Penulis: Dr. Normahirah binti Nek Abd Rahman
Pensyarah Kanan, Program ASASIpintar UKM,
Pusat PERMATA@Pintar Negara,, Universiti Kebangsaan Malaysia
Perkembangan pesat dan kemajuan teknologi informasi pada hari ini sangat mempengaruhi kehidupan manusia. Perkembangan inilah telah menjadikan komunikasi antara satu sama lain menjadi mudah walaupun jarak beribu batu. Jika dibandingkan dengan cara berkomunikasi yang digunakan pada zaman dahulu, teknologi yang ada pada hari ini jauh lebih pantas, senang dan berkesan. Jika dahulu memakan masa berhari-hari dan ada juga mungkin sampai berbulan-bulan untuk satu-satu pesanan sampai kepada penerima. Namun dengan adanya pelbagai teknologi yang canggih pada hari ini mampu menghasilkan satu sistem berkomunikasi yang mantap dan berkesan. Walaupun terdapat pelbagai kemudahan teknologi pada hari ini, ada sesetengah pihak tertentu yang tidak bertanggungjawab menyalahgunakan kemudahan ini dengan mengubah suai maklumat untuk kepentingan mereka. Peningkatan dalam jenayah siber pada masa kini telah mewujudkan keperluan untuk melindungi kerahsiaan maklumat daripada dicerobohi dan disalahgunakan oleh penjenayah siber.
Kriptografi merupakan salah satu teknik untuk melindungi kerahsiaan dan keselamatan sesuatu maklumat daripada dicerobohi. Keunikan kriptografi menyulitkan suatu mesej atau data yang boleh difahami kepada bentuk yang tidak difahami menarik minat para penyelidik pada hari ini untuk mengkaji mengenainya dengan lebih lanjut. Kriptografi sebenarnya sudah lama digunakan iaitu dipercayai sekitar 40 abad yang lalu oleh orang-orang Mesir untuk mengirimkan pesanan kepada pasukan mereka di medan perang. Mereka akan memastikan pesanan tersebut tidak dapat dibaca oleh pihak musuh walaupun pembawa pesanan itu ditangkap oleh musuh. Pada sekitar abad 400 SM, kriptografi digunakan oleh bangsa Spartan di Yunani dalam bentuk pita panjang daripada daun papirus dan sebatang silinder yang dinamakan sebagai scytale.
Beberapa teknik enkripsi tradisional adalah menggunakan objek-objek fizikal atau mesin mekanik untuk melakukan enkripsi suatu data. Secara umumnya, teknik enkripsi tradisional bergantung kepada penggantian huruf dan penggunaan simbol-simbol yang berbeza tetapi membawa maksud yang sama. Komponen utama setiap teknik enkripsi tradisional adalah abjad. Ahli-ahli sejarah percaya bahawa tulisan rahsia pertama bermula pada zaman China purba yang mana bahasa tulisan mereka sendiri digunakan sebagai teknik penyulitan. Hanya warganegara kelas atasan sahaja pada ketika itu dibenarkan untuk belajar bagaimana untuk membaca dan menulis dan dengan demikian hanya mereka yang dapat menyampaikan mesej rahsia antara satu sama lain.
Pada tahun 1553, Giovan Belaso pertama kali mencadangkan idea berkenaan dengan kata laluan. Beliau mencadangkan jenis enkripsi yang bergantung kepada kata laluan yang benar diperlukan untuk mengdekripsi mesej yang telah dienkripsi. Kata laluan ini adalah sama dengan kunci rahsia yang digunakan dalam enkripsi data seperti yang ada pada hari ini. Algoritma penyulitan yang tertua yang masih digunakan pada saat ini dibangunkan pada tahun 1917 oleh Gilbert Vernam yang dikenali sebagai kata laluan Vernam. Vernam Cipher adalah satu versi algoritma yang menggunakan pola penggantian yang mana pengirim menyulitkan mesej menggunakan kunci yang dihasilkan secara rawak dan menambahkan setiap bit kunci yang sesuai daripada mesej. Penerima mesej kemudiannya mendekripsikan mesej dengan menolak kunci yang sama.
Vernam Cipher adalah satu-satunya penyulitan teknik tradisional yang menyediakan privasi yang sempurna. Malangnya, sistem ini mempunyai beberapa kelemahan kerana sifat algoritmanya yang menyebabkan seseorang mampu untuk menyulitkan beberapa maklumat daripada pola mesej berkod jika kunci yang sama telah digunakan terlebih dahulu. Masalah seterusnya adalah kunci tersebut haruslah tepat dan ini membuatkan kunci tersebut sukar diedarkan.
