Apa itu enkripsi? Panduan lengkap

Sejarah singkat enkripsi

Enkripsi bagi masyarakat umum di internet merupakan hal yang masih tergolong baru, namun kini sudah cukup umum. Pada awalnya, enkripsi data semata-mata merupakan langkah keamanan negara: untuk menjaga kerahasiaan informasi nasional atau militer, serta mencegah musuh (baik yang nyata maupun potensial) mengaksesnya. Seiring dengan semakin meluasnya penggunaan internet sebagai sumber daya umum pada tahun 1990-an, wacana seputar enkripsi serta aksesibilitasnya pun mengalami perubahan. Istilah “keamanan” atau “privasi” telah dengan tepat diperluas cakupannya hingga mencakup masyarakat umum. Namun, kebutuhan untuk menyembunyikan informasi ini sebenarnya sudah ada sejak lama.

Asal-usul kuno kriptografi

Praktik menyembunyikan pesan sudah ada sejak zaman peradaban kuno. Herodotus menceritakan bagaimana Histeaus menato sebuah pesan rahasia di kulit kepala seorang budak yang telah dicukur, lalu menyembunyikannya saat rambutnya tumbuh kembali. Inilah steganografi – menyembunyikan, bukan mengubah, sebuah pesan.

Pada sekitar tahun 700–500 SM, sistem sandi mulai muncul untuk mengenkripsi informasi rahasia, seperti komunikasi militer. Metode-metode awal mencakup penggantian huruf sederhana (A=Z, B=Y). Seiring berjalannya waktu, enkripsi menjadi semakin rumit. Mesin “Enigma” milik Jerman Nazi menggunakan sistem sandi berbasis rotor yang rumit, dan keberhasilan memecahkan sandi tersebut membantu Sekutu memenangkan Perang Dunia II.

Dengan demikian, kita dapat mengatakan bahwa enkripsi sudah ada sejak saat bahasa manusia mulai berperan dalam ranah politik, dan masih tergolong baru seiring dengan terus berlanjutnya transformasi bahasa ke ranah digital.

Enkripsi sebagai teknologi keamanan modern

Kriptografi digital dan komputasional modern dikembangkan pada tahun 1970-an, sebagian besar berkat pendanaan penelitian dan inisiatif dari Amerika Serikat. pemerintah. RSA (Rivest–Shamir–Adleman) merupakan salah satu hasil dari penelitian ini. Upaya-upaya ini sebenarnya tidak sepenuhnya dirahasiakan, karena melibatkan para peneliti akademis dan perusahaan teknologi seperti IBM yang bekerja berdasarkan kontrak pemerintah. Namun, hasil-hasil tersebut dijaga ketat dan dianggap sebagai aset keamanan nasional. Teknologi kriptografi bahkan diklasifikasikan sebagai “amunisi” atau senjata berdasarkan undang-undang AS undang-undang untuk membatasi dan menindak ekspornya selama Perang Dingin.

Enkripsi sebagai sumber daya privasi publik

Melalui kasus-kasus pengadilan, gerakan aktivisme, dan upaya teknologi berbasis masyarakat, AS Undang-undang enkripsi dilonggarkan, sehingga memungkinkan penyebaran pesan terenkripsi secara global – yang pada akhirnya memunculkan privasi digital.

Pada tahun 2010-an, sebagian besar layanan web telah mengadopsi AES atau protokol serupa, sehingga enkripsi menjadi pengaturan default untuk menjelajah internet, mengirim email, dan berbelanja online.

Hingga saat ini, perjuangan untuk enkripsi yang aman dan bebas dari celah keamanan terus berlanjut. Namun, pertama-tama, mari kita pelajari bagaimana enkripsi bekerja.

Apa itu enkripsi?

Enkripsi adalah proses transformasi data sehingga data tersebut tidak dapat dibaca kecuali oleh pihak yang memiliki kunci kriptografi yang diperlukan untuk membukanya. Bayangkan saja hal ini sebagai menyimpan informasi sensitif Anda di dalam sebuah ruangan yang tak bisa ditembus, yang tidak bisa diakses tanpa kunci khusus yang hanya Anda miliki. Lagipula, “mengenkripsi” berarti menyegel, melindungi, atau merahasiakan. Namun, alih-alih disimpan di dalam ruang fisik yang aman, data Anda diubah menjadi kode digital.

Proses enkripsi

Enkripsi mengubah data Anda dari “teks biasa” (asli dan dapat dibaca, atau “terbuka”) menjadi “teks terenkripsi” (tidak dapat dibaca, tersembunyi di balik “kode” atau teka-teki). Algoritma khusus mengubah setiap huruf atau nilai dalam data Anda sehingga, sekalipun ada orang yang menyadapnya, data tersebut tidak akan dapat diuraikan. Algoritma enkripsi modern yang akan kita bahas antara lain AES, RSA, dan ECC (Kriptografi Kurva Eliptik).

