Sejarah singkat kriptografi: Mengirim pesan rahasia sepanjang waktu – Blog IBM

Berasal dari kata Yunani untuk “tulisan tersembunyi,” kriptografi adalah ilmu mengaburkan informasi yang dikirimkan sehingga hanya penerima yang dituju yang dapat menafsirkannya. Sejak jaman dahulu, praktik pengiriman pesan rahasia telah menjadi hal biasa di hampir semua peradaban besar. Di zaman modern, kriptografi telah menjadi kunci penting keamanan cyber. Dari mengamankan pesan pribadi sehari-hari dan otentikasi tanda tangan digital hingga melindungi informasi pembayaran untuk belanja online dan bahkan menjaga data dan komunikasi rahasia pemerintah—kriptografi memungkinkan privasi digital.  

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

Kebanyakan sistem kriptografi dimulai dengan pesan tidak terenkripsi yang dikenal sebagai teks biasa terenkripsi menjadi kode yang tidak dapat dibaca yang dikenal sebagai ciphertext menggunakan satu atau lebih kunci enkripsi. Ciphertext ini kemudian dikirimkan ke penerima. Jika teks sandi disadap dan algoritme enkripsinya kuat, teks sandi tersebut tidak akan berguna bagi penyadap yang tidak berwenang karena mereka tidak akan dapat memecahkan kodenya. Namun, penerima yang dituju akan dapat dengan mudah menguraikan teks tersebut, dengan asumsi mereka memiliki kunci dekripsi yang benar.  

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

Kriptografi kuno

1900 SM: Salah satu implementasi kriptografi pertama 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 terenkripsi yang diyakini sebagai resep rahasia untuk glasir keramik—hal yang mungkin dianggap sebagai rahasia dagang dalam istilah sekarang. 

650 SM: Bangsa Sparta kuno menggunakan sandi transposisi awal untuk mengacak urutan huruf dalam komunikasi militer mereka. Prosesnya bekerja dengan menulis pesan pada sepotong kulit yang dililitkan pada tongkat kayu berbentuk heksagonal yang disebut scytale. Ketika strip dililitkan pada sabit yang berukuran tepat, huruf-huruf tersebut berbaris membentuk pesan yang koheren; namun, ketika strip dilepas, pesan tersebut direduksi menjadi teks tersandi. Dalam sistem scytale, ukuran spesifik dari scytale dapat dianggap sebagai kunci privat. 

100-44 SM: Untuk berbagi komunikasi yang aman dalam pasukan Romawi, Julius Caesar dikreditkan karena menggunakan apa yang kemudian disebut Caesar Cipher, sebuah sandi substitusi dimana setiap huruf dari teks biasa diganti dengan huruf berbeda yang ditentukan dengan menggerakkan sejumlah huruf ke depan. atau mundur dalam alfabet Latin. Di dalam kriptosistem kunci simetris, langkah spesifik dan arah transposisi huruf adalah kunci privat.

Kriptografi abad pertengahan

800: Matematikawan Arab Al-Kindi menemukan teknik analisis frekuensi untuk pemecahan sandi, yang merupakan salah satu terobosan paling monumental dalam pembacaan sandi. Analisis frekuensi menggunakan data linguistik—seperti frekuensi huruf atau pasangan huruf tertentu, jenis kata, dan konstruksi kalimat—untuk merekayasa balik kunci dekripsi pribadi. Teknik analisis frekuensi dapat digunakan untuk mempercepat serangan brute force di mana pemecah kode berupaya mendekripsi pesan yang disandikan secara metodis dengan menerapkan kunci potensial secara sistematis dengan harapan pada akhirnya menemukan kunci yang benar. Sandi substitusi monoalfabetik yang hanya menggunakan satu alfabet sangat rentan terhadap analisis frekuensi, terutama jika kunci privatnya pendek dan lemah. Tulisan Al-Kandi juga mencakup teknik kriptanalisis untuk sandi polialfabetik, yang menggantikan teks biasa dengan teks tersandi dari beberapa huruf untuk lapisan keamanan tambahan yang jauh lebih rentan terhadap analisis frekuensi. 

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

1500: Meskipun sebenarnya diterbitkan oleh Giovan Battista Bellaso, Vigenère Cipher disalahartikan sebagai ahli kriptologi Perancis Blaise de Vigenère dan dianggap sebagai sandi polifonik penting pada abad ke-16. Meskipun Vigenère tidak menemukan Vigenère Cipher, ia menciptakan sandi kunci otomatis yang lebih kuat pada tahun 1586. 