Mesin Enigma
Ketika Perang Dunia Kedua, Jerman menggunakan mesin enigma atau dikenali juga sebagai mesin rotor yang digunakan oleh Hitler untuk mengirimkan pesanan kepada para tenteranya di medan perang. Jerman sangat percaya bahawa pesanan yang disulitkan menggunakan enigma itu tidak dapat dipecahkan oleh pihak musuh. Tetapi anggapan itu meleset apabila sekutunya ketika itu mempelajari dan akhirnya berjaya memecahkan kod-kod tersebut. Setelah mengetahui enigma tersebut berjaya dipecahkan, maka beberapa perubahan terhadap enigma telah dilakukan. Enigma yang digunakan oleh Jerman dapat mengenkripsi suatu pesanan sehingga mempunyai 15 x 1018 kemungkinan untuk mendekripsi pesanan tersebut.
Namun, sekitar tahun 1960-an, perkembangan teknologi komputer dan sistem komunikasi mula berkembang pesat. Permintaan daripada pihak-pihak tertentu untuk melindungi maklumat dalam bentuk digital yang dijamin keselamatannya dilihat semakin rancak. Bermula dengan usaha Horst Feistel dari IBM (International Business Machines) pada sekitar tahun 1970-an dan mencapai kemuncaknya pada tahun 1977 di mana DES (Data Encryption Standard) diiktiraf sebagai standard pemprosesan data Amerika Syarikat untuk mengenkripsi maklumat yang belum dikelaskan. DES merupakan mekanisma kriptografi yang terkenal dalam sejarah kriptografi.
Teknik Enkripsi
Teknik enkripsi moden secara khusus direka untuk kegunaan pada komputer dan tiada lagi kebimbangan terhadap abjad yang ditulis. Fokusnya adalah kepada penggunaan binari bit. Salah satu masalah utama bagi proses enkripsi tradisional adalah jika individu tersebut ingin berkomunikasi dengan lebih daripada satu individu, seseorang itu haruslah mempunyai satu bahasa rahsia yang berasingan untuk setiap orang. Hal ini menjadi sangat tidak praktikal dan mendorong saintis untuk merancang satu algoritma baru. Penyelesaiannya adalah menyeragamkan algoritma terbabit. Maka kunci kriptografi telah direka bentuk. Setiap mesej atau data yang dikirimkan mempunyai kunci kriptografi yang mana kadang-kadang ianya dikongsi oleh pengirim dan penerima. Kunci ini digunakan untuk mengenkripsi dan mendekripsi mesej dan tiada seorang pun yang dapat membaca mesej tersebut. kunci kriptografi ini merupakan ciri yang penting dalam teknik enkripsi moden.
Kriptologi ialah kajian mengenai kod rahsia. Kriptografi berasal daripada perkataan Yunani Kriptos yang bermaksud ‘tersembunyi atau rahsia’ manakala graphein bermaksud untuk menulis. Terdapat dua cabang utama dalam Kriptologi: Cabang yang pertama adalah kriptografi merujuk kepada kajian berkenaan dengan penulisan mesej dalam yang sukar difahami manakala cabang yang kedua adalah kriptanalisis yang merujuk kepada proses menganalisis sistem maklumat untuk memahami aspek tersembunyi sistem tersebut. Diffie dan Hellman (1976) menyifatkan bahawa kriptografi adalah kajian tentang sistem “matematik” untuk menyelesaikan dua jenis masalah keselamatan iaitu kerahsiaan dan pengesahan.
Perkembangan paling mengejutkan dalam sejarah kriptografi terjadi pada tahun 1976 ketika Whitfield Diffie dan Martin Hellman menerbitkan “New Directions in Cryptography”. Karya ini memperkenalkan revolusi pada konsep kriptografi kunci awam dan juga kaedah baru untuk pertukaran kunci yang mana keselamatannya berdasarkan kepada kekuatan masalah logaritma diskret. Walaupun pada ketika itu mereka hanya menyatakan teorinya sahaja tanpa bentuk praktikal namun idea mereka ini sangat jelas sehingga menarik minat ramai orang untuk mengkaji bidang kriptografi ini. Mereka mengemukakan satu kaedah baru proses enkripsi yang dikenali sebagai enkripsi kunci awam yang mana setiap pengguna mempunyai kedua-dua kunci awam dan kunci persendirian dan kedua-dua pengguna ini boleh berkomunikasi hanya dengan mengetahui kunci awam masing-masing.
