Jejak Kriptanalisis: Sumbangan Cendekiawan Islam Al-Kindi

Penulis: Dr. Normahirah binti Nek Abd Rahman
Pensyarah Kanan, Program ASASIpintar UKM, Pusat PERMATA@Pintar Negara,
Universiti Kebangsaan Malaysia

Jika sebut sahaja berkenaan dengan kriptografi, mungkin ada yang akan mengaitkannya dengan keselamatan siber dan pemecahan kod untuk mendapatkan satu-satu maklumat yang ada pada hari ini. Mungkin ada juga yang akan beranggapan bahawa kriptografi ini bermula di negara barat. Namun tahukah anda bahawa kriptografi ini sebenarnya telah wujud sekian lama dan ianya telah digunakan secara tidak langsung di zaman kegemilangan tamadun Islam sebelum masihi lagi.

Ada bahagian dalam buku bertajuk The Code Book: The Science of Secrecy From Ancient Egypt to Quantum Cryptography oleh Simon Singh (1999) menceritakan tentang The Arab Crytptanalysts yang mana sejarah kriptografi ini bermula seawal zaman Khalifah Al-Rasyidin. Kekayaan budaya Islam sebahagian besarnya adalah hasil daripada kehidupan yang aman dan masyarakat yang kaya pada ketika itu. Cukai yang rendah menggalakkan pertumbuhan perniagaan disamping undang-undang ketat yang dapat melindungi rakyat. Kesemua ini bergantung kepada sistem pentadbiran yang efektif yang mana ianya berkait rapat dengan sistem komunikasi yang selamat dicapai melalui penggunaan konsep penyulitan (encryption). Malah menurut sejarah, segala urusan hal ehwal negara pada ketika itu turut menggunakan kriptografi secara meluas seperti yang digunakan untuk perlindungan rekod cukai.

Pada zaman itu juga, dikatakan para pentadbir bukan sahaja menggunakan satu huruf sifer yang disusun semula secara ringkas daripada teks asal, namun mereka turut menggunakan huruf-huruf sifer bersama dengan simbol-simbol seperti #, + dan sebagainya. Jika terdapat penggantian pada mana-mana huruf sifer yang terdiri daripada simbol atau huruf atau kedua-duanya sekali ianya dikenali sebagai monoalphabetic substitution cipher. Selain daripada menggunakan sifer, cendekiawan Arab pada ketika itu mampu untuk memecahkan sifer yang kita kenali sekarang sebagai kriptanalisis.

Ketika ahli kriptografi lain sibuk membangunkan kaedah baru untuk penulisan rahsia, para kriptanalis ini pula mencari kelemahan pada kaedah tersebut untuk memecahkan rahsia sehingga dikatakan para cendekiawan Arab di zaman tersebut berjaya menemui kaedah untuk memecahkan monoalphabetic substitution cipher. Kejayaan memecahkan sifer penggantian telah melahirkan bidang kriptanalisis (seni memecah kod). Peristiwa ini terjadi pada era keagungan peradaban Islam, ketika pelbagai manuskrip purba dari negara asing dibawa masuk ke Baghdad bagi memperkaya koleksi perpustakaan Arab yang masyhur.

AbYsf Ya’qb ibn Is-hq ibn as-Sabbh ibn ‘omrn ibn Ismal al-Kind, nama yang tidak asing lagi dalam dunia kriptologi. Dilahirkan di Kufah sekitar tahun 801 abad kelapan dan dibesarkan di Baghdad, al-Kindi merupakan ahli falsafah Islam yang pertama yang dikenali sebagai Ahli Falsafah Arab (The Philosopher of the Arabs) telah menghasilkan 290 buah buku dalam bidang perubatan, astornomi, matematik, linguistik dan juga muzik. Salah satu buku beliau yang bertajuk Rislah f Istikhrj al-Mu’amm (A Manuscript on Deciphering Cryptographic Message) merupakan karya yang paling lama dalam bidang kriptologi, dikatakan berusia lebih daripada 300 tahun. Karya ini telah ditemui di Sulaimaniyah Ottoman Archive di Istanbul, telah disunting dan diterbitkan oleh Arab Academy of Damascus pada tahun 1987 (Al-Kadit, 1999).

