## Kombinasi Algoritma Playfair Cipher Dengan Metode Zig-zag Dalam Penyandian Teks

## Ananda Hariati
STMIK Budi Darma Medan Jl. SM. Raja No. 338 Sp. Limun Medan anandahariati1994@gmail.com

## Kiki Hardiyanti
STMIK Budi Darma Medan Jl. SM. Raja No. 338 Sp. Limun Medan kikihardiyanti83@gmail.com Widya Eka Putri STMIK Budi Darma Medan Jl. SM. Raja No. 338 Sp. Limun Medan widyaeka015@gmail.com
Abstract — Keamanan  teks  sebagai  salah  satu  media  untuk  menyampaikan  pesan  atau informasi  sangat  umum  digunakan  saat  ini.  Informasi  yang  disampaikan  dalam  bentuk  teks dapat  bersifat  penting  atau  rahasia.  Oleh  karena  itu,  perananan  teknik  pengamanan  sangat penting  diimplementasikan  pada  teks  yang  memiliki  sifat  seperti  itu.  Algoritma  kriptografi dapat digunakan sebagai salah satu solusi yang dapat digunakan untuk menangkal tindakan- tindakan  penyalahgunaan  informasi  penting  dalam  bentuk  teks.  Teknik  kriptografi  dengan algoritmanya  dapat  merubah  teks  informasi  asli    menjadi  sandi-sandi  (simbol-simbol)  yang sangat  sulit  ditemukan  korelasi  dan  makanya.  Algoritma playfair cipher melakukan penyandian teks dengan mensubtitusikan masing-masing karakter teks dengan karakter yang baru sesuai dengan formulasinya, sedangkan metode zig-zag akan melakukan transposisi atau pengacakan  posisi  karakter-karakter  yang  dihasilkan  dari  proses  enkripsi playfair  cipher . Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan cipher dari sebuah teks yang menyulitkan pihak- pihak  lain  untuk  menemukan  makna  teks  yang  sebenarnya,  sehingga  kerahasiaan  teks tetap terpelihara dengan baik.
Keywords— kriptografi, algoritma, playfair, zig-zag, teks.

## I. PENDAHULUAN
Masalah  keamanan  informasi  yang  bersifat penting  atau  rahasia  tidak  boleh  diabaikan.  Saat  ini penyampaian informasi berbasis teks menjadi elemen yang  paling  umum  digunakan  dalam  berkomunikasi. Berbagai tindakan penyalahgunaan  informasi penting seperti  pecurian,  penyadapan,  pemanfaatan  bahakan modifikasi terhadap teks informasi yang didistribusikan  masing  sering  terjadi,  sehingga  dapat merugikan  pemillik  informasi  sendiri.  Tindakan penyalahgunaan  sering  kali  terjadi  pada  data  yang didistribusikan melalui jaringan internet.
Kriptografi sebagai salah satu teknik pengamanan data,  dapat  diimplementasikan  sebagai  salah  satu solusi untuk meminimalisir tindakan-tindakan kejahatan  terhadap  informasi  penting  atau  rahasia. Berdasarkan  penelitian  sebelumnya,  mengatakan bahwa  media internet saat  ini  menjadi  media  yang paling banyak digunakan dalam berdistribusi informasi  yang  bersifat  rahasia  [1][2] . Setyaningsih dalam  penelitiannya  mengatakan  bahwa  teknik
kriptografi  sangat  penting  diimplementasikan  untuk melindungi  data  yang  ditransmisikan  melalui  suatu jaringan komunikasi[3].
Playfair  Cipher merupakan  salah  satu  metode yang digolongkan dalam kriptogafi klasik yang proses enkripsinya  menggunakan  pemrosesan  dalam  bentuk blok-blok  yang  sangat  besar.  Metode  ini  merupakan salah  satu  cara  untuk  mengatasi  kelemahan  metode kriptografi klasik lainnya yang mudah tertebak karena terdapat  korespondensi  satu-satu  antara plaintext dengan ciphertext [3][4]. Namun  algoritma  ini  masih rentan terhadap serangan karena sandi playfair cipher dapat  dipecahkan  dengan  menggunakan  teknik analisis frekuensi pasangan huruf [5].
Teknik  transposisi cipher enkripsi  dan  dekripsi pesan  merupakan  teknik  yang  diterapkan  pada metode zig  zag  cipher sehingga  mampu  mengubah urutan  huruf-huruf  yang  ada  di  dalam plaintext (pesan  yang  belum dienkripsi)  menjadi ciphertext [6] . Format matrix yang  membentuk  baris  dan  kolom dapat  diterapkan  menjadi  pola  kerja  dari zig-zag dalam  melakukan  transposisi  teks  asli.  Namun
algoritma ini juga memiliki kelemahan, yaitu  serumit apapun pola  transposisi atau permutasi pada karakter- karakter  dalam  plainteks,  namun  yang  terjadi  bukan merubah  karakter  yang    tekas  asli,  tetapi  hanya mengacak posisi-posisi karakter.
Penelitian  ini  menguraikan  penyandian  teks rahasia  atau  penting  dengan  mengkombinasikan algoritma playfair  cipher dengan  metode zig-zag . Teks asli akan disandikan terlebih dahulu berdasarkan algoritma playfair  cipher ,  kemdudian  sandi  yang dihasilkan  dari  proses  enkripsi playfair  cipher akan dienkripsi  kembali  berdasarkan  metode zig-zag . Proses penyandian  yang dilakukan  secara ganda (dua kali)  ini  bertujuan  untuk  menghasilkan  teks  yang benar-benar  acak  serta  tidak  memperlihatkan  pola- pola  keterhubungannya  dengan  teks  asli,  sehingga dapat  mempersulit  pihak-pihak  lain  yang  berusaha untuk  mengetahui  dan  mendapatkan  makna  asli  dari teks yang bersifat rahasia.

## II. LANDASAN TEORI

## A. Kriptografi
Teknik  kriptografi  merupakan  teknik  yang  dapat digunakan untuk mengenkripsi naskah asli ( plaintext ) yang  diacak  menggunakan  suatu  kunci  enkripsi menjadi  naskah  acak  yang  sulit  dibaca  atau dimengerti  oleh  pihak  lain  [7][8].  Penerapan  teknik kriptografi  harus  dapat  menjamin  kerahasiaan, integritas, otentikasi dan nir- penyangkalan [9].
Hal-hal yang harus tercapai dalam menggunakan kriptografi  untuk  mengamankan  data  adalah  aspke kerahasiaan  artinya  informasi  harus  benar-benar terjaga  aksesnya  dari  pihak  yang  tidak  berwenang, integritas  data  adalah  aspek  yang  bertujuan  untuk mencegah  terjadinya  pengubahan  informasi  oleh pihak-pihak  yang  tidak  berwenang,  autentikasi  yang berhubungan dengan pemeriksaan hak akses dan yang terakhir  adalah nir -penyangkalan  yang  berfungsi untuk  mencegah  terjadinya  penyangkalan  terhadap suatu aksi yang dilakukan oleh pelaku[6][9].

## B. Playfair Cipher
Playfair  cipher merupakan  suatu  diagram cipher substitusi    yang    ditemukan    pada    tahun    1854  oleh Charles Wheatstone dan telah digunakan oleh bangsa Inggris.  Cipher  ini  mengenkripsikan  pasangan karakter  seperti cipher klasik  lainnya.  Kunci  yang digunakan  ialah  25  buah  huruf  yang  disusun  dalam bentuk  bujursangkar  5x5  dengan  menghilangkan huruf    J  dalam  suatu  kalimat  dan  bukan  menjadi kunci.  Tujuannya  adalah  untuk  membuat  analisa frekuensi  menjadi  sangat  sulit  sebab  frekuensi kemunculan  karakter-karakter  di  dalam ciphertext menjadi datar [5].
Beberapa  aturan  yang  harus  diikuti  berdasarkan playfair  cipher dalam  proses  enkripsi  dan  dekripsi [10][11] adalah :
1.   Bila  kedua  huruf  tidak  terletak  pada  baris  dan kolom  yang  sama,  maka  huruf  pertama  menjadi huruf  yang  sebaris  dengan  huruf  pertama  dan sekolom  dengan  huruf  kedua.  Huruf  kedua menjadi  huruf  yang  sebaris  dengan  huruf  kedua dan  yang  sekolom  dengan  huruf  pertama. Contohnya, SA menjadi PH, BU menjadi EP.
2.   Bila  kedua  huruf  terletak  pada  baris  yang  sama maka  huruf  pertama  menjadi  huruf  setelahnya dalam  baris  yang  sama,  demikian  juga  dengan huruf kedua. Jika terletak pada baris kelima, maka menjadi  baris  pertama,  dan  sebaliknya.  Arahnya tergantung  dari  posisi  huruf  pertama  dan  kedua, pergeserannya  ke  arah  huruf  kedua.  Contohnya, AH menjadi TR, LK menjadi KG, BE menjadi CI.
3.   Bila  kedua  huruf  terletak  pada  kolom  yang  sama maka  huruf  pertama  menjadi  huruf  setelahnya dalam  kolom  yang  sama,  demikian  juga  dengan huruf  kedua.  Bila  terletak  pada  kolom  kelima, maka  menjadi  kolom  pertama,  dan  sebaliknya. Arahnya tergantung dari posisi huruf pertama dan kedua,  pergeserannya  ke  arah  huruf  kedua. Contohnya, DS menjadi LY, PA menjadi GW, DH menjadi HY.
4.   Bila  kedua  huruf  sama,  maka  letakkan  sebuah huruf di tengahnya (sesuai kesepakatan).