Sebelum tahun 1976, kaedah yang digunakan untuk menjamin komunikasi bergantung pada kunci yang sama untuk menyulitkan dan menyahsulit. Oleh itu, istilah ini dikenali sebagai kriptografi simetri. Walau bagaimanapun, ini menjadi masalah apabila dunia menjadi lebih terhubung akibat daripada peningkatan penggunaan komputer untuk komunikasi dalam masalah pengagihan kunci. Idea untuk menggunakan kunci yang berbeza untuk menyulitkan dan menyahsulit datang daripada hasil penyelidikan oleh Diffie dan Hellman pada tahun 1976. Idea ini menyediakan satu konsep komunikasi yang selamat. Buat pertama kali dalam sejarah manusia yang direkodkan, untuk menyulitkan seseorang perlu menggunakan kekunci e dan untuk menyahsulit gunakan kekunci d di mana e≠d . Oleh itu, istilah ini dipanggil kriptografi asimetrik.
Diffie dan Hellman (1976) memerhatikan bahawa terdapat asimetri semula jadi di dunia. Terdapat tindakan tertentu yang boleh dilakukan dengan mudah tetapi sukar untuk diterbalikkan. Contohnya, kunci mangga boleh dikunci tanpa kunci dengan mudah, tetapi kemudiannya tidak boleh dibuka semula melainkan menggunakan kekunci yang betul. Lebih menarik, adalah mudah untuk memecahkan pasu kaca tetapi amat sukar untuk membentuknya semula. Kewujudan fenomena sedemikian membayangkan kemungkinan membina skema penyulitan yang tidak bergantung pada rahsia yang dikongsi. Dalam erti kata lain untuk menyulitkan mudah tetapi membalikkan operasi ini (menyahsulit) adalah tidak boleh dilakukan oleh sesiapa selain daripada penerima yang ditetapkan. Justeru itu, kita boleh membayangkan terdapat sistem kripto yang mempunyai dua kunci. Salah satu daripada kunci ini ialah kunci penyulitan yang digunakan oleh penghantar untuk menyulitkan mesej mereka manakala satu lagi ialah kunci penyahsulitan yang digunakan oleh penerima untuk memulihkan mesej daripada teks sifer (cipher).
Alan Turing
Penyelidikan yang dibangunkan oleh Alan Turing pula telah membawa sains komputer dan kriptografi ke dunia moden. Selepas beberapa dekad, kriptografi telah muncul daripada salah satu cabang matematik kepada bidang sains serba lengkap. Pada asasnya, orang menganggap kriptografi sebagai seni penulisan rahsia, namun secara umum, konsep asas kriptografi ialah keupayaan untuk menghantar maklumat kepada seseorang dan pada masa yang sama menghalang individu lain daripada membacanya.Kriptografi membolehkan seseorang menyimpan maklumat sensitif atau menghantarnya melalui rangkaian yang tidak selamat supaya ia tidak boleh dibaca oleh sesiapa pun kecuali yang dimaksudkan untuk membacanya.
Data yang boleh dibaca tanpa melalui proses tertentu dikenali sebagai plaintext atau teks asal manakala kaedah ‘menyamarkan’ teks asal dikenali sebagai penyulitan (encryption). Menyulitkan output teks biasa dalam maklumat yang disulitkan pula dikenali sebagai teks sifer (ciphertexts). Proses penyulitan digunakan untuk memastikan bahawa maklumat tidak boleh dibaca untuk penerima yang tidak dimaksudkan. Proses mengembalikan teks sifer dan memulihkan mesej apabila diterima kepada teks asal dipanggil penyahsulitan.
Kesimpulannya, daripada kajian-kajian ini telah banyak mengubah dunia membawa kepada kepentingan kriptografi dalam memelihara data dunia maya pada hari ini. Jika dahulu banyak maklumat dan data terdedah kepada kebocoran namun kini kerahsiaan dan integriti maklumat dan data dapat dipelihara. Di masa akan datang, teknologi ini akan terus berkembang selari dengan arus permodenan dan bukan sahaja dimanfaat malah dapat dikomersialkan untuk kemajuan sejagat.
Rujukan:
Diffie, W. & Hellman, M. 1976. New direction in cryptography. IEEE Transaction on Information Theory 22(6): 644-654