Algoritma Kriptografi di Era Digital untuk Mengenkripsi Data

Pada artikel sebelumnya telah dibahas tentang kriptografi pada peradaban awal yang didominasi oleh penggunaan sandi monoalfabetik. Namun, sandi tersebut jauh lebih mudah dipecahkan dengan teknik analisis frekuensi. Al-Kindi memaksa kriptografer untuk mengembangkan teknik baru agar tetap unggul dari pemecah kode. Hal ini menjadi dasar bagi era digital dan prinsip-prinsip yang masih diterapkan sampai sekarang. 

Sandi Polialfabetik

Pada 1467, Leon Battista Alberti diminta untuk mengembangkan sebuah sistem untuk pengadilan kepausan. Ia merancang sandi polialfabetik, yaitu dua cakram tembaga, masing-masing dengan alfabet berbeda tertulis di atasnya. 

Sandi polialfabetik adalah metode enkripsi sederhana, tetapi sangat efektif. Pada salah satu cakram ada alfabet tempat pesan asli ditulis. Pada cakram lainnya ada alfabet yang sama sekali berbeda, tempat pesan muncul setelah disandikan. Pembaca harus mengetahui alfabet tempat pesan awal ditulis atau pesan itu tidak mungkin dipecahkan, bahkan dengan analisis frekuensi. 

Selanjutnya, setelah beberapa kata, cakram diputar untuk mengubah logika enkripsi. Hal ini semakin membatasi penggunaan analisis frekuensi untuk memecahkan sandi. Sistem ini juga memungkinkan pengirim mengubah alfabet di mana saja dalam proses enkripsi. 

Penggunaan cakram sandi tetap populer hingga abad ke-20. Selama waktu itu, penggunaannya diulang dan diperbaiki oleh sejumlah kriptografer terkemuka. Di antaranya adalah kepala biara Jerman, Johannes Trithemius, yang menemukan tabula recta pada 1518.

Tabula recta adalah tabel alfabet persegi. Tabula recta dikembangkan lebih lanjut oleh Giovan Battista Bellaso, yang menambahkan kata kunci untuk keamanan ekstra. Sandi Vigenere, seperti yang diketahui, menyandikan kata-kata populer atau yang sering digunakan menggunakan satu simbol untuk mewakili keseluruhan kata. Ini membuatnya semakin sulit untuk dipecahkan. 

Dalam sandi Vigenere, kunci enkripsi diulang beberapa kali di seluruh pesan. Namun, sandi Vigenere mudah rusak karena penggunaan kunci berulang. Namun, sandi Vigenere masih penting karena memperkenalkan ide kunci enkripsi pada kriptografi dan menjadi andalan dalam kriptografi dan teknologi blockchain. 

Sandi Vigenere tetap utuh selama lebih dari 200 tahun. Baru pada 1854, Charles Babbage, penemu komputer digital yang dapat diprogram, menemukan bahwa penyandian teks biasa dengan kata kunci membuat teks sandi menjadi subjek aritmatika modular. Ini berarti bahwa kata-kata populer atau yang sering digunakan dapat dikodifikasikan menggunakan satu simbol untuk mewakili keseluruhan kata. 

Energi Listrik Berkembang

Pada awal abad ke-19, energi listrik berkembang. Ini memberi kesempatan baru pada kriptografi, memungkinkan hadirnya generasi baru mesin sandi. Salah satu mesin pertama dirancang Edward Hebern. Ia menciptakan alat elektro-mekanis yang kemudian dikenal sebagai mesin rotor Hebern. Mesin ini dibangun dengan menggabungkan mesin ketik standar dan mesin ketik elektrik dan menempatkan unit pengacakan di bagian tengah. 

Mesin ini menggunakan rotor tunggal, yaitu tempat kunci rahasia tertanam dalam cakram yang berputar. Kuncinya menyandikan tabel substitusi. Setiap kali tombol ditekan pada keyboard, output akan menjadi ciphertext. 

Mesin rotor Hebern tidak berfungsi dengan menggunakan frekuensi alfabet. Namun, contoh pertama dan paling terkenal dari kelas mesin yang dikenal sebagai mesin rotor adalah mesin Enigma. Diciptakan oleh insinyur Jerman Arthur Scherbius pada 1918, Enigma adalah momen yang menentukan dalam kriptografi modern. Memecahkan Enigma adalah momen yang menentukan sejarah dunia. 

Mesin Enigma mungkin terlihat seperti mesin ketik biasa, tetapi kenyataannya jauh lebih kompleks. Desain dasar penemuan Scherbius ini mirip dengan desain Hebern dalam banyak hal, tetapi dengan beberapa tambahan penting, yaitu plugboard dan rotor tambahan di unit pengacakan. 

Enigma menjadi lebih populer pada Perang Dunia II. Untuk keamanan ekstra, dinas militer Jerman biasanya menggandakan pesan mereka dengan terlebih dahulu mengganti teks asli dengan kata-kata sandi dan kemudian menyandikan teks yang disandikan. Inilah cikal bakal algoritma kriptografi untuk mengenkripsi data pada era digital.