Perancangan Dan Implementasi Aplikasi Bluetooth

Perancangan dan Implementasi Aplikasi Bluetooth Payment untukTelepon Seluler Menggunakan Protokol Station-to-StationEmir M. HusniSekolah Teknik Elektro & Informatika, Institut Teknologi BandungJl. Ganesha 10, Bandung 40132Tel.: 022-2500960, Faks.: 022-2534217ehusni@lskk.ee.itb.ac.idAbstrakPada penelitian ini dilakukan perancangan danimplementasi aplikasi bluetooth payment untuktelepon seluler dengan menggunakan protokolStation-to-Station yang merupakan pengembangandari algoritma Diffie-Hellman. Aplikasi inidiimplementasikan menggunakan bahasa JavaMicro Edition, khususnya J2ME, dan bahasa C.Sedangkanprogramserverdanclientdiimplementasikan menggunakan NetBeans IDEversi 6 dan Java Wireless Toolkit pada sistemoperasi Windows XP Professional. Pengujianmenunjukkan bahwa implementasi aplikasi inibekerja dengan baik sesuai dengan rancanganyang dibuat.Kata Kunci: Diffie-Hellman, protokol Station-toStation, Bluetooth payment1.PendahuluanKriptografi, atau ilmu penyandian data, adalahsuatu kombinasi bidang ilmu yang bertujuan untukmenjaga kerahasiaan suatu pesan dari akses olehorang-orang yang tidak berhak. Bidang ilmu inisemula hanya populer dalam bidang militer, untukmenyandikan pesan-pesan panglima perang kepadagaris depan pasukannya. Namun seiring dengansemakin berkembangnya teknologi dan semakinpadatnya lalu lintas informasi yang terjadi, yangtentu saja semakin menuntut adanya suatukomunikasi data yang aman, bidang ilmu inimenjadi semakin penting. Kini bidang ini menjadisalah satu topik riset yang tidak habis-habisnyadengan melibatkan semakin banyak peneliti. Ibukeilmuan dari kriptografi sebenarnya adalahmatematika, khususnya teori aljabar.Pada tahun 1976, Diffie-Hellman [1]memperkenalkan algoritma pertukaran kuncirahasia yang kemudian menjadi inspirasi revolusialgoritma kunci publik dalam ilmu kriptografi.Algoritma Diffie-Hellman ini memungkinkan duaorang atau lebih menentukan satu kunci bersamasecara rahasia. Tingkat kerahasiaan tersebut bisadicapai karena kunci rahasia tidak dipertukarkanmelalui kanal komunikasi tetapi dihitung dari kuncipublik dan kunci pribadi. Penemuan ini telahmengubah perjalanan kriptografi. Riset tentangsistem keamanan tidak lagi terfokus pada desainprotokol dan verifikasi tetapi secara intensif jugamerambah ke bidang teori bilangan dan aljabar.Penelitian yang dilakukan adalah perancangandan implementasi aplikasi Bluetooth Paymentuntuk telepon seluler yang menggunakan protokolStation-to-Station. Dimana protokol Station-toStation adalah pertukaran kunci dengan metodeDiffie-Hellman yang harus menyediakan prosesautentifikasi sehingga kedua pihak yang akanberkomunikasi yakin bahwa mereka bertukar kuncidengan pihak yang diinginkan. Algoritma yangdigunakan dalam protokol Station-to-Stationmerupakan algoritma yang telah disetujui olehNIST (National Institute of Standards andTechnologies).Implementasi perancangan algoritma dalampenelitian ini menggunakan bahasa Java MicroEdition. Selanjutnya dilakukan simulasi dengansimulator NetBeans IDE versi 6.2. Dasar teori2.1 Skema Enkripsi2.1.1 Skema Enkripsi Kunci SimetrikDalam sistem kriptografi skema enkripsi kuncisimetrik, kunci yang digunakan untuk prosesenkripsi dan dekripsi adalah sama atau simetrik.Karena kuncinya sama, kedua pengguna yangberkeinginan untuk berkomunikasi dengan rahasiaharus setuju terhadap kunci yang digunakan dankeduanya bersama-sama menjaga kunci rahasiayang digunakan. Setiap pengguna yang terlibatharus saling menaruh kepercayaan untuk tidakmembocorkan kunci yang telah disepakati.2.1.2 Skema Enkripsi Kunci PublikSistem kriptografi kunci publik mempunyai duapenggunaan utama, yaitu untuk enkripsi dan digitalsignature. Dalam sistem ini, digunakan sepasangkunci, satu kunci sebagai kunci publik (public key)dan yang lainnya sebagai kunci pribadi (privatekey). Kunci publik dipublikasikan untuk umumsedangkan kunci pribadi dijaga kerahasiaannyaoleh penerima pesan.

