Kriptografi adalah metode kuno mengenkripsi informasi menggunakan serangkaian kode. Secara umum, serangkaian rumus matematika yang rumit digunakan untuk mengamankan data, dan kuncinya hanya tersedia untuk pihak yang dituju.
Namun, ada berbagai jenis teknik kriptografi yang digunakan saat ini. Salah satunya adalah kriptografi berbasis kisi, yang mengandalkan konsep kisi matematika, seringkali dalam konstruksi sandi atau buktinya.
Jadi, mari kita bahas apa itu kriptografi berbasis kisi, kepentingannya, dan manfaat utamanya.
Apa itu Kriptografi Berbasis Kisi?
Kriptografi berbasis kisi telah menjadi semakin populer saat dunia bersiap untuk munculnya komputasi kuantum. Kriptografi pasca-kuantum semakin meningkat, terutama karena ada beberapa terobosan dalam ruang komputasi kuantum.
Kriptografi berbasis kisi adalah jenis sistem kriptografi berdasarkan konsep matematika kisi. Dalam kisi, garis menghubungkan titik-titik untuk membentuk struktur geometris. Dalam kriptografi berbasis kisi, struktur geometris ini mengkodekan dan menerjemahkan pesan.
Karena sifat kisi, sulit untuk masuk ke sistem kriptografi berbasis kisi, karena beberapa pola meluas tanpa batas. Ini menjadikan kriptografi berbasis kisi sebagai alternatif yang menarik jenis enkripsi umum seperti RSA, yang telah terbukti rentan terhadap serangan.
Kriptografi berbasis kisi memungkinkan untuk menyandikan pesan sedemikian rupa sehingga hanya dapat didekodekan oleh seseorang yang mengetahui kunci yang benar. Misalnya, bayangkan Anda memiliki dua kisi, satu kisi dengan 10 titik dan satu kisi dengan 100 titik.
Jika Anda memilih dua titik secara acak dari setiap kisi, akan sulit untuk menentukan titik mana pada kisi 10 titik yang sesuai dengan titik mana pada kisi 100 titik. Namun, jika Anda mengetahui kunci yang benar, Anda dapat dengan mudah mencocokkan poin dan memecahkan kode pesannya.
Menariknya, sandi berbasis kisi seperti Dilithium dan Kyber telah menunjukkan potensi besar untuk menahan serangan komputasi kuantum sumber dan dianggap sebagai contoh secara luas enkripsi bukti kuantum.
Algoritma kriptografi berbasis kisi dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori besar: algoritma dengan kunci dan tanpa kunci. Algoritme dengan kunci, seperti algoritme NTRUEncrypt, memerlukan penggunaan kunci rahasia untuk mengenkripsi dan mendekripsi pesan. Algoritme tanpa kunci, seperti algoritma Dual EC_DRBG, tidak memerlukan kunci privat.
Memahami kisi-kisi
Untuk memahami dengan benar konstruksi cipher berbasis kisi, sangat penting untuk mengetahui kisi dan masalah matematika yang mengelilinginya.
Kisi telah dipelajari secara ekstensif oleh ahli matematika dan memiliki sejumlah sifat yang menarik. Misalnya, setiap kisi dua dimensi memiliki basis, sekumpulan vektor yang mendefinisikan kisi. Banyaknya vektor dalam suatu basis disebut pangkat kisi.
Basis untuk kisi tersebut adalah vektor (2, 0) dan (0, 2). Pangkat kisi ini adalah 2. Properti lain yang menarik dari kisi adalah bahwa mereka dapat diklasifikasikan ke dalam salah satu dari tiga kategori: periodik, aperiodik, atau kacau.
Kisi periodik adalah pola yang berulang-ulang tanpa celah atau tumpang tindih. Kisi aperiodik adalah kisi yang polanya tidak berulang dengan tepat, tetapi tidak ada celah atau tumpang tindih. Kisi kacau adalah kisi dengan celah atau tumpang tindih dalam polanya, menyebabkan keacakan dalam persamaan.
Keamanan algoritme berbasis kisi seringkali bergantung pada bagaimana rencana matematika tertentu dapat diselesaikan pada kisi. Dua masalah umum, misalnya, termasuk masalah vektor terdekat (CVP) dan masalah vektor terpendek (SVP). Yang pertama adalah masalah matematika di mana seseorang harus menemukan vektor "bukan nol" terpendek dalam kisi yang diberikan.
Masalah vektor terdekat adalah masalah di mana seseorang harus menemukan vektor dalam kisi tertentu yang paling dekat dengan vektor tertentu. Baik SVP dan CVP diyakini sebagai masalah komputasi yang rumit. Akibatnya, algoritme yang didasarkan pada masalah ini tahan terhadap serangan komputer klasik.
Empat Manfaat Menggunakan Kriptografi Berbasis Kisi
Kriptografi berbasis kisi menawarkan berbagai manfaat dibandingkan sandi konvensional. Beberapa di antaranya adalah sebagai berikut:
1. Keamanan yang Ditingkatkan
Salah satu manfaat terbesar kriptografi berbasis kisi adalah menawarkan peningkatan keamanan. Ini karena kisi-kisi lebih sulit dipecahkan daripada struktur matematika lain yang biasa digunakan untuk kriptografi, seperti kurva eliptik.
2. Waktu Perhitungan Lebih Cepat
Manfaat lain dari kriptografi berbasis kisi adalah dapat dihitung lebih cepat daripada algoritme kriptografi lainnya. Hal ini penting karena waktu komputasi yang lebih cepat dapat meningkatkan performa, terutama pada aplikasi yang membutuhkan respons real-time, seperti media streaming atau game online.
3. Konsumsi Energi Lebih Rendah
Selain lebih cepat, algoritma kriptografi berbasis lattice juga mengkonsumsi energi lebih sedikit dibandingkan jenis algoritma kriptografi lainnya. Ini karena mereka dapat diimplementasikan dalam perangkat keras yang membutuhkan lebih sedikit daya.
Misalnya, jenis prosesor tertentu yang dirancang untuk penambangan mata uang kripto jauh lebih hemat energi daripada prosesor tradisional saat menjalankan algoritme kriptografi berbasis kisi.
4. Fleksibel dan Mudah Diimplementasikan
Keuntungan lain menggunakan kriptografi berbasis kisi adalah relatif mudah diimplementasikan. Metode lain, seperti kriptografi kurva eliptik, bisa sangat rumit dan membutuhkan banyak sumber daya komputer.
Kriptografi berbasis kisi dapat diimplementasikan pada perangkat keras siap pakai, yang membuatnya lebih mudah diakses dan lebih murah. Selain itu, tidak ada persyaratan khusus untuk mengimplementasikan kriptografi berbasis kisi.
Lebih penting lagi, sandi berbasis kisi dapat digunakan untuk sejumlah aplikasi berbeda. Misalnya, dapat digunakan untuk tanda tangan digital, enkripsi berbasis kata sandi, dan pertukaran kunci. Selain itu, ada beberapa cara berbeda untuk membuat kisi, yang berarti ada banyak fleksibilitas dalam penggunaannya.
Standar Kriptografi Baru Diharapkan Meningkat Popularitasnya
Saat pakar keamanan global melihat standar kriptografi yang tahan kuantum, kita dapat mengharapkan standar lain, seperti kriptografi berbasis kisi, akan meningkat popularitasnya. Karena komputer kuantum dapat dengan cepat menyelesaikan masalah dalam hitungan detik yang membutuhkan waktu lebih dari 100.000 tahun untuk diselesaikan oleh komputer biasa, kekuatannya dapat dengan mudah mengatasi protokol enkripsi yang kita gunakan saat ini.
Komputer kuantum menimbulkan ancaman besar bagi banyak standar enkripsi yang sejauh ini mampu bertahan dalam ujian waktu. Namun, Anda dapat mengharapkan kriptografi untuk berubah dan berkembang, terutama karena mesin kuantum, yang memiliki potensi untuk mengungguli superkomputer, akhirnya menjadi arus utama.
