Kriptografi: Pengertian, 3 Jenis Utama, Algoritma, dan Penerapannya

Kriptografi adalah ilmu dan teknik mengamankan informasi sehingga hanya pihak yang berhak yang bisa membaca, mengubah, atau memastikan keasliannya.

Tanpa disadari, kriptografi bekerja hampir setiap kali Anda mengakses internet. Saat membuka situs berawalan HTTPS , mengirim pesan di aplikasi chat seperti whatsapp misalnya, masuk ke akun dengan kata sandi, atau menandatangani dokumen secara digital, semuanya menggunakan kriptografi.

Apa Itu Kriptografi dan Bedanya dengan Enkripsi?

Secara etimologi, kata kriptografi berasal dari bahasa Yunani, yaitu kryptos yang berarti tersembunyi dan graphein yang berarti menulis. Awalnya, teknik ini dipakai sekadar untuk menyembunyikan isi pesan.

Hingga saat ini kriptografi cakupannya jauh lebih luas karena semakin berkembang. Kriptografi tidak hanya menjaga kerahasiaan data, tetapi juga memastikan data tidak diubah serta membuktikan siapa pengirimnya.

Sering kali kriptografi dan enkripsi dianggap sama, padahal keduanya berbeda. Kriptografi adalah bidang ilmunya, sedangkan enkripsi adalah salah satu teknik di dalamnya untuk mengubah data terstruktur menjadi bentuk acak yang hanya bisa dibuka dengan kunci yang tepat. 

4 Istilah Dasar dalam Kriptografi

Untuk memahami cara kerja kriptografi, ada empat istilah dasar yang perlu diketahui:

• Plaintext: Data asli yang belum dienkripsi dan masih dapat dibaca.

• Chipertext: Data hasil enkripsi yang tampak acak dan tidak dapat dibaca.

• Kunci: Nilai rahasia yang digunakan untuk mengunci maupun membuka data.

• Algoritma: Rumus matematis yang menentukan metode perubahan data.

3 Jenis Kriptografi Modern dan Cara Kerjanya

Kriptografi modern terbagi menjadi tiga jenis utama: kriptografi simetris, kriptografi asimetris, dan fungsi hash. Ketiganya memiliki fungsi berbeda dan sering dikombinasikan dalam praktik nyata.

1. Kriptografi Simetris

Kriptografi simetris menggunakan satu kunci yang sama untuk mengunci dan membuka data. Oleh karena itu, pengirim dan penerima harus memegang kunci rahasia yang sama.

Prosesnya sangat cepat sehingga cocok untuk mengenkripsi data berukuran besar, seperti basis data atau berkas cadangan. Namun, tantangan utamanya terletak pada distribusi kunci; jika kunci bocor saat dikirimkan, pihak tidak berwenang dapat membuka seluruh data.

Contoh algoritma simetris yang paling populer dan menjadi standar saat ini adalah AES.

2. Kriptografi Asimetris

Kriptografi asimetris menggunakan sepasang kunci yang saling berhubungan, yaitu kunci publik dan kunci privat. Kunci publik bebas dibagikan, sedangkan kunci privat harus disimpan rapat oleh pemiliknya.

Mekanisme kerjanya dapat berjalan dua arah:

1. Data yang dikunci dengan kunci publik hanya dapat dibuka dengan kunci privat pasangannya (cocok untuk pengiriman data rahasia).

2. Data yang ditandatangani dengan kunci privat dapat diverifikasi oleh siapa saja menggunakan kunci publiknya (cocok untuk pembuktian identitas).

Keunggulannya adalah memecahkan masalah pembagian kunci. Namun, kekurangannya adalah proses komputasinya jauh lebih lambat dibandingkan kriptografi simetris.

Contoh algoritma asimetris meliputi RSA dan ECC.

3. Fungsi Hash (Hash Function)

Fungsi hash bertugas mengonversi data berukuran apa pun menjadi deretan karakter dengan panjang tetap yang disebut nilai hash. Berbeda dari dua jenis lainnya, fungsi hash tidak menggunakan kunci.

Fungsi hash bersifat satu arah (one-way), artinya nilai hash tidak dapat dikembalikan menjadi data asli. Perubahan sekecil apa pun pada data asli bahkan satu huruf akan menghasilkan nilai hash yang sama sekali berbeda. Oleh sebab itu, fungsi hash digunakan untuk menjaga integritas data. 

Contoh algoritma fungsi hash yang aman meliputi SHA-256 dan SHA-3.

Mitos Keamanan: Apakah Kriptografi Asimetris Lebih Aman?

Terdapat anggapan bahwa kriptografi asimetris lebih aman daripada kriptografi simetris, padahal anggapan tersebut keliru.

Tingkat keamanan ditentukan oleh algoritma dan panjang kuncinya, bukan oleh jenis kriptografinya. Kriptografi asimetris justru membutuhkan panjang kunci yang jauh lebih besar untuk mencapai tingkat keamanan yang setara dengan kriptografi simetris.

Jensi Kriptografi	Mekanisme Kunci	Keunggulan Utama	Kekurangan Utama
Simetris	1 Kunci (Sama)	Sangat cepat untuk data besar	Distribusi kunci berisiko bocor
Asimetris	2 Kunci (Publik & Privat)	Memecahkan masalah distribusi kunci	Proses komputasi lebih lambat
Fungsi Hash	Tanpa Kunci	Menjamin integritas data (satu arah)	Tidak bisa dikembalikan ke data asli

Dalam praktiknya, keduanya digunakan secara bersamaan. Contohnya pada protokol HTTPS: kriptografi asimetris digunakan sejenak untuk pertukaran kunci secara aman, lalu seluruh data berikutnya dienkripsi menggunakan kriptografi simetris karena jauh lebih cepat.

