Enkripsi: Jenis dan algoritma. Apa itu enkripsi dan jenis enkripsi mana yang lebih baik?

Di era digital saat ini, memastikan keamanan dan kerahasiaan informasi adalah hal yang sangat penting. Enkripsi memainkan peran penting dalam mencapai tujuan ini dengan memungkinkan data diubah menjadi format yang tidak dapat dibaca dan hanya dapat diakses oleh individu yang berwenang. Proses enkripsi melibatkan penggunaan kunci kriptografi dan algoritma matematika.

Pada artikel ini, kita akan melihat tiga jenis enkripsi utama: enkripsi simetris, asimetris, dan hibrida. Mari kita mulai dengan enkripsi simetris.

Enkripsi simetris

Enkripsi simetris, seperti namanya, menggunakan satu kunci kriptografi untuk enkripsi dan dekripsi. Kemudahan menggunakan satu kunci membuat prosesnya menjadi sederhana. Untuk memahami esensi dari enkripsi simetris, pertimbangkan contoh berikut ini:

Bayangkan dua orang teman dekat, Anton dan Alice, tinggal di Kyiv. Karena keadaan tertentu, Alice terpaksa pindah ke luar kota. Satu-satunya alat komunikasi yang mereka miliki adalah surat. Namun, mereka khawatir surat mereka akan disadap dan dibaca oleh orang asing.

Untuk mengamankan korespondensi mereka, Anton dan Alice memutuskan untuk mengenkripsi pesan mereka. Mereka menyetujui teknik enkripsi sederhana: pindahkan setiap huruf ke bawah tujuh posisi dalam alfabet. Sebagai contoh, kata “Apple” akan ditulis sebagai “hwwsl” (A -> H, P -> W, L -> S, E -> L). Untuk mendekripsi pesan, prosesnya dibalik, menggeser setiap huruf ke belakang tujuh posisi. Teknik enkripsi ini mengingatkan kita pada “sandi Kaisar” kuno, yang terkenal digunakan oleh kaisar Romawi dan pemimpin militer Gaius Julius Caesar.

Keuntungan dari enkripsi simetris

Enkripsi simetris memiliki keuntungan yang signifikan, terutama dalam kesederhanaannya. Menggunakan satu kunci untuk enkripsi dan dekripsi menyederhanakan prosesnya. Terlebih lagi, ketika mengenkripsi data dalam jumlah besar, enkripsi simetris terbukti menjadi pilihan yang efektif. Manfaat tambahan termasuk:

• Kecepatan: algoritma enkripsi simetris jauh lebih cepat daripada algoritma asimetris, yang akan kita bahas nanti.
• Daya komputasi: Sumber daya komputasi yang diperlukan untuk enkripsi simetris relatif lebih rendah.
• Dampak minimal pada kecepatan Internet: enkripsi simetris tidak memiliki dampak yang signifikan pada kecepatan transmisi data melalui Internet.

Tiga algoritma enkripsi simetris yang populer

Walaupun sandi Caesar menunjukkan sebuah pendekatan dasar pada enkripsi simetris, metode enkripsi modern didasarkan pada fungsi matematika kompleks yang sangat sulit untuk dipecahkan. Terdapat banyak algoritma enkripsi simetris, tetapi kita akan fokus pada tiga yang paling umum digunakan:

1. AES (Standar Enkripsi Lanjutan): AES dianggap sebagai salah satu algoritma enkripsi simetris yang paling aman. Algoritma ini menggantikan algoritma DES yang sudah ketinggalan zaman (yang akan kita bahas nanti) dan menawarkan kemampuan enkripsi yang kuat. AES bekerja dengan blok data 128-bit menggunakan kunci dengan panjang variabel (biasanya 128, 192, atau 256 bit).
2. DES (Standar Enkripsi Data): Diperkenalkan pada tahun 1976 oleh IBM, DES merupakan metode enkripsi simetris yang pertama kali digunakan secara luas. Awalnya dikembangkan untuk melindungi informasi pemerintah yang sensitif, DES menjadi standar enkripsi resmi untuk badan-badan federal Amerika Serikat pada tahun 1977. DES membagi data plaintext menjadi blok-blok 64-bit dan menerapkan proses enkripsi yang berbeda dalam 16 siklus, menciptakan blok-blok 64-bit ciphertext sebagai output. Akan tetapi, karena panjang kuncinya yang pendek, DES dinyatakan usang pada tahun 2005 dan digantikan oleh AES.
3. 3DES (Triple Data Encryption Standard): Sebagai penyempurnaan dari DES, 3DES menerapkan algoritma DES sebanyak tiga kali secara berurutan pada setiap blok data. Proses ini secara signifikan meningkatkan kekuatan enkripsi. Meskipun 3DES memberikan keamanan yang lebih besar daripada DES, 3DES lebih lambat dan kurang efisien daripada AES, sehingga kurang umum digunakan dalam aplikasi modern.

