OTP harus dihasilkan dengan benar-benar acak. Jika kunci dapat ditebak atau diprediksi, keamanan OTP akan terkompromi.
• Distribusi kunci: Kunci OTP harus didistribusikan dengan aman ke pihak yang terlibat dalam komunikasi. Jika kunci jatuh ke tangan yang salah, keamanan OTP akan terancam.
• Keamanan fisik: Keamanan fisik dari kunci dan pesan yang akan disandikan juga penting. Jika seseorang dapat mengakses kunci atau pesan dengan cara yang tidak sah, keamanan OTP akan terancam.

Jika semua prinsip dan persyaratan di atas terpenuhi, maka OTP dianggap sebagai cipher yang tidak dapat dipecahkan. Namun, implementasi yang tidak benar atau kelemahan dalam penggunaan OTP dapat menyebabkan kelemahan dalam sistem. Oleh karena itu, sangat penting untuk memastikan bahwa setiap langkah dalam penggunaan OTP dilakukan dengan hati-hati dan sesuai dengan prinsip-prinsip keamanannya.

Langkah-langkah untuk menggunakan OTP:

1. Ubah pesan dan kunci menjadi representasi biner (ASCII, Unicode, atau metode lainnya):

    Pesan: "HELLO" -> 01001000 01000101 01001100 01001100 01001111

    Kunci: "XKQYF" -> 01011000 01001011 01010001 01011001 01000110

2. Lakukan operasi XOR antara setiap bit pesan dengan bit kunci yang sesuai:

    Pesan XOR Kunci:

    01001000 XOR 01011000 = 00010000

    01000101 XOR 01001011 = 00001110

    01001100 XOR 01010001 = 00011101

    01001100 XOR 01011001 = 00010101

    01001111 XOR 01000110 = 00001001

3. Konversikan hasil XOR kembali ke format teks atau representasi yang diinginkan:

    Pesan terenkripsi (dalam bentuk biner): 00010000 00001110 00011101 00010101 00001001

3. Jika ingin mengirim pesan terenkripsi, kirimkan pesan dan kunci secara terpisah dengan cara yang        aman. Penerima dapat mendekripsi pesan dengan melakukan operasi XOR antara pesan terenkripsi        dan kunci yang sama.

4. Lakukan operasi XOR antara pesan terenkripsi dan kunci yang sama:

    Pesan terenkripsi XOR Kunci:

    00010000 XOR 01011000 = 01001000 (H)

    00001110 XOR 01001011 = 01000101 (E)

    00011101 XOR 01010001 = 01001100 (L)

    00010101 XOR 01011001 = 01001100 (L)

    00001001 XOR 01000110 = 01001111 (O)

5. Konversikan hasil XOR kembali ke teks:

    Pesan terdekripsi: "HELLO"

Latihan Soal 

1. Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan One-Time Pad (OTP) dan mengapa cipher ini dianggap tidak dapat dipecahkan.

Jawaban 1:

One-Time Pad (OTP) adalah metode penyandian yang menggunakan kunci acak dengan panjang yang sama seperti pesan yang akan disandikan. OTP dianggap tidak dapat dipecahkan karena jika kunci dihasilkan secara benar-benar acak dan hanya digunakan sekali, tidak ada pola atau informasi yang dapat diambil dari pesan terenkripsi. Operasi XOR yang digunakan dalam OTP menghasilkan hasil yang acak dan tidak dapat diprediksi jika kunci digunakan dengan benar.

2. Apa yang menjadi persyaratan penting dalam penggunaan OTP agar cipher tersebut tetap aman?

Jawaban 2:

Persyaratan penting dalam penggunaan OTP agar cipher tetap aman meliputi: menghasilkan kunci acak yang benar-benar acak, menggunakan kunci hanya sekali, menjaga keamanan kunci fisik, dan distribusi kunci yang aman kepada pihak yang terlibat dalam komunikasi.

3. Jelaskan langkah-langkah yang terlibat dalam menggunakan OTP untuk menyandikan dan mendekripsi pesan.

Jawaban 3:

Langkah-langkah dalam menggunakan OTP meliputi:

a. Mengubah pesan dan kunci menjadi representasi biner.

b. Melakukan operasi XOR antara setiap bit pesan dengan bit kunci yang sesuai.

c. Konversikan hasil XOR kembali ke format teks atau representasi yang diinginkan.

d. Untuk mendekripsi pesan, lakukan operasi XOR antara pesan terenkripsi dan kunci yang sama.

4. Mengapa penting untuk menghasilkan kunci acak dan hanya menggunakan kunci sekali dalam OTP?

Jawaban 4:

Penting untuk menghasilkan kunci acak dan hanya menggunakan kunci sekali dalam OTP karena kekuatan OTP terletak pada kunci yang tidak dapat diprediksi. Jika kunci dapat ditebak atau digunakan lebih dari satu kali, pola atau informasi dapat ditemukan dalam pesan terenkripsi, dan keamanan OTP akan terancam.

5. Apa yang dapat mengancam keamanan OTP jika tidak diimplementasikan dengan benar?

Jawaban 5:

Keamanan OTP dapat terancam jika tidak diimplementasikan dengan benar. Beberapa ancaman termasuk menghasilkan kunci yang tidak acak atau dapat diprediksi, penggunaan kunci yang sama lebih dari satu kali, kebocoran kunci ke pihak yang tidak berwenang, serangan terhadap keamanan fisik kunci, atau serangan yang menggunakan pola dalam pesan terenkripsi untuk menebak atau memperoleh informasi tentang pesan asli. Jika salah satu dari ini terjadi, keamanan OTP dapat dikompromikan.

6. Apa keunggulan utama dari OTP dibandingkan dengan cipher lainnya?

Jawaban 6:

Keunggulan utama dari OTP dibandingkan dengan cipher lainnya adalah keamanan teoret

Nama : Indah Winarni

Nim : 2103015141

Sumber : https://onlinelearning.uhamka.ac.id