Terakreditasi Nomor 204/E/KPT/2022 | Vol. 4, No. 2, April (2023), pp. 409-419

## Desain Pembangkit Kunci LFSR dengan Skema A5/1 Menggunakan empat Blok Bit Fungsi XOR
Teguh Septianto Nahading 1 , Alz Danny Wowor 2
1,2 Teknik Informatika, FTI UKSW, Salatiga, Jawa Tengah, Indonesia E-mail: 1 672022709@student.uksw.edu, 2 alzdanny.wowor@uksw.edu

## Abstract
This research designs the Random Number Generator by using the LFSR with an A5/1 scheme  and  also  four  feedback  for  the  Random  Number  Generator.  Every  feedback functions  use  the  XOR  operation  to  determine  the  new  bit  value  in  the  next  literation. Random  results  of  the  Run  Test,  Mono  Bit,  and  Block  bit  shows  that  the  algorithm  is consistently able to generate random output even with various input variant. Comparison examination  using  previous  research  algorithms  shows  that  four  selected  feedback functions  generate  random  numbers.  The  encryption  test  shows  that  plaintext  and ciphertext have “very low” and “low” correlation rates where the average correlation for  every  plaintext  test  is  close  to  0.  The  LFSR  key  generator  with  an  A5/1  algorithm scheme  using  four  XOR  functions  can  generate  very  good  random  output  for  use  in Stream Cipher.
Keywords: Scheme A5/1, Stream Cipher, Linear Feedback Shift Register.

## Abstrak
Penelitian ini merancang pembangkit bilangan acak pendekatan LFSR dengan skema A5/1  dan  empat  fungsi  umpan  balik  untuk  proses  pembangkit  bilangan  acak.  Setiap fungsi umpan balik digunakan operasi XOR untuk menentukan nilai bit yang baru pada iterasi berikutnya. Hasil pengujian keacakan Run test, Mono bit, dan Block bit diperoleh bahwa  algoritma  secara  konsisten  mampu  menghasilkan  luaran  yang  acak  walaupun dengan  berbagai  variasi  input.  Pengujian  perbandingan  menggunakan  algoritma penelitian terdahulu  menunjukkan  empat  fungsi  umpan  balik  yang  dipilih  menghasilkan bilangan yang acak. Uji enkripsi menunjukkan plainteks dan cipherteks memiliki tingkat korelasi  “sangat  rendah”  dan  “rendah”  dimana  rata-rata  korelasi  untuk  setiap pengujian  plainteks  mendekati  0.  Pembangkitan  kunci  LFSR  dengan  skema  algoritma A5/1  menggunakan  empat  fungsi  XOR  dapat  menghasilkan  keluaran  acak  yang  sangat baik untuk digunakan dalam Stream Cipher.
Kata Kunci: Skema A5/1, Stream Cipher, Linear Feedback Shift Register

## 1. Pendahuluan
Kriptografi  sering  digunakan  sebagai  Teknik  untuk  menyembunyikan  pesan  yang bersifat rahasia agar tidak mudah diketahui oleh pihak lain. Teknik Keacakan merupakan salah satu Teknik kriptografi yang tercatat digunakan untuk menyembunyikan pesan yang ingin di sampaikan denga cara mengacaknya menjadi tidak beraturan. Teknik pengacakan menghasilkan  suatu  barisan  acak  yang  sulit  dipecahkan.  Teknik  pengacakan  ini  dapat dilakukan  dengan  metode  LFSR  (Linear  Feedback  Shift  Register),  dimana  metode  ini berguna untuk membangkitkan dan menghasilkan barisan acak [1].
LFSR  atau linear  feedback  shift  register adalah  salah  satu  sungsi  pembangkit  kunci untuk stream cipher yang berfungsi menerima masukkan dan mengembalikan nilai fungsi ke register geser. Hal inilah yang kemudian menjadikan LFSR mampu menghasilkan bit acak dengan periode maksimal yang mudah untuk diaplikasikan dalam berbagai persoalan kriptografi. Bit masukan LFSR juga dapat di bangkitkan menggunakan operasi XOR dari

