Jurnal Teknik Informatika (JUTIF) DOI: https://doi.org/10.52436/1.jutif.2023.4.5.659 Vol. 4, No. 5, October 2023, pp. 995-999 p-ISSN: 2723-3863 e-ISSN: 2723-3871

## DIGITAL DATA SECURITY WITH APPLICATION OF CRYPTOGRAPHY AND DATA COMPRESSION TECHNIQUES
Adam Prayogo Kuncoro *1 , Dinar Mustofa 2 , Dwi Krisbiantoro 3 , Tarwoto 4
1,2 Informatics, Faculty of Computer Science, Universitas Amikom Purwokerto, Indonesia
3,4 Information Systems, Faculty of Computer Science, Universitas Amikom Purwokerto, Indonesia Email: 1 adam@amikompurwokerto.ac.id , 2 dinar.mustofa@amikompurwokerto.ac.id , 3 dwikris@amikompurwokerto.ac.id , 4 tarwoto@amikompurwokerto.ac.id
(Article received: October 25, 2022; Revision: November 19, 2022; published: October 15, 2023)

## Abstract
The need for digital data security is to ensure that the data and information we have are confidential and can only be accessed by authorized users. And no one can change the information in it, thus ensuring complete accuracy. The  functions  of  data  security  are  confidentiality,  authentication,  integrity,  and  anti-repudiation.  Compression techniques are used to protect digital data because they aim to make less storage space and allow us to transfer more data over the internet. This study aims to plan to prove the application of a combination of 2 (two) techniques, namely  compression  and  cryptography  to  digital data  with  the  aim  of  increasing  the  security  of  the  data. This research has the result that the compression technique of the Huffman method is the most effective in compressing digital data into the smallest file size compared to other compression methods. It can compressed the data size by around 30% (thirty percent) to 40% (forty percent) compared to  the original data  size. And coupled with data security with cryptographic encryption techniques so that files remain safe when transferred over the network.
Keywords : data compression, digital data security, encryption, cryptography.

## PENGAMANAN DATA DIGITAL DENGAN PENERAPAN TEKNIK KRIPTOGRAFI DAN KOMPRESI DATA

## Abstrak
Kebutuhan  akan  keamanan  data  digital  adalah  untuk  memastikan  bahwa  data  serta  informasi  yang  kita  miliki bersifat  rahasia  dan  hanya  dapat  diakses  oleh  pengguna  yang  memiliki  wenang.  Serta  tidak  ada  yang  dapat mengubah  informasi  di  dalamnya,  sehingga  memastikan  keakuratan  yang  lengkap.  Fungai  dari  keamanan  data adalah kerahasiaan, otentikasi, integritas, dan anti-penyangkalan. Teknik kompresi digunakan untuk melindungi data  digital  karena  bertujuan  agar  menjadikan  lebih  sedikit  ruang  penyimpanan  dan  memungkinkan  kita  dapat mentransfer  lebih  banyak  data  melalui  internet.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merencanakan  pembuktian penerapan  gabungan  2  (dua)  teknik  yaitu  kompresi  dan  kriptografi  terhadap  data  digital  dengan  tujuan  untuk meningkatkan keamanan pada data tersebut. Penelitian ini memiliki hasil bahwa teknik kompresi metode Huffman menjadi paling efektif dalam mengkompresi data digital menjadi ukuran file terkecil dibandingkan dengan metode kompresi yang lain. Yaitu dapat mengkompresi ukuran data dengan besaran sekitar 30% (tiga puluh persen) hingga 40% (empat puluh  persen) dibandingkan ukuran data aslinya. Serta ditambah dengan pengamanan data dengan teknik enkripsi kriptografi agar file tetap aman saat ditransferkan melalui jaringan.
Kata kunci : enkripsi, keamanan data digital, kompresi data, kriptografi.

## 1. PENDAHULUAN
Kebutuhan  akan  keamanan  data  digital  adalah untuk  memastikan  bahwa  data  serta  informasi  yang kita  miliki  bersifat  rahasia  dan  hanya  dapat  diakses oleh  pengguna  yang  memiliki  wenang.  Serta  tidak ada  yang  dapat  mengubah  informasi  di  dalamnya, sehingga  memastikan  keakuratan  yang  lengkap. Tujuan  dari  keamanan  data  adalah  kerahasiaan, otentikasi,  integritas,  dan  anti-penyangkalan  [1].
