Volume 2, Nomor 1, September 2020 e-ISSN 2685-998X DOI 10.30865/json.v2i1.2457

## Penerapan Algoritma Venigmare Cipher dan Vernam Cipher Dalam Pengamanan Data Teks

## Kermanosiavic Noverdianto Siahaan, Mesran
Program Studi Teknik Informatika, Universitas Budi Darma, Medan, Indonesia Email: Kermanosiavic@gmail.com, mesran.skom.mkom@gmail.com Submitted: 02/09/2020 ; Accepted: 27/09/2020 ; Published: 30/09/2020
Abstrak– Keamanan dan kerahasiaan data merupakan salah satu aspek yang sangat penting dalam sistem informasi pada saat ini. Munculnya teknologi internet dan multimedia telah mendorong berbagai macam usaha untuk melindungi, mengamankan, dan menyembunyikan data pada file digital dari pihak-pihak yang tidak mempunyai otoritas untuk mengakses file-file tersebut. Salah satu  usaha  untuk  mengamankan data dan  informasi diantaranya  dengan  menggunakan  venigmare  cihper  dan vernam cihper. Venigmare adalah enkripsi yang mampu mengurangi korelasi antara frekuensi huruf pada plaintext dan Ciphertext. Tetapi sayangnya metode ini masih menyisakan pola yang berulang, apalagi jika plaintext yang di enkripsi cukup panjang, Dalam  hal  ini,  peran  teknik  penyandian  data  yang  dikenal  dengan  nama  kriptografi  sangat  penting.  Kriptografi merupakanteknik untuk menyandikan data melalui proses ekripsi dan dekripsi dengan kunci tertentu sehingga menghasilkan data tersandikan yang tidak diketahui oleh orang lain. Dalam makalah ini akan digunakan algoritma vernam cipher
Kata Kunci: Kriptografi, Keamanan, File Teks, Venigmare Chiper, Vernam Chiper
Abstract– Data  security  and  confidentiality  is  one  very  important  aspect  in  today's  information  system.  The  emergence  of internet  and  multimedia  technology  has  prompted  various  efforts  to  protect,  secure,  and  hide  data  on  digital  files  from unauthorized parties to access these files. One of the efforts to secure data and information includes using the Venigmare Cihper and the Vernam Cihper. Venigmare is an encryption that can reduce the correlation between the frequency of letters in plaintext and  Ciphertext.  But  unfortunately  this  method  still  leaves  a  repeating  pattern,  especially  if  the  encrypted  plaintext  is  long enough. In this case, the role of the data encryption technique known as cryptography is very important. Cryptography is a technique for encoding data through a process of encryption and decryption with a specific key to produce encrypted data that is unknown to others. This paper will use the Vernam Cipher algorithm.
Keywords : Cryptography, Security, Text Files, Venigmare Chiper, Vernam Chiper.

## 1. PENDAHULUAN
Masalah  keamanan  merupakan  salah  satu  aspek  paling  penting  dalam  dunia  teknologi  informasi,  misalnya  : keamanan  file  teks.  Sekarang  ini,  sebagian  besar  dokumen-dokumen  menggunakan  aplikasi  pengolahan  teks, karena  kemudahan  dalam  menggunakannya.  Berbagai  aplikasi  didalam  komputer  dapat  digunakan  untuk mengolah kata dan angka sesuai kebutuhan pengguna. Keamanan file (dokumen)  sangat diperlukan, maka setiap orang memerlukan suatu aplikasi yang dapat mengamankan dokumen rahasia dan penting agar dokumen tersebut hanya dapat  di  lihat  dan di  baca oleh orang tertentu saja. Beberapa cara telah dikembangkan untuk menangani masalah  keamanan  ini,  salah  satu  teknik  untuk  pengamanan  data  adalah  dengan  menggunakan  algoritma penyandian  data.  Algoritma  penyandian  data  saat  ini  telah  semakin  banyak  jumlahnya,  sejalan  dengan berkembangnya ilmu yang mempelajari penyandian data tersebut. Ilmu ini biasa disebut Kriptografi.
Dalam menjaga keamanan data, tentunya sangat diperlukan suatu sistem yang menjaga agar data tersebut terjamin  kerahasiaan  dan  keutuhannya.  file  yang  tidak  terjamin  kerahasiaannya  akan  dapat  dengan  mudah dimanfaatkan atau diambil oleh orang yang tidak berhak. Dalam pengiriman data yang melalui jaringan, diperlukan suatu metode agar data tersebut tidak hilang atau utuh sampai tujuan. Dalam penyimpanan data diperlukan suatu keamanan  agar  data  yang  disimpan  tidak  dapat  dibuka,  dibaca  bahkan  diambil  oleh  orang  yang  bukan  haknya untuk mencoba membukanya.
Kriptografi ( cryptography ) merupakan ilmu dan seni  untuk  menjaga pesan agar aman. ( Cryptography is the art and science of keeping messages secure ) Crypto berarti secret (rahasia) dan graphy berarti writing (tulisan). Para  pelaku  atau  praktisi  kriptografi  disebut  cryptographers.  Sebuah  algoritma  kriptografik  ( cryptographic algorithm), disebut cipher, merupakan persamaan matematik yang digunakan untuk proses enkripsi dan dekripsi. Biasanya kedua persamaan matematik (untuk enkripsi dan dekripsi) tersebut memiliki hubungan matematis yang cukup erat. Proses yang dilakukan untuk mengamankan sebuah pesan (yang disebut plaintext) menjadi pesan yang tersembunyi  (disebut  ciphertext)  adalah  enkripsi  ( encryption ).  Ciphertext  adalah  pesan  yang  sudah  tidak  dapat dibaca  dengan  mudah.  Proses  sebaliknya,  untuk  mengubah  ciphertext  menjadi  plaintext,  disebut  dekripsi (decryption). terminologi yang lebih tepat untuk proses ini adalah decipher.
Enkripsi digunakan untuk menyandikan data-data atau informasi sehingga tidak dapat dibaca oleh orang yang tidak berhak. Dengan enkripsi data anda disandikan ( encrypted ) dengan menggunakan sebuah kunci (key). Untuk membuka ( decrypt ) data tersebut digunakan juga sebuah kunci yang sama dengan kunci untuk mengenkripsi (untuk kasus private key cryptography ) atau dengan kunci yang berbeda (untuk kasus public key cryptography ). Algoritma  dari  enkripsi  adalah  fungs-ifungsi  yang  digunakan  untuk  melakukan  fungsi  enkripsi  dan  dekripsi. Algoritma  yang  digunakan  menentukan  kekuatan  dari  enkripsi,  dan  ini  biasanya  dibuktikan  dengan  basis matematika.  Dalam  system  keamanan  data  dikenal  sebuah  metode  enkripsi  yang  mempunyai  kode-kode
Volume 2, Nomor 1, September 2020 e-ISSN 2685-998X DOI 10.30865/json.v2i1.2457
pengamanan untuk mengacak data dan juga mempunyai kode- kode untuk mengembalikan data yang teracak ke data yang sebenarnya. Salah satu metoda yang akan dibahas pada penelitian ini adalah Algoritma venigmare cipher dan vernam cipher.
Venigmare cipher adalah diambil dari salah satu nama mesin yang dipakai jaman dahulu untuk keperluan rahasia  militer  Jerman  yang  diberi  nama  Enigma  Machine.  yaitu  ada  rotor  yang  akan  menyebabkan  susunan substitusi huruf akan berubah setiap selesai melakukan enkripsi satu huruf. Maka pada algoritma Venigmarè yang dirancang sistem kerja ini digunakan, ketika satu huruf selesai dienkripsi dengan sebuah kunci maka baris dimana cipherteks didapatkan akan digeser (wrapping) ke kanan.
Vernam cipher merupakan algoritma kriptografi yang ditemukan oleh Mayor J. Maugborne dan G. Vernam. Algoritma Vernam cipher diadopsi dari one time pad cipher, dimana dalam hal ini karakter diganti dengan bit (0 atau 1). Dengan kata lain, vernam  cipher merupakan versi  lain dari  one-time pad cipher.  Algoritma kriptografi vernam cipher merupakan algoritma kriptografi berjenis symmetric key. Kunci yang digunakan untuk melakukan enkripsi dan dekripsi menggunakan kunci yang sama. Dalam melakukan proses enkripsi, algoritma vernam cipher menggunakan cara stream cipher dimana cipher berasal dari hasil operasi XOR antara bit plainteks dan bit key

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1 Kriptografi
Kriptografi  berasal  dari  Bahasa  Yunani,  crypto  dan  graphia.Crypto  berarti  secret   (rahasia)  dan  graphia  berarti writing (tulisan). Menurut terminologinya, kriptografi adalah ilmu dan seni untuk menjaga keamanan pesan ketika pesan dikirim kesuatu tempat  ke tempat lainKriptoggrafi  berfungsi  agar data yang dikirim aman dari  gangguan orang yang tidak bertanggung jawab, yang disembunyikan menggunakan algoritma kriptografi.

