## PENERAPAN AES UNTUK OTENTIKASI AKSES CLOUD COMPUTING
Imamah 1) , Arif Djunaidy 2) , Muchammad Husni 3)
1,2,3) Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Indonesia email : 1) i2munix@gmail.com

## ABSTRAK
Otentikasi merupakan salah satu bagian penting dari proses pengamanan data, yang bertujuan    untuk  membatasi  tingkatan  hak  akses  pengguna.  Cloud  Computing  merupakan model  komputasi  yang  mengalihkan    sumber    daya    seperti    daya  komputasi,    penyimpanan, jaringan    dan    perangkat  lunak    menjadi    layanan    di    internet.  Kehilangan  data  akibat kebocoran  hak  akses  atau  mekanisme  otentikasi  yang  lemah  diduga  sebagai  resiko  dan ancaman  paling  rentan  pada  cloud  computing.  Penelitian  ini  mengajukan  sebuah  metode pengamanan untuk  otentikasi hak akses  menggunakan  AES (Advance Encryption Standard). Password yang merupakan metode pengamanan hak akses akan dienkripsi menggunakan AES kemudian  diuji  coba  dalam  sebuah  server  PC  yang  telah  diintalasi  eyeOS  (server  private cloud).  Hasil  percobaan  dengan  menambahkan  enkripsi  AES  untuk  enkripsi  password menggunakan data uji Rockyou menghasilkan skor 0.97 lebih kuat dibandingkan metode MD5 dengan  selisih  waktu  komputasi  0.0004  mikro-detik  lebih  lambat.  Hasil    percobaan  dengan menggunakan  data  uji  MySpace    menghasilkan  skor  1.24  lebih  kuat  dibandingkan  dengan metode  MD5  dengan  selisih  waktu  komputasi  0,0011  mikro-detik  lebih  lambat.  Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem otentikasi yang dikembangkan dalam penelitian ini layak untuk diaplikasikan dalam lingkungan cloud computing.
Kata  Kunci : AES  ( advanced  encryption  standard), Biometrik  tanda  tangan offline  ,Cloud computing , manajemen otentikasi,. .

## ABSTRACT
Authentication  is  one  important  part  of  the  process  of  data  security,  which  aims  to restrict user access levels. Cloud Computing is a computational model that diverts resources such as computing power, storage, networking and software as a service on the internet. Data loss  due  to  leakage  permissions  or  weak  authentication  mechanism  thought  to  be  most vulnerable  to  the  risks  and  threats  to  cloud  computing.  This  study  proposed  a  method  for authentication security permissions using AES (Advanced Encryption Standard). Password is a method  for securing rights access will be encrypted using the AES then tested in a server PC that has installation with eyeOS ( private cloud server ) . The experimental results by adding AES  encryption  for  encrypting  passwords  using  RockYou  generate  test  data  score  0.97  is stronger  than  MD5  method  with  a  computing  time  0.0004  microseconds  slower  .  The experimental results using  MySpace generate test data resulted in a score 1.24 stronger than MD5  method  with  computing  time  0.0011  microseconds  slower  .  Based  on  the  results  of  the study indicate that the authentication system developed in this study feasible to be applied in a cloud computing environment .
Keyword : AES (advanced encryption standard), Biometric offline signature, Cloud computing, management authentication.