5.   Bila  jumlah  huruf  plainteks  ganjil,  maka tambahkan  satu huruf pada akhirnya, seperti pada aturan ke-4.
6.  Sedangkan  proses  dekripsinya  adalah  kebalikan dari proses enkripsi.
C. Metode Zig-zag Cipher
Metode zig  zag  cipher merupakan  salah  satu algoritma kriptografi klasik dengan teknik transposisi. Teknik  transposisi  menggunakan  permutasi  karakter, yang  mana  dengan  menggunakan teknik  ini  pesan yang  asli  tidak  dapat  dibaca  kecuali  orang  yang memiliki kunci untuk menggembalikan pesan tersebut ke bentuk semula [7].
Algoritma zig-zag ini  merupakan  pembentukan dari algoritma transposisi kolom ( Columnar Transposition  Cipher )  dan  Transposisi Rail  Fance Cipher .  Teknik  transposisi  menggunakan  permutasi karakter,  sehingga  pesan  yang  asli  tidak  dapat dibaca  kecuali  orang  yang  memiliki  kunci  untuk menggembalikan pesan tersebut ke bentuk semula  [6][7].  Metode zig-zag memiliki  kelebihan dibandingkan dengan algoritma lainnya (dalam cipher transposisi), dalam proses penulisan plainteks menjadi chiperteks karena penulisan dapat dilakukan dari baris mana  saja.  Hal  ini  akan  menambah  kerumitan  dalam proses enkripsi maupun dekripsi.
Volume 2 Nomor 2, April 2018
H A R I    T B    C D E F G K L  M  N O P Q S U V  W  X Y Z

## III. PEMBAHASAN
Berdasarkan  uraian  latar  belakang  di  atas  bahwa sangat  penting  diimplementasikan  teknik  kriptografi dalam  menngamankan  data,  terutama  data-data  yang bersifat  rahasia  atau  penting.  Secara  umum  data  teks masing  sering  digunakan  dalam  mendistribusikan informasi  atau  pesan  kepada  orang  lain.  Oleh  karena itu, sangat diperlukan sebuah teknik pengamanan agar informasi  tersebut  tidak  dapat  dimanfaatkan  atau dimanipulasi  oleh  pihak  lain  selain  penerima  yang sah.
Playfair  cipher dengan  keterbatasannya  terhadap karakter-karakter cipher yang  dihasilkan  menyebab- kan  terdapatnya  celah  bagi  pihak  lain  untuk  dapat menerjemahkan  kembali  sandi  yang  dihasilkan. Demikian  halnya  dengan  metode zig-zag yang  hanya melakukan  transformasi  posisi  karakter-karakter  dari sebuah  teks.  Oleh  karena  itu,  pengkombinasian  dua algoritma  ini  sangat  efektif  dalam  mengoptimalkan ketahanan  sebuah  teks  pesan  atau  informasi  untuk menyembunyikan  atau  mengaburkan  makana  aslinya terhadap orang-orang yang tidak bertanggungjawab.
Penerapan  kombinasi  dua  algoritma  ini  pada  teks dilakukan  dengan  dua  cara,  yaitu  mensubtitusikan karakter-karakter  dari  sebuah  informasi  atau  pesan rahasia,  kemudian  mengacak  kebali  posisi-posisi pesan yang telah disubtitusikan sebelumnya. Subtitusi dilakukan  berdasarkan playfair  cipher ,  sedangkan transposisi dilakukan berdasarkan metode zig-zag . Skema  proses  enkripsi  berdasarkan  kombinasi playfair  cipher dengan  metode zig-zag dapat  dilihat pada gambar di bawah ini.
Teks Pesan Subtitusikan berdasarkan Playfair Cipher
Cipher Playfair Transposisikan berdasarkan Zig-zag Cipher Pesan Proses Enkripsi