Kekuatan kunci enkripsi

Kekuatan enkripsi ditentukan oleh panjang numerik (atau jumlah bit) dari kunci enkripsi: semakin panjang kuncinya, semakin sulit untuk dipecahkan. Pada tahun 2001, AES diperkenalkan sebagai sistem enkripsi 128-bit untuk penggunaan sensitif maupun umum, dan juga kompatibel dengan kunci 256-bit. Enkripsi AES secara efektif membuat DES (Data Encryption Standard) 56-bit yang asli menjadi usang.

Untuk keamanan tingkat lanjut, enkripsi 256-bit kini menjadi standar, dan bahkan jumlah bit yang lebih tinggi digunakan dalam kasus-kasus yang sangat sensitif. Untuk memahami seberapa kuat enkripsi 256-bit, perlu diketahui bahwa terdapat sekitar 10^77 kemungkinan kombinasi angka dan kunci.

Jenis-jenis enkripsi dasar

Bentuk-bentuk utama enkripsi dibedakan berdasarkan cara dan jenis kunci yang dibagikan di antara pihak-pihak yang tepercaya. Dalam praktik saat ini, bentuk-bentuk enkripsi berikut sering digabungkan untuk membentuk protokol enkripsi hibrida.

Enkripsi simetris

Enkripsi simetris menggunakan kunci bersama yang sama baik untuk mengenkripsi maupun mendekripsi sebuah paket data. Oleh karena itu, baik pengirim maupun penerima harus memiliki kunci tersebut, atau telah saling berbagi kunci sebelumnya, agar masing-masing dapat mengenkripsi dan mendekripsi pesan. AES adalah standar enkripsi simetris utama, yang mengenkripsi data menjadi blok-blok berukuran tetap sebesar 128 bit.

Karena jauh lebih efisien, enkripsi simetris sangat berguna untuk data dalam jumlah besar yang disimpan, seperti untuk melindungi penyimpanan basis data. Namun, salah satu masalah pada enkripsi simetris adalah kunci tersebut harus dibagikan secara aman di antara beberapa pihak, yang menimbulkan risiko keamanan jika tidak dienkripsi. Di sinilah enkripsi asimetris berperan.

Enkripsi asimetris

Enkripsi asimetris, atau kriptografi kunci publik, menggunakan dua kunci yang saling terkait: kunci publik untuk enkripsi dan kunci pribadi untuk dekripsi. Kunci-kunci ini saling terkait secara matematis melalui bilangan prima yang sangat besar, sehingga memastikan bahwa data yang dienkripsi dengan salah satu kunci hanya dapat didekripsi dengan kunci lainnya. Kunci publik dapat dibagikan secara bebas, sehingga siapa pun dapat mengenkripsi pesan yang hanya dapat didekripsi dengan kunci pribadi penerima.

Kriptografi Kurva Eliptik (ECC)

ECC (Kriptografi Kurva Eliptik) adalah bentuk enkripsi asimetris yang berkembang pesat, yang didasarkan pada kurva eliptik di atas lapangan terbatas. Sistem ini menghasilkan kunci publik dan kunci privat dengan memanfaatkan soal-soal matematika yang rumit, sehingga memberikan keamanan yang kuat dengan beban komputasi yang minimal. Kunci ECC 256-bit setara dengan kunci RSA 3072-bit, sehingga ECC sangat cocok untuk sertifikat SSL/TLS, blockchain, WireGuard, dan keamanan perangkat seluler.

Bentuk-bentuk enkripsi baru

Metode enkripsi baru juga mulai bermunculan. WireGuard, misalnya, menggunakan ChaCha20, yaitu algoritma enkripsi aliran yang cepat dan aman yang mengenkripsi data bit demi bit. Sering dipadukan dengan Poly1305 untuk otentikasi, ChaCha20-Poly1305 sangat efisien dan tahan terhadap serangan siber.

Enkripsi hibrida untuk lalu lintas daring

Enkripsi juga dapat diterapkan dalam bentuk hibrida dan berlapis-lapis untuk melindungi data yang sedang dikirim dengan lebih baik. Seperti yang telah kita lihat, enkripsi simetris memang cepat, tetapi jika digunakan sendirian, enkripsi ini tidak menyediakan cara yang aman dan terenkripsi untuk berbagi kunci. Kriptografi kunci publik menawarkan solusi untuk masalah ini. Model hibrida (termasuk ECC) menggabungkan protokol enkripsi simetris dan asimetris pada berbagai tingkatan untuk memberikan keamanan kunci sekaligus optimalisasi enkripsi.

Pelajari lebih lanjut tentang protokol enkripsi dengan VPN dalam panduan Nym.