## PENDAHULUAN
Cloud  Computing  merupakan model  komputasi  yang  mengalihkan sumber    daya    seperti    daya  komputasi, penyimpanan,  jaringan  dan  perangkat lunak    menjadi    layanan    di    internet. Cloud  computing  membagi  layanannya menjadi tiga yaitu, SAAS ( software as a service ),  PAAS  ( platform as  a  service ), IAAS  ( Infrastructure  as  a  service )[1].
Berdasarkan survey dari PEW Research Institute , hampir 69% penduduk amerika  menggunakan  layanan  dari
cloud  computing .  Perusahaan  besar  di India  seperti  Ashok  Ley-Land,  Tata
Elxi,  Bharti,  Infosys,  Asian  Paints, Maruti dan kurang lebih 1500 perusahaan
lainnya juga telah
memanfaatkan layanan cloud computing
[2].  Bertambahnya  peminat  teknologi cloud disebabkan  beberapa  keuntungan,
diantaranya adalah :
a.  Lebih  efisien  karena  menggunakan anggaran  yang  rendah  untuk  sumber daya. b.  Membuat operasional dan manajemen  lebih  mudah,  karena sistem pribadi atau sistem perusahaan  yang  terkoneksi  dalam suatu  cloud  dapat  dimonitor  dan diatur dengan mudah.
c.  Mudah dalam hal skalabilitas. Namun  akhir-akhir  ini,  banyak berita,  jurnal  ataupun  media  publikasi lainnya  yang  memperingatkan  tentang resiko  dan  ancaman  keamanan  dari cloud  computing.  Kehilangan  data akibat  kebocoran  hak  akses  atau mekanisme otentikasi  yang lemah diduga  sebagai  resiko  dan  ancaman paling  rentan  pada cloud  computing ([1][3][4]).    Manajemen  antar-muka merupakan  fitur  yang  harus  ada  pada cloud  computing,  dengan  tujuan  untuk memudahkan pengguna mengakses layanan  yang  tersedia  baginya.  Akses yang  tidak  terotorisasi  pada  manajemen antar-muka  merupakan  salah  satu  celah kebocoran pada cloud computing [3][5]. Diharapkan dengan penelitian ini, dapat
ditemukan  algoritma  kriptografi  yang paling  tepat  untuk  enkripsi  password sehingga  salah  satu  masalah  keamanan otentikasi hak akses pada cloud computing dapat teratasi.

## METODE
OTENTIKASI

## PADA  PRIVATE  CLOUD DAN ENKRIPSI AES
Tahapan proses dalam penelitian  ini  ditunjukkan  pada  gambar
1.
Gambar 1.Diagram alir sistem.

## Manajemen Otentikasi
Manajemen  otentikasi  digunakan untuk  membatasi  tingkatan  akses  pada suatu  sistem.  Otentikasi  melibatkan proses identifikasi. Identifikasi merupakan  proses  untuk  menunjukkan identitas pengguna pada sistem, sedangkan  otentikasi  adalah  proses validasi  terhadap  keabsahan  pengguna.
Otentikasi biasanya berupa sesuatu yang diketahui  (contoh: password ),  sesuatu yang dimiliki (contoh: smart card ), dan sesuatu  yang  melekat  pada  pengguna (contoh: biometrik)[6]. Password
bersifat  sangat  rahasia  dan  umumnya digunakan  untuk  otentikasi.  Dalam penggunaaannya password seringkali dipadukan  dengan username dan
Desain Algoritma AES Desain Jaringan private Cloud Instalasi Cloud Software EyeOS Penerapan AES untuk metode otentikasi private
cloud
digunakan  untuk  melindungi  data, system  dan  jaringan. Password terdiri dari  beberapa  macam,  salah  satunya adalah  PIN.  PIN  terdiri  dari  4-6  digit angka, biasanya digunakan untuk otentikasi ATM (Anjungan Tunai Mandiri)[7].  Pada  umumnya  password dienkripsi dengan menggunakan algoritma  kriptografi  terlebih  dahulu sebelum  disimpan  pada database [8].
Algoritma  kriptografi  yang  populer adalah one  way  function ,  seperti  MD5 atau  SHA-1.  Pada  penelitian  ini  akan digunakan  algortima  kriptografi  AES untuk  mengetahui  tingkat  keamanan dibandingkan dengan algoritma MD5..

