## Pengembangan  Laboratorium  Virtual  untuk  Simulasi Uji Penetrasi Sistem  Keamanan  Jaringan
FahruRoszyMahtuf 1 ,Puspanda Hatta 2 , EndarSuprih Wihidiyat 3
1 roszy_fahru@student.uns.ac.id, 2 hatta.puspanda@staff.uns.ac.id, 3 endars@staff.uns.ac.id
Pendidikan Teknik Informatika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret
Abstract-- This  study  aims  to  develop  a  virtualization- based  laboratory  for  simulating  penetration  tests  and comparing the level of performance between physical servers and  virtual  servers.  Development  of  a  virtual  laboratory using  the  VmwareWokstation  hypervisor.  Penetration simulation  testing  uses  the  Information  System  Security Assessment  Framework  (ISSAF)  guidelines  while the Tools used for testing penetration simulations use tools provided in Kali  Linux.  This  study  shows  that the stages of penetration testing  can  be  done  in  a  virtual environment. Based on the results  of the performance level  testing shows a comparison of  the  two  server  response  time  levels  is  quite  significant while  for  physical  server  throughput  10  times  faster  than virtual  servers.  Comparison  of  CPU  enhancements  on  both servers is also quite significant inversely proportiona l to the comparison  of  memory  usage  on  virtual  servers  2  times greater than physical servers
Intisari — Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sebuah laboratorium berbasis virtualisasi untuk simulasi uji penetrasi dan membandingkan  tingkat  performa  antara  server  fisik  dan server  virtual.  Tipe  Pengembangan  laboratorium  virtual menggunakan  hypervisor  Vmware  Wokstation.  Pengujian simulasi  Penetrasi  menggunakan  pedoman  Information System Security
Assessment Framework (ISSAF) sedangkan Tools yang digunakan untuk pengujian simulasi  penetrasi  menggunakan  tools  yang  disediakan pada  Kali  Linux.  Penelitian  ini  menunjukan  jika  tahapan- tahapan pengujian penetrasi dapat dilakukan pada lingkungan  virtual.  Berdasarkan  hasil  pengujian  tingkat performa menunjukkan  perbandingan  tingkat  respon time  kedua  server  cukup  signifikan  sedangkan  untuk throughput  server  fisik  10  kali  lebih  cepat  dibandingkan server  virtual.  Perbandingan  peningkatan  CPU  pada kedua  server  juga  cukup  signifikan  berbanding  terbalik dengan  Perbandingan  penggunaan  memory  pada  server virtual  2 kali lebih besar  dari  server fisik.
Kata  Kunci — Virtualisasi,  Virtual  Server,  ISSAF, UjiPenetrasi,  Vmware  Workstation.

## I. PENDAHULUAN
Kejahatan  dunia  maya  ( Cybercrime )  adalah  aktivitas kejahatan  dengan  komputer  atau  jaringan  komputer  yang digunakan sebagai alat dan sasaran terjadinya kejahatan . Data yang  dipeloreh  pada  tahun  2011  kejahatan  dunia  maya berhasil mencapai angka 520 kasus dan tahun 2012 meningkat menjadi  600  kasus  [1].  Untuk  memahani  pentingnya keamanan sistem perlunya pembelajaran berdasarkan pengalaman  yang  terkait  dengan  aksi  atau  pembelajaran praktis  [2].  Pengalaman  laboratorium  merupakan  faktor  kunci dalam  teknis  dan pendidikan ilmiah.  Keamanan jaringan dapat dipelajari  pada kondisi riil  maupun kondisi simulasi.
Kondisi  simulasi  yang  dimaksud  adalah  kondisi  non  fisik atau  pada  kondisi  lingkungan  virtualisasi.  Laboratorium virtual  telah  diusulkan  untuk  mengurangi  biaya  dan menyederhanankan  pemeliharaan  fasilitas  dengan  tetap memberikan siswa akses pada sistem yang nyata [3].Laboratotium  virtual  memberikan  banyak  manfaat,  sumber daya sistem komputer dapat dimanfaatkan secara lebih efektif, beberapa  lingkungan  dapat  dikonfigurasi  dengan  cepat  dan mudah  [4].Laboratorium  virtual  memastikan  tidak  ada aktivitas  pengujian mencapai world wide web yang mencegah aktivitas pengujian secara tidak sengaja menjadi  illegal[5].
Pengujian  yang  dilakukan  pada  server  fisik  meliputi pengujian vulnerability dan penetration  testing .  Tujuan pengujian  adalahmenentukan  dan  mengetahui  macam-macam serangan  yangmungkin  dilakukan  pada  sistem  serta  akibat yang  bisa  terjadikarena  adanya  kelemahan  keamanan  pada sistem  komputeratau  jaringan  yang  dimiliki[6].  Laboratorium virtual  akan  dikembangkan  untuk  melakukan  simulasi pengujian vulnerability dan penetration  testing pada lingkungan virtualisasi.
Laboratorium  virtual  yang  dikembangkan  untuk  simulasi penetration  testing memliki  dua  server  virtual  yaitu Metasploitable  dan  Windows  Server  2008.  Metasploitable digunakan  untuk  pengujian penetration  testing sedangkan windows  server  2008  digunakan  sebagai  web  server. Perbandingan  pengujian  antara  server  fisik  dan server virtual terdapat  pada  jumlah  server  yang  digunakan.  Pengujian vulnerability dan penetration  testing pada  server  fisik memerlukan  minimal  dua  buah  server    fisik  yang  digunakan, sedangkan  pada  server  virtual  hanya  membutuhkan  1  server fisik  dan didalam  server fisik  terdapat beberapa server virtual.
Pengujian  penetrasi  dan  pengujian  kerentanan  adalah analisis sistematis dari status keamanan sistem informasi pada
server. Pengujian penetrasi merupakan praktik pengujian pada sistem komputer, jaringan dan aplikasi web untuk menentukan kerentanan  yang  dapat  digunakan  untuk  dimanfaatkan  oleh penyerang[7].
Mempelajari  etika  teknik  peretasan  menjadi  komponen penting  dari  program  keamanan  informasi  yang  bertujuan untuk  menghasilkan  para  professional  keamanan  informasi yang kompeten[7].
Pengembangan  virtual  server  untuk  uji  penetrasi  memiliki hasil  yang  cukup  baik.  Hal  ini  dibuktikan  dengan  pengujian penetrasi  pada  lingkungan  virtual  menggunakan  Oracle  VM Virtual  Box.  Pengujian  dilakukan  dengan  membandingkan hasil  exploit  sistem  server  virtual  dengan  metaploit  dan armitage.  Hasil  penelitian  menunjukan  metasploit  dan armitage  dapat  melakukan  uji  penetrasi  pada  lingkungan virtual [8].
Penelitian  lain  yang  dilakukan  dengan  mengembangkan kurikulum penetration testing baru sebagai modul pembelajaran.  Media  yang  digunakan  untuk  melakukan latihan  modul penetration  testing menggunakan  virtual laboratorium.  Berdasarkan  feedback  dari  siswa  67%  setuju memahami  konsep dari penetration testing .[9]. Penelitian lain dilakukan dengan mengembangkan laboratorium virtual sebagai media belajar kurikulum keamanan  informasi.  Pengembangan  virtual  server  yang dilakukan menggunakan VMware wokstation , pengujian yang dilakukan hanya melakukan scanning  kerentanan pada server [10].
Dari  beberapa  penelitian  ditunjukkan  bahwa  uji  penetrasi pada  lingkungan  virtual  dapat  dilakukan  dengan  baik [7][8][9].  Maka  dari  itu  penelitin  ini  bertujuan  untuk membangun  laboratorium  virtual  (virtual  server)  untuk simulasi  uji  penetrasi  dengan  metode penetration  testing . Penelitian  juga  menambahkan  pengujian  untuk  mengukur perbandingan  antara  server  fisik  dan  virtual.  Perbandingan yang  digunakan  adalah  perbandingan  penggunaan  resource CPU  dan  Memory.  Penelitian  juga  membandingkan  tingkat Respon Time  dan Throuhput.

## II. METODE  PENELITIAN
Alur Penelitian Dalampenelitianini,terdapat diagram alursebagaipedomandalam pengerjaan penelitian ini. Penelitian  ini  menggunakan  ISSAF 0.2.1B tentang metodologi penetration  testing .    ISSAF  memiliki  beberapa  kelebihan kontrol  keamanan.  ISSAF  memiliki  struktur  yang  jelas  d an intuitif  yang  memandu  penguji  melalui  langkah -langkah  yang rumit  [11].  Metodologi  ini  menjelaskan  proses  pengujian penetrasiyang  optimal  untuk  membantu  penguji  melakukan pengujiansecara  lengkap  dan  benar,  menghindari  kesalahan yangumumnya  terkait  dengan  strategi  serangan  yang  dipilih secaraacak    Diagram  penelitian  ini  dapat  dilihat  pada Gambar 1.
Studi Literatur Mulai Analisis Kebutuhan Desain Jaringan Pengembangan Server Virtual Uji Penetrasi
Kesimpulan Selesai

## Gambar.1  Diagram  Alur Penelitian

## Desain Topologi
Topologi  jaringan  terdiri  dari  satu  perangkat  komputer atau  laptop  yang  terhubung  langsung  dengan  internet. Komputer  berfungsi  sebagai  Host  Os  yang  digunakan  untuk menginstall  Hypervisor.  Hypervisor  yang  digunakan  untuk pengembangan laboratorium virtual adalah VMware Workstation yang berfungsi sebagai tempat untuk membangun virtual server pada server fisik. Topologi jaringan pengembangan virtual server digambarkan  pada Gambar  2.
Kali Linux
VM Windows Server 2008 VM Metasploitable-2 Hypervisor Host OS Internet Penetration Test

## Gambar.2  TopologiJaringan
Pada  Gambar  2  Topologi  Jaringan,  pengembangan laboratorium  virtual  menggunakan  teknik  virtualisasi  tipe  II yaitu  hypervisor  VMware  Workstation  berjalan  diatas  sistem operasi.  Laboratorium  virtual  yang  dikembangkan  memiliki  2 buah  virtual  machine  yang  akan  dikembangkan  yaitu Metasploitable-2  dan  Windows  Server  2008.  Kali  Linux digunakan  sebagai  komputer  penyerang  karena  memiliki tools-tools peretasan yang lumayan lengkap.

## Tahap  Uji  Penetrasi
Pada  tahap  ini  dilakukan  uji  penetrasi  pada  server  virtual yang  sudah  dikembangkan.  Server  yang  digunakan  untuk target uji penetrasi adalah metasploitable-2 karena dikhususkan  untuk  latihan  uji  penetrasi  dan  komputer penyerang menggunakan kali linux. Tahap pengujian penetrasi dibagi  menjadi  5  yaitu  tahap  awal  adalah  meng umpulkan informasi, pemetaan jaringan, indentifikasi  kerentanan,
eksploitasi,  mendapatkan  akses  dan  password  cracking. Tahapan uji penetrasi dapat dilihat pada Gambar.3.
Information Gathering Vulnerability Scanning
Port Scanning Exploitation end Gaining Access Password Cracking

## Gambar.3.  Tahap Uji  Penetrasi

## Uji  Kinerja  Server
Selain  pengujian  uji  penetrasi,  kinerja  dari  server  virtual yang  dikembangkan  perlu  diuji  untuk  memperoleh  data  yang dapat digunakan untuk melakukan perbadingan dengan server non  virtual.  Pengujian  kinerja  server  dilakukan  untuk mengukur  nilai  Respon  Time,  Throughput,  penggunaan Memory  dan  penggunaan  CPU.  Data  yang  diperoleh digunakan  untuk  melakukan  perbandingan  antara  server virtual  dan  server  non  virtual.  Pengujian  dilakukan  dengan mengirimkan  10  paket  pada  server  dengan  beban  yang berbeda pada setiap paket yang dikirim.

## III. HASIL  DAN  PEMBAHASAN
Penetration  testing menunjukan  hal-hal  yang  dilakukan sebelum  dan  proses  pengujian  keamanan  pada  server.  Pada penelitian  ini  pengujian  penetrasi  berfokus  pada  technical control  assessment.  Berikut  merupakan  tahapan  pada pengujian penetration testing yang dilakukan.

## Information gathering
Tahap information gathering ini digunakan untuk mencari informasi  awal  yang  dibutuhkan  untuk  melakukan  tahap selanjutnya. Informasi yang dibutuhkan berupa ip address dari server metasploitable-2. Ip address  yang  didapatkan digunakan  untuk  melakukan vulnerability  scanning dan port scanning , information gathering yang dilakukan menggunakan tools  netdiscover.  Hasil  dari information  gathering dapat dilihat pada Tabel.2.
Tabel 2. Hasil Information gathering IP At Mac address 192.168.76.1 00:50:56:c 0:00:08 192.168.76.2 00:50:56:e 7:c 0:b2 192.168.76.128 00:0c:29:10:a 0:75 192.168.76.130 00:0c:30:20:b 0;85 192.168.76.254 00:50:56:e 8:bd:47

## Vulnerability scanning
Tahap vulnerability  scanning digunakan  untuk  mencari celah  keamanan  pada  server  metasploitable-2  dengan menggunakan  ip  address  server  192.168.76.128  yang  berhasil didapatkan pada tahap information gathering . Hasil pengujian
berupa  jumlah  kerentanan  sistem  dan  kerentanan  web  yang dapat  ditemukan menggunakan tools Nessus. Hasil pengujian vulnerability dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar  4.  Hasil Vulnerability scanning
Berdasarkan  hasil  pengujian  pada  Gambar.4,  hasil analisis dari  server  metasploitable-2  memiliki  kerentanan  sistem  8 kerentanan  tingkat  kritikal,  3  kerentanan  tingkat  tinggi,  18 kerentanan  tingkat  medium,  7  kerentanan  tingkat  rendah,  73 kerentanan  tingkat  informasi.  Kerentanan  pada  web  yang ditemukan memiliki 1 kerentanan tingkat kritikal, 7 kerentanan  tingkat  tinggi,  18  kerentanan  tingkat  medium,  2 kerentanan  tingkat  rendah  dan  33  kerentanan  tingkat informasi.

## Port scanning
Tahap port  scanning bertujuan  untuk  menemukan  celah keamanan yang berada pada server dengan mencari port yang berstatus  terbuka  pada  server.  Celah  keamanan  yang  dicari pada tahap port scanning ada 4 jenis yaitu port, status, service yang  berjalan  dan  versi  dari  sistem  operas i  yang  digunakan. Celah  keamanan  yang  ditemukan digunakan untuk melakukan peretasan pada sistem server. Celah keamanan juga digunakan untuk  melakukan  planning  untuk  menentukan  jenis  serangan dan  tools  yang  akan  digunakan  untuk  melakukan  serangan pada  sistem  server.  Proses  tahap port scanning dapat dilihat pada Gambar  5.
Gambar  5.  Proses Port scanning
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Criti cal High Medium
Low Information
Vulnerability Sistem Vulnerability Web
Exploitation dan Gaining access Tahap exploitation dan gaining  access merupakan tahap yang  bertujuan  untuk  masuk  pada  sistem  server dan mencari informasi  yang  berada  pada  server.  Tahap exploitation dan gaining  acces  dilakukan  melalui  celah  keamanan  atau kerentanan yang ditemukan  pada tahap port scanning . Metode peretasan dan tools yang digunakan disesuaikan dengan celah atau  kerentanan  yang  berhasil  ditemukan.  Salah  satu  proses tahap exploitation dan gaining  access pada  celah  yang ditemukan  pada phpmysql dapat dilihat pada Gambar  6.
Gambar  6.  Proses Exploitaion  database MySQL

## Peretasan  Password
Tahap  peretasan  password  merupakan  tahapan  tahapan mencari  password  yang  berada  pada  server.  Beberapa  teknik dapat  digunakan  untuk  melakukan  tahap peretasan password antara  lain  :  Dictionary  attack, brute force, phising dan masih banyak  teknik  yang  bisa  digunakan.  Tahap  peretasan password dapat dilihat pada Gambar  7.

## Gambar  7.  Proses Peretasan Password

## Perbandingan  Server Fisik dan  Virtual
Perbandingan  antara  server  fisik  dan  server  laboratorium virtual  (virtual  server)  dilakukan  dengan  membandingkan respon  time  dan  throughput  antara  web  server  yang  berada pada  server  fisik  dan  server  virtual.  Pengujian  dilakukan dengan mengirimkan paket request pada web server sebanyak 10  kali  dengan  jumlah  request  yang berbeda. Hasil pengujian respon time webserver dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil  Respone Time Webserver
Httpef Respon Time  (duration test/second) Server Virtual Server Fisik 100 9.932 9.901 200 19.933 19.900 300 29.928 29.901 400 39.948 39.901 500 49.915 49.981 600 60.517 59.901 700 69.928 69.901 800 79.928 79.981 900 91.351 89.902 1000 102.109 99.901
Berdasarkan  Tabel 3, dapat diketahui respon time rata dari kedua  webserver.  Webserver  pada  server  fisik  memiliki  rata- rata  respon  time  sebesar  54.912  dan  webserver  pada  virtual server  sebesar  55.349.  Perbandingan  rata-rata  respon  time antara server fisik  dan server virtual cukup signifikan.
Tabel 4. Perbandingan Throughput Web Server Httperf Throughput (Kbps/s) Server Virtual Server Fisik 100 11.1 100.7 200 11.1 100.1 300 11.1 100 400 11.1 107.9 500 11.1 107.8 600 11 107.8 700 11.1 107.8 800 11.1 107.7 900 10.9 107.7 1000 10.9 107.7
Berdasarkan  Tabel  4.  hasil  pengujian  throughput  pada Tabel  4  dapat  diketahui  perbedaan  throughput  antara  server virtual  dan  server  fisik.  Perbandingan  rata-rata  throughput antara  server  virtual  dan server fisik adalah 11.05 Kbps/s dan 105.52  Kbps/s.  Perbandingan rata-rata throughput server fisik 10  kali  lebih cepat dibandingkan dengan server virtual.
Tabel 5. Perbandingan Memory Server Virtual  dan Fisik Httperf Penggunaan Memory (Mb) Virtual  Server % Server Fisik % 100 399.644 77.53 584.84 34.17 200 404.476 78.47 585.468 34.21 300 409.240 79.40 586.568 34.27 400 407.936 79.14 587.176 34.31 500 408.812 79.31 589.26 24.43 600 410.432 79.63 590.62 34.51 700 408.82 79.31 592.832 34.64 800 408.944 79.34 594.112 34.72 900 409.06 79.36 597.056 34.89 1000 409.704 79.49 598.938 35
Berdasarkan  Tabel  5  perbandingan  penggunaan  memory pada  saat  pengujian  menggunakan  hhtperf  dengan  10  kali pengujian  dan  beban  request  yang  berbeda  dapat  dilihat penggunaan  rata-rata memory server virtual 79.10 % dan rata- rata  penggunaan  memory  pada  server  fisik  34.52  %. Perbandingan  rata-rata  penggunaan  memory  server  virtual  2 kali  lebih  besar  jika  dibandingkan  dengan  penggunaan memory  pada server fisik.
Tabel 6. Perbandingan CPU Httperf Penggunaan CPU (%) Server Virtual Server Fisik 100 12 2.77 200 12.3 5.77 300 12.7 10.1 400 13.3 14.29 500 13.9 14.94 600 14 14 700 14.3 20.88 800 14.9 22.48 900 15.3 24.96 1000 15.7 28.89
Berdasarkan  Tabel  6  Perbandingan  peningkatan  CPU dapat  diketahui  penggunaan  rata-rata  cpu pada server virtual 13.84  %  dan  penggunaan  rata-rata  cpu  pada  server  fisik 15.905  %.  Perbandingan  rata-rata  penggunaan  resource  cpu pada  server  fisik dan virtual cukup signifikan jika dilihat pada Tabel 6.