Protokol keamanan internet

Bentuk enkripsi hibrida yang paling umum digunakan sebenarnya adalah protokol-protokol yang kini digunakan untuk mengamankan lalu lintas data di internet: SSL (Secure Socket Layer) yang asli, TLS (Transport Layer Security) yang dikembangkan dan disempurnakan berdasarkan SSL, serta HTTPS yang dibangun di atas TLS/SSL.

SSL/TLS adalah proses untuk pertama kali membangun koneksi terenkripsi. Proses ini dimulai dari peramban Anda dan layanan web, dengan memverifikasi sertifikat TLS/SSL serta masa berlakunya melalui otoritas sertifikat tepercaya (CA) untuk memastikan bahwa itu adalah server yang sebenarnya. Kunci enkripsi simetris kemudian dipertukarkan secara aman untuk mengenkripsi dan mendekripsi data Anda.

Enkripsi berlapis

Biasanya, data pengguna dienkripsi satu kali karena cara ini cukup aman sekaligus cepat. Namun, ada beberapa cara untuk mengenkripsi data lebih dari sekali. Saat terhubung melalui VPN, data Anda kemungkinan besar akan dienkripsi dua kali: pertama melalui koneksi HTTPS dengan server tujuan, dan kedua melalui terowongan VPN. Langkah-langkah enkripsi ini pada dasarnya membentuk beberapa lapisan, dengan HTTPS sebagai lapisan pertama yang melingkupi inti data teks biasa Anda.

Prosedur perutean lainnya memiliki desain lapisan yang lebih kompleks. Enkripsi onion pada jaringan Tor merupakan contoh lain yang terkenal dari enkripsi hibrida, yang menerapkan enkripsi berlapis-lapis untuk melindungi jalur paket melalui jaringan perutean yang terdiri dari tiga server (atau node). Sphinx dirancang khusus untuk komunikasi anonim dalam sebuah mixnet seperti yang digunakan oleh NymVPN.

Optimasi kecepatan

Semakin kuat proses enkripsinya, semakin menjadi masalah latensi tersebut. Kunci yang lebih panjang, pertukaran kunci bertahap, beberapa lapisan enkripsi, serta dekripsi dan perutean multi-node: semua hal ini menambah waktu komputasi dalam proses tersebut. Namun, hal itu tak diragukan lagi meningkatkan keamanan.

Pada akhirnya, keamanan dan privasi daring akan selalu melibatkan pertukaran antara kecepatan dan kinerja. Jadi, dalam memilih protokol enkripsi, atau layanan seperti VPN yang didasarkan pada protokol tersebut, penting untuk mempertimbangkan algoritma enkripsi dan protokol perutean apa saja yang digunakan.

Teknik untuk memecahkan enkripsi

Apakah mungkin untuk memecahkan sistem enkripsi? Pada dasarnya, ya. Namun, secara praktis, “memecahkan” standar enkripsi modern secara langsung saat ini belum memungkinkan. Untuk melakukannya, diperlukan sumber daya komputasi yang sangat besar, yang sejauh ini belum diketahui keberadaannya. Satu-satunya kekhawatiran adalah kapan kemampuan komputasi ini akan menjadi layak secara praktis. Bagaimanapun, mari kita uraikan langkah-langkah yang mungkin bisa dilakukan untuk melakukannya.

Akuisisi utama

Cara paling mudah untuk membobol enkripsi—yaitu, mengakses data terenkripsi secara tidak sah—adalah dengan memperoleh kunci enkripsi/decryption. Hal ini dapat dilakukan dengan berbagai cara.

• Kesalahan pengguna: Kunci pribadi sering kali bocor akibat pengelolaan yang buruk, seperti penggunaan ulang atau pembagian yang tidak aman. Sama seperti kata sandi, jika bocor, informasi tersebut dapat disalahgunakan.
• Serangan siber: Para peretas memperoleh kunci melalui phishing, serangan man-in-the-middle, atau pelanggaran keamanan basis data. Phishing memancing pengguna agar membocorkan kredensialnya, sementara penyerang dapat menyadap pertukaran kunci atau mengakses kunci teks biasa yang disimpan secara tidak aman.
• Rekayasa sosial: Taktik psikologis seperti spear phishing atau baiting memancing pengguna agar membagikan kunci. Misalnya, sebuah email palsu dari bagian TI mungkin secara keliru mengklaim adanya pelanggaran keamanan, sehingga memanipulasi pengguna agar membocorkan kunci enkripsi.

Bahkan jika salah satu serangan ini berhasil, secara teknis metode-metode ini tidak merusak atau memecahkan enkripsi itu sendiri, melainkan memanfaatkan kelemahan manusia untuk mendapatkan akses ke kunci-kunci tersebut.

