IPsec: Aplikasi Teknik Kriptografi untuk Keamanan Jaringan Komputer


IPsec: Aplikasi Teknik Kriptografi untuk Keamanan Jaringan Komputer
1. Pendahuluan

Pada awal perkembangannya, jaringan computer digunakan hanya untuk pengiriman e- mail antar perguruan tinggi untuk keperluan riset dan untuk berbagi penggunaan printer dalam suatu perusahaan. Untuk memenuhi tujuan tersebut, aspek keamanan jaringan pada saat itu tidak mendapat perhatian penting. Namun kini, saat jaringan komputer juga telah digunakan untuk berbagai aktivitas perbankan dan perdagangan, terutama melalui Internet, aspek keamanan menjadi masalah yang harus mendapat perhatian besar.

Kriptografi merupakan ilmu untuk menyamarkan suatu pesan demi menjaga kerahasiaannya. Suatu pesan (plain text) harus melalui proses enkripsi terlebih dulu menjadi bentuk yang tidak berarti (cipher text) sebelum dikirimkan ke penerima yang berhak. Hanya pihak yang berhak lah yang dapat melakukan proses dekripsi, yaitu mengubah kembali cipher text menjadi plain text memakai suatu kunci yang rahasia. Plain text akan sulit diturunkan dari cipher text-nya oleh orang yang tidak berhak (yang tidak memiliki kunci yang bersesuaian dengan cipher text tersebut).

Kriptografi menganut prinsip kerahasiaan melalui ketidakjelasan (secrecy through obscurity). Dalam makalah ini, IPsec akan dibahas sebagai salah satu aplikasi teknik kriptografi untuk keamanan jaringan komputer. Aspek keamanan yang disediakan merupakan hasil dari teknik kriptografi yang diimplementasikan dalam rangkaian protokol IPsec. Sejak pendefinisiannya dalam beberapa dokumen RFC (Request for

Comments), para ahli telah melakukan beberapa analisis untuk mengidentifikasi kelebihan dan kelemahan IPsec, serta memberikan beberapa rekomendasi untuk perbaikan.

 

2. Keamanan Jaringan Komputer

Masalah keamanan jaringan komputer secara umum dapat dibagi menjadi empat kategori yang saling berkaitan:

1. Secrecy/Confidentiality

Informasi yang dikirimkan melalui jaringan komputer harus dijaga sedemikian rupa kerahasiaannya sehingga tidak dapat diketahui oleh pihak yang tidak berhak mengetahui informasi tersebut.

 

2. Authentication

Identifikasi terhadap pihak-pihak yang sedang melakukan komunikasi melalui jaringan harus dapat dilakukan. Pihak yang berkomunikasi melalui jaringan harus dapat memastikan bahwa pihak lain yang diajak berkomunikasi adalah benar-benar pihak yang dikehendaki.

 

3. Nonrepudiation

Pembuktian korespondensi antara pihak yang mengirimkan suatu informasi dengan informasi yang dikirimkan juga perlu dilakukan dalam komunikasi melalui jaringan komputer. Dengan pembuktian tersebut, identitas pengirim suatu informasi dapat dipastikan dan penyangkalan pihak tersebut atas informasi yang telah dikirimnya tidak dapat dilakukan.

 

4. Integrity Control

Informasi yang diterima oleh pihak penerima harus sama dengan informasi yang telah dikirim oleh pihak pengirim. Informasi yang telah mengalami perubahan dalam proses pengiriman, misalnya diubah oleh pihak lain, harus dapat diketahui oleh pihak penerima. Dalam protokol stack OSI (Open System Interconnection) Reference Model terdapat beberapa kemungkinan penempatan aspek keamanan jaringan. Terdapat pula kemungkinan bahwa aspek keamanan jaringan tidak hanya ditempatkan pada salah satu layer melainkan dikombinasikan pada beberapa layer sekaligus karena penempatan pada tiap layer memiliki keunggulan masing-masing. Pada physical layer, kabel transmisi dapat diamankan dengan penggunaan tabung pelapis yang berisi gas bertekanan tinggi. Pada data link layer, paket pada jalur pointtopoint dapat dienkripsi ketika meninggalkan sebuah mesin dan didekripsi ketika masuk ke mesin yang lain. Pada network layer, penggunaan firewall dan protocol IPsec digunakan untuk menjamin keamanan. Pada transport layer, koneksi dapat dienkripsi untuk menjamin kemanan antarproses (endtoend). Terakhir, pada application layer, aspek autentikasi dan nonrepudiation dapat dijamin dengan algoritma pada aplikasi yang digunakan.

 

3. IPsec (IP Security)

Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, masalah utama yang menjadi perhatian dalam mengimplementasikan aspek keamanan dalam jaringan komputer adalah di layer mana aspek keamanan tersebut harus diimplementasikan. Salah satu solusi yang menjamin tingkat keamanan paling tinggi adalah dengan mengimplementasikan aspek keamanan pada application layer. Dengan implementasi aspek keamanan pada layer ini maka keamanan data dapat dijamin secara endtoend (proses ke proses) sehingga upaya apa pun untuk mengakses atau mengubah data dalam proses pengiriman data dapat dicegah. Namun, pendekatan ini membawa pengaruh yang besar yaitu bahwa semua aplikasi yang dibangun harus ditambahkan dengan aspek keamanan untuk dapat menjamin keamanan pengiriman data.

Pendekatan lain didasarkan bahwa tidak semua pengguna menyadari pentingnya aspek keamanan sehingga mungkin menyebabkan mereka tidak dapat menggunakan fitur keamanan pada aplikasi dengan benar. Selain itu, tidak semua pengembang aplikasi memiliki kemauan untuk menambahkan aspek keamanan pada aplikasi mereka. Oleh karena itu, aspek keamanan ditambahkan pada network layer sehingga fitur kemanan dapat dipenuhi tanpa campur tangan pengguna atau pengembang aplikasi.

Pada akhirnya pendekatan kedua mendapat dukungan lebih banyak daripada pendekatan pertama sehingga dibuat sebuah standar keamanan network layer yang salah satu desainnya yaitu IPsec. IPsec merupakan kumpulan protokol yang dikembangkan oleh IETF (Internet Engineering Task Force) untuk mendukung pertukaran paket yang aman melalui IP layer.

IPsec didesain untuk menyediakan keamanan berbasis kriptografi yang memiliki karakteristik interoperable dan berkualitas. Layanan keamanan yang disediakan mencakup access control, connectionless integrity, data origin authentication, proteksi dari replay attack (sequence integrity), data confidentiality dan traffic flow confidentiality. Layanan tersebut disediakan pada IP layer sehingga mendukung proteksi untuk IP layer dan layer lain di atasnya 7, 18). Secara teknis, IPsec terdiri atas dua bagian utama. Bagian pertama mendeskripsikan dua protocol untuk penambahan header pada paket yang membawa security identifier, data mengenai integrity control, dan informasi keamanan lain. Bagian kedua berkaitan dengan protocol pembangkitan dan distribusi kunci.

 

4. Data Integrity dan Authentication pada IPsec

Integritas data yang dikirimkan melalui jaringan komunikasi dijamin oleh IPsec melalui metode autentikasi digital signature atas informasi yang dikirimkan secara paket-per-paket. Layanan jaminan integritas data ini disediakan dengan menggunