Classical Techniques Classical Techniques Substitution o Pengganti karakter

Classical Techniques

Classical Techniques: Substitution o Pengganti karakter, angka atau simbol untuk setiap karakter dalam plaintext o Materi: n n 3/2/2021 The Caesar cipher Monoalphabetic cipher Playfair cipher Polyalphabetic cipher Classical Techniques 2

Caesar Cipher o 2000 years ago, by Julius Caesar o Cipher substitusi sederhana, dikenal sebagai Caesar cipher o Ganti setiap huruf dengan huruf 3 tempat lebih bawah alfabet n Plain: meet me after the toga party n Cipher: PHHW PH DIWHU WKH WRJD SDUWB o No key, just one mapping (translation) 0123456. . . Plain: abcdefghijklmnopqrstuvwxyz Cipher: DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC 3456789. . . oci=E(3, pi)=(pi+3) mod 26; pi=D(3, ci)=(ci-3) mod 26 3/2/2021 Classical Techniques 3

Generalized Caesar Cipher o. Dapat menggunakan pergeseran dari 1 sampai 25, yaitu, mengganti setiap huruf dengan jarak tetap ci=E(k, pi)=(pi+k) mod 26; pi=D(k, ci)=(ci-k) mod 26 o. Kunci : memetakan plaintext n Misal : kunci = F memetakan A ke F, B ke G, …, dst o. Memiliki 26 (25 penggunaan) ciphers n Key space = 26 3/2/2021 Classical Techniques 4

Brute-Force Cryptanalysis of Caesar Cipher o Charateristics for success 1. The encryption and decryption algorithms are known 2. There are only 25 keys to try 3. The language of the plaintext is known and easily recongnizable 3/2/2021 Classical Techniques 5

Monoalphabetic Cipher o Peningkatan kunci dibandingkan Caesar cipher o Tidak diperlukan Urutan Alphabet o Memetakan suatu huruf ke huruf lain secara acak Contoh : Plaintext : ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Ciphertext: GLDCNUXAQOWPBSZKYREIFJMHVT o Kunci ? n 26! > 4 x 1026 3/2/2021 Classical Techniques 6

o Cipher Monoalphabetic lebih mudah diketahui karena mereka mencerminkan frekuensi alfabet n E = 12. 75, T = 9. 25, R = 8. 50, N = 7. 75, etc. o Ada 26! kemungkinan pasangan huruf (4 x 1026) o Kelihatan sangat secure o Mudah dipecahkan dengan analisa bahasa secara statistik 3/2/2021 Classical Techniques 7

Relative Frequency of Letters in English Text 3/2/2021 Classical Techniques 8

Substitution Techniques Frequency Statistics of Language o. Selain informasi frekuensi huruf tunggal, info frekuensi dua huruf (digram) atau tiga huruf (trigram) kombinasi dapat digunakan untuk pembacaan sandi o. Dua huruf paling sering muncul : n TH, HE, IN, ER, AN, RE, ED, ON, ES, ST, EN, AT, TO, NT, HA, ND, OU, EA, NG, AS, OR, TI, IS, ET, IT, AR, TE, SE, HI, OF o. Tiga huruf paling sering muncul n THE, ING, AND, HER, ERE, ENT, THA, NTH, WAS, ETH, FOR, DTH 3/2/2021 Classical Techniques 9

Playfair Cipher o. Teknik dari substitution cipher yang dianggap paling bagus. o. Digram cipher (contoh diagram E(pipi+1) = cici+1 melalui kata kunci berbasis tabel transformasi 5 x 5) Keyword = monarchy M C O H N Y A B R D E L U F P V G I/J K Q S T W X Z Plaintext: H S E A A R M U Ciphertext: B P I M R M C M o Monoalphabetic cipher sederhana (26 huruf 26 x 26=676 diagram) o Dapat digeneralisasi untuk polygram cipher 3/2/2021 Classical Techniques 10

Playfair Cipher – Rules 1/2 o Pesan yang akan disamarkan diatur terlebih dahulu sebagai berikut: n n 3/2/2021 Ganti huruf dengan J (bila ada) dengan huruf I Tulis pesan dalam pasangan huruf Jangan sampai ada pasangan huruf yang sama. Jika ada, sisipkan Z di tengahnya Jika jumlah huruf ganjil, tambahkan huruf Z di akhir Classical Techniques 11

