## KOMBINASI CAESAR CIPHER DAN REVERSE CIPHER BERDASARKAN CIPHER BLOCK CHAINING
( Combination of Caesar Cipher and Reverse Cipher Based on Cipher Block Chaining )

## Maulidyah Lailatun Najah, Kiswara Agung Santoso
Jurusan Matematika, Fakultas MIPA, Universitas Jember
Jl. Kalimantan 37, Jember 68121
Email : maulidyahlailatun01@gmail.com , kiswaras@gmail.com
Abstract. Communication  in  the  current  era  of  globalization  is  very  developed. Many applications that can be used to facilitate communication. However, because of this convenience, the security of the information contained in it will be more easily hacked  by  irresponsible  people.  Cryptography  is  the  science  or  art  for  security message. In cryptography there are two important processes, namely encryption and decryption. The sender's job is to encrypt the message and the receiver's job is to decrypt the message. The key used for this cryptographic process is the Cipher Block Chaining (CBC) operation mode. CBC  mode is a very simple operation mode, so additional  techniques  are  needed  to  make  it  more  secure.  The  plaintext  will  be replaced  with  new  plaintext  resulting  from  a  combination  of  Caesar  Cipher  and Reverse  Cipher  techniques.  The  results  obtained  indicate  that  the  application  of plaintext modifications to CBC can improve message security because the keys used are increasingly complex.
Keywords: Caesar Cipher, Cipher Block Chaining, Modern Cryptography, Reverse Cipher
MSC2020 :  68P25

## A. Pendahuluan
Perkembangan teknologi saat ini membuat komunikasi semakin mudah. Kemudahan komunikasi  untuk  bertukar  pesan  dapat  berisiko  dalam  keamanannya.  Seseorang dapat mencuri atau memodifikasi pesan dalam proses komunikasi tersebut. Salah satu teknik yang dapat digunakan untuk keamanan pesan adalah kriptografi. Kriptografi dapat  mengkodekan  suatu  pesan,  sehingga  pesan  tersebut  tidak  bisa  dipahami  oleh orang yang tidak mengetahui kuncinya.
Kriptografi diklasifikasikan menjadi 2 macam, yaitu kriptografi klasik dan kriptografi modern.  Kriptografi  klasik  merupakan  kriptografi  berbasis  karakter  dengan  huruf abjad A-Z. Kriptografi ini memungkinkan pesan diretas lebih mudah karena banyak karakter hanya ada 26. Sehingga, kurang efisien digunakan untuk keamanan pesan. Sedangkan kriptografi modern merupakan kriptografi berbasis kode bit biner (0 dan 1)  yang membuat pesan lebih aman dan sulit untuk diretas.  Oleh karena itu, kedua
Kombinasi Caesar Cipher dan Reverse Cipher Berdasarkan Cipher ……………….… Najah, M.L., Santoso, K.A.
kriptografi  tersebut  akan  dikombinasikan  menjadi  suatu  algoritma  yang  tingkat keamanannya lebih tinggi.
Algoritma  yang  diusulkan  dalam  penelitian  ini  adalah  modifikasi  plainteks  pada Cipher  Block  Chaining  (CBC).  CBC  merupakan  mode  operasi  kriptografi  modern berbasis blok. Hasil enkripsi blok saat ini dijadikan umpan balik untuk enkripsi blok selanjutnya. Kemudian, blok plaintext dan blok ciphertext hasil enkripsi dioperasikan dengan  XOR.  Sehingga,  setiap  block  ciphertext  pada  CBC  bergantung  pada  blok plaintextnya dan seluruh blok plaintext sebelumnya.  Agar lebih aman, plainteks akan di  proses  terlebih  dahulu  dengan  menggunakan  teknik  Caesar  Cipher  dan  Reverse Cipher. Kedua teknik ini merupakan teknik dasar dalam kriptografi klasik.  Dengan mengkombinasikan  kedua  algoritma  tersebut  diharapkan  dapat  meningkatkan keamanan mode operasi CBC.

## B. Metode Penelitian
Kriptografi  adalah  ilmu  dan  seni  untuk  menjaga  keamanan  pesan  dengan  cara mengubahnya ke dalam bentuk yang sulit dipahami [1]. Pesan asli sebelum dikodekan disebut plainteks dan pesan sesudah dikodekan disebut cipherteks. Proses mengubah plainteks menjadi cipherteks disebut enkripsi, dan sebaliknya cipherteks ke plainteks disebut dekripsi. Proses enkripsi dan dekripsi dapat dilihat seperti Gambar 1.
Gambar 1. Proses enkripsi dan dekripsi
Kriptografi diklasifikasikan menjadi 2 macam, yaitu kriptografi klasik dan kriptografi modern.  Kriptografi  klasik  menggunakan  mode  berbasis  karakter,  sedangkan kriptografi  modern  menggunakan  mode  berbasis  bit  biner  [6].  Kritografi  modern mempunyai  tingkat  kesulitasn  yang  lebih  kompleks,  sehingga  menyebabkan kripanalis  sulit  memecahkan  cipherteks  tanpa  mengetahui  kuncinya.  Adapun  jenis kunci dalam kriptografi ada 2, yaitu kunci simetris dan kunci asimetris. Kunci simetris disebut juga privat key, dimana dalam proses enkripsi dan dekripsinya menggunakan kunci yang sama. Sedangkan kunci asimetris disebut juga dengan public key, dimana proses enkripsi dan dekripsinya menggunakan kunci yang berbeda [3].
Algoritma  yang diusulkan dalam penelitian adalah modifikasi plainteks pada mode operasi  Cipher  Block  Chaining  (CBC).  CBC  merupakan  mode  operasi  kriptografi modern berbasis blok. Proses mode CBC diawali dengan menetapkan nilai awal 𝐼𝑉 dengan  panjang 𝑛 [4].  Kemudian,  tetapkan 𝑐 0 = 𝐼𝑉 .  Secara  matematis,  proses
enkripsi blok untuk 𝑐 𝑖 dan dekripsi blok untuk 𝑝 𝑖 didefinisikan oleh Persamaan (1) dan Persamaan (2).
𝑐 𝑖 = 𝐸 𝑘 (𝑐 𝑖−1 ⨁ 𝑝 𝑖 ) untuk 1 ≤ 𝑖 ≤ 𝑙 (1)
𝑝 𝑖 = 𝐷 𝑘 (𝑐 𝑖 ) ⨁ 𝑐 𝑖−1 untuk 1 ≤ 𝑖 ≤ 𝑙 (2)
Dalam CBC, setiap blok cipherteks tergantung pada palinteksnya dan juga semua blok cipherteks sebelumnya [2]. Karena kunci enkripsi dan dekripsinya sangat sederhana, maka perlu teknik tambahan untuk meningkatkan keamanan pesan.
Teknik yang akan digunakan adalah Caesar Cipher dan Reverse Cipher. Kedua teknik tersebut merupakan teknik dasar dalam kriptografi klasik. Caesar cipher biasa disebut dengan  Shift  Cipher,  karena  tekniknya  hanya  dengan  menggeser  karakter  sebesar kunci  yang  dipilih  [6].  Misalkan  diketahui  plainteks  ‘MATEMATIKA’  dengan kunci=3.  Artinya,  setiap  karakter  akan  digeser  sebanyak  3  kali  sesuai  urutan  huruf alphabet.

## Proses Enkripsi
Plainteks : MATEMATIKA Cipherteks : PDWHPDWLND Proses Dekripsi Cipherteks : PDWHPDWLND Plainteks : MATEMATIKA
Sedangkan Reverse Cipher merupakan teknik yang sangat sederhana, karena hanya mengubah  plainteks  dengan  menuliskan  setiap  karakter  dengan  cara  terbalik  [5]. Kedua  teknik  di  atas  akan  digunakan  untuk  mengacak  bit  dalam  plainteks.  Setelah plainteks baru terbetuk, maka mode operasi CBC dapat dilakukan.
Berikut adalah algoritma modifikasi CBC :

## Proses Enkripsi
1. Bagi plainteks mejadi blok-blok berukuran 4 bit, atau dalam notasi heksadesimal (HEX).
2. Membentuk plaiteks baru. Untuk setiap blok :
- Terapkan pola Reverse Cipher, yaitu dengan membaca bit secara terbalik.
- Terapkan pola Caesar Cipher, yaitu dengan menggeser bit sebanyak dua kali.
3. Mode operasi CBC dengan kunci.
Kombinasi Caesar Cipher dan Reverse Cipher Berdasarkan Cipher ……………….… Najah, M.L., Santoso, K.A.

