Simulator Algoritma Diffie-Hellman
Algoritma Diffie-Hellman merupakan sebuah metode untuk mempertukarkan kunci kriptografis melalui jalur komunikasi publik. Algoritma ini merupakan salah satu protokol pertukaran kunci publik pertama di dunia, dikembangkan oleh Ralph Merkle, Whitfield Diffie, dan Martin Hellman.
Sebelum adanya protokol pertukaran kunci publik, komunikasi yang hendak diamankan dengan enkripsi memerlukan pihak-pihak yang hendak berkomunikasi untuk saling memberitahukan kunci yang mereka gunakan, biasanya melalui benda fisik seperti kertas yang diantarkan oleh kurir, telegram, atau pertemuan langsung (insecure communication channel). Proses saling memberitahukan kunci ini rentan terhadap serangan, sebab si penyerang bisa saja mencegat si kurir atau melakukan penyadapan. Algoritma Diffie-Hellman memungkinan pihak-pihak yang hendak berkomunikasi satu sama lain untuk menetapkan sebuah kunci rahasia secara bersama-sama melalui jalur komunikasi yang tidak aman. Kunci tersebut kemudian dapat digunakan untuk mengenkripsi komunikasi mereka selanjutnya menggunakan suatu cipher simetris. Kini, algoritma Diffie-Hellman digunakan untuk mengamankan berbagai layanan di Internet.
Ilustrasi Algoritma Diffie-Hellman
Khan R., Mclaughlin K., Laverty D., & Sezer S. (2017). Design and implementation of security gateway
for synchrophasor based real-time control and monitoring in smart grid. IEEE Access, Vol. 5, 2017.
Algoritma Diffie-Hellman menggunakan logaritma diskrit, aritmetika modulo, dan bilangan prima untuk membangkitkan pasangan kunci secara acak (alih-alih menggunakan pasangan kunci yang disimpan secara permanen, seperti dalam algoritma RSA) yang kemudian menurunkan sebuah kunci simetris tanpa perlu mengirimkan informasi yang bersifat privat. Sebagian dari algoritma Diffie-Hellman mengharuskan setiap pihak yang berkomunikasi untuk membuat sebuah kunci sementara yang disebut ephemereal key, yang digunakan hanya satu kali dan kemudian dibuang.
Salah satu kelemahan algoritma Diffie-Hellman terdapat pada pembangkitan ephemereal key ini. Umumnya, ephemereal key dibangkitkan berdasarkan tanggal, MAC address, atau informasi lain yang tampak acak tetapi tidak benar-benar acak (pseudo-random). Secara teori, apabila didukung tenaga komputasi (dan dana) yang tinggi, ephemereal key yang bersifat pseudo-random dapat dipecahkan.
Ilustrasi Elliptic Curve Cryptography
Iyer S.C., Sedamkar R.R., Gupta S. (2016). A novel idea on multimedia encryption
using hybrid crypto approach. Procedia Computer Science, Vol. 79, 2016.
Algoritma Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) merupakan hasil pengembangan lebih lanjut yang bertujuan untuk mengatasi kelemahan pada pembangkitan ephemereal key. Algoritma ini tidak melakukan pembangkitan bilangan pseudo-random; sebagai gantinya, algoritma ini menggunakan elliptic curve cryptography (ECC) untuk membangkitkan ephemereal key yang lebih kuat.
Algoritma Supersingular Isogeny Diffie-Hellman (SIDH) merupakan sebuah algoritma pertukaran kunci kriptografis post-quantum yang dikembangkan oleh De Feo, Jao, and Plut pada tahun 2011. Secara teori, dengan menggunakan Shor's Algorithm atau Grover's Algorithm, teknologi komputasi quantum (quantum computing) memiliki kemampuan untuk memecahkan banyak algoritma kriptografis kunci publik yang saat ini digunakan, termasuk Diffie-Hellman standar dan Elliptic Curve Diffie-Hellman. Oleh sebab itu, meski teknologi komputasi quantum saat ini masih dalam pengembangan, badan standarisasi dan para pakar kriptografi dunia sudah bergegas mengembangkan algoritma-algoritma kriptografi baru yang lebih kuat dan tahan terhadap serangan komputer quantum. Kelompok algoritma kriptografi tersebut dinamakan post-quantum cryptography. Algoritma SIDH dikembangkan lebih lanjut dari algoritma Elliptic Curve Diffie-Hellman dengan menggunakan kurva elips supersingular. Penggunaan kurva elips supersingular membuat algoritma SIDH jauh lebih sulit dipecahkan bahkan dengan komputer quantum.
Sumber:
Munir R. 2006. Kriptografi. Bandung: Informatika.
Brown D.R.L. 2009. Standards for Efficient Cryptography, SEC 1: Elliptic Curve Cryptography, Version 2.0. Certicom Research.
Jao D. & De Feo L. (2011) Towards quantum-resistant cryptosystems from supersingular elliptic curve isogenies. In: Yang BY. (eds) Post-Quantum Cryptography. PQCrypto 2011. Lecture Notes in Computer Science, vol 7071. Springer, Berlin, Heidelberg.