Perancangan S-box 4x4 Sebagai S-box Alternatif Sandi PRESENT

Abstract

DES dan TDES merupakan contoh dari enkripsi kunci simetrik sandi blok yang telah banyak digunakan untuk mengamankan data penting. Data Encryption Standard (DES) yang dirancang oleh IBM diangkat menjadi standar nasional oleh National Institute of Standard and Technology (NIST) pada tahun 1970-an. Bertahan selama sekitar 20 tahun, DES dinyatakan tidak lagi aman. Publikasi di FIPS 46-3, 25 Oktober 1999, menyebutkan bahwa Triple Data Encryption Standard (TDES) menggantikan DES (Cheung 2010). Internet of things (IoT) tengah menjadi perbincangan dalam dunia teknologi pada saat ini. IoT sendiri secara umum mengacu ke sebuah skenario dimana jaringan internet dan kemampuan komputasi berada dalam sebuah benda yang memungkinkan benda ini untuk menghasilkan data, bertukar data, dan mengambil data dengan sedikit campur tangan manusia (Rose 2015). Smart card merupakan salah satu contoh dari IoT yang membutuhkan aspek keamanan. DES dan TDES tidak dapat diimplementasikan dalam smart card dikarenakan adanya keterbatasan dalam smart card, oleh karena itu dibutuhkan jenis sandi lain yang dapat diterapkan dalam smart card. Kriptografi kelas ringan merupakan algoritme kriptografi yang dapat diimplementasikan pada lingkungan yang memiliki keterbatasan. PRESENT merupakan contoh dari kriptografi kelas ringan yang dapat diimplementasikan pada lingkungan yang terbatas termasuk tag RFID, sensor, smart card, perangkat kesehatan, dll. Inti dari PRESENT adalah substitusi (S-box) dan permutasi (P-layer). Keamanan pada sandi PRESENT bergantung pada fungsi S-box yang terdapat di dalamnya. Pada saat ini, S-box yang digunakan dalam sandi PRESENT sudah sangat bagus dalam aspek keamanan terhadap beberapa macam serangan terutama kriptanalisis diferensial dan kriptanalisis linear. Tetapi, S-box yang digunakan hanya ada satu macam saja sehingga jika telah diketahui kelemahannya, maka sandi PRESENT menjadi tidak aman terhadap serangan kriptanalisis diferensial dan kriptanalisis linear. Oleh karena itu, pencarian S-box lain sebagai alternatif bagi S-box PRESENT sangatlah penting agar ketahanan terhadap serangan kriptanalisis diferensial dan kriptanalisis linear dapat tetap dipertahanakan. Metode heuristik digunakan dalam penelitian ini untuk mermpercepat pencarian dengan memenuhi empat kriteria S-box (Cheung 2010) dan syarat yang terdapat dalam S-box PRESENT (Poschmann 2009), 80 S-box alternatif didapatkan untuk menggantikan S-box yang terdapat pada sandi PRESENT dengan tingkat keamanan yang sama, khususnya terhadap serangan kriptanalisis diferensial dan kriptanalisis linear.