## Proses Dekripsi
1. Bagi cipherteks mejadi blok-blok berukuran 4 bit, atau dalam notasi heksadesimal (HEX).
2. Mode operasi CBC dengan kunci.
3. Membentuk plainteks baru. Untuk setiap blok :
- Terapkan pola Caesar Cipher, yaitu dengan menggeser bit sebanyak dua kali
- Terapkan pola Reverse Cipher, yaitu dengan membaca bit secara terbalik

## C. Pembahasan
Algoritma  yang  diusulkan  akan  diterapkan  pada  plainteks  dengan  perhitungan manual.  Misalkan  plainteksnya  adalah  :    10100100110101100111.  Setelah  itu  bagi plainteks menjadi blok-blok berukuran 4 bit. Dalam HEX plainteks dibaca A4D67. Untuk  membangun  plainteks  baru,  setiap  blok  dalam  plainteks  akan  dimodifikasi dengan  teknik  Caesar  Cipher  Dan  Reverse  Cipher.  Pola  pertama  yaitu  dengan membaca setiap bit dalam blok secara terbalik. Misalkan 1010 menjadi 0101, 0100 menjadi  0010,  dan  seterusnya.  Kemudian,  hasil-hsil  tersebut  dioperasikan  dengan pola kedua yaitu menggeser bit sebanyak dua kali dalam setiap blok. Karena plainteks baru  sudah  terbentuk,  maka  mode  operasi  Cipher  Block  Chaining  (CBC)  dapat dilakukan. Tetapkan 𝐼𝑉 = 0000 untuk enkripsi blok pertama dan kunci 0110. Proses enkripsi dirangkum secara sistematis di bawah ini agar lebih mudah dipahami.

## Proses Enkripsi
Plainteks 1010  0100  1101  0110  0111 0101  0010  1011  0110  1110 Plainteks baru 0101  1000  1110  1001  1011 0000  0011  1101  0101  1010 0101  1011   0011   1100   0001 Kunci 0110   0110   0110   0110   0110 Cipherteks 0011   1101   0101   1010   0111 HEX 3 D 5 A 7
Sedangkan  untuk  proses  dekripsi  diawali  dengan  pembagian  cipherteks  menjadi blok-blok berukuran 4 atau dalam notasi HEX adalah 3D5A7. Kemudian, cipherteks dioperasikan dengan mode CBC. Setelah itu, hasil-hasil bit dalam setiap blok di geser dua  kali  dan  di  reverse.  Untuk  mempermudah  perhitungan,  dapat  dilihat  proses dekripsi di bawah ini.
Proses Dekripsi Cipherteks 0011   1101   0101   1010   0111 Kunci 0110   0110   0110   0110   0110 0101   1011   0011   1100   0001 0000   0011  1101   0101   1010 0101   1000  1110   1001   1011 0101   0010   1011   0110   1110 Plainteks 1010   0100   1101   0110   0111 HEX A 4 D 6 7

## D. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  di  atas  dapat  disimpulkan  bahwa  modifikasi  plainteks  dengan teknik  Caesar  Cipher  Dan  Reverse  Cipher  dapat    digunakan  untuk  mode  operasi Chiper  Block  Chaining  (CBC).  Plainteks  A4D67  dimodifikasi  dan  enkripsi menghasilkan cipherteks 3D5A7. Sebaliknya, proses dekripsi 3D5A7 menghasilkan A4D67. Dengan adanya modifikasi ini, membuat kripanalis semakin kesulitan untuk memecahkan kuncinya. Sehingga, dapat meningkatkan keamanan pesan.

## Daftar Pustaka
[1]   Katz.J, Lindell.Y, (2015), Introduction to Modern Cryptography (Second Edition) , New York: CRC Press.
[2]  Knudsen.L,R, Robshaw.M,J,B,  (2011), The Block Cipher Companion , New York: Springer.
[3]  Munir.R, (2006), Kriptografi , Bandung: Departemen Informatika ITB.
[4]  Kumar.N,  Poovarasan,  Harish.S,  Jagadish,  (2017),  A  comparative  analysis  of symmetric and asymmetric key cryptography, IRJET , Vol.4, PP: 287-290.
[5]  Santoso.A.R,  Riski.A,  Kamsyakawuni.A,  (2018),  Implementasi  algoritma  reversed vigenere encryption pada pengamanan citra. Berkala Sainstek , Vol.7(2), ISSN: 2339- 0069, PP: 61-66.
[6]  Sumandri,  (2017),  Studi  model  algoritma  kriptografi  klasik  dan  modern. Seminar Matematikan dan Pendidikan Matematika UNY , PP: 265-272.
Kombinasi Caesar Cipher dan Reverse Cipher Berdasarkan Cipher ……………….… Najah, M.L., Santoso, K.A.