Bagaimana Kriptografi Menjaga Keamanan Data?

Kriptografi melindungi informasi dengan menjawab 4 kebutuhan keamanan data  utama melalui teknik yang spesifik.

4 Kebutuhan Utama Keamanan Data

1. Kerahasiaan (Confidentiality): Memastikan hanya pihak berhak yang bisa membaca data. Dijawab menggunakan enkripsi simetris dan asimetris.
2. Integritas (Integrity): Memastikan data tidak diubah selama transmisi. Dijawab menggunakan fungsi hash.
3. Autentikasi (Authentication): Membuktikan keaslian identitas pengirim data. Dijawab menggunakan tanda tangan digital.
4. Nirsangkal (Non-repudiation): Mencegah pengirim menyangkal telah mengirimkan pesan. Dijawab menggunakan tanda tangan digital.

Catatan penting: Enkripsi biasa hanya menjawab kebutuhan kerahasiaan. Tanpa pemeriksaan integritas dan autentikasi, data terenkripsi tetap dapat diubah atau dipalsukan. Tanda tangan digital menggabungkan fungsi hash dan kriptografi asimetris untuk memastikan isi dokumen tidak berubah sekaligus membuktikan identitas penandatangan.

Contoh Penerapan Kriptografi dalam Sistem Digital

Berikut adalah beberapa contoh penerapan kriptografi beserta jenis yang bekerja di belakangnya:

Contoh Penerapan	Jenis Kriptografi yang Bekerja
Situs HTTPS	Asimetris dan simetris secara bersamaan
Aplikasi Pesan Terenkripsi	Asimetris dan simetris secara bersamaan
Tanda Tangan Digital	Asimetris dan fungsi hash
Penyimpanan Kata Sandi	Fungsi hash khusus kata sandi
Pemeriksaan Keaslian Berkas	Fungsi Hash
Enkripsi Basis Data	Simetris

Cara yang Benar Menyimpan Kata Sandi

Salah satu kekeliruan fatal dalam sistem organisasi adalah menyimpan kata sandi menggunakan enkripsi biasa. Kata sandi sebaiknya tidak disimpan dengan enkripsi, karena enkripsi dapat dibuka kembali dengan kuncinya; jika kunci bocor, seluruh kata sandi akan terekspos.

Kata sandi juga tidak boleh disimpan dengan fungsi hash biasa. Fungsi hash standar dirancang sangat cepat, yang justru memudahkan peretas melakukan tebakan massal dalam waktu singkat.

Cara yang tepat adalah menggunakan fungsi hash khusus kata sandi seperti bcrypt atau Argon2. Algoritma ini sengaja dirancang lambat untuk menghambat percobaan tebakan kata sandi secara massal.

Evaluasi Algoritma Enkripsi: Mana yang Masih Aman Dipakai?

Empat algoritma enkripsi yang paling sering dibahas adalah AES, RSA, Triple DES, dan Blowfish. Namun, tidak semuanya layak digunakan pada sistem baru.

Algoritma	Jenis	Status untuk Sistem Baru
AES	Simetris	Disarankan
RSA	Asimetris	Disarankan (dengan panjang kunci memadai)
Triple DES	Simetris	Tidak disarankan
Blowfish	Simetris	Tidak disarankan

Triple DES dan Blowfish menggunakan ukuran blok yang sudah tidak memadai untuk standar sistem modern. Begitu pula pendahulu Triple DES, yaitu DES, yang sudah lama tidak aman. Untuk RSA, kunci pendek seperti 1024-bit sudah tidak direkomendasikan.

Hal serupa berlaku pada fungsi hash. Algoritma lama seperti MD5 dan SHA-1 sudah tidak layak dipakai untuk standar keamanan modern. Gunakan keluarga SHA-2 (seperti SHA-256) atau SHA-3. Standar keamanan algoritma terus berubah seiring waktu sehingga organisasi wajib melakukan peninjauan secara berkala

Penerapan Kriptografi dalam Standar ISO/IEC 27001

Dalam standar internasional sistem manajemen keamanan informasi ISO/IEC 27001, penggunaan kriptografi diatur sebagai salah satu kontrol keamanan utama.

Organisasi yang menerapkan standar ini wajib menetapkan aturan penggunaan kriptografi yang efektif, termasuk tata kelola dan pengelolaan kuncinya. Memiliki sistem yang terenkripsi saja tidak cukup; organisasi harus mendokumentasikan jenis data yang dienkripsi, algoritma yang dipakai, lokasi penyimpanan kunci, serta penanggung jawabnya.

Kesimpulan & Pendampingan Implementasi

Kelemahan kriptografi sering kali tidak terletak pada algoritmanya, melainkan pada kesalahan penerapannya. Penggunaan algoritma usang, penyimpanan kunci di lokasi yang sama dengan data, atau adanya celah data yang tidak terenkripsi dapat merusak seluruh keamanan sistem.

PT Mitra Berdaya Optima siap mendampingi organisasi Anda dalam menerapkan standar ISO/IEC 27001:2022, termasuk menyusun kebijakan penggunaan kriptografi dan tata kelola manajemen kunci secara terstruktur bersama konsultan profesional.