## Gambar 1. Skema Enkripsi
Berdasarkan  gabar  1  di  atas,  diketahui  bahwa proses enkripsi (penyandian) diawali dengan menggunakan playfair cipher dengan tujuan mensubtitusikan  setiap  karakter  teks  pesan  dengan karakter-karakter  baru. Cipher yang  dihasilkan  akan dienkripsi kembali melalui proses transposisi berdasarkan  metode zig-zag sehingga  dihasilkan cipher pesan  akhir  yang  akan  didistribusikan  atau dikirimkan kepada penerima pesan.
Proses  dekripsi  merupakan  kebalikan  dari  skema proses  enkripsi.  Proses  yang  dilakukan  dapat diilustrasikan pada gambar di bawah ini :
Cipher Pesan Transposisikan berdasarkan Zig-zag
Plain Zig-zag Subtitusikan berdasarkan Playfair Cipher Plain Pesan Proses Dekripsi

## Gambar 2. Skema Dekripsi
Berdasarkan  gambar  2  di  atas,  terlihat  bahwa proses  dekripsi  diawali  dengan  dekripsi cipher pesan berdasarkan  transposisi zig-zag. Plaintext yang dihasilkan  akan  disubtitusikan  kembali  berdasarkan metode  dekripsi playfair  cipher ,  sehingga  diperoleh teks asli ( plaintext ) dari pesan asli.
Berikut ini akan diuraikan contoh penyandian teks berdasarkan kombinasi dua algoritma ini.
Plaintext = KIKI WIDIA NANDA Kunci Playfair = HARIATI Kunci Zig-zag = 3 dan offset = 0
1. Proses enkripsi berdasarkan playfair cipher Sebelum proses enkripsi dimulai, terlebih dahulu dilakukan  pemetaan  kunci  ke  dalam  bentuk matriks yang dijadikan sebagai tabel acuan.
Kunci : HARIATI
Setelah  tabel  acuan  kunci  terbentuk,  berikutnya dilakukan  operasi  terhadap  pesan  yang  akan dienkripsi, yaitu:
a. Ganti seluruf huruf “j” dengan huruf “i”
b. Tulis  kembali  pesan  dalam  bentuk  pasangan huruf
c. Setiap pasangan huruf yang sama harus dipisah dan disisipkan huruf “z” di tengahnya
d. jumlah    huruf    ganjil,    maka    ditambahkan huruf “z” di akhir
Pesan  setelah  diolah  berdasarkan  tabel matrix kunci adalah KI KI WI DY AN AN DA Misalnya  untuk  mencari  cipher  K  pada  blok  KI, maka  yang  dilakukan  adalah  temukan  huruf  K pada  baris matrix ,  kemudian  temukan  huruf  I pada  posisi  kolom.  Karakter  yang  ada  pada cell pertamuan antara baris K dan kolom I merupakan cipher dari  huruf  K.  Hasil  proses  ini  adalah  M.
Lakukan  hal  yang  sama  untuk  mencari  karakter teks blok yang lain, sehingga cipher akhir adalah MA  MA  YA  XE  KT  KT  CR. Cipher inilah yang  kemudian  dienkripsi  kembali  berdasarkan metode zig-zag .
2. Proses enkripsi berdasarkan zig-zag Input  yang  dijadikan  sebagai plaintext pada proses enkripsi berdasarkan zig-zag adalah cipher yang dihasilkan dari proses playfair cipher .
Plaintext = MAMAYAXEKTKTCR Kunci = 3 dan offset = 0
M Y K C A     A     A     E     T     T     R M X K
Proses  penulisan cipher dimulai  dari  baris pertama, kemudian disusul oleh baris berikutnya. Karakter-karakter  yang  ada  pada  setiap  baris dijadikan  sebagai cipher .  Berasarkan  tabel transposisi  di  atas,  maka  ditemukan ciphertext adalah MYKC AAAETTR MXK .
3. Proses Dekripsi Seperti  Berdasarkan  penjelasan  di  atas  bahwa proses dekripsi diawali oleh dekripsi berdasarkan metode zig-zag ,  kemudian  disusul  oleh  dekripsi playfair cipher . Ciphertext = MYKC AAAETTR MXK
Kunci = 3; offset = 0 dan jumlah cipher = 14
Dekripsi berdasarkan metode zig-zag : Hal  pertama  yang  perlu  dilakukan  untuk mendekripsi cipher berdasarkan  metode zig-zag adalah  membentuk  tabel  acuan  dekripsi zig-zag , kemudian  diisi  sembarang  karakter  untuk menemukan  pola zig-zag enkripsi.  Pada  proses ini,  nilai  kunci  dan offset serta  jumlah  karakter ciphertext sangat menentukan.
Jumlah  karakter  cipher  menjadi  jumlah  kolom tabel acuan, sehingga :
x x x x x     x     x     x     x     x     x x x x
Berdasarkan  pola  tabel  acuan,  maka  didapatkan untuk  baris  pertama  diisi  oleh  4  karakter  cipher, baris kedua diisi oleh 7 karakter cipher (karakter ke-5  sampai  dengan  11)  dan  baris  ketiga  terdiri dari tiga karakter (karakter 12 sampai 14).

