Sejarah singkat kriptografi: Riwayat pengiriman pesan rahasia

Berasal dari kata-kata Yunani yang berarti “tulisan tersembunyi”, kriptografi adalah praktik mengenkripsi informasi yang dikirimkan sehingga hanya dapat dipahami oleh penerima yang dituju. Sejak zaman kuno, praktik pengiriman pesan rahasia telah umum dilakukan di hampir semua peradaban besar. Di zaman modern, kriptografi telah menjadi kunci penting keamanan siber. Mulai dari mengamankan pesan pribadi sehari-hari dan autentikasi tanda tangan digital hingga melindungi informasi pembayaran untuk belanja online dan bahkan melindungi data rahasia pemerintah dan komunikasi. Kriptografi memungkinkan privasi digital.

Meskipun praktik ini sudah ada sejak ribuan tahun yang lalu, penggunaan kriptografi dan bidang yang lebih luas dari kriptanalisis masih dianggap relatif muda, dan baru mengalami kemajuan yang luar biasa hanya dalam 100 tahun terakhir. Bertepatan dengan penemuan komputasi modern pada abad ke-19, fajar era digital juga menandai lahirnya kriptografi modern. Sebagai sarana penting untuk membangun kepercayaan digital, para ahli matematika, ilmuwan komputer, dan kriptografer mulai mengembangkan teknik kriptografi modern dan kriptosistem untuk melindungi data pengguna yang penting dari para peretas, penjahat siber, dan pengintai.

Sebagian besar sistem kriptografi dimulai dengan pesan yang tidak terenkripsi yang dikenal sebagai plaintext, yang kemudian dienkripsi menjadi sebuah kode yang tidak dapat diuraikan yang dikenal sebagai ciphertext menggunakan satu kunci enkripsi atau lebih. Ciphertext ini kemudian ditransmisikan ke penerima. Jika ciphertext disadap dan algoritma enkripsi kuat, ciphertext akan tidak berguna bagi penyadap yang tidak sah karena mereka tidak akan dapat memecahkan kode. Penerima yang dituju, namun, akan dengan mudah dapat menguraikan teks tersebut, dengan asumsi mereka memiliki kunci dekripsi yang benar.

Pada artikel ini, kita akan melihat kembali sejarah dan evolusi kriptografi.

1900 SM: Salah satu implementasi pertama kriptografi ditemukan dalam penggunaan hieroglif non-standar yang diukir di dinding makam dari Kerajaan Lama Mesir. 

1500 SM: Tablet tanah liat yang ditemukan di Mesopotamia berisi tulisan bersandi yang diyakini sebagai resep rahasia untuk glasir keramik, sesuatu yang mungkin dianggap sebagai rahasia dagang di bahasa masa kini. 

650 SM: Bangsa Sparta Kuno menggunakan sandi transposisi awal untuk mengacak urutan huruf dalam komunikasi militer mereka. Proses ini dilakukan dengan menulis pesan pada sepotong kulit yang dililitkan pada tongkat kayu heksagonal yang dikenal sebagai scytale. Ketika strip dililitkan di sekitar scytale dengan ukuran yang benar, huruf-hurufnya berbaris membentuk pesan yang koheren; namun, ketika strip dilepaskan, pesannya direduksi menjadi ciphertext. Dalam sistem scytale, ukuran spesifik scytale dapat dianggap sebagai kunci privat. 

100-44 SM: Untuk berbagi komunikasi yang aman di dalam tentara Romawi, Julius Caesar dihargai untuk penggunaan yang kemudian disebut Caesar Cipher, sebuah sandi substitusi di mana setiap huruf dari plaintext digantikan oleh huruf yang berbeda yang ditentukan dengan memindahkan sejumlah huruf maju atau mundur dalam alfabet Latin. Dalam kriptosistem kunci simetris ini, langkah dan arah spesifik transposisi huruf adalah kunci pribadi.

800: Matematikawan Arab, Al-Kindi, menemukan teknik analisis frekuensi untuk memecahkan sandi yang merupakan salah satu terobosan paling monumental dalam cryptanalysis. Analisis frekuensi menggunakan data linguistik, seperti frekuensi huruf atau pasangan huruf tertentu, bagian dari kata dan konstruksi kalimat, untuk merekayasa balik kunci dekripsi pribadi. Teknik analisis frekuensi dapat digunakan untuk mempercepat serangan brute-force di mana pembobol kode mencoba untuk mendekripsi pesan yang disandikan secara metodis dengan cara sistematis menggunakan kunci potensial dengan harapan untuk menemukan kunci yang benar pada akhirnya. Sandi pengganti monoalfabetik yang hanya menggunakan satu alfabet sangat rentan terhadap analisis frekuensi, terutama jika kunci pribadinya pendek dan lemah. Tulisan Al-Kandi juga mencakup teknik cryptanalysis untuk sandi polialfabetik, yang menggantikan plaintext dengan ciphertext dari beberapa huruf untuk lapisan keamanan tambahan yang jauh lebih tidak rentan terhadap analisis frekuensi. 

1467: Dianggap sebagai bapak kriptografi modern, karya Leon Battista Alberti dengan jelas mengeksplorasi penggunaan cipher yang menggabungkan beberapa huruf, yang dikenal sebagai kriptosistem polifonik, sebagai bentuk enkripsi terkuat di abad pertengahan. 

1500: Meskipun sebenarnya diterbitkan oleh Giovan Battista Bellaso, Sandi Vigenère secara keliru dikaitkan dengan kriptolog Prancis Blaise de Vigenère dan dianggap sebagai sandi polifonik penting pada abad ke-16. Walaupun Vigenère tidak menciptakan Sandi Vigenère, ia menciptakan sandi kunci otomatis yang lebih kuat pada tahun 1586. 

1913: Pecahnya Perang Dunia I pada awal abad ke-20 melihat peningkatan tajam dalam kriptologi untuk komunikasi militer, serta kriptanalisis untuk pemecahan kode. Keberhasilan ahli kriptologi Inggris dalam menguraikan kode telegram Jerman menghasilkan kemenangan penting bagi Royal Navy.

1917: Edward Hebern dari Amerika menciptakan mesin rotor kriptografi pertama dengan menggabungkan sirkuit listrik dengan bagian mesin ketik mekanis untuk mengacak pesan secara otomatis. Pengguna dapat mengetik pesan plaintext ke dalam keyboard mesin ketik standar dan mesin akan secara otomatis membuat cipher substitusi, mengganti setiap huruf dengan huruf baru yang diacak untuk menghasilkan ciphertext. Ciphertext pada gilirannya dapat diterjemahkan dengan membalikkan rotor sirkuit secara manual dan kemudian mengetikkan ciphertext kembali ke dalam Mesin Rotor Hebern, menghasilkan pesan plaintext asli.

1918: Setelah perang, ahli kriptologi Jerman, Arthur Scherbius mengembangkan Mesin Enigma, versi lanjutan dari mesin rotor Hebern, yang juga menggunakan sirkuit rotor untuk menyandikan plaintext dan memecahkan sandi ciphertext. Digunakan secara luas oleh Jerman sebelum dan selama Perang Dunia II, Mesin Enigma dianggap cocok untuk kriptografi rahasia tingkat tertinggi. Namun, seperti Mesin Rotor Hebern, memecahkan kode pesan yang dienkripsi dengan Mesin Enigma membutuhkan pembagian tingkat lanjut pengaturan kalibrasi mesin dan kunci privat yang rentan terhadap spionase dan pada akhirnya menyebabkan kegagalan Enigma.

1939-45: Pada saat pecahnya Perang Dunia II, para pemecah kode Polandia melarikan diri dari Polandia dan bergabung dengan banyak matematikawan Inggris yang terkenal—termasuk bapak komputasi modern, Alan Turing—untuk memecahkan sistem kriptografi Enigma Jerman, sebuah terobosan penting bagi Pasukan Sekutu. Karya Turing secara khusus menetapkan banyak teori dasar untuk perhitungan algoritmik. 