Kriptografi modern 

1913: Pecahnya Perang Dunia I pada awal abad ke-20 menyebabkan peningkatan tajam dalam kriptologi untuk komunikasi militer, serta kriptanalisis untuk pemecahan kode. Keberhasilan ahli kriptologi Inggris dalam memecahkan kode telegram Jerman membawa kemenangan penting bagi Angkatan Laut Kerajaan Inggris.

1917: Edward Hebern dari Amerika menciptakan mesin rotor kriptografi pertama dengan menggabungkan sirkuit listrik dengan bagian mesin tik mekanis untuk mengacak pesan secara otomatis. Pengguna dapat mengetikkan pesan teks biasa ke dalam keyboard mesin tik standar dan mesin tersebut akan secara otomatis membuat sandi substitusi, mengganti setiap huruf dengan huruf baru yang diacak untuk menghasilkan teks sandi. Teks sandi pada gilirannya dapat didekodekan dengan membalikkan rotor sirkuit secara manual dan kemudian mengetikkan teks sandi kembali ke Mesin Rotor Hebern, menghasilkan pesan teks biasa 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 teks biasa dan mendekode teks sandi. Banyak digunakan oleh Jerman sebelum dan selama Perang Dunia II, Mesin Enigma dianggap cocok untuk kriptografi rahasia tingkat tertinggi. Namun, seperti Mesin Rotor Hebern, mendekode pesan yang dienkripsi dengan Mesin Enigma memerlukan pembagian lanjutan pengaturan kalibrasi mesin dan kunci pribadi yang rentan terhadap spionase dan akhirnya menyebabkan jatuhnya Enigma.

1939-45: Saat pecahnya Perang Dunia II, pemecah kode Polandia meninggalkan Polandia dan bergabung dengan banyak matematikawan Inggris terkemuka—termasuk bapak komputasi modern, Alan Turing—untuk memecahkan sistem kriptografi Enigma Jerman, sebuah terobosan penting bagi Sekutu. Karya Turing secara khusus menetapkan banyak teori dasar untuk komputasi algoritmik. 

1975: Para peneliti yang mengerjakan cipher blok di IBM mengembangkan Standar Enkripsi Data (DES)—sistem kriptografi pertama yang disertifikasi oleh Institut Nasional untuk Standar dan Teknologi (saat itu dikenal sebagai Biro Standar Nasional) untuk digunakan oleh Pemerintah AS. Meskipun DES cukup kuat untuk menghalangi bahkan komputer terkuat pada tahun 1970an, panjang kuncinya yang pendek membuatnya tidak aman untuk aplikasi modern, namun 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, juga dikenal sebagai kriptografi kunci publik, menawarkan tingkat privasi yang lebih tinggi dengan tidak lagi bergantung pada kunci pribadi bersama. Dalam kriptosistem kunci publik, setiap pengguna memiliki kunci rahasia pribadi mereka sendiri yang bekerja bersama-sama dengan kunci publik bersama untuk keamanan tambahan.

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

2001: Menanggapi kemajuan dalam daya komputasi, DES digantikan oleh algoritma enkripsi Advanced Encryption Standard (AES) yang lebih kuat. Mirip dengan DES, AES juga merupakan kriptosistem simetris, namun menggunakan kunci enkripsi yang lebih panjang sehingga tidak dapat dipecahkan oleh perangkat keras modern.

Kriptografi kuantum, kriptografi pasca-kuantum, dan masa depan enkripsi

Bidang kriptografi terus berkembang mengikuti kemajuan teknologi dan semakin canggih cyberattacks. Quantum cryptography (juga dikenal sebagai enkripsi kuantum) mengacu pada ilmu terapan yang mengenkripsi dan mengirimkan data secara aman berdasarkan hukum mekanika kuantum yang terjadi secara alami dan tidak dapat diubah untuk digunakan dalam keamanan siber. Meskipun masih dalam tahap awal, enkripsi kuantum memiliki potensi untuk menjadi jauh lebih aman dibandingkan jenis algoritma kriptografi sebelumnya, dan, secara teori, bahkan tidak dapat diretas. 

Berbeda dengan kriptografi kuantum yang mengandalkan hukum alam fisika untuk menghasilkan kriptosistem yang aman, algoritma kriptografi pasca-kuantum (PQC) menggunakan berbagai jenis kriptografi matematika untuk membuat enkripsi tahan komputer kuantum.

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

Pelajari bagaimana solusi kriptografi IBM membantu bisnis menjaga data penting

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

Jelajahi solusi kriptografi IBM