## M Y           K           C A     A     A     E     T     T     R
M X K
Proses  pembentukan  plaintext  dilakukan  per kolom  untuk  masing-masing  baris.  Sehingga didapatkan plaintext hasil dekripsi zig-zag adalah MAMAYAXEKTKTCR
Berkutnya  adalah  mendekripsi  plaintext  hasil dekripsi zig-zag berdasarkan  dekripsi playfair cipher dimana  prosesnya  tidak  berbeda  seperti proses  enkripsi.  Hasil  akhir  dari  proses  dekripsi playfair  adalah  plaintext    yaitu KIKI  WIDIA NANDA.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  uraian  pembahasan  penelitian  ini, maka disimpulkan beberapa hal sebagai berikut : 1. Ciphertext yang dihasilkan berdasarkan pengkombinasian playfair  cipher dengan  metode zig-zag cukup acak dan mampu mengaburkan pola relasinya dengan plaintext (teks asli)
2. Kombinasi yang diimplementasikan pada penyandian  teks  ini  merupakan  perpaduan  antara teknik  subtitusi  yang  dilakukan  berdasarkkan playfair  cipher dan  teknik  transposisi  yang dilakukan berdasarkan transposisi zig-zag .
3. Kombinasi  dua  teknik  ini  dapat  diterapkan  pada pengamanan  data  yang  sifatnya  rahasia  dan penting karena tingkat optimalisasinya yang dapat disebut dengan super enkripsi.

## REFERENSI
[1]  S.H.  Suryawan,  Hamdani,  "Pengamanan  Data  File  Dengan Menggunakan  Algoritma  Enkripsi  Rivest  Code  5  ," Jurnal Informatika Mulawarman , vol.8, no. 2, pp. 44-49, Juli 2013.
[2]  T.  Zebua, “Penerapan Metode  LSB-2 untuk Menyembunyikan Ciphertext  Pada  Citra  Digital,” Pelita  Inform.  Budi  Darma , vol. 10, no. 3, pp. 135–140, 2015.
[3]  E.  Setyaningsih,  “Penyandian  Citra  Menggunakan  Metode Playfair  Cipher”,    J.  Teknol.,  vol.  2,  no.  2,  pp.  213–219, Desember 2009.
[4]  J.  Sasongko,  “Pengamanan  Data  Informasi  Menggunakan Kriptografi  Klasik”, Jurnal  Teknologi Informasi DINAMIKA, vol.10, no.3, pp.160-167, September 2005.
[5]   E. Setyaningsih E, Kriptografi & Implementasinya Menggunakan MATLAB, Yogyakarta: Andi Offset, 2015.
[6]  R.K.Hondro  “Aplikasi  Enkripsi  dan  Dekripsi  Dengan Algoritma  Zig-Zag  Cipher  Pada  Mobile  Phone  Berbasis Android”,  Pelita  Informatika  Budi  Darma,vol.10,  no.3, Juli 2015.
[7]   D.  Ariyus, Pengantar  Ilmu  Kriptografi  Teori,  Analisis,  dan Implementasi , Yogyakarta:Andi, 2008.
[8]  I. Wibowo,  B. Susanto, and J. Karel  T, “Penerapan Algoritma Kriptografi Asimetris RSA Untuk Keamanan Data Di Oracle,” J. Inform. , vol. 5, no. 1, pp. 1–7, 2016.
[9]  T.  Zebua  and  E.  Ndruru,  “Pengamanan  Citra  Digital Berdasarkan  Modifikasi  Algoritma  RC4,” J.  Teknol.  Infomasi dan Ilmu Komput. , vol. 4, no. 4, pp. 275–282, Desember 2017.
[10]  R.  C.  N.  Santi,  “Implementasi  Algoritma  Enkripsi  Playfair pada File  Teks,” J. Teknol. Inf. Din. , vol. 15, no. 1, pp. 27– 33, Januari 2010.
[11]  F.  Azmi,  R.  Anugrahwaty,  and  A.  Kriptografi,  “Analisis Matriks  5x7  Pada  Kriptografi  Playfair  Cipher,” J.  Penelit. Tek. Inform. (Sinkron) , vol. 1, no. 2, pp. 27–30, 2017.