Antrara sumbangan al-Kindi dalam bidang kriptologi adalah seperti teknik kriptanalisis, jenis-jenis sifer, fonetik arab, sintaks bahasa arab, kriptanalisis statistik dan frekuensi huruf arab. Namun, sumbangan utama al-Kindi yang paling penting adalah teknik statistik dalam kriptanalisis. Beliau membincangkan bagaimana menggunakan frekuensi statistik huruf dan bagaimana cara untuk mendapatkannya. Idea beliau ini tercatat secara jelas dalam manuskrip beliau seperti mana yang tercatat di bawah.

One way to solve an encrypted message, if we know its language, is to find a different clear text of the same language long enough to fill one sheet or so and then we count the occurrences of each letter of it. We call the most frequently occurring letter the “first”, the next most occurring the “second”, the following most occurring the “third” and so on, until we finish all difference letters in the cleartext. Then we look at the cryptogram we want to solve, and we also classify its symbols. We find the most occurring symbols and change it to the form of the “first” letter of the cleartext sample, the next most common symbol is changed to the form of the “second” letter, and the following most common symbols is change to the form of the “third” letter and so on, until we account for all symbols of the cryptogram we want to solve. Sumber: Al-Kadit (1992)

Melalui kajian mendalam terhadap teks arab Al-Quran, al-Kindi dapat mengenal pasti corak kekerapan huruf dan menjadikan teknik ini sebagai asas  dalam bidang kriptografi. Al-Kindi dikenali kerana memperkenalkan teknik analisis frekuensi iaitu satu kaedah menganalisis kekerapan kemunculan huruf dalam sesuatu teks untuk memecahkan kod rahsia. Sebagai contoh, untuk abjad bahasa inggeris, dikatakan huruf e adalah huruf yang paling kerap digunakan diikuti dengan huruf t dan a dan huruf-huruf seterusnya. Kemudian analisis frekuensi dilakukan pada kod rahsia. Jika huruf yang paling kerap dalam kod rahsia adalah J sebagai contoh, maka ianya seolah-olah pengganti kepada huruf e dalam teks asal. Seterusnya, huruf kedua paling kerap dalam kod rahsia adalah P, maka berkemungkinan ianya adalah pengganti kepada t dalam teks asal. Dan begitulah untuk huruf-huruf yang seterusnya dalam kod rahsia tersebut (Simon, S., 1999).

Pada masa kini, analisis frekuensi masih lagi dianggap sebagai kaedah penting untuk memecahkan kod rahsia dan kod tradisional yang berasaskan abjad teks asal dan kemudiannya mendorong ramai pakar kriptografi dari era Renaissance Eropah untuk membangunkan kaedah-kaedah baru bagi mengatasi teknik tersebut. Walaupun teknik ini telah wujud beratus tahun lamanya, namun sumbangan Al-Kindi dalam mempelopori bidang kriptanalisis ini adalah masih releven sehingga kini. Kejayaan pendekatan ini bergantung kepada kemahiran dan pemahaman linguistik bahasa, ciri statistik teks asal dan keupayaan analisis penyelesaian masalah.

Ternyata al-Kindi bukan sahaja dikenali sebagai bapa kriptologi, malah turut dianggap sebagai bapa dalam bidang statistik. Sumbangan besar cendekiawan Islam ini telah menjadi titik tolak kepada perkembangan dalam dunia kriptografi dan kriptanalisis khususnya dan seterusnya membawa banyak manfaat kepada dunia sejagat. Kini, kriptografi masih kekal sebagai sains penting dalam tamadun hari ini, sama ada untuk kegunaan perisikan mahupun kerahsiaan individu. Kriptanalisis pula memainkan peranan yang sangat penting bagi memastikan terdapat satu sistem komunikasi yang selamat.

Rujukan:

1. Al-Kadit, I. A. (1992). Origins Of Cryptology: The Arab
         Cryptologia, 16(2), 97–126.
2. Simon Singh, The Code Book: The Science of Secrecy From Ancient Egypt to
   Quantum Cryptography, 1999.
3. Singh, S. (2003). The History of Cryptography: How The History Of Codebreaking
         Can  Be Used In The Mathemathics Classroom With Resources On A New CD-
          Mathematics in School, 2-6.