1975: Para peneliti yang bekerja pada block cipher di IBM mengembangkan Data Encryption Standard (DES), yaitu kriptosistem pertama yang disertifikasi oleh National Institute for Standards and Technology (saat itu dikenal sebagai National Bureau of Standards) untuk digunakan oleh Pemerintah AS. Meskipun DES cukup kuat untuk menghalangi bahkan komputer terkuat di tahun 1970-an, kuncinya yang pendek membuatnya tidak aman untuk aplikasi modern, tetapi arsitekturnya sangat berpengaruh dalam kemajuan kriptografi.

1976: Peneliti Whitfield Hellman dan Martin Diffie memperkenalkan metode pertukaran kunci Diffie-Hellman untuk berbagi kunci kriptografi dengan aman. Ini memungkinkan bentuk enkripsi baru yang disebut algoritma kunci asimetris. Jenis algoritma ini, yang juga dikenal sebagai kriptografi kunci publik, menawarkan tingkat privasi yang lebih tinggi dengan tidak lagi bergantung pada kunci privat bersama. Pada sistem kriptografi kunci publik, setiap pengguna memiliki kunci rahasia privat yang bekerja bersama dengan kunci publik bersama untuk keamanan tambahan.

1977: Ron Rivest, Adi Shamir, dan Leonard Adleman memperkenalkan kriptosistem kunci publik RSA, salah satu teknik enkripsi tertua untuk transmisi data yang aman yang masih digunakan hingga saat ini. Kunci publik RSA dibuat dengan mengalikan bilangan prima yang besar, yang sangat sulit bagi komputer yang paling kuat sekalipun untuk memfaktorkan tanpa pengetahuan sebelumnya tentang kunci privat yang digunakan untuk membuat kunci publik.

2001: Menanggapi kemajuan dalam daya komputasi, DES digantikan oleh algoritme enkripsi Advanced Encryption Standard (AES) yang lebih kuat. Serupa dengan DES, AES juga merupakan sebuah sistem kriptografi simetris, akan tetapi, ia menggunakan kunci enkripsi yang lebih panjang yang tidak dapat dipecahkan oleh perangkat keras modern.

Bidang kriptografi terus berkembang mengikuti kemajuan teknologi dan serangan siber yang semakin canggih. Kriptografi quantum (juga dikenal sebagai enkripsi quantum) mengacu pada ilmu terapan untuk mengenkripsi dan mentransmisikan data dengan aman berdasarkan hukum mekanika Quantum yang terjadi secara alami dan tidak dapat diubah untuk digunakan dalam keamanan siber. Meskipun masih dalam tahap awal, enkripsi quantum memiliki potensi untuk menjadi jauh lebih aman daripada jenis algoritme kriptografi sebelumnya dan bahkan secara teoritis tidak dapat diretas. 

Jangan bingung dengan kriptografi quantum yang bergantung pada hukum alam fisika untuk menghasilkan kriptosistem yang aman, algoritma kriptografi pasca-quantum (PQC) menggunakan berbagai jenis kriptografi matematis untuk membuat enkripsi tahan komputer quantum.

Menurut Institut Standar dan Teknologi Nasional (NIST) (tautan berada di luar ibm.com), tujuan kriptografi pasca-quantum (juga disebut kriptografi tahan atau aman dari quantum) adalah untuk “mengembangkan sistem kriptografi yang aman terhadap komputer quantum dan klasik, dan dapat berinteroperasi dengan protokol dan jaringan komunikasi yang ada.”

Solusi kriptografi IBM menggabungkan teknologi, konsultasi, integrasi sistem, dan layanan keamanan terkelola untuk membantu memastikan ketangkasan kripto, keamanan quantum, serta tata kelola dan kepatuhan risiko yang solid. Dari kriptografi simetris, asimetris, hingga fungsi hash dan seterusnya, pastikan keamanan data dan mainframe dengan enkripsi menyelkuruh yang dibuat khusus untuk memenuhi kebutuhan bisnis Anda.