Apa Itu One-Time Pad? Enkripsi dan Perbedaannya dengan OTP

One-time pad mengenkripsi pesan dengan kunci acak rahasia yang panjangnya sama dengan pesan. Setiap enkripsi menggunakan bagian kunci yang belum pernah dipakai. Dengan syarat yang ketat, mengamati teks sandi tidak memberikan informasi tambahan tentang pesan kepada penyerang.

Singkatan OTP juga dapat berarti kata sandi atau kode login sekali pakai. One-time pad, OTP untuk login, dan tautan yang hanya dapat dibuka sekali menyelesaikan masalah yang berbeda.

Syarat one-time pad yang sesungguhnya

Untuk pesan sepanjang n bit, konstruksi biner memerlukan n bit kunci rahasia yang belum pernah dipakai:

Pilih kunci secara seragam: setiap kunci n bit harus memiliki peluang yang sama untuk dipilih.
Buat kunci secara independen dari pesan dan bagian kunci lainnya.
Rahasiakan kunci dari pengamat.
Gunakan setiap segmen kunci untuk mengenkripsi satu pesan saja. Jangan pernah menggunakan kembali segmen yang tumpang tindih untuk enkripsi lain.

Asumsi tersebut mendasari pembuktian keamanan dalam bab one-time pad karya Mike Rosulek. Frasa yang mudah diingat atau kunci berulang tidak memenuhi syarat ini.

Contoh XOR dengan empat bit

XOR, yang ditulis ⊕, menghasilkan 0 jika dua bit sama dan 1 jika berbeda. Enkripsi menggabungkan pesan dan kunci; dekripsi menerapkan kunci yang sama sekali lagi.

Langkah	Operasi	Hasil
Enkripsi	`1010 ⊕ 0110`	`1100`
Dekripsi	`1100 ⊕ 0110`	`1010`

Di sini pesannya adalah 1010, kuncinya 0110, dan teks sandinya 1100. Mengulangi XOR dengan kunci yang sama menghilangkan pengaruh kunci. Contoh ini menjelaskan matematikanya; komunikasi nyata juga membutuhkan pengelolaan kunci yang aman dan autentikasi.

Arti kerahasiaan sempurna yang sebenarnya

Dalam bagian 10 makalah asli Claude Shannon, kerahasiaan sempurna berarti bahwa mengetahui teks sandi tidak mengubah probabilitas yang diberikan pengamat pada pesan-pesan yang mungkin.

Ini tidak mensyaratkan semua pesan memiliki probabilitas yang sama. Jika suatu pesan dengan panjang yang sama lebih mungkin sebelumnya, pesan itu dapat tetap lebih mungkin sesudahnya. Teks sandi tidak memberikan bukti tambahan. Model panjang tetap yang lazim digunakan juga tidak menyembunyikan waktu komunikasi, pihak yang terlibat, atau panjang pesan.

Mengapa penggunaan ulang kunci merusak jaminan ini

Jika dua pesan yang sama panjang menggunakan kunci K yang sama, maka C1 = M1 ⊕ K dan C2 = M2 ⊕ K. Menggabungkan kedua teks sandi menghilangkan K:

C1 ⊕ C2 = M1 ⊕ M2

Penyerang mengetahui hubungan antara kedua pesan. Ini tidak otomatis mengungkap kedua teks lengkap. Namun, bagian teks asli yang sudah diketahui akan mengungkap segmen kunci yang sesuai dan bagian yang sama pada pesan lainnya. Struktur yang dapat diperkirakan juga membantu penyerang menguji tebakan.

Batas praktis di luar persamaan

Kedua pihak harus sudah berbagi cukup banyak kunci rahasia. Mereka perlu melindungi penyimpanannya, menyinkronkan posisi penggunaan, dan mencegah segmen yang sudah dipakai digunakan lagi. Jumlah kunci yang perlu didistribusikan bertambah seiring jumlah informasi yang dikirim; operasi XOR tidak menyelesaikan masalah itu.

Kunci one-time pad saja tidak memberikan integritas maupun autentikasi pengirim. Mengubah satu bit teks sandi mengubah bit yang sesuai setelah dekripsi tanpa peringatan bawaan. Kerahasiaan saja tidak dapat membuktikan siapa pengirim pesan atau apakah pesan telah diubah.

One-time pad, OTP login, dan tautan sekali lihat

Istilah	Tujuan	Arti “sekali pakai”
One-time pad	Mengenkripsi isi pesan	Setiap bagian kunci digunakan untuk satu enkripsi
OTP login	Mengautentikasi kepemilikan autentikator	Kode yang dibuat diterima sekali selama masih berlaku
Tautan sekali lihat	Membatasi akses melalui layanan	Pembukaan baru diblokir setelah satu pembukaan berhasil

Bagian 3.1.4 panduan autentikator NIST menjelaskan OTP login yang dibuat menggunakan rahasia autentikator serta nilai waktu atau penghitung. Kode itu digunakan untuk autentikasi, bukan sebagai kunci one-time pad untuk mengenkripsi pesan.

Posisi LOCK.PUB

Memo yang dilindungi kata sandi di LOCK.PUB menyediakan kontrol akses. Layanan ini tidak menerapkan one-time pad dan tidak menawarkan enkripsi ujung ke ujung atau model tanpa pengetahuan: server memproses teks asli memo. Tautan memo biasa dapat dibuka berulang kali secara default. Jika opsi sekali lihat dipilih, menampilkan isi dengan kata sandi yang benar akan memblokir pembukaan baru; hal itu tidak langsung menghapus isi yang tersimpan atau menarik kembali unduhan, tangkapan layar, maupun salinan lain.

Untuk berbagi informasi secara praktis, baca panduan memo rahasia. Panduan enkripsi teks membahas hal-hal yang perlu dipertimbangkan saat melindungi teks.

Pertanyaan yang sering diajukan

Apakah one-time pad tidak mungkin dipecahkan?

Skema ideal memberikan kerahasiaan sempurna jika asumsi-asumsinya terpenuhi. Kunci yang terungkap, segmen yang digunakan ulang, perangkat yang disusupi, dan manipulasi pesan harus dipertimbangkan secara terpisah.

Bisakah seed pendek menghasilkan kunci one-time pad yang sesungguhnya?

Generator pseudoacak yang aman dapat memperluas seed pendek menjadi mask yang lebih panjang, dengan keamanan komputasional berdasarkan asumsi tertentu. Keluarannya tidak tersebar seragam di antara semua rangkaian bit yang lebih panjang, sehingga tidak memberikan kerahasiaan sempurna one-time pad.

Apakah “sekali pakai” berarti pesannya menghilang?

Pada one-time pad, istilah ini menjelaskan penggunaan kunci. Pada tautan, istilah ini menjelaskan akses. Keduanya tidak dengan sendirinya membuktikan penghapusan atau menghilangkan salinan yang sudah dibuat seseorang.