2.1.3 Skema Enkripsi GabunganKedua skema enkripsi diatas, masing-masingmempunyai kelebihan dan kelemahan. Skemaenkripsi kunci publik mungkin lebih ungguldibandingkan dengan skema kunci simetrik karenatingkat keamanannya yang cukup tinggi danpengaturan kunci yang lebih baik. Meskipundemikian, sistem kriptografi kunci simetrik masihsecara luas digunakan karena kecepatannya dalammemproses data lebih unggul dibandingkan dengansistem kriptografi kunci publik. Dengan g untuk membentuk sistem kriptografi yanglebih aman dan lebih cepat.2.2 Digital SignatureDigital signature berfungsi sebagai tandatangan pada komunikasi digital [1]. Untukmenandatangani sebuah pesan, A melakukansebuah perhitungan meliputi kunci pribadi danpesannya sendiri. Output dari perhitungan inilahyang disebut digital signature yang dilampirkandengan pesan. Untuk memeriksa signature, Bmelakukan perhitungan yang meliputi pesan,signature yang dimaksudkan, dan kunci publik A.Protokol yang digunakan untuk membuktikankebenaran bahwa pesan dan signature yangditerima B benar-benar dikirim oleh A :1. A mengambil pesan dan menghitung ataumembuat signature (S) dengan pesan M dankunci pribadinya (d), sehingga didapat Dd (M) S.2. B mendapatkan M dan S, dan kunci publik A(e).3. B menghitung Ee (S) M’. Jika M’ M,maka signature valid atau benar-benar milik A.Jika M atau S dimodifikasi maka signaturetidak akan valid.2.3 Protokol penentuan kunci Diffie-HellmanPertukaran kunci dengan metode DiffieHellman(Diffie-HellmanKeyExchange)merupakan suatu aplikasi dari skema enkripsigabungan yang mengijinkan dua penggunamelakukan pertukaran kunci secara rahasia melaluisaluran komunikasi yang tidak aman [2]. Duapengguna yang akan berkomunikasi melakukanpertukaran kunci menggunakan sistem kriptografikunci publik. Setelah keduanya sepakat danmemperoleh kunci yang sama, kemudiandigunakan sistem kriptografi kunci simetrik untuktahap komunikasi selanjutnya.Tingkat keamanan pertukaran kunci initergantung pada tingkat kesulitan masalahlogaritma diskret yang didefinisikan sebagaiberikut : Untuk bilangan acak b dan sebuah akar primitif adari bilangan prima p, kita dapat menemukaneksponen unik i sedemikian sehinggab ai mod p dimana 0 i (p - 1) Pangkat i disebut sebagai logaritma diskret, dantingkat kesulitan menemukan i dari bilangan (a, b,p) disebut persoalan Logaritma Diskret.Akar primitif (primitive root) dari sebuahbilangan prima p adalah bilangan a, 1 a p-1,yang pangkatnya membangkitkan semua integerdari 1 sampai p-1. Jika a akar primitif dari sebuahbilangan prima p, maka bilangan-bilangan (a modp), (a2 mod p), , (ap-1 mod p) adalah berbeda danterdiri dari bilangan mulai dari 1 sampai p-1.Bentuk dasar pertukaran kunci dengan metodeDiffie-Hellman sebagai berikut : Pihak A dan B akan berkomunikasi. A memilih suatu bilangan prima p dan a sebagaiakar primitif dari p, kemudian mengirimkan nilai adan p ke B. Nilai a dan p boleh diketahui oleh umum. Secara rahasia, A memilih bilangan acak x dan Bmemilih bilangan acak y, 1 x, y (p-2) A mengirim (ax mod p) ke B, dan B mengirim(ay mod p) ke A A menghitung KA (ay mod p)x (axy mod p)dan B menghitung KB (ax mod p)y (axy mod p).Hasil pertukaran kunci diatas adalah pihak Adan B memperoleh kunci KA dan KB yang sama,yang dapat digunakan untuk berkomunikasi dengansistem kriptografi kunci simetrik.Gambar 1. Pertukaran Kunci Diffie-Helman.2.4 Protokol Station-to-StationUntuk menghindari serangan aktif man-in-themiddle attack, pertukaran kunci dengan ikasi sehingga kedua pihak yang akanberkomunikasi yakin bahwa mereka bertukar kuncidengan pihak yang diinginkan. Salah satu carapertukaran kunci yang menyediakan prosesautentifikasi adalah protokol Station-to-Stationberdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Diffie,van Oorschot dan Wiener [2].Proses autentifikasi pada protokol Station-toStation dilakukan dengan melibatkan tanda tangandigital (digital signature) kedua pihak yang akanmelakukan komunikasi.