Teknik  kompresi  digunakan  untuk  melindungi  data digital karena bertujuan agar menjadikan lebih sedikit ruang  penyimpanan  dan  memungkinkan  kita  dapat mentransfer  lebih  banyak  data  melalui  internet  [2]. Penerapan  teknik  kompresi  ini  akan  meningkatkan kecepatan  transfer  data  dari hard  drive ke  memori external .  Enkripsi  data  dikenal  sebagai  salah  satu teknik  yang  berfungsi  untuk  melindungi  informasi (data  digital)  dari  ancaman  penyadapan  [3].  Teknik
enkripsi  mengubah  data  dari  format  tertentu,  yang disebut plaintext ,  ke  format  lain,  yang  disebut  teks ciphertext ,  menggunakan  kunci  enkripsi  [4].  Salah satu  bagian  dari  teknik  enkripsi  pada  data  digital adalah kriptografi.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merencanakan pembuktian penerapan gabungan 2 (dua) teknik yaitu kompresi dan kriptografi terhadap data digital dengan tujuan  untuk  meningkatkan  keamanan  pada  data tersebut. Dengan menerapkan 2 (dua) teknik tersebut diharapkan dapat memperkecil ukuran kapasitas data digital serta membuat aman agar tidak dapat diakses oleh pihak yang tidak berkepentingan.
Urgensi  penelitian  ini  berupa  pembuktian efektifitas  penerapan  teknik  kompresi  dan  teknik kriptografi  terhadap  data  digital  agar  menjadi  salah satu teknik pengamanan data dan informasi, sehingga tidak  mudah  diakses  atau  disadap  oleh  pihak  yang tidak memiliki wewenang.

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian
ini menggunakan metode eksperimental  yaitu  penelitian  yang  bertujuan menggali informasi [5] berdasarkan hasil pembuktian penerapan teknik kompresi dan kriptografi pada data digital dengan maksud meningkatkan keamanan dan efisiensi  kapasitas  penyimpanan  data.  Eksperimen penerapan  teknik  kompresi  dan  kriptografi  yang diterapkan  pada  data  digital  sehingga  dapat dikategorikan  ke  dalam  ranah  keilmuan IT  security , enkripsi data digital, maupun data security . Terlebih dahulu  disampaikan  tentang  pemahaman  dasar  pada kedua teknis tersebut.

## 2.1. Kriptografi
Kriptografi  merupakan  disiplin  ilmu  yang mempelajari  teknik  enkripsi  naskah  asli  ( plaintext ) yang  tersusun  acak,  dengan  memanfaatkan  kunci enkripsi  sehingga  naskah  tersebut  berubah  menjadi teks  yang  sulit  terbaca  ( ciphertext )  oleh  user  yang tidak  memiliki  kunci  dekripsi  [6].  Teknik  yang digunakan dalam kriptografi adalah metode scrambling ,  yaitu  teknik  pengubahan  teks  biasa menjadi  teks  sandi  [7].  Teknik scrambling tersebut dikenal  dengan  istilah  enkripsi  dan  dekripsi.  Yang mana,  terdapat  tiga fungsi  dasar  di  dalam  algoritma kriptografi  sendiri,  yaitu key,  encryption, dan decryption [8].  Penerapan  teknik  kriptografi  untuk keamanan  data  menjadi  penting  salah  satunya  saat melakukan  transmisi  informasi  pada  jaringan internet. Sehingga, data digital lebih aman dan tetap terjaga  dari  adanya spamming atau  peretasan informasi  secara  ilegal  [9].  Ilustrasi  proses  teknik dasar kriptografi terlampir pada Gambar 1.
Literatur berdasarkan penelitian terdahulu yang menerapkan  teknik  kriptografi  pada  data  digital menggunakan metode AES-Cryptography menuliskan hasil penelitian bahwa berhasil mengamankan  data  digital  [10]  dan  terdapat  hasil pengujian  dengan  prosentase  validitas  sebesar  85% (delapan  puluh  lima  persen)  aman  dari  ancaman teknik brute-force [11].  Penelitian  lainnya  yang menerapkan  teknik  kriptografi  yaitu  menggunakan metode DES ( Data Encryption Standard ) merupakan penerapan  algoritma  kunci-simetri  56-bit  kunci  data digital yang teknisnya mengubah susunan data digital sehingga menjadi sulit dibaca atau dianalisa [12].

