Standar Enkripsi Data

**Standar Enkripsi Data** () adalah algoritme kunci simetris untuk enkripsi data elektronik. Meski ukuran kuncinya pendek, algoritma ini sangat berpengaruh dalam kemajuan kriptografi modern.

Algoritma ini memiliki panjang kunci sebanyak 56 bit sehingga kurang aman untuk sebagian besar aplikasi saat ini. Hal ini menjadi bahan kritikan dari awal pembuatannya. Penyandian ini telah digantikan oleh Standar Enkripsi Lanjutan (AES). DES telah ditarik dari standar oleh Badan Nasional Standar dan Teknologi AS.

Beberapa dokumen membedakan standar dengan algoritmanya dan menyebut algoritmanya sebagai **Algoritma Enkripsi Data** (, disingkat DEA).

## Penjelasan algoritma


Gambar:DES-main-network.png|thumb|250px|**[[:Gambar:DES-main-network.png|Bagan 1.]]** Gambaran umum struktur Feistel dalam DES
rect 0 130 639 229 Permutasi awal
rect 220 300 421 405 Fungsi Feistel
rect 220 594 421 701 Fungsi Feistel
rect 220 1037 421 1144 Fungsi Feistel
rect 220 1330 421 1437 Fungsi Feistel
rect 0 1478 639 1577 Permutasi akhir
circle 50 351 26 XOR
circle 50 647 26 XOR
circle 50 1090 26 XOR
circle 50 1383 26 XOR

DES termasuk penyandian blok, yaitu algoritma yang menerima teks asal berukuran tetap dan menghasilkan teks tersandi berukuran sama. Untuk DES, ukuran bloknya adalah 64 bit. DES juga menerima kunci berukuran 64 bit untuk mengubahsuaikan transformasi. Namun, hanya 56 bit yang dipakai. Delapan bit lainnya dipakai untuk bit paritas. Jadi, ukuran kunci efektifnya hanya 56 bit.

Seperti penyandian blok lainnya, DES sendiri tidak aman untuk enkripsi, tetapi sebaiknya menggunakan mode operasi tertentu. FIPS-81 menyebutkan beberapa mode untuk dipakai dengan DES. Penjelasan lainnya mengenai penggunaan DES dijelaskan dalam FIPS-74.

Dekripsi menggunakan struktur yang sama dengan enkripsi, tetapi dengan kunci yang dibalik urutannya. Ini menjadi keuntungan karena perangkat keras/lunak yang sama bisa dipakai dua arah.

### Struktur umum
Struktur umum algoritmanya ditunjukkan pada Bagan 1. Ada enam belas tahapan identik yang disebut *ronde*. Ada juga permutasi awal dan akhir (disimbolkan IP dan FP) yang saling berkebalikan (FP membatalkan IP dan sebaliknya). IP dan FP tidak memiliki dampak kriptografis, tetapi dimaksudkan untuk membantu pemuatan blok pada perangkat keras 8 bit pertengahan 1970-an.

Sebelum ronde utama, tiap blok dibagi menjadi dua bagian berukuran 32 bit dan diolah bergantian. Teknik pengolahan bergantian dikenal sebagai skema Feistel. Struktur Feistel memastikan bahwa enkripsi dan dekripsi adalah proses yang mirip. Perbedaannya hanyalah urutan kunci ronde yang dibalik; sisanya identik. Hal inilah yang menyederhanakan implementasi, khususnya dalam perangkat keras, karena tidak perlu membedakan algoritma untuk enkripsi dan dekripsi.

Simbol ⊕ berarti operasi XOR. Fungsi F mengacak setengah blok dengan kunci ronde. Keluarannya digabung dengan setengah satunya dengan XOR. Dua bagian lalu ditukar. Pada ronde terakhir, kedua bagian ditukar. Langkah-langkah itulah yang membuat enkripsi dan dekripsi mirip.

### Fungsi Feistel (F)

Gambar:DES-f-function.png|thumb|250px|**[[:Gambar:Data_Encription_Standard_Flow_Diagram.svg|Bagan 2.]]** Fungsi Feistel (F) dalam DES
rect 10 88 322 170 Fungsi ekspansi
rect 9 340 77 395 Kotak substitusi 1
rect 89 340 157 395 Kotak substitusi 2
rect 169 340 237 395 Kotak substitusi 3
rect 247 340 315 395 Kotak substitusi 4
rect 327 340 395 395 Kotak substitusi 5
rect 405 340 473 395 Kotak substitusi 6
rect 485 340 553 395 Kotak substitusi 7
rect 565 340 633 395 Kotak substitusi 8
rect 9 482 630 565 Permutasi (P)
circle 319 232 21 XOR

Fungsi Feistel (F), yang ditunjukkan oleh Bagan 2, bekerja pada setengah blok (32 bit) dan terdiri dari empat tahap:
# Perluasan (*expansion*)Setengah blok (32 bit) diperluas menjadi 48 bit dengan permutasi perluasan yang disimbolkan E pada bagan dengan menggandakan setengah bitnya.
# Pencampuran kunci (*key mixing*)Hasilnya digabungkan dengan kunci ronde dengan operasi XOR. Enam belas kunci ronde 48 bit—satu untuk tiap ronde—diturunkan dari kunci utama melalui penjadwalan kunci (dijelaskan di bawah).
# SubstitusiSetelah mencampurkan kunci ronde, tiap blok dibagi menjadi delapan potongan 6 bit sebelum diolah oleh kotak-S (kotak substitusi). Tiap kotak-S menukar masukan enam bit dengan keluaran empat bit sesuai transformasi nonlinear yang telah disediakan dalam bentuk tabel pencarian. Kotak-S menjadi inti keamanan DES. Tanpanya, penyandian ini menjadi linear sehingga mudah dipecahkan.
# PermutasiKeluaran 32 bit dari kotak-S ditata ulang sesuai permutasi khusus (kotak-P). Ini didesain agar, setelah permutasi, keluaran dari kotak-S dalam ronde ini disebarluaskan ke kotak-S lain dalam ronde selanjutnya.

Pergiliran antara kotak-S dan kotak-P dan perluasan E memberikan pengacakan dan penghamburan yang diperkenalkan oleh Claude Shannon pada tahun 1940. Hal itu menjadi syarat penyandian yang aman dan praktis.

### Penjadwalan kunci

Gambar:DES-key-schedule.png|thumb|250px|**[[:Gambar:DES-key-schedule.png|Bagan 3.]]** Penjadwalan kunci DES
rect 96 28 298 58 Permutasi pilihan I
rect 127 122 268 155 Permutasi pilihan II
rect 127 216 268 249 Permutasi pilihan II
rect 127 357 268 390 Permutasi pilihan II
rect 127 451 268 484 Permutasi pilihan II
rect 96 91 127 116 Geser kiri sebanyak 1 bit
rect 268 91 299 116 Geser kiri sebanyak 1 bit
rect 96 185 127 210 Geser kiri sebanyak 1 bit
rect 268 185 299 210 Geser kiri sebanyak 1 bit
rect 96 326 127 351 Geser kiri sebanyak 2 bit
rect 268 326 299 351 Geser kiri sebanyak 2 bit
rect 96 419 127 444 Geser kiri sebanyak 1 bit
rect 268 419 299 444 Geser kiri sebanyak 1 bit

Bagan 3 menggambarkan tentang penjadwalan kunci untuk enkripsi, yaitu algoritma yang membuat kunci ronde. Awalnya, 56 bit dipilih dari kunci 64 bit oleh PC-1 (*permuted choice 1*)—delapan bit sisanya dipakai sebagai bit paritas atau dibuang. Kunci 56 bit dibagi menjadi dua bagian berukuran 28 bit. Untuk tiap ronde, tiap bagian digeser melingkar sebanyak satu atau dua bit (tergantung nomor ronde). Lalu, kunci ronde 48 bit dipilih dari bagian kiri dan bagian kanan (masing-masing 24 bit) sesuai PC-2 (*permuted choice 2*). Geseran melingkar (ditunjukkan dengan "<<<" pada bagan) berarti bahwa bit-bit berbeda dipakai untuk tiap kunci ronde. Tiap bit dipakai sekitar 14 dari 16 kunci ronde.

Penjadwalan kunci untuk dekripsi juga mirip. Urutan kunci rondenya dibalik. Selain perbedaan tersebut, prosesnya sama untuk enkripsi.

## Lihat pula
* Materi DES tambahan
* Skipjack (penyandian)
* Triple DES
*AES

## Referensi

## Pranala luar
*  FIPS 46-3: Dokumen resmi yang menerangkan standar DES (PDF); versi HTML