## Private Cloud
Private    cloud dibangun, dioperasikan,  dan dikelola  oleh  sebuah organisasi    untuk  keperluan    internal. Private  cloud banyak  digunakan  oleh masyarakat  umum, perusahaan  swasta, hingga    organisasi  pemerintah    di seluruh    dunia    untuk  mengeksploitasi manfaat cloud seperti    fleksibilitas, pengurangan    biaya,  kecepatan  dan sebagainya.  Pada  penelitian  ini private cloud dibangun  dengan  menggunakan sistem    operasi  Ubuntu    12.04    serta perangkat  lunak    eyeOS.    eyeOS merupakan  cloud  computing  yang menyediakan  layanan software  as  a service (SAAS).  Hal  ini  berarti  bahwa layanan  yang  akan  disediakan  oleh private cloud berbasis aplikasi.
Perbedaan  aplikasi  pada  layanan cloud dengan  aplikasi  pada  umumnya  adalah pada proses instalasinya. Layanan cloud menyediakan aplikasi tanpa perlu proses instalasi,  dan  dapat  digunakan  secara bersama-sama.  Layanan  cloud  pada private  cloud yang  akan  dibangun menyerupai  layanan  yang  disediakan oleh  server  google,  yaitu  googledoc. Aplikasi  pengolah  dokumen,  presentasi dan spreadsheet atau lembar kerja mirip seperti layanan googledoc juga disediakan  oleh  eyeOS.  eyeOS  pada penelitian  ini  dijalankan  pada  satu komputer  server.  Untuk  membangun server  private  cloud  ini  ada    beberapa
komponen        yang  perlu    diperhatikan untuk    kebutuhan    perangkat  kerasnya. Spesifikasi  minimum  yang  diperlukan untuk membangun private Cloud Server adalah sebagai berikut:
a Processor   :  Intel  EMT64  atau
AMD Phenom II X4945. b Memory   : 512 MB DDR3.
c Harddisk   : 500GB SATA. d Operating System   : Ubuntu 12.04 e Cloud Software : eyeOS
Langkah  awal  yang  harus  dilakukan adalah  konfigurasi  jaringan,  server cloud  pada  penelitian  adalah  AMD  64 bit yang memiliki 2 buah NIC (Network
Interface  Card).  Namun  karena  LAN yang  digunakan  dalam  penelitian  ini telah dibangun atau memanfaatkan LAN di lingkungan Fakultas Teknik
Informatika  ITS,  sehingga  hanya  satu NIC  yang  dibutuhkan.  Alamat  LAN pada  penelitian  adalah  10.151.13.0/24. Sedangkan  Ip  Address  yang  digunakan sebagai  server  private  cloud  adalah 10.151.13.101.