Perlu dicatat bahwa protokol TLS 1.2 yang digunakan secara luas tidak menggunakan metode enkripsi DES karena kerentanannya.

Enkripsi asimetris

Sementara enkripsi simetris menggunakan satu kunci tunggal untuk enkripsi dan dekripsi, enkripsi asimetris menggunakan pendekatan yang lebih kompleks – beberapa kunci yang saling terkait secara matematis. Jenis enkripsi ini juga dikenal sebagai kriptografi kunci publik dan mencakup “kunci publik” dan “kunci privat”.

Enkripsi simetris bekerja dengan baik untuk Alice dan Anton ketika mereka perlu bertukar informasi di antara mereka. Akan tetapi, jika Anton ingin berkomunikasi secara aman dengan banyak orang, menggunakan kunci yang berbeda untuk setiap orang menjadi tidak praktis dan merepotkan.

Untuk mengatasi masalah ini, Anton menggunakan enkripsi kunci publik. Dalam metode ini, Anton memberikan kunci publiknya kepada siapa saja yang ingin mengirimkan informasi kepadanya, dan merahasiakan kunci pribadinya. Dia menginstruksikan orang lain untuk mengenkripsi data dengan kunci publiknya, memastikan bahwa data tersebut hanya dapat didekripsi dengan kunci privatnya. Pendekatan ini menghilangkan risiko untuk membocorkan kunci privat, karena data hanya dapat didekripsi dengan menggunakan kunci privat Anton.

Keuntungan dari enkripsi asimetris

Enkripsi asimetris memiliki sejumlah keuntungan, dimulai dengan peningkatan keamanan. Dalam metode ini, kunci publik digunakan untuk mengenkripsi data, yang berada dalam domain publik, dan kunci privat yang sesuai digunakan untuk mendekripsinya. Hal ini memastikan bahwa data tetap terlindungi dari potensi serangan man-in-the-middle (MiTM). Selain itu, untuk server web dan email yang berinteraksi dengan sejumlah besar klien, mengelola dan melindungi hanya satu kunci akan lebih efisien. Selain itu, enkripsi asimetris memungkinkan koneksi terenkripsi dibuat tanpa memerlukan pertukaran kunci offline, yang menyederhanakan prosesnya.

Fungsi penting lainnya dari enkripsi asimetris adalah autentikasi. Dengan mengenkripsi data dengan kunci publik penerima, ini memastikan bahwa hanya penerima yang dituju, yang memiliki kunci privat yang sesuai, yang dapat mendekripsi data dan mengaksesnya. Mekanisme verifikasi ini mengonfirmasi identitas orang atau organisasi dengan siapa seseorang berkomunikasi atau bertukar informasi.

Algoritma enkripsi asimetris RSA (Rivest-Shamir-Adleman)

Diciptakan pada tahun 1977 oleh ilmuwan MIT Ron Rivest, Adi Shamir, dan Leonard Adleman, RSA merupakan algoritma enkripsi asimetris yang paling banyak digunakan. Keefektifannya terletak pada konsep “faktorisasi sederhana”. RSA melibatkan pemilihan dua bilangan prima acak yang berbeda dengan ukuran tertentu, misalnya 1024 bit, dan mengalikannya untuk menghasilkan sebuah bilangan yang besar. Tantangannya adalah menentukan bilangan prima asli dari hasil perkalian ini. Memecahkan teka-teki ini hampir tidak mungkin dilakukan oleh superkomputer modern, apalagi oleh perhitungan manusia.

Dalam sebuah penelitian yang dilakukan pada tahun 2010, sekelompok sukarelawan menghabiskan lebih dari 1.500 tahun waktu komputasi pada ratusan komputer untuk memecahkan kunci RSA 768-bit, yang jauh di bawah standar saat ini yaitu 2048-bit.