## KESATRIA: Jurnal Penerapan Sistem Informasi (Komputer & Manajemen)
Terakreditasi Nomor 204/E/KPT/2022 | Vol. 4, No. 2, April (2023), pp. 409-419
bit keseluruhan register geser atau disebut fungsi umpan balik. Fungsi umpan balik adalah komponen penting yang menunjang luaran bit yang acak [2].
Penelitian  ini  menggunakan  algoritma  LFSR  dengan  skema  A5/1  sebagai  penguji pembangkit bilangan acak karna skema ini memiliki sifat unik dengan kompleksitas yang berbeda  dari  skema  LFSR  lainnya.  Peneliti  juga  memakai  empat  blok  bit  XOR  untuk mengetahui  seberapa  baik  algoritma  membangkitkan  bilangan  acak  dengan membandingkan  beberapa  pengujian  seperti  uji  enkripsi  dan  uji  visualisasi.  Juga digunakan perbandingan pengujian terdahulu untuk mengetahui apakah perbedaan dalam banyaknya  blok  bit  dalam  fungsi  XOR  dapat  mempengaruhi  bilangan  acak  yang  di hasilkan [3].

## 2.  Metodologi Penelitian

## 2.1. Algoritma A5/1
A5/1  adalah  algoritma stream  cipher yang  digunakan  untuk  memberikan  keamanan privasi  dalam  komunikasi  GSM.  Algoritma  A5/1  pertama  kali  diperkenalkan  oleh  Marc Briceno  pada  tahun  1999.  Algoritma  ini  memiliki  kunci  masukkan  sebanyak  64  bit sebagai pembangkitnya. Dimana ke-64 bit tersebut terdiri dari tiga LFSR yang berisi 19, 22, dan 23 bit, yang digunakan untuk menghasilkan barisan bit yang acak.
Gambar 1. Skema Algoritma A5/1
Pada  Gambar  1  terlihat  bahwa  LFSR  baris  pertama  (R1)  memiliki  total  19  bit  yang dihitung mulai dari 0, dimana polinomial umpan balik berada pada bit 13, 16, 17, dan 18. Pada baris kedua (R2) yang memiliki total 22 bit, polinomial umpan balik berada pada bit 20,  dan  21.  Kemudian,  pada  LFSR  baris  terakhir  (R3)  yang  memiliki  total  23  bit, polinomial  umpan  balik  berada  pada  bit  7,  20,  21,  22.  Pada  register  R1,  R2  dan  R3 terdapat bit clocking . Dimana pada register R1 ada pada bit ke-8, register R2 di bit ke-10 dan untuk register R3 juga ada di bit ke-10.

## 2.2. Rancangan Penelitian
Alur  kerja  penelitian  secara  umum  dijelaskan  pada  Gambar  3.  Penelitian  ini menggunakan pengembangan Linear Feedback Shift Register (LFSR) pada Stream cipher sebagai  hasil  luaran  dari  proses  penelitian  ini.  Dimana  setiap  fungsi  pada  LFSR  akan selalu periodik atau berulang pada 2 n – 1, dengan n adalah banyak bit. Pada awal proses, peneliti membuat bagan pengembangan LFSR pada Stream cipher dengan membagi 128 bit  menjadi  4  LFSR,  dimana  masing-masing  memiliki  besaran  bit  yang  berbeda-beda yaitu 45 bit untuk LFSR pertama, 22 bit LFSR kedua, 33 bit pada LFSR ketiga, dan 28 bit untuk LFSR terakhir.

## KESATRIA: Jurnal Penerapan Sistem Informasi (Komputer & Manajemen)
Gambar 2. Skema Umum Proses Penelitian
Sehingga  peneliti  dapat  menentukan  bit  mana  saja  yang  nantinya  akan  di-XOR  pada setiap baris yang telah dibagi agar mendapatkan hasil LFSR sebagai keluaran. Melakukan konversi terhadap input ke dalam kode ASCII, setelah itu lakukan proses padding untuk merubah  kode  dari  input  menjadi  bilangan  biner  (0  dan  1)  agar  dapat  melakukan pencarian  terhadap  kunci.  Hasil  dari  keluaran  pada  setiap  baris  akan  kembali  di-XOR untuk  memperoleh  kaluaran  terakhir  ( f ).  Setelah  melalui  proses  XOR  pada  setiap  bit, dilanjutkan  dengan  pengujian  keacakan  mengguanakan  metode run  test , monobit dan block  bit .  Pengujian  LFSR  pada stream  cipher hanya  memperoleh  keluaran  bit  tunggal sehingga  lebih  mudah  untuk  mencari  kunci  dan  enkripsi  dari  setiap  bit  yang  dihasilkan oleh input .