## IV. KESIMPULAN  DAN  SARAN
Penelitian  ini  menunjukan  bahwa  simulasi  uji  penetrasi pada  lingkungan  virtual  dapat  dilakukan  sesuai  dengan tahapan  uji  penetrasi  pada  kondisi  non virtual. Ini dibuktikan dengan  tahapan  –  tahapan  uji  penetrasi  berhasil  dilakukan pada  server  virtual.  Pada  pengujian  respon  time  dan penggunaan  CPU  pada  server  fisik  dan  virtual  mempunyai perbedaan  tingkat  respon  time  dan  CPU  yang  cukup signifikan,  sedangkan  pada  pengujian throughput server fisik 10  kali  lebih  cepat  dibandingkan  throughput  pada  server virtual.  Hal ini berbanding terbalik pada penggunaan memory, server  virtual  2  kali  lebih  besar  pemakaian  memory dibandingkan  pada  server  fisik.  Berdasarkan  hasil  pengujian dapat ditunjukkan bahwa Teknik virtualisasi dapat dimanfaatkan  untuk  mengoptimalkan  penggunaan  cpu  dan memory.

## D AFTAR P USTAKA
[1] Pirmansyah,  "Analisis  Persepsi  Auditor  Sistem Informasi  mengenai  Pencegahan  atas  Tindakan
Cybercrime.
[2]
Moon,J.  A  Handbook  of  Reflective  and  Experiential Learning:Theory andpractice.London:Routledge Falmer.pp.126.2004
[3] Wolf.  Tilman, "Assessing Sudent Learning in Virtual Laboratory  Environment.  IEEE  Transcalation  on Education",  Vol.  53,  No.2,  pp. 216-221,  2010.
[4] Bulbrook.  Harry,  "Using  Virtual  Machine  to  provide a secure Teaching Lab environmnet,". 2009.
[5] Arjun,  CV  2017,  ' Penetration  testing : Vulnerability analysis  in  a  virtual  environment' Journal  of Engineering  and  Applied  Sciences ,  vol.  12,  no. Specialissue9, pp. 8723-8729. DOI:  10.3923/jeasci.2017.8723.8729
[6] Trabelsi  Z.  and  McCoey  M.,  “Ethical  hacking  in information  security  curricula,”  International  Journal of  Information  and  Communication  Technology Education (IJICTE),  Vol.  12,  Issue 1, pp. 1-10,  2016.
[7] Ankita Gupta, Kavita, kirandeep Kaur. “VulnerabilityAssessment  and  Penetration testing”. Computer  ScienceDepartment,  PEC University  of  Technology,  India * Electronics  and Electrical Communication Depertement,PEC
University  of Technology, India IJETT Vol 4Issue3  - 2013
[8] S. Christoper, Z. Janusz, Penetration testing in a
Virtual Environment . CNT  4104  Fall  Networks, 2011
[9] Li,  C.  (2015). Penetration  testing curriculum development in  practice. Journal  of Information Technology Education: Innovations  in  Practice,  14, 85-99.  Retrieved  from http://www.jite.org/documents/Vol14/JITEv14IIPp085- 099Li1014.pdf
[10] Bulbrook.H,  “Using Virtual  Machine to provides a secure Teaching Lab Environment.”
[11] Hutagalung. R. H,  Nugroho. L.  E and Hidayat. R, "Analisis Uji  Penetrasi Menggunakan ISSAF", ISSN : 2338  - 0276,  2017.
[12] T. Edition, Top-Down Network  Design . .