## 2.2. Kompresi data digital
Teknik  kompresi  digunakan  karena  mampu memadatkan atau memampatkan data dan mengembalikannya sama persis seperti semula  [13]. Tidak ada informasi yang hilang atau harus dikurangi dalam  proses  untuk  mengurangi  ukuran  besar  data [14]. Sehingga  akan  efektif  diterapkan  pada  data digital agar ruang penyimpanan atau memori digital mampu menampung lebih banyak data dibandingkan tanpa  penerapan  teknik  kompresi. Penelitian terdahulu  melakukan  pembuktian  penerapan  teknik kompresi terhadap data digital menggunakan metode Run  Length  Encoding berhasil  mengkompresi  data digital  hingga  rata-rata  penurunan  kapasitas  berkas sebesar  40%  (empat  puluh  persen)  [15].  Penelitian lainnya yang masih berkaitan dengan teknik kompresi data digital, menerapkan algoritma LZW- Compression menghasilkan  besaran  kapasitas file yang  lebih  kecil  tetapi  kualitas  data  masih  sama seperti  semula,  sehingga  peneliti  berkesimpulan algoritma  tersebut  berhasil  mengkompresi  data digital menjadi lebih efektif [16].
Tahap  alur  penelitian  yang  dilakukan  bermula dengan  tahap  studi  literatur  dimaksudkan  untuk mengkaji  beberapa  penelitian  serupa  yang  telah dilakukan  sebelumnya  berkaitan  dengan  kompresi data digital dan implementasi enkripsi sebagai teknik keamanannya.  Selanjutnya  dilakukan  perancangan dengan ruang lingkup internal  atau mini  lab dengan basis  kronologi  kondisi  data  digital  yang  diujikan menyerupai  dari penelitian sebelumnya yang pernah dilakukan.  Terakhir  yaitu  proses  pengujian  dan pengambilan  hasil  kesimpulan  pada  penelitian  ini. Alur proses penelitian diilustrasikan pada Gambar 2.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian ini terlebih dahulu kami berikan penjelasan terkait alur proses penerapan pengamanan data  digital  yang  menggunakan  gabungan  teknik kriptografi  dan  teknik  kompresi,  ilustrasi  alur prosesnya terpaparkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Ilustrasi alur kerja penerapan pengamanan data digital dengan cara penggabungan teknik kriptografi dan kompresi data
Bagan  alur  kerja  tertampil  pada  Gambar  2 merupakan ilustrasi proses penerapan teknis kompresi dan enkripsi kriptografi pada penelitian ini. Penerapan teknik kompresi  menggunakan 4 (empat) metode, dan teknik enkripsi kriptografi menggunakan 3  (tiga)  metode.  Kedua  teknik  pengamanan  data digital tersebut diterapkan pada sebuah data teks yang kemudian  akan  diukur  analisis  kinerja  yang berhubungan  dengan  besaran  ukuran  file,  rasio kompresi,  dan  durasi  waktu  pemrosesan  eksekusi terhadap  file  data  teks.  Alur  kerjanya  adalah mengambil  file  teks  yang  akan  diproses  kompresi data  digital,  setelah  itu  output  apa  pun  yang dihasilkan  akan dianjutkan ke bagian enkripsi untuk mengenkripsi file teks tersebut.
Empat  teknik  kompresi  yang  digunakan  yaitu RLE  (Run  Length  Encoding),  Huffman  Coding, LZW,  dan  Arithmetic.  Sedangkan  pada  enskripsi kriptografi  terdapat  3  teknik  yaitu  RC4,  Caesar Cipher dan DES. Tujuan diterapkan kombinasi kedua teknik pengamanan ini guna membuktikan bagaimana  hasil  pengamanan  terhadap  sebuah  file teks digital.
Kombinasi yang disimulasikan dalam penelitian ini untuk mengamankan data teks digital antara lain: RLE + (RC4 & Caesar Cipher); Huffman + (RC4 & DES); LZW + (RC4 & DES); dan Arithmetic + (RC4 & DES). Dengan simulasi terhadap 5 (lima) file teks digital berspesifikasi ukuran file yang berbeda-beda, rasio kompresi dan waktu eksekusi yang disamakan.
Gambar 4. Ilustrasi penggabungan teknik kompresi RLE dengan 2 (dua) teknik enkripsi RC4 dan Caesar Cipher.
Gambar 4 mengilustrasikan kondisi penggabungan  teknik  kompresi  RLE  ( Run  Length Encoding )  dengan  teknik  enkripsi  RC4  dan  Caesar Cipher  akan  diterapkan  pada  lima  file  teks  digital yang telah disiapkan.
Gambar 5. Ilustrasi penggabungan teknik kompresi Huffman dengan 2 (dua) teknik enkripsi RC4 dan DES Gambar 5 mengilustrasikan kondisi
penggabungan  teknik  kompresi  Huffman  dengan teknik enkripsi  RC4 dan DES akan diterapkan pada lima file teks digital yang telah disiapkan.