Keuntungan dari enkripsi RSA adalah skalabilitasnya, karena panjang kuncinya dapat bervariasi: 768-bit, 1024-bit, 2048-bit, 4096-bit, dll. Kesederhanaan dan kemampuan beradaptasi RSA menjadikannya algoritma enkripsi asimetris utama untuk berbagai aplikasi, termasuk sertifikat SSL/TLS, mata uang kripto, dan enkripsi email.

Enkripsi hibrida

Meskipun algoritma enkripsi asimetris seperti RSA dan ECC menyediakan keamanan dan autentikasi yang kuat, mereka memiliki keterbatasan. Enkripsi simetris, di sisi lain, cepat dan efisien, tetapi tidak memiliki kemampuan untuk memverifikasi keaslian. Untuk mengatasi masalah ini dan menciptakan sinergi sistem enkripsi, konsep enkripsi hibrida telah muncul, yang mengambil keuntungan dari keuntungan enkripsi simetris dan asimetris.

Enkripsi hibrida dalam sertifikat SSL/TLS:

Enkripsi hibrida bukanlah sebuah metode tunggal, melainkan sebuah kombinasi dari metode enkripsi simetris dan asimetris. Metode ini banyak digunakan dalam sertifikat SSL/TLS selama proses jabat tangan TLS, yang membuat koneksi aman antara server dan klien (browser web).

Jabat tangan TLS dimulai dengan memverifikasi identitas kedua belah pihak menggunakan kunci privat dan publik. Setelah identitas dikonfirmasi, data kemudian ditransmisikan menggunakan enkripsi simetris dan sebuah kunci sementara (sesi). Hal ini memungkinkan pertukaran data dalam jumlah besar secara online dengan cepat.

Manfaat enkripsi hibrida

Enkripsi hibrida menawarkan solusi praktis yang mengatasi kekurangan metode enkripsi individual. Dengan menggunakan enkripsi simetris untuk transmisi data, memungkinkan komunikasi yang cepat dan efisien. Pada saat yang sama, enkripsi asimetris menyediakan verifikasi identitas yang diperlukan, memastikan interaksi yang aman di antara kedua belah pihak.

Manfaat enkripsi hibrida meliputi:

• Kecepatan dan efisiensi: Enkripsi simetris, dengan kemampuannya untuk mengenkripsi data dalam jumlah besar dengan cepat, mempercepat proses enkripsi dan dekripsi, memastikan transfer data yang cepat.
• Autentikasi: Enkripsi asimetris memastikan bahwa penerima yang dituju memiliki akses ke data yang dienkripsi dengan memverifikasi identitas kedua belah pihak yang terlibat dalam komunikasi.
• Enkripsi hibrida memberikan keseimbangan dengan memungkinkan pertukaran data yang aman dan efisien dalam berbagai skenario. Enkripsi ini digunakan secara luas di berbagai bidang seperti sertifikat SSL/TLS, enkripsi email, dan protokol komunikasi yang aman.

Perbandingan metode enkripsi simetris dan asimetris

Ketika sampai pada pertanyaan tentang jenis enkripsi mana yang terbaik, tidak ada jawaban tunggal. Pilihannya tergantung pada persyaratan dan pertimbangan spesifik dalam setiap situasi. Mari kita lihat keuntungan enkripsi simetris dan asimetris dan menyajikannya dalam sebuah tabel perbandingan.

Kesimpulannya, pilihan antara enkripsi simetris dan asimetris bergantung pada kebutuhan spesifik dari setiap skenario. Enkripsi simetris sangat efisien dan efektif ketika mengenkripsi data dalam jumlah besar. Enkripsi asimetris, di sisi lain, menyediakan otentikasi dan verifikasi identitas. Pendekatan enkripsi hibrida menggabungkan yang terbaik dari kedua dunia, menawarkan solusi yang kuat yang banyak digunakan dalam sertifikat SSL dan aplikasi lain yang membutuhkan transmisi data yang aman.

Baca juga:

• Apa itu sertifikat SSL, dan mengapa Anda harus menginstalnya
• Apa itu HTTP dan HTTPS dan bagaimana pengaruhnya terhadap situs web Anda?
• Cara mendapatkan sertifikat SSL secara gratis

Pertanyaan dan jawaban tentang enkripsi