## 2.2 Algoritma Venigmarè Cipher
Pada Vigenère biasa, enkripsi satu huruf plaintext pada satu huruf kunci yang sama akan mengakibatkan satu huruf ciphertext  yang  sama.  Hal  ini  lah  yang  mengakibatkan  teknik  analisis  frekuensi  masih  dapat  dilakukan  pada Vigenère cipher cukup dengan mengetahui panjang kunci. Untuk itu dibutuhkan variasi yang mengakibatkan satu huruf palinteks jika di enkripsikan dengan satu huruf kunci yang sama akan menghasilkan hasil yang berbeda[3].
Berdasarkan dalam cara kerja mesin enigma, yaitu ada rotor yang akan menyebabkan susunan substitusi huruf akan berubah setiap selesai melakukan enkripsi satu huruf. Maka pada algoritma Venigmarè yang dirancang ini  sistem  kerja  ini  digunakan.  Ketika  satu  huruf  selesai  dienkripsi  dengan  sebuah  kunci  maka  baris  dimana ciphertext  didapatkan  akan  digeser  (wrapping)  ke  kanan.  Jadi,  pada  kondisi  awal  jika  kita  melakukan  enkripsi huruf I dengan kunci I, sehingga menghasilkan ciphertext Q.
Jika dituliskan dalam program, maka metode ini selain menggunakan formula umum (P;K; C; E;D) perlu adanya  tambahan  untuk  menyimpan  informasi  tabel  hasil  enkripsi.  Akibatnya  kita  perlu  menambahkan  satu struktur data baru berupa array of char sebanyak 26 huruf, yang tiap index menyatakan jumlah pergeseran pada tiap baris. Jika diformulasikan maka algoritma untuk enkripsi akan didapatkan:
Enkripsi C i ≡(P i +k i +B k ) mod 26 (1)
Dimana C adalah ciphertext, P adalah plaintext, K adalah kunci, dan B adalah informasi pergeseran baris pada kunci yang bersesuaian. Dan setelah selesai enkripsi satu huruf, informasi tabel perlu di-increment. Sehingga B k = B k + 1.
Dan untuk proses dekripsi akan didapatkan formula yang merupaka balikan dari formula enkripsi yaitu : Dekripsi P i ≡(C i +k i +B k ) mod 26 (2)
Untuk  setiap  selesai  melakukan  dekripsi  maka  nilai  dari  B  akan  di-decrement.  Sehingga  B k =  B k -  1. Tentunya  algoritma  ini  masih  dapat  divariasikan  juga  dengan  variasi  yang  digunakan  pada  Vigenère  cipher sebelumnya seperti running-key, one-time pad, dan gronsfeld  cipher serta ekspansi  dari  alfabet  menjadi  ASCII table [3].