Playfair Cipher – Rules 2/2 o Algoritma enkripsi sebagai berikut: n Jika ada dua huruf terdapat pada baris kunci yang sama maka tiap huruf diganti dengan huruf di kanannya (pada kunci yang sudah diperluas) n Jika dua huruf terdapat pada kolom kunci yang sama maka tiap huruf diganti dengan huruf di bawahnya (pada kunci yang sudah diperluas) n Jika dua huruf tidak pada baris yang sama atau kolom yang sama, maka huruf pertama diganti dengan huruf pada perpotongan baris huruf pertama dengan kolom huruf kedua. Huruf kedua diganti dengan huruf pada titik sudut keempat dari persegi panjang yang dibentuk dari 3 huruf yang digunakan sampai sejauh ini 3/2/2021 Classical Techniques 12

Polyalphabetic Cipher o. Biasanya digunakan satu set aturan substitusi monoalphabetic o. Kunci digunakan untuk menentukan aturan 3/2/2021 Classical Techniques 13

Vigenère cipher o. Polyalphabetic cipher yang paling terkenal o. Setiap kunci menentukan salah satu dari 26 (pergeseran) cipher Caesar oci = E(pi) = pi + ki mod(key length) mod 26 o. Contoh : Key : Plaintext : Cipheretxt: deceptivedeceptive wearediscoveredsaveyourself ZICVTWQNGRZGVTWAVZHCQYGLMGJ o. Kata kunci diulang untuk membuat kunci selama plaintext 3/2/2021 Classical Techniques 14

Vigenère cipher - 2 3/2/2021 Classical Techniques 15

Example: o Encryption o Decryption 3/2/2021 Classical Techniques 16

Vigenère cipher - 3 o. Vigenère autokey system: untuk menghilangkan sifat periodi, ksetelah kunci habis, gunakan plaintext untuk running key. Key: Plaintext: Cipheretxt: 3/2/2021 deceptivewearediscoveredsaveyourself ZICVTWQNGKZEIIGASXSTSLVVWLA Classical Techniques 17

Transposition (Permutation) Techniques o Menyembunyikan pesan dengan menata ulang urutan pesan tanpa mengubah huruf yang digunakan o Rail Fence Cipher n Menulis pesan pada baris alternatif, dan membacakan baris per baris n contoh: M e m a t r h t g p r y MEMATRHTGPRYETEFETEOAAT e t e f e t e o a a t o Block (Columnar) Transposition Ciphers n Pesan yang ditulis dalam persegi panjang, baris demi baris, dibaca perkolom; Urutan kolom pembacaan adalah sesuai kunci n contoh : Key: 4 3 1 2 5 6 7 Plaintext: a t t a c k p o s t p o n e d u n t i l t w o a m x y z Ciphertext: TTNAAPTMTSUOAODWCOIXKNLYPETZ 3/2/2021 Classical Techniques 18

Steganography o “The art of covered writing” o “Security by obscurity” o Menyembunyikan pesan dalam pesan lain o Menyembunyikan keberadaan pesan o Menyembunyikan apa yang dikomunikasikan (Mengirim pesan dienkripsi seperti mata-mata) n Character marking. Overwrite with a pencil n Invisible ink, - Pin punctures, - First letter of each word n Letter position on page, - Drawings, - Codes n Typewriter correction ribbon n Microdots n Digital steganography 3/2/2021 Classical Techniques 19

Steganography - Example Steganography News Eight Weather: Tonight increasing snow. Unexpected precipitation Smothers Eastern towns. Be extremely cautious and use snowtires especially heading east. The highways are knowingly slippery. Highway evacuation is suspected. Police report emergency situations in downtown ending near Tuesday First letter of each word yields: Newt is upset because he thinks he is President This example was created by Neil F. Johnson, and was published in Steganography, Technical Report TR_95_11_nfj, 1995. URL: http: //www. jjtc. com/pub/tr_95_11_nfj/ From WWII German spy (Kahn): Apparently neutral’s protest is thoroughly discounted and ignored. Isman hard hit. Blockade issue affects pretext for embargo on by products, ejecting suets and vegetable Oils. Second letter of each word yields: Pershing sails from NY June 1. 3/2/2021 Classical Techniques 20