Serangan brute force

Serangan brute force secara sistematis menebak kunci enkripsi melalui proses coba-coba. Namun, seiring bertambahnya panjang kunci, jumlah kombinasi yang mungkin meningkat secara eksponensial, sehingga serangan-serangan ini menjadi tidak praktis.

Meskipun enkripsi 56-bit telah berhasil dipecahkan dalam hitungan jam dan tidak lagi digunakan, enkripsi 128-bit tetap belum berhasil dipecahkan. Teknologi canggih seperti enkripsi 256-bit membuat serangan brute force hampir mustahil dilakukan, karena membutuhkan waktu dan daya komputasi yang sangat besar sehingga tidak realistis.

Kriptoanalisis

Di mana pun ada kode, upaya untuk memecahkannya pasti akan muncul. Kriptoanalisis, yang sudah ada sejak zaman kuno, mengkaji pola bahasa untuk memecahkan sandi dengan menyaring kemungkinan kode dan menganalisis pola frekuensi.

Dengan enkripsi digital, hal ini jauh lebih rumit. Kriptoanalisis modern mencari pola dalam teks sandi untuk mempersempit kemungkinan kunci, namun teknik-teknik yang ada saat ini sebagian besar masih tidak praktis.

Serangan saluran samping

Serangan saluran samping tidak menargetkan enkripsi itu sendiri, melainkan menganalisis data yang bocor dari proses enkripsi, seperti penggunaan daya komputer dan waktu eksekusi. Metadata ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi dengan lebih tepat jenis algoritma enkripsi yang digunakan serta parameter-parameter kuncinya. Namun sekali lagi, algoritma enkripsi modern 128-bit dan 256-bit tetap hampir mustahil untuk dipecahkan, bahkan jika algoritmanya sudah diketahui.

Komputasi kuantum

Komputasi kuantum berpotensi menimbulkan risiko bagi enkripsi di masa depan, karena mampu memproses berbagai perhitungan secara bersamaan. Meskipun sebagian besar masih bersifat teoretis, superkomputer ini berpotensi mengungguli sistem tradisional dalam serangan brute force dan kriptanalisis. Meskipun dampaknya yang sebenarnya masih bersifat spekulatif, ancaman ini telah mendorong pengembangan kriptografi yang tahan terhadap serangan kuantum guna memperkuat enkripsi terhadap potensi dekripsi kuantum.

Batasan enkripsi dalam kaitannya dengan privasi

Metode enkripsi modern nyaris tidak dapat ditembus, yang berarti bahwa isi lalu lintas dan komunikasi daring Anda, jika dienkripsi ujung-ke-ujung, seharusnya aman. Namun, enkripsi data saja merupakan langkah perlindungan yang diperlukan, tetapi tidak cukup.

Meskipun isi data kita telah dienkripsi, masih ada banyak agen dan sistem berbasis kecerdasan buatan yang secara aktif melacak kita di dunia maya dan mengumpulkan metadata kita, atau data yang melingkupi lalu lintas terenkripsi dari segala aktivitas yang kita lakukan.

Kebocoran metadata

Metadata lalu lintas sangatlah informatif, bahkan ketika pesan-pesan tersebut telah dienkripsi. Data yang dapat dibaca seperti alamat IP, jenis perangkat, lokasi, alamat IP penerima, dan cap waktu aktivitas masih dapat bocor. Meskipun hal ini tidak secara langsung mengungkapkan detail pribadi, data tersebut dapat dikaitkan dengan catatan dari penyedia layanan internet (ISP) atau VPN terpusat. Lebih sering, pihak ketiga menganalisis data tersebut untuk menyimpulkan pola perilaku dan minat pengguna.

Analisis lalu lintas

Analisis lalu lintas mengumpulkan data mengenai frekuensi koneksi, kebiasaan menjelajah, minat, dan kecenderungan politik, sehingga membentuk kumpulan data pribadi yang sangat besar. Meskipun pesan atau transaksi telah dienkripsi, pelacakan yang didukung oleh kecerdasan buatan (AI) tetap dapat menganalisis dan menyimpulkan perilaku serta minat pengguna, seringkali tanpa persetujuan.

Kesimpulan

Enkripsi modern sangat penting bagi keamanan daring, tetapi tidak cukup untuk menjamin privasi yang sesungguhnya. Dengan maraknya pelacakan data dan pengawasan, diperlukan alat-alat privasi tambahan.

VPN tradisional sering kali menyimpan metadata pengguna secara terpusat, sehingga rentan terhadap kebocoran data dan pengawasan. VPN terdesentralisasi seperti NymVPN menghilangkan risiko-risiko ini dengan mencegah penyimpanan log dan menggunakan perutean multi-hop untuk perlindungan yang lebih kuat terhadap analisis lalu lintas.

Untuk informasi lebih lanjut mengenai enkripsi dalam VPN, pelajari protokol WireGuard dan OpenVPN dari Nym.