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Rancangan Algoritma LFSR
Penenlitian ini merancang algoritma LFSR dengan menggunakan empat fungsi umpan balik, dimana setiap fungsi umpan balik digunakan operasi XOR untuk menentukan nilai bit  yang  baru  pada  iterasi  berikutnya.  Setiap  fungsi  umpan  balik  mempunyai  komposisi yang berbeda dalam menentukan banyak input yang akan digunakan, dan keempat fungsi umpan  balik  juga  menjadi  input  untuk  mendapatkan  hasil  pada  fungsi  utama  ( f ). Algoritma LFRS secara umum dibuat dalam bentuk bagan, yang  diberikan pada Gambar 4.
Gambar 3. Desain Algoritma A5/1 dengan 4 Fungsi XOR
Setiap  fungsi  umpan  balik  dinyatakan  dalam f i ,  dimana  untuk  setiap i =  {1 , 2 , ··· , 4} yang dinyatakan pada Persamaan 12. Model diregenrasi menggunakan operasi XOR, dan
start
inputteks
ProsesDesainAlgoritma LFSRdengan TujuhfungsiXOR simulasimodel
perancanganfungi umpanbalik f i ,i =1 , ··· , 4 uji keacakan inisialisasi terpilih prosespengujian: ujivisulisasi, keacakan&enkripsi pembangkit bilanganacak end Y N
Terakreditasi Nomor 204/E/KPT/2022 | Vol. 4, No. 2, April (2023), pp. 409-419
setiap  iterasi  mengunakan  fungsi  yang  sama  untuk  masing-masing f i ,  hasil  dari  iterasi pertama f i akan menjadi input pada fungsi utama f . f 1 = a 0 ⊕ a 3 ⊕ a 13 ⊕ a 16 ⊕ a 25 ⊕ a 31 ⊕ a 43 f 2 = a 0 ⊕ a 1 ⊕ a 3 ⊕ a 13 ⊕ a 14 ⊕ a 15 ⊕ a 18
(1)
f 3 = a 0 ⊕ a 5 ⊕ a 6 ⊕ a 9 ⊕ a 15 ⊕ a 19 ⊕ a 27 ⊕ a 28 f 4 = a 0 ⊕ a 2 ⊕ a 6 ⊕ a 12 ⊕ a 21 ⊕ a 23 ⊕ a 25 ⊕ a 27 f = f 1 ⊕ f 2 ⊕ f 3 ⊕ f 4 (2)
Fungsi  utama  yang  menggabungkan  setiap  fungsi  umpan  balik f i diberikan  pada Persamaan 2.

## 3.2. Proses pembangkitan bilangan acak
Nilai inisialisasi dilakukan dengan menentukan batasan bit kunci hanya 16 bit saja, dan mengkonversikan  plainteks  awal  kedalam  kode  ASCII  yang  kemudian  di  ubah  menjadi bilangan  biner.  Dengan  mengambil  dan  menguji  beberapa  input,  Maka  akan  diperoleh keluaran dari setiap inisialisasi pada LFSR. Setiap keluaran yang dihasilkan akan kembali dilakukan  peng-XOR-an  untuk  mendapat  keluaran  final.  Salah  satu  plainteks  yang  di ambil  adalah  “FTI  UK”  sehingga  mendapat  hasil  100  bit  keluaran  final: 010001100101010 001001001001000000101010101001011001000000010000000100000001000000010000 00010000000100000001000000010000000100000.