## Enkripsi AES
AES adalah
Algoritma kriptografi  bernama  Rijndael  yang didesain oleh  oleh Vincent Rijmen dan John  Daemen  asal  Belgia.  Mereka merupakan  pemenang kontes algoritma kriptografi pengganti DES yang diadakan oleh NIST ( National Institutes of    Standards  and  Technology )  milik pemerintah  Amerika  Serikat  pada  26 November  2001.  Algoritma  Rijndael inilah  yang  kemudian  dikenal  dengan Advanced Encryption Standard (AES). Setelah  mengalami  beberapa  proses standardisasi oleh NIST, Rijndael kemudian  diadopsi  menjadi  standard algoritma  kriptografi  secara  resmi  pada 22  Mei  2002.  Pada  2006,  AES merupakan salah satu algoritma terpopuler yang digunakan dalam kriptografi kunci simetrik.
AES  ini  merupakan  algoritma  block cipher  dengan  menggunakan  sistem permutasi  dan  substitusi  (P-Box  dan  S- Box)  bukan  dengan  jaringan  Feistel sebagaimana block cipher pada umumnya. Jenis AES terbagi 3, yaitu :
a  AES-128 b  AES-192
c  AES-256 Pengelompokkan  jenis  AES  ini  adalah berdasarkan panjang kunci yang digunakan.  Angka-angka  di  belakang kata  AES  menggambarkan  panjang kunci  yang  digunakan  pada  tiap-tiap
AES.  Selain  itu,  hal  yang  membedakan dari  masing-masing  AES  ini  adalah banyaknya  round  yang  dipakai.  AES- 128  menggunakan  10  round,  AES-192 sebanyak  12  round,  dan  AES-256 sebanyak  14  round.    AES  memiliki ukuran  block  yang  tetap  sepanjang  128 bit  dan  ukuran  kunci  sepanjang  128, 192,  atau  256  bit.  AES  tidak  seperti Rijndael  yang    block  dan  kuncinya dapat berukuran kelipatan 32 bit dengan ukuran minimum 128 bit dan
maksimum 256 bit. Berdasarkan ukuran block  yang  tetap,  AES  bekerja  pada matriks berukuran 4x4 di mana tiap-tiap sel  matriks  terdiri  atas  1  byte  (8  bit).
Sedangkan Rijndael sendiri dapat mempunyai  ukuran  matriks  yang  lebih dari  itu  dengan  menambahkan  kolom sebanyak yang diperlukan.ES
merupakan  algoritma  kriptografi  yang didesain  untuk  beroperasi  pada  blok pesan 128 bit  menggunakan tiga variasi blok kunci dengan panjang 128 bit, 192 bit,  atau  256  bit.  Khusus  untuk penelitian  ini,  pengkajian  akan  dibatasi pada  blok  pesan  128  bit  dengan  ukuran blok kunci 128 bit.  Empat proses utama algoritma  terdiri  atas  satu  proses permutasi  (ShiftRows)  dan  tiga  proses subtitusi  (SubBytes,  MixColumns,  dan AddRoundKey). Struktur  algoritma  secara  umum  cukup sederhana,  dengan  proses  enkripsi maupun  dekripsi  diawali    proses AddRoundKey ,  diikuti sembilan  round yang  masing-masing  tersusun  atas empat  proses,  dan  diakhiri    round kesepuluh  yang  terdiri  atas  tiga  proses. Proses AddRoundKey
membentuk Vernam  cipher,  sedangkan  tiga  proses lainnya menciptakan proses pengacakan dan  penggabungan secara tak linear [9].
Input  dan  output  dari  algoritma AES terdiri dari urutan data sebesar 128
bit.  Urutan  data  yang  sudah  terbentuk dalam  satu  kelompok  128  bit  tersebut disebut  juga  sebagai  blok  data  atau plaintext  yang  nantinya  akan  dienkripsi menjadi ciphertext . secret key dari AES terdiri dari key dengan panjang 128 bit, 192 bit, atau 256 bit. Perbedaan panjang kunci akan mempengaruhi jumlah round yang  akan  diimplementasikan  pada algoritma  AES  ini.  Pada  penelitian  ini, secret  key  dibuat  berdasarkan  password yang  telah  diinputkan  oleh  pengguna, sehingga  alur  dari  sistem  enkripsi digambarkan pada gambar 2.
Gambar 2. Rancangan metode otentikasi

## HASIL UJI COBA DAN PEMBAHASAN
Setelah tahapan pembuatan aplikasi  atau  implementasi  algoritma selesai, maka tahapan penelitian dilanjutkan dengan melakukan suatu uji coba terhadap aplikasi yang telah dibuat untuk kemudian melakukan analisis dari
Memilih Layanan cloud eyeOS end Y a T Mulai Masukkan password Enkripsi password dengan AES Hasil enkripsi inputan = Hasil enkripsi AES pada Basisdata Otenti- kasi Valid Otentika- si tidak valid SET Secret key==password
hasil  uji  coba  yang  telah  dilakukan tersebut.

## Data Uji
Data  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  adalah  data  yang  diambil  dari RockYou dan MySpace . Tabel 1.Data Uji Rockyou dan Myspace RockYou 123456 12345 123456789
MySpace password1 abc123 fuckyou

## Skenario Uji Coba
Pada  penelitian  ini,  uji  coba dilakukan dengan membandingkan password  yang  telah  dienkripsi  MD5 dengan  password  yang  dienkripsi  AES.
Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui  waktu  komputasi  rata-rata dan skor dari kedua metode. Selanjutnya akan dianalisis pengaruh metode terhadap  waktu  komputasi  dan  tingkat kekuatan passwor yang telah dienkripsi.

## Hasil Uji Coba
Berdasarkan  hasil  pengujian yang  dilakukan  terhadap  data  uji, didapatkan  hasil  perbandingan  waktu komputasi  dan  perbandingan  skor  atau tingkat  kekuatan  password  terenkripsi sebagai berikut.

