Cara Kerja Protokol Pertukaran Kunci Diffie Hellman

Protocol kesepakatan kunci Diffie-Hellman (Diffie-Hellman Key Agreement) membangun kunci sesi tanpa menggunakan kunci yang dibagikan sebelumnya. Pesan-pesan yang ditukarkan antara Alice dan Bob bisa dibaca oleh siapapun yang bisa menyadap/menguping(eavesdrop) dan si penyadap tidak akan bisa mengetahui kunci sesi yang akhirnya digunakan oleh Alice dan Bob. Di sisi lain, Diffie-Hellman tidak melakukan otentikasi pada pihak-pihak yang terlibat. Salah satu dari kegunaan utama dari DIffie-Hellman adalah dalam protokol Internet Key Exchange(IKE/ Pertukaran Kunci Internet), sebuah bagian pusat dari arsitektur IP Security(IPsec).

Protokol Diffie-Hellman mempunyai dua parameter, p dan g, yang mana keduanya bersifat publik dan mungkin akan digunakan oleh semua user dalam sistem tertentu. Parameter p harus berupa bilangan prima. Bilangan-bilangan bulat mod p (singkatan dari modulo p) mempunyai jangkauan dari 0 hingga p-1, karena x mod p adalah sisa dari x dibagi p, dan membentuk apa yang para matematikawan sebut sebagai group dibawah perkalian. Parameter g (biasanya disebut sebuah generator) harus berupa sebuah akar primitive(primitive root) dari p: untuk setiap angka n dari 1 sampai p -1 pasti ada nilai k sehingga n = g^k mod p. sebagai contoh jika p adalah bilangan prima 5 (pada sistem yang sebenarnya akan digunakan angka yang jauh lebih besar), maka kita akan memilih 2 sebagai generator karena:
1 = 2^0 mod p
2 = 2^1 mod p
3 = 2^3 mod p
4 = 2^2 mod p
Misalkan Alice dan Bob ingin sepakat pada sebuah kunci simetris yang terbagi. Alice dan Bob dan orang lain sudah mengetahui nilai p dan g. Alice meng-generate sebuah nilai privat acak a dan Bob meng-generate sebuah nilai acak privat b. baik a dan b diambil dari sekumpulan integer {1,….,p-1}. Alice dan Bob menurunkan pasangan nilai publik mereka, nilai yang akan mereka kirimkan satu sama lain tanpa terenkripsi, sebagai berikut. Nilai publik dari Alice adalah
g^a mod p
dan nilai publik Bob adalah
g^b mod p
Kemudian mereka menukar nilai pubik mereka. Akhirnya, Alice menghitung
g^ab mod p = (g^b mod p)^a mod p
dan bob menghitung
g^ba mod p = (g^a mod p)^b mod p
Alice dan Bob sekarang mempunyai gab mod p = g^ba mod p sebagai kunci simetris mereka yang dibagikan satu sama lain.

Prinsip dari Penyandian(Chipers) Pada Kriptografi

Enkripsi mengubah sebuah pesan dengan cara tertentu sehingga menjadi tidak dikenali oleh pihak manapun yang tidak mempunyai ‘rahasia’ bagaimana cara membalik proses pengubahan(transformasi). Pengirim menerapkan fungsi enkripsi pada pesan teks awal(plaintext), yang menghasilkan sebuah pesan cipher text(teks tersandi) yang dikirim melalui jaringan seperti digambarkan pada gambar  9.2.1A. penerima menerima menerapkan sebuah fungsi dekripsi(membalik enkripsi) rahasia yang membalik fungsi fungsi enkripsi untuk mengembalikan plaintext awal. Ciphertext terkirim melalui jaringan yang tidak bisa tidak bisa diketahui(dimata-matai) oleh eavesdropper(penyadap) manapun, misalkan si eavesdropper tidak mengetahui fungsi dekripsi.

 

Gambar 8.2.1A Proses Pengiriman pesan

Transformasi yang diwakili oleh sebuah fungsi enkripsi dan fungsi dekripsi pasangannya yang disebut sebagai cipher(penyandian). Ahli kriptografi telah diarahkan pada prinsip, yang pertama dinyatakan pada 1883, bahwa fungsi enkripsi dan dekripsi harus diberikan parameter oleh sebuah key(kunci), dan lebih jauh fungsi-fungsi tersebut harus diakui oleh khalayak umum, hanya kuncinya saja yang harus dirahasiakan. Oleh karena itu, ciphertext yang dihasilkan oleh sebuah pesan plaintext tergantung baik pada fungsi enkripsi dan kunci.
Salah satu alasan dari prinsip ini adalah jika kita tergantung pada penyandian yang dibuat rahasia, maka kita harus menyerahkan penyandian (bukan hanya pada kunci-kunci saja) ketika cipher tidak lagi rahasia. Hal ini berarti berpotensi penggantian cipher yang berulang-kali, dimana menjadi sumber masalah karena akan memakan banyak tenaga untuk mengembangkan sebuah cipher baru. Selain itu, salah satu cara terbaik untuk mengetahui bahwa sebuah cipher itu aman adalah dengan menggunakan cipher tersebut untuk waktu yang lama. Jika tidak ada yang berhasil memecahkan cipher tersebut, mungkin saja cipher tersebut aman. Untungnya, terdapat beberapa orang yang akan mencoba untuk memecahkan cipher-cipher yang ada dan akan memberitahukan tersebar secara luas ketika mereka telah berhasil, sehingga tidak ada berita yang secara umum merupakan berita baik. Oleh karena itu, terdapat pertimbangan biaya dan resiko dalam menjalankan sebuah cipher baru. Akhirnya , memberikan parameter sebuah cipher dengan key-key menyediakan kita dengan apa yang ada di dalam akibat sebuah keluarga cipher yang yang sangat besar; dengan mengganti key-key, kita pada dasarnya mengganti cipher, oleh karena itu membatasi jumlah data yang seorang cryptanalyst(pemecah kode) bisa gunakan untuk mencoba memecahkan cipher atau key kita dan jumlah yang bisa dia baca jika dia berhasil.