Gambar 6. Ilustrasi penggabungan teknik kompresi LZW dengan 2 (dua) teknik enkripsi RC4 dan DES
Gambar 6 mengilustrasikan kondisi penggabungan teknik kompresi  LZW dengan teknik enkripsi RC4 dan DES akan diterapkan pada lima file teks digital yang telah disiapkan.
Gambar 7. Ilustrasi penggabungan teknik kompresi Arithmetic dengan 2 (dua) teknik enkripsi RC4 dan DES
Gambar 7 mengilustrasikan kondisi penggabungan  teknik  kompresi  Arithmetic  dengan teknik enkripsi  RC4 dan DES akan diterapkan pada lima file teks digital yang telah disiapkan.
Berdasarkan  4  (empat)  skema  yang  telah direncanakan  tentang  penerapan  pengamanan  file digital dengan menggabungkan teknik kompresi dan teknik enkripsi, kemudian dilakukan proses pengujian  terhadap  5  (lima)  file  teks  digital  dengan simulasi kondisi besaran kapasitas file yang berbeda- beda.  Pengujian  terhadap  penggabungan  dengan kombinasi metode kedua teknik, dimaksudkan untuk pembuktian skema gabungan manakah yang menjadi kondisi pengamanan data digital paling efektif. Guna membuktikan  kombinasi  manakah  yang  tingkat keamanannya baik dan rasio kompresi data yang baik.
Jurnal Teknik Informatika (JUTIF) DOI: https://doi.org/10.52436/1.jutif.2023.4.5.659 Vol. 4, No. 5, October 2023, pp. 995-999 p-ISSN: 2723-3863 e-ISSN: 2723-3871
Tabel 1. Data hasil pengujian dengan skema simulasi yang telah direncanakan.
F il e Original (O)
File size (in Bytes) O + 1 1 + i 1 + iii O + 2 2 + i 2 + ii O + 3 3 + i 3 + ii O + 4 4 + i 4 + ii
1 9571 9324 9324 9324 289 289 296 5272 5272 5280 6057 6057 6064 2 30320 30314 30314 30314 645 645 648 17574 17574 17576 17767 17767 17768 3 50587 50585 50585 50585 707 707 712 27102 27102 27104 29732 29732 29736 4 101433 101418 101418 101418 696 696 704 43268 43268 43268 57444 57444 57448 5 243945 243906 243906 243906 697 697 704 121643 121643 121649 136546 136546 136552
Tabel  1 menunjukkan hasil pengujian terhadap lima  file  dengan  kondisi  besaran  kapasitas  yang berbeda-beda.  Semua  teknik  yang  digunakan menunjukkan  kombinasi  mana  yang  lebih  baik.
Sebagaimana  tersampaikan  pada  Tabel  1  bahwa kombinasi  teknik  kompresi  metode  Huffman  telah menghasilkan  besaran  kapasitas  file  paling  kecil dibandingkan dengan metode kompresi yang lain.
Gambar 7. Hasil pengujian terhadap rasio kompresi file digital.
Gambar  7  merupakan  hasil  pengujian  rasio kompresi  dari  lima  file  teks  yang  berbeda.  Pada pengujian  ini  dapat  diperoleh  hasil  uji  bahwa penerapan  metode  Huffman  memberikan  rasio rompresi  yang  lebih  baik  di  antara  semua  teknik lainnya  hampir  50-80%  (lima  puluh  persen  hingga delapan  puluh  persen).  Jadi  secara  keseluruhan metode kompresi  terbaik  adalah Huffman kemudian LZW,  kemudian  Arithmetic,  kemudian  RLE  (Run Length Encoding) dengan runutan hasil yang efektif untuk kompresi file digital.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan pengujian yang dilakukan terhadap 5 (lima) file teks digital kondisi berbeda-beda dengan menerapkan penggabungan teknik kompresi data dan teknik  enkripsi  kriptografi,  diperoleh  hasil  bahwa teknik kompresi metode Huffman yang menghasilkan kapasitas file paling kecil dan efisien dalam besaran data digital, serta memiliki tingkat keamanan karena dikombinasikan  dengan  pengamanan  multi-enkripsi kriptografi.  Hal  ini  menjadi  dampak  positif  dalam memproses  data  secara  efisien  hemat  kapasitas  data digital,  dan  memudahkan  mentransfer  data  melalui jaringan  dikarenakan  ukuran  file  yang  dikompresi
menjadi  lebih  kecil.  Dengan  besaran  ukuran  file terkompresi menjadi sekitar 30% (tiga puluh persen) hingga  40%  (empat  puluh  persen)  dibandingkan ukuran data aslinya.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  menyampaikan  terima  kasih  kepada Universitas  Amikom  Purwokerto  yang  mendukung terselenggaranya seluruh rangkaian penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A. Supriyanto, “Analisis Kelemahan
Keamanan  pada  Jaringan  Wireless,” Anal. Keamanan Jar. Wirel. , vol. XI, no. 1, pp. 38– 46, 2006.