## Perbandingan Waktu Kom-putasi
Hasil perbandingan waktu komputasi  dengan  menggunakan  data uji  Rockyou  dan  MySpace  ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil perbandingan waktu  komputasi data uji rockyou dan  myspace dengan MD5  dan  AES  yang  diterapkan  pada  private  cloud  menggunakan  eyeOS.
ID Pengguna Rockyou (MD5) Rockyou (AES) MySpace (MD5) MySpace (AES) 1 0.003 0.002 0.001 0.003 2 0.001 0.004 0.001 0.003 3 0.004 0.003 0.001 0.002 4 0.004 0.003 0.001 0.004 5 0.004 0.001 0.001 0.002 6 0.002 0.003 0.002 0.003 7 0.001 0.001 0.002 0.002 8 0.001 0.001 0.002 0.002 9 0.001 0.005 0.003 0.004 10 0.002 0.004 0.002 0.002 Rata-rata 0.0023 0.0027 0.0016 0.0027 Berdasarkan  hasil  pengujian  penerapan metode  MD5  dan  AES  pada  private cloud  yang  dibangun  menggunakan cloud software eyeOS didapatkan waktu komputasi metode AES saat menggunakan  data  uji  Rockyou  0.0004 kali  lebih  lambat  dibandingkan  dengan menggunakan  metode  MD5.  Pada  data uji  Myspace,  metode  AES  memiliki waktu  komputasi  0.0011  kali  lebih
lambat dibandingkan dengan menggunakan  metode  MD5.  Hasil pengujian  digambarkan  dengan  grafik pada  gambar  3.  Waktu  komputasi  yang didapatkan
menunjukkan bahwa penerapan AES sebagai algoritma enkripsi dapat dilakukan tanpa berpengaruh pada waktu komputasi dari server cloud.
Gambar 3. Hasil pengujian data uji Rockyou dan MySpace dengan menggunakan AES dan MD5 pada private cloud server menggunakan eyeOS.
Metode MD5 memiliki waktu komputasi yang lebih cepat dibandingkan  dengan  metode  AES. Namun  MD5  merupakan  algoritma enkripsi  yang  bersifat one  way ,  artinya algoritma  ini  tidak  dapat  dideskripsikan kembali.  Keahlian  pada  kriptoanalis terus berkembang, walaupun tidak dapat didekripsi  namun  MD5  tidak  dinilai lebih aman dibandingkan dengan algoritma  AES  yang  menurut  National
Standard  of  Information  Technology (NIST)  merupakan standart enkripsi[7]. Berdasarkan  hasil  uji  coba  penerapan
AES dan MD5 pada lingkungan private cloud yang dibangun dengan menggunakan  eyeOS,  didapatkan  hasil waktu  komputasi  dari  metode  AES sebagai algoritma enkripsi dari password  membutuhkan  waktu  yang tidak  lama,  sehingga  metode  ini  dapat diterapkan pada  lingkungan cloud
computing yang membutuhkan kecepatan akses.

## Perbandingan skor
Untuk    mengetahui    tingkat kekuatan  atau  skor  dari  metode  yang diusulkan,    maka    dilakukan    pengujian dengan menggunakan aplikasi passwordmeter  [10].  Passwordmeter merupakan aplikasi yang dapat memberikan    skor    terhadap    tingkat kekuatan    sebuah    password    yang didasarkan  pada    kompleksitas    dan panjang  karakter  dari  password  yang dimasukkan.  Aplikasi    ini    dapat diakses        secara    online    melalui www.yetanotherpassword-meter.com.
Hasil dari penelitian dengan menggunakan passwordmeter ditunjukkan pada tabel 3.
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rockyou-AES Rockyou-MD5 MySpace-AES MySpace-MD5 ID Pengguna W aktu Ko mp u ta si (M ic ro -d eti k)
Tabel  3.  Hasil  perbandingan  skor  data  uji  rockyou  dan  myspace  dengan  MD5  dan AES.
ID Pengguna Rockyou (MD5) Rockyou (AES) MySpace (MD5) MySpace (AES) 1 48.56 44.76 48.56 48.56 2 44.76 44.76 38.76 42.56 3 42.56 44.76 34.96 44.76 4 42.56 34.86 40.96 36.36 5 40.96 48.56 42.56 48.56 6 37.16 42.56 44.76 40.96 7 44.76 37.16 32.16 48.56 8 44.76 44.76 48.56 37.16 9 33.36 44.76 44.76 44.76 10 40.36 42.56 44.76 40.96 Rata-rata 41.98 42.95 42.08 43.32
Berdasarkan  hasil  pengujian  tingkat kekuatan  atau  skor  dari  data  uji didapatkan  bahwa  skor  metode  AES saat  menggunakan  data  uji  Rockyou 0.97  kali  lebih  kuat  dibandingkan dengan  menggunakan  metode  MD5. Pada  data  uji  Myspace,  metode  AES memiliki  skor  1.24  kali  lebih  kuat dibandingkan dengan menggunakan metode MD5. Hasil pengujian digambarkan dengan grafik 4. Berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan  bahwa  metode  enkripsi AES  menghasilkan  skor  lebih  kuat dibandingkan dengan menggunakan metode enkripsi MD5. Perbedaan waktu komputasi  pada  percobaan  sebelumnya yang  hanya  beberapa  mikro-detik  dapat diabaikan dengan melihat tingkat proteksi yang dihasilkan oleh AES.
Gambar  4.  Hasil  perbandingan  skor  data  uji  Myspace  dan  Rockyou  dengan menggunakan metode MD5 dan AES.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 MySpace-MD5 MySpace-AES Rockyou-MD5 Rockyou-AES ID Pengguna Sko r

## SIMPULAN
Pada  penelitian  ini  penggunaan metode  AES  untuk  enkripsi  password menggunakan  data  uji  rockyou  telah menghasilkan  skor  0.97  lebih  kuat walaupun waktu komputasi 0.0004 lebih lambat  dibandingkan  metode  MD5, sedangkan  dengan  menggunakan  data uji  MySpace  menghasilkan  skor  1.24 lebih  kuat  dengan  waktu  komputasi 0,0011  lebih  lambat  dibandingkan dengan  metode  MD5.  Pada  penelitian selanjutnya, dapat dicoba untuk menggabungkan  atau  memodifikasi  S- Box AES untuk meningkatkan keamanan dari otentikasi.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Haoyong  Lv,  Yin  Hu,    (2011), Analysis  and  research  about cloud  computing  security  protect policy, ISIE, pp. 214-216.
[2] Kaufman  L.M,  (2009)  ,  Data security  in  the  world  of  cloud computing,  Security  &  Privacy, IEEE vol 7, pp 61-64.
[3] Grobauer  B,  Walloschek  T, Stocker E, (2010), Understanding cloud  computing    vulnerabilities, Security  &  Privacy,  IEEE  vol  9
pp 50-57.
[4] Ziyuan  Wang,  (2011),  Security and  privacy  issues  within  the Cloud  Computing,  International Conference  on  Computational and Information Sciences, IEEE.networks,  Communications in Nonlinear Science and
Numerical Simulation, 16: 3746– 3759, 2011.
[5] Prasad P, Ojha B, Shahi RR,  Lal
R,  Vaish  A,  Goel  U.  (2011).  3
Dimensional  security  in  cloud computing,  Computer  Research and  Development  (ICCRD),  Vol 3, pp. 198-201.
[6] Jain  AK,    Flynn  P,    Ross  AA, (2008), Handbook of Biometrics, Springer, New York.
[7] Karen  Scarfone  ,  Murugiah
Souppaya,  (2009),  Guide  to Enterprise Password Management  (Draft),  Computer Security  Division  Information Technology  Laboratory  National Institute of Standards and Technology  ,  Gaithersburg,  MD 20899-8930 .
[8] Munir,  R,  (2006),  Kriptografi, Informatika, Bandung. [9] William Stallings, (2003), Cryptography and Network Security:  Principles  and  Practice, Prentice Hall, New Jersey. [10] Blasé,  at  all,  (2012),  How  Does Your Password Measure Up?The Effect  of  Strength  Meters  on Password Creation, Carnegie Mellon University.