## 3.3. Pengujian Keacakan
Metode pengujian statistik yang digunakan adalah Run Test , Mono Bit dan Block Bit , Pengujian  dilakukan  menggunakan  program  yang  dibuat  melalui Microsoft  Office  exce , digunakan nilai uji keacakan α = 1%, apabila p-value < α = 0 . 01 dinyatakan tidak acak, dan  sebaliknya  adalah  acak.  Hasil  pengujian  dari  15 kunci  yang  berbeda  diberikan  pada Tabel 1, Tabel 2, Tabel 3.
Tabel 1. Hasil Pengujian Run Test No Data yang Diuji p-value Hasil Pengujian 1 fti u 0.225425622795732 acak 2 FTI UK 0.559135244489767 acak 3 UKSW FT 0.332956771362852 acak 4 uksw ft 0.067298007332987 acak 5 FTIUKSWBLOTONGAN  0.549898861741019 acak 6 ftiukswblo t ongan 0.686433952209867 acak 7 FTIukswTi 0.064115867295923 acak 8 UKSWftitI 0.936683091627723 acak 9 J@iL0l0 0.853497167231941 acak 10 sAl*TIgA 0.741392633233746 acak 11 0rAn! T!muR 0.332956971362852 acak 12 !3MaranG 0.788703482802642 acak 13 AAAAAAb 0.538369767880286 acak 14 /¡¿3!) 0.673563772819122 acak 15 T I m u R 0.265014721034288 acak Rata - rata 0.507696395681383 acak
Tabel  2  adalah  hasil  dari  pengujian  menggunakan  metode Run  Test ,  nilai inputan p- value dinyatakan acak karna setiap p-value > α = 0 . 01. Nilai rata - rata dalam pengujian ini  adalah  0.507696395681383  dengan  inputan  terendah  adalah  inputan  ”FTIukswTi” dengan  nilai  =  0.064115867295923.  sedangkan  inputan  dengan  nilai  tertinggi  iyalah

## KESATRIA: Jurnal Penerapan Sistem Informasi (Komputer & Manajemen)
Terakreditasi Nomor 204/E/KPT/2022 | Vol. 4, No. 2, April (2023), pp. 409-419
”UKSWftitI”  dengan  nilai  =  0.936683091627723.  dengan  hasil Run  Test yang  berbeda dan  acak  bisa  dikatakan  bahwa  rancangan  LFSR  ini  dapat  dijadikan  kunci  pada kriptografi.
Tabel 2. Hasil Pengujian Mono Bit No Data yang Diuji p-value Hasil Pengujian 1 fti u 0.254945164317321 acak 2 FTI UK 0.254945464317321 acak 3 UKSW FT 0.528189256865538 acak 4 uksw ft 0.375548075920582 acak 5 FTIUKSWBLOTONGAN  0.375920807558254 acak 6 ftiukswblo t ongan 0.370585922548075 acak 7 FTIukswTi 0.704336413488452 acak 8 UKSWftitI 0.899343188561366 acak 9 J@iL0l0 0.254947321516431 acak 10 sAl*TIgA 0.527089655382568 acak 11 0rAn! T!muR 0.527089256865538 acak 12 !3MaranG 0.057779571123597 acak 13 AAAAAAb 0.704336845241348 acak 14 /¡¿3!) 0.899343178561326 acak 15 T I m u R 0.899343161366885 acak Rata - rata 0.508916219575643 acak
Tabel  3  adalah  hasil  pengujian  dengan  metode Mono  Bit , p-value dari  semua  data menunjukkan  hasil  keacakan  yang  baik.  Nilai  rata  -  rata  dalam  pengujian  ini  adalah 0.5089162195756  43,  Hasil  yang  konsisten  acak  dari  pengujian Mono  Bit ini  dapat dikatakan bahwa rancangan LFSR ini dapat membangkitkan kunci pada kriptografi.
Tabel 3. Hasil Pengujian Block Bit No Data yang Diuji p-value Hasil Pengujian 1 fti u 0.998316986507179 acak 2 FTI UK 0.999884783439736 acak 3 UKSW FT 0.855824373609523 acak 4 uksw ft 0.999999999999188 acak 5 FTIUKSWBLOTONGAN  0.999999999988210 acak 6 ftiukswblo t ongan 0.988095496143643 acak 7 FTIukswTi 0.916082057968697 acak 8 UKSWftitI 0.999284911554276 acak 9 J@iL0l0 0.996197007938324 acak 10 sAl*TIgA 0.999999329614089 acak 11 0rAn! T!muR 0.999998006027216 acak 12 !3MaranG 0.999999978352155 acak 13 AAAAAAb 0.999998839714638 acak 14 /¡¿3!) 0.855829523437360 acak 15 T I m u R 0.767001898289428 acak Rata - rata 0.958434212838911 acak
Hasil  pengujian  setiap  data  pada  metode Frequency  Test  within  a  Block secara keseluruhan diperoleh nilai p-value > α , sehingga setiap data berada dalam kategori acak.