Bentuk dasar protokol Station-to-Stationsebagai berikut : Pihak A dan B akan melakukan komunikasi. A dan B memilih suatu bilangan prima p dan asebagai akar primitif dari p, kemudianmengirimkan nilai a dan p ke B. Nilai a dan p boleh diketahui oleh umum. Secara rahasia, A memilih bilangan acak x danB memilih bilangan acak y, 1 x,y (p-2) A mengirim (ax mod p) ke B. B menghitung KB (ax mod p)y. B menyusun (ay mod p, ax mod p, a, p) secaraberurutan, melakukan tanda tangan digital sigB,dan mengenkripsi dengan skema enkripsi kuncisimetrik dengan kunci KB, kemudian mengirimke A bersama (ay mod p). A menghitung KA (ay mod p)x. (K KA KB) A mendekripsi pesan dari B, dan memverifikasitanda tangan digital dari B. A menyusun (ax mod p, ay mod p, a, p) secaraberurutan, melakukan tanda tangan digital sigA ,dan mengenkripsi dengan skema enkripsi kuncisimetrik dengan kunci K, kemudian mengirimke B. B mendekripsi pesan dari A, dan memverifikasitanda tangan digital dari A.Hasil pertukaran kunci diatas adalah pihak Adan B memperoleh kunci KA dan KB yang sama,yang dapat digunakan untuk berkomunikasi dengansistem kriptografi kunci simetrik. Di samping itu,pihak A dan B dapat melakukan prosesautentifikasi sehingga yakin mereka bertukar kuncidab berkomunikasi dengan pihak yang diinginkan.Gambar 2. Protokol Station-to-Station.3. Perancangan dan Implementasi3.1 Penentuan SpesifikasiDasar penentuan spesifikasi yang akandigunakan adalah pemilihan algoritma yang akandiimplementasikan telah dikenal dengan baik danbanyak digunakan sehingga telah diketahuikelebihan maupun kekurangannya. Pada penelitianini, penulis menggunakan standar yang dikeluarkanoleh NIST. Standar tersebut adalah FIPS (FederalInformation Processing Standards) dengan nomerpublikasi SP 800-57 [8] pada Tabel I berikut ini:Tabel 1. Standar NIST [8].Dari Tabel I, penulis menyusun algoritma yangdigunakan untuk menyusun protokol Station-toStation sebagai berikut : Besar bilangan prima yang digunakan 2048-bit. Algoritma tanda tangan digital : DSA (DigitalSignature Algorithm) dengan fungsi hash SHA256. Algoritma kriptografi simetrik : AES (AdvancedEncryption Standard) 128-bit.Algoritma yang dipilih diharapkan belumdipecahkan dan masih bisa dipakai hingga tahun2030 dengan tingkat keamanan minimum sebesar112-bit. Tingkat keamanan sebesar X-bit berartijika T adalah waktu untuk melakukan satu operasidari suatu algoritma diatas, maka penyerang akanmembutuhkan waktu 2X-1 T untuk memecahkanalgoritma tersebut.3.2 Perancangan SistemPerancangan sistem bluetooth payment denganprotokol Station-to-Station adalah sebagai berikut : PihakA(server/komputer)danB(client/handphone) akan melakukan komunikasi. Secara rahasia, A memilih bilangan acak x dan Bmemilih bilangan acak y, 1 x,y (p-2) A dan B memilih suatu bilangan prima p, asebagai akar primitif dari p Amemilih(axmodp),kemudianmengirimkannya ke B lewat bluetooth. B menghitung KB (ax mod p)y. B menyusun (ay mod p, ax mod p, a, p) secaraberurutan, melakukan tanda tangan digital sigB, danmengenkripsi dengan skema enkripsi kuncisimetrik dengan kunci KB, kemudian mengirim keA bersama (ay mod p) lewat bluetooth. A menghitung KA (ay mod p)x. (K KA KB)