## 2.3 Algoritma Vernam Cipher
Vernam cipher adalah jenis algoritma enkripsi simetri. Vernam cipher dapatdibuat sangat cepat sekali, jauh lebih cepat dibandingkan dengan algoritma block cipher yang manapun. Algoritma block cipher secara umum digunakan untuk  unit plaintext yang  besar  sedangkan stream  cipher digunakan  untuk  blok  data  yang  lebih  kecil,biasanya ukuran bit. Proses enkripsi terhadap plaintext tertentu dengan algoritma blockcipher akan menghasilkan ciphertext yang sama jika kunci  yang sama digunakan.  Dengan stream cipher , transformasi  dari  unit plaintext yang lebih kecil  ini  berbedaantara  satu  dengan  lainnya,  tergantung  pada  kapan  unit  tersebut  ditemukan  selamaproses enkripsi.Satu vernam  cipher menghasilkan  apa  yang  disebut  suatu keystream (suatubarisan  bit  yang  digunakan sebagai  kunci).  Proses  enkripsi  dicapai  denganmenggabungkan keystream dengan plaintext biasanya  dengan operasi bitwise XOR. Pembentukan keystream dapat  dibuat  independen  terhadap plaintext dan ciphertext ,menghasilkan synchronous stream cipher , atau dapat dibuat tergantung pada data danenkripsinya, dalam hal mana stream cipher disebut  sebagai self - synchronizing .Kebanyakan  bentuk stream  cipher adalah synchronous  stream
Volume 2, Nomor 1, September 2020 e-ISSN 2685-998X DOI 10.30865/json.v2i1.2457
cipher .Konsentrasi  dalam stream  ciphers pada  umumnya  berkaitan  dengan  sifat  sifatteoritis  yang menarik  dari one-time  pad .  Suatu  one-time  pad,  kadang-kadang  disebut Vernam  cipher ,  menggunakan  sebuah  string  dari  bit yang  dihasilkan  murni  secara random (Kromodimoeljo,  2009). Keystream memiliki  panjang  sama  dengan pesan plaintext ;  string  random  digabungkan  dengan  menggunakan bitwise XOR  dengan plaintext untuk menghasilkan ciphertext . Karena keystream seluruhnya adalah random,walaupun dengan sumber daya komputasi tak terbatas seseorang hanya dapat menduga plaintext jika melihat ciphertext . Metode cipher seperti ini disebut memberikankerahasiaan yang sempurna ( perfect  secrecy ). Metode vernam cipher yang umumdigunakan adalah RC4. Satu hal yang menarik bahwa mode operasi tertentu dari suatu block cipher dapat mentransformasikan secara efektif  hasil  operasi  tersebut  ke  dalamsatu keystream generator  dan  dalam  hal  ini, block  cipher apa  saja  dapat digunakansebagai suatu stream cipher ; seperti dalam DES, CFB atau OFB. Akan tetapi, vernamciphers dengan desain  khusus  biasanya  jauh  lebih  cepat. Cipher teks  diperoleh  dengan  melakukan  penjumlahan modulo 2  satu bitplainteks dengan satu bit kunci:
Enkripsi C i ≡(P i +k i ) mod 26 (3)
Dimana, P i adalah bit plainteks, 􀀇􀀇 adalah bit kunci, dan C i adalah bit cipher teks. Plainteks diperoleh dengan melakukan penjumlahan modulo 2 satu bit cipher teks dengan satu bit kunci: Dekripsi P i ≡(C i +k i ) mod 26 (4)
Aliran-bit-kunci  dibangkitkan  dari  sebuah  pembangkit  yang  dinamakanpembangkit  aliran-bit-kunci ( keystream  generator ).  Aliran-bit-kunci  (sering  dinamakan running  key )  di-XOR-kan  dengan  aliran  bit-bit plainteks, p 1, p 2, …, pi , untukmenghasilkan aliran bit-bit cipher teks: Enkripsi C i ≡(P i  k i ) mod 26 (5)
Di sisi penerima, bit-bit cipher teks di-XOR-kan dengan aliran-bit-kunci yangsama untuk menghasilkan bit- bit plainteks:
Dekripsi P i ≡(C i  k i ) mod 26 (6)
Merancang  pembangkit  bit-aliran-kunci  yang  bagus  cukup  sulit  karenamembutuhkan  pengujian  statistik untuk menjamin bahwa keluaran dari pembangkit tersebut sangat mendekati barisan acak yang sebenarnya.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  Proses  Analisa  Metode  dalam  implementasi  cara  dan  bentuk  penggunaan  metode,  analisa  sangat  penting dalam  membuat  hal  procedur  enkripsi  file.  Analisa  Metode  sangat  langkah  awal  dalam  Memahami  Pembuatan perancangan aplikasi yang akan dikerjekan sehingga masalah perancangan dapat segera terselesaiakan.

## 3.1 Penerapan Algoritma Venigmare Cipher
Penggunaa  algoritma  Venigmare  adalah  sama  halnya  dengan  metode  vegenare  dimana  algoritma  Venigmare memiliki ukuran sedikit legih panjang dengan metode Vegenare. Berikut contoh nya : Pemecahan Kata GREEN CAMPUS dengan Kunci POLTEK
Termasuk  ke  dalam  cipher  abjad-majemuk  (polyalpabetic  substitution  cipher  ).  Vigènere  Cipher  menggunakan Bujursangkar  Vigènere  untuk  melakukan  enkripsi. Setiap  baris  di  dalam  bujursangkar  menyatakan  huruf-huruf cipherteks yang diperoleh dengan Caesar Cipher (A = 0, B = 1, C = 2, …., Z = 25)
Tabel 1. Cipher abjad-majemuk A B C D E F G H I 0 1 2 3 4 5 6 7 8 J K L M N O P Q R 9 10 11 12 13 14 15 16 17 S T U V W X Y Z 18 19 20 21 22 23 24 25
Sehingga menghasilkan tabel sebagai berikut
Tabel 1. Hasil Venigmare Chipher Plaintext G R E E N C A M P U S Indeks ( P ) 6 17 4 4 13 6 0 12 15 20 18 Kunci B U D I
D A R M B U D Indeks ( K ) 1 20 3 8 3 0 17 12 1 20 3 P+K 7 37 7 12 16 6 17 24 16 40 21 Cipertext H L H M
Q G R Y Q O V
Dengan kata Hasil : HLHMQGRYQOV
Volume 2, Nomor 1, September 2020 e-ISSN 2685-998X DOI 10.30865/json.v2i1.2457