## 3.4. Perbandingan Pengujian
Perbandingan  pengujian  melibatkan  tiga  penelitian  terdahulu  yaitu  penelitian  yang ditulis oleh Aditya Julian Herman sebagai Penelitian 2, penelitian yang di tulis oleh Maria

## KESATRIA: Jurnal Penerapan Sistem Informasi (Komputer & Manajemen)
Terakreditasi Nomor 204/E/KPT/2022 | Vol. 4, No. 2, April (2023), pp. 409-419
Nafurbenan  Rademta  sebagai  Penelitian  3,  dan  penelitian  yang  ditulis  oleh  Vondang Manullang  Riance  Penelitian  4  yang  akan  dibandingkan  dengan  algoritma  penulis. Penelitian  akan  mengambil  hasil  dari  pengujian Runt  Test,  Block  Bit,  Mono  Bit dengan kondisi input yang dimasukan adalah sama.
Tabel 4. Hasil Perbandingan Pengujian Run Test Data yang Diuji Penelitian 1 Penelitian 2 Penelitian 3 Penelitian 4 fti u 0.22542562 0.79074840 0.67571817 0.17500977 FTI UK 0.55913524 0.80125959 0.84314009 0.33295677 UKSW FT 0.33295677 0.67356377 0.60874248 0.21902269 uksw ft 0.06729800 0.79251807 0.60647856 0.53836976 FTIUKSWBLOTONGAN 0.54989886 0.47131665 0.55913524 0.67356377 ftiukswblo t ongan 0.68643395 0.21120418 0.32695451 0.67356377 FTIukswTi 0.06411586 0.18193426 0.87865030 0.39623540 UKSWftitI 0.93668309 0.53836976 0.73545575 0.06729800 J@iL0l0 0.85349716 0.67356377 0.74727788 0.21120418 sAl*TIgA 0.74139263 0.74139263 0.99738131 0.99235898 0rAn! T!muR 0.33295677 0.16565785 0.26679523 0.46677151 !3MaranG 0.78870348 0.79074840 0.16177069 0.45646078 AAAAAAb 0.53836976 0.47131665 0.27037987 0.95792090 /¡¿3!) 0.67356377 0.60647856 0.53836976 0.06994300 T I m u R 0.26501472 0.99550382 0.27037987 0.73545575 Rata - rata 0.50769638 0.59370509 0.5657753 0.46440900
Tabel  4  perbandingan Runt  Test yang  dilakukan  dengan  hasil  beragam.  Ratarata pengujian  tiap  algoritma  menunjukan  bahwa  pengujian  yang  dilakukan  dapat  dikatakan acak, namun terdapat hasil pengujian yang bernilai sama.
Tabel 5. Hasil Perbandingan Pengujian Mono Bit Data yang Diuji Penelitian 1 Penelitian 2 Penelitian 3 Penelitian 4 fti u 0.254945 0.8993431 0.7043364 0.2549451 FTI UK 0.254945 0.3759205 0.5270892 0.5270892 UKSW FT 0.528189 0.8993431 0.7043364 0.3759205 uksw ft 0.375548 0.7043364 0.8993431 0.7043364 FTIUKSWBLOTONGAN 0.375920 0.5270892 0.2549451 0.8993431 ftiukswblo t ongan 0.370585 0.7043364 0.8993431 0.8993431 FTIukswTi 0.704336 0.1641035 0.8993431 0.7043364 UKSWftitI 0.899343 0.7043364 0.8993431 0.3759205 J@iL0l0 0.254947 0.8993431 0.3759205 0.7043364 sAl*TIgA 0.527089 0.5270892 0.7043364 0.8993431 0rAn! T!muR 0.527089 0.5270892 0.7043364 0.7043364 !3MaranG 0.057779 0.8993431 0.8993431 0.0577795 AAAAAAb 0.704336 0.5270892 0.5270892 0.5270892 /¡¿3!) 0.899343 0.8993431 0.7043364 0.2549451 T I m u R 0.899343 0.7043364 0.5270892 0.8993431 Rata - rata 0.508916 0.6641628 0.6820354 0.5858938
Pada  tabel  5  pengujian  dilakukan  dengan  empat  algoritma  yang  sama  dengan pengujian Mono  Bit .  Pengujian  keempat  algoritma  dapat  dikatakan  acak  karena  hasil pengujian selalu lebih besar dari nilai α = 1%.