[2] E.  Prayoga  and  K.  M.  Suryaningrum, “Implementasi Algoritma Huffman Dan Run Length  Encoding  Pada  Aplikasi  Kompresi Berbasis  Web,” J.  Ilm.  Teknol.  Infomasi Terap. , vol. 4, no. 2, pp. 92–101, 2018.
[3] S.  Wardoyo  and  R.  Fahrizal,  “Aplikasi Teknik  Enkripsi  Dan  Dekripsi  File  Dengan Algoritma  Blowfish  Pada  Perangkat  Mobile Berbasis  Android,” Setrum    Sist.  Kendali-
Tenaga-elektronika-telekomunikasi- komputer , vol. 3, no. 1, p. 43, 2016.
[4] H.  Situmorang,  “Keamanan  Basis  Data dengan Teknik Enkripsi,” Mahajana Inf. , vol.
1, no. 1, pp. 22–27, 2016.
[5] W. C. Easttom, Computer Security Fundamentals . 2011.
[6] A.  Savoldi  and  P.  Gubian,  “Data  hiding  in
SIM/USIM cards: A steganographic approach,”  in Proceedings  -  SADFE  2007:
Second International Workshop on
Systematic  Approaches  to  Digital  Forensic
Engineering , 2007, pp. 86–97.
[7] B.  Mondal,  N.  Biswas,  and  T.  Mandal,  “A Comparative  study  on  Cryptographic  Image Scrambling,” Proc.  Second  Int.  Conf.  Res. Intell.  Comput.  Eng. ,  vol.  10,  pp.  261–268, 2017.
[8] N.  Aminudin et  al. , “Nur algorithm on data encryption  and  decryption,” Int.  J.  Eng.
Technol. ,  vol.  7,  no.  2.26  Special Issue    26, pp. 109–118, 2018.
[9] A.  K.  Harsa,  “Keamanan  Data  Dengan Menggunakan  Algoritma  Rivest  Code  4 (Rc4) Dan Steganografi Pada Citra Digital,”
Inform. Mulawarman   Februari , vol. 9, no.
1, 2014.
[10] B.  E.  Widodo  and  A.  S.  Purnomo, “Implementasi Advanced
Encryption
Standard  Pada  Enkripsi  Dan  Dekripsi Dokumen Rahasia Ditintelkam Polda Diy,” J. Tek. Inform. , vol. 1, no. 2, pp. 69–77, 2020.
[11] M. A. A. Pujari and M. S. S. Shinde, “Data
Security using
Cryptography
and Steganography,” IOSR J. Comput. Eng. , vol.
18, no. 04, pp. 130–139, 2016.
[12] S.  K.  Rao,  D.  Mahto,  and  D.  A.  Khan,  “A Survey  on  Advanced Encryption Standard,” Int.  J.  Sci.  Res. ,  vol.  6,  no.  1,  pp.  711–724, 2017.
[13] C. Raghavendra, S. Sivasubramanian, and A. Kumaravel,  “Improved  image  compression
using effective lossless compression technique,” Cluster  Comput. ,  vol.  22,  pp.
3911–3916, 2019.
[14] A.  R.  Trilaksono,  “Efektivitas  Penggunaan Google  Drive  Sebagai  Media  Penyimpanan Di  Kalangan  Mahasiswa,” J.  Digit.  Teknol.
Inf. , vol. 1, no. 2, p. 91, 2020.
[15] M.  Jayedul  and  M.  Nurul,  “Study  on  Data Compression  Technique,” Int.  J.  Comput. Appl. , vol. 159, no. 5, pp. 6–13, 2017.
[16] H.  N.  Saad,  F.  mushtaq  Jafar,  and  H.  A. Salman,  “A  new  compression  technique  in
MANET:  Compressed-LZW  algorithm,”
Indones. J. Electr. Eng. Comput. Sci. , vol. 16, no. 2, pp. 890–896, 2019.