## 3.2 Penerapan Algoritma Vernam Cipher
Metode  Vernam  Cipher  merupakan  algoritma  berjenis  symmetric  key  kunci  yang  digunakan  untuk  melakukan enkripsi  dan  dekripsi  yang  menggunakan  kunci  yang  sama.  Dalam  proses  enkripsi,  algoritma  Vernam  Cipher menggunakan cara stream cipher dimana cipher berasal dari hasil XOR antara bit plaintext dan bit key, sedangkan permutasi biner dilakukan dengan membalikan kode biner pada setiap karakter.
Enkripsi  dapat  digambarkan  sebagai  penjumlahan modulo 26  dari  satu  karakter  plainteks  dengan  satu karakter kunci one time pad : ci = (pi + ki) mod 26 keterangan : pi  : karakter plainteks ki  : karakter kunci ci  : karakter Cipher tek
Deretan Abjad
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Plaintext: GREEN KAMPUS Ki Text : BUDIDARMA Cara dekripsi : Plaintext: GREEN KAMPUS =
6 17 4 4 13 10 0 12 15 20 18
ki Text : BUDIDARMA = 1 20 3 8 3 0 17 12 1 20 3
7 37 7 12 16 6 17 24 16 40 21
Hasil : HLHMQGRYQOV Sedangkan dekripsi: Chipertext : HLHMQGRYQOV = 7 37 7 12 16 6 17 24 16 40 21 Key : BUDIDARMA 1 20 3 8 3 0 17 12 1 20 3 6 17 4 4 13 10 0 12 15 20 18 Plaintext : GREEN KAMPUS

## 3.3 Implementasi
Tampilan  Enkripsi  Venigmare  dapat  dilakukan dengan cara memilih  menu “Enkripsi  dan memilih Venigmare” pada menu utama. Menu ini sebagai menu untuk proses enkrip data atau file. Tampilan menu enkripsi ini dapat dilihat pada gambar 1. seperti dibawah ini:

## Gambar 1. Venigmare Chiper
Tampilan  Enkripsi  Vernam  Chiper  dapat  dilakukan  dengan  cara  memilih  menu  “Enkripsi  dan  memilih Vernam” pada menu utama.  Menu ini sebagai  menu prose enkripsi  metode vernam  chiper. Tampilan menu  ini dapat dilihat pada gambar 2. seperti dibawah ini :
Volume 2, Nomor 1, September 2020 e-ISSN 2685-998X DOI 10.30865/json.v2i1.2457

## 4. KESIMPULAN
Dari penyelesaian penelitian ini penulis dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Dengan adanya proses pengamanan data, penggunaan data dapat diilakukan dengan baik dan aman.
2. Dengan menerapkan Algoritma Venigmare dan Vernam Chiper dapat Mengenkrip data dengan cepat dan baik.
3. Dengan  adanya  pengamanan  data  ini  dapat  digunakan  jika  pengguna  menerapkan  dengan  benar  dan  dapat diterapkan dalam membantu orang banyak baik perseorangan maupun organisasi.

## REFERENCES
[1] J.  Enterprise,  Rahasia  Manajemen  File  Refensi  Praktis  Seputar  File  Dan  Manajemen  Data,  Jakarta  :  Elex  Media Komputindo, 2010.
[2] U.S. Respationo, “Venigmarè Cipher dan Vigenère Cipher”, ITB, pp.4-5, 2009
[3] C.A.  Sari,  “Penyembunyian  Data  Untuk  Seluruh  Ekstensi  File  Menggunakan  Kriptografi  Vernam  Cipher  dan  Bit Shiffting”, Journal of Applied Intelligent System, Vol.1, No. 3, 179-190, 2016.
[4] E. Irwansyah dan J.V. Moniaga, Pengantar Teknologi Informasi, Yogyakarta : Deepublish, 2014.
[5] A.  Nugroho,  Rekayasa  Perangkat  Lunak  Berorientasi Objek    Dengan  Metode USDP  (unified  Software  Development Process), Yogyakarta : Andi, 2010.
[6] D. Ariyus, Pengantar Ilmu Kriptografi: Teori Analisis Dan Implementasi, Yogyakarta : Andi, 2008.