## KESATRIA: Jurnal Penerapan Sistem Informasi (Komputer & Manajemen)
Tabel 6. Hasil Perbandingan Pengujian Block Bit
Data yang diuji Penelitian 1 Penelitian 2 Penelitian 3 Penelitian 4 fti u 0.9983169 0.3446305 0.5769347 0.9664914 FTI UK 0.9998847 0.9997076 0.9999838 0.8891879 UKSW FT 0.8558243 0.0497870 0.9995406 0.9998847 uksw ft 0.9999918 0.9664914 0.9664914 0.9999561 FTIUKSWBLOTONGAN 0.9999988 0.9999999 0.9999998 0.9999286 ftiukswblo t ongan 0.9880955 0.9995406 0.9373523 0.7108857 FTIukswTi 0.9160820 0.9999965 0.9999999 0.9988975 UKSWftitI 0.9992849 0.9664914 0.8558243 0.9999996 J@iL0l0 0.9961970 0.7108857 0.9961970 0.9829836 sAl*TIgA 0.9999993 0.9999965 0.9999999 0.9999999 0rAn! T!muR 0.9999980 0.9999999 0.9917693 0.9759708 !3MaranG 0.9999999 0.2689124 0.9664914 0.9995406 AAAAAAb 0.9999988 0.9998156 0.9829836 0.9999998 /¡¿3!) 0.8558295 0.9992849 0.7108857 0.9999561 T I m u R 0.7670019 0.9995406 0.9664914 0.9992849 Rata - rata 0.958434 0.8203387 0.9300630 0.9681978
Hasil  yang  diperoleh  pada  pengujian Run  Test  dan  Mono  Bit ,  terjadi  juga  pada pengujian  dengan Block  Bit ,  semua  input  kunci  yang  digunakan  menghasilkan  p-value yang selalu lebih besar dari nilai α = 1% seperti yang diberikan pada tabel 7.

## 3.5. Pengujian Enkripsi
Pengujian  enkripsi  dan  dekripsi  menjadi  bagian  yang  penting  untuk  dilakukan, sehingga  dapat  memastikan  apakah  algoritma  rancangan  LFSR  yang  dirancang  dapat digunakan  sebagai  kunci  dalam  kriptografi.  Digunakan  dua  pengujian,  pertama  adalah pengujian visulisasi dan kedua adalah pengujian variasi kunci.
E k : P ⊕ K = C, D k : C ⊕ K = P (3)
Untuk  pengujian  enkrispi  ( E k )  dan  dekripsi  ( D k ),  digunakan  model  sederhana  yang operasinya  berbasis  pada  proses  XOR  seperti  yang  diberikan  pada  Persamaan  3. Digunakan ( P ) plainteks, ( C ) sebagai cipherteks, dan ( K ) adalah kunci.
Tabel 7. Hasil Uji Enkripsi Input Kunci Plainteks yang Diuji Tingkat Relasi Plainteks 1 Plainteks 2  Plainteks 3 Rata-Rata fti u -0.01720 0.07830 -0.04329 0.00593  sangat kecil FTI UK -0.14115 -0.20526 0.14997 -0.06548  sangat kecil UKSW FT -0.08116 0.10343 -0.00361 0.00621  sangat kecil uksw ft -0.20805 -0.28770 0.26575 -0.07666  sangat kecil FTIUKSWBLOTON GAN 0.02307 -0.02409 -0.06240 -0.02114  sangat kecil ftiukswblo t ongan 0.24643 0.07136 -0.32775 -0.00338  sangat kecil FTIukswTi -0.21525 0.02195 0.16158 -0.01057  sangat kecil UKSWftitI 0.03819 0.06369 -0.31634 -0.07148  sangat kecil J@iL0l0 -0.15482 -0.27630 -0.20282 -0.21131  sangat kecil sAl*TIgA -0.24002 0.22725 -0.23183 -0.08154  sangat kecil 0rAn! T!muR -0.31293 0.13995 -0.19348 -0.12215  sangat kecil !3MaranG 0.12182 0.17120 0.29811 0.19704 rendah AAAAAAb 0.35350 -0.15816 0.23685 0.14406 rendah /¡¿3!) -0.18075 -0.30704 0.10385 -0.12799  sangat kecil T I m u R -0.05259 0.06499 -0.17227 -0.05329  sangat kecil

## KESATRIA: Jurnal Penerapan Sistem Informasi (Komputer & Manajemen)
Terakreditasi Nomor 204/E/KPT/2022 | Vol. 4, No. 2, April (2023), pp. 409-419
Terdapat  hasil  yang  beragam  pada  setiap  pengujian  dengan  rata-rata  korelasi  yang diperoleh  mendekati  nol.  Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  rancangan  algoritma  LFSR dengan  empat  fungsi  XOR  dapat  menyembunyikan  informasi  penting  dari  plainteks, sehingga  pada  cipherteks  menjadi  tidak  nampak  walaupun  terdapat  hasil  rata-rata pengujian  pada  inputan  ”!3MaranG”  dengan  nilai  rata-rata  0.197046372  dan ”AAAAAAb”  dengan  nilai  rata-rata  0.144064731  melebihi  nol  sehingga  kriteria  yang dihasilkan  adalah  rendah.  Dengan  demikian  rancangan  algoritma  berhasil  menjadi pembangkit bilangan acak berbasis LFSR.

## 3.6. Pengujian Visualisasi
Pengujian  selanjutnya  visualisasi  yang  melihat  perbedaan  atanta  plainteks  dan cipherteks  menggunakan  diagram  garis.  Tiga  plainteks  pada  pengujian  sebelumnya digunakan kembali, dan dipilih juga ”FTIUKSWBLOTONGAN” sebagai kunci.  Berikut adalah hasil pengujian.
Gambar 4. Perbandingan Plainteks-1 dan Cipherteks
Gambar  4  adalah  hasil  pengujian  untuk  plainteks  1,  pengujian  enkripsi  nomor  satu. plainteks  berada  pada  interval  data  0  ≤  plainteks  ≤  118,  sedangkan  cipherteks  memiliki interval yang lebih besar 0 ≤ cipherteks ≤ 244.
Penggunaan  plainteks  s4L@t1gA  H@t1  b3RIm4N  ditunjukkan  pada  Gambar  6. Nampak ruang plainteks yang lebih kecil dibandingkan dengan plainteks 1, 0 ≤ plainteks ≤ 207 dan memiliki interval yang besar juga, 0 ≤ cipherteks ≤ 126.
Gambar 5. Perbandingan Plainteks-2 dan Cipherteks
Pengujian  yang  terakhir  adalah  pengujian  ekstrim  dimana  menggunakan  plainteks yang mempunyai karakter yang sama, SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSST. Hasil yang  diperoleh  Interval  plainteks  dalam  83  ≤  plainteks  ≤  72,  sedangkan  cipherteks memiliki interval 0 ≤ cipherteks ≤ 198.
0 5 10 15 20 25 30 0 100 200 karakter  ke- i plainteks cipherteks x 0 =0 . 3 0 5 10 15 20 25 30 0 100 200 karakter  ke- i plainteks cipherteks x 0 =0 . 3 0 5 10 15 20 25 30 0 100 200 karakter  ke- i plainteks cipherteks x 0 =0 . 3

## KESATRIA: Jurnal Penerapan Sistem Informasi (Komputer & Manajemen)
Terakreditasi Nomor 204/E/KPT/2022 | Vol. 4, No. 2, April (2023), pp. 409-419
Pengujian visualisasi grafik antara plainteks dan cipherteks menunjukkan, kunci yang diperoleh dari rancangan LFSR dengan empat fungsi umpan balik berhasil menghasilkan cipherteks yang selalu stabil pada interval yang besar (0 ≤ cipherteks ≤ 256).
Suatu  usaha  untuk  menciptakan  algoritma  yang  optimum  terhadap  kompleksitas waktu  dan  ruang,  adalah  keinginan  dari  para  kriptografer.  Secara  teori,  kriptografi One Time Pad (OTP) adalah algoritma yang tidak dapat dipecahkan. Penelitian ini merancang LFSR  dengan  empat  fungsi  umpan  balik  sebagai  pembangkit  bilangan  acak,  adalah sebuah  proses  untuk  menuju  pada  konsep  OTP,  sehingga  dapat  menghasilkan  algoritma yang kompleksitas waktu dan ruang yang baik.

## 4. Kesimpulan
Pada  penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  algoritma  A5/1  sangat  baik  membangkitkan bilangan  acak  dengan  tingkat  korelasi  yang  baik  dalam Stream  Cipher .  Pengujian keacakan menggunakan metode Run Test, Mono Bit dan Block Bit dengan program yang dibuat menggunakan Microsoft Office exce ini selalu menghasilkan p-value kurang dari α =  1%,  sehingga  setiap  kunci  yang  diuji  memiliki  keluaran  acak  yang  sangat  baik. Pengujian dengan menggunakan tiga algoritma yang berbeda juga menghasilkan keluaran dengan keacakan yang baik. Uji enkripsi yang dilakukan dengan tiga kunci yang berbeda menujnukkan bahwa korelasi antara plainteks dan cipherteks baik dengan tingkat korelasi “sangat  rendah”  pada  mayoritas  input  dan  “rendah  ”  pada  dua  input  yang  diuji.  Dapat disimpulkan  bahwa  Pembangkit  Kunci  LFSR  dengan  Empat  Blok  Fungsi  XOR  dapat menghasilkan  korelasi  kunci  yang  baik  dan  keluaran  acak  yang  sangat  aman  untuk digunakan dalam sebuah Stream Cipher .

## Daftar Pustaka
[1] Herman,  Aditya  Julian, Desain  Pembangkit  Kunci  LFSR  dengan  Skema  A5/1 Menggunakan  7  Blok  Bit  Fungsi  XOR .  Skripsi  S-1  Teknik  Informatika,  FTI UKSW, 2023.
[2] Rademta,  Maria  Nafurbenan, Perancangan  Enam  Bagan  Fungsi  XOR  sebagai Umpan  Balik  sebagai  Pembangkit  Bilangan  Acak  LFSR  dengan  Skema  A5/1 . Skripsi S-1 Teknik Informatika, FTI UKSW, 2023.
[3] Riance,  Vondang  Manullang, Desain  Lima  Fungsi  Umpan  Balik  LFSR  dengan Skema  A5/1  sebagai  Pembangkit  Kunci  Kriptografi  Stream  Cipher .  Skripsi  S-1 Teknik Informatika, FTI UKSW, 2023.
[4] Federal  Information  Processing  Standards  Publication, Data  Encryption  Standard (DES) ,  U.S.  Department  of  Commerce:  National  Institute  of  Standards  and Technology (NIST), 1979.
[5] Federal  Information  Processing  Standards  Publication, Advanced  Encryption Standard  (DES) ,  U.S.  Department  of  Commerce:  National  Institute  of  Standards and Technology (NIST), November 2001.
[6] Biryukov, A. & De Canni`ere, C., “Data Encryption Standard (DES)”, IBM Journal of Research and Development , pp. 243-250, Springer: 2011.
[7] Daemen, J. & Rijmen, V., The Design of Rijndael: AES The Advanced Encryption Standard , Springer-Verlag, 2001.
[8] Sol´ıs-Sa´nchez, H., & Barrantes E.G., Using the Logistic Coupled Map for Public Key Cryptography under a Distributed Dynamics Encryption Scheme , Information, Vol 160, 2018.
[9] Wowor, A.D., et. all, Domain Examination of Chaos Logistich Function As A Key Operator  in  Cryptography .  International  Journal  of  Electrical  and  Computer Engineering, Vol. 8, No. 6, pp. 4577-4583, Institute of Advanced Engineering and Science, 2018
Terakreditasi Nomor 204/E/KPT/2022 | Vol. 4, No. 2, April (2023), pp. 409-419
[10] Wowor,  Alz  Danny, Regenerasi  Fungsi  Polinomial  Dalam  Rancangan  Algoritma Berbasis  CSPRNG  Chaos  Sebagai  Pembangkit  Kunci  pada  Kriptografi  Block Cipher . Limits Journal, 14 : 4, 2017.
[11] Yopeng, M. R, & Wowor, A. D., The Implementation of f ( x ) = 3( x 3 − x 2 − x ) + 2 as CSPRNG  Chaos-Based  Random  Number  Generator .  Indonesian  Journal  on Computing (Indo-JC), 6(1), 41-52.
[12] Chapra,  S.C.,  &  Canale,  R.P., Numerical  Methods  for  Engineers ,  Sixth  Edition, New York: McGraw-Hill, 2010.
[13] Rukhin, A., Soto, J., Nechvatal, J., Smid, M., Barker, E., Leigh, S., Levenson, M., Vangel, M., Banks, D., Heckert, A., Dray, J., & Vo, S., A Statistical Test Suite for Random  and  Pseudorandom  Number  Generators  for  Cryptographic  Applications , Gaithersburg: National Institute of Standards and Technology, 2010.
[14] Munir, R., Pembangkit Bilangan Acak Semu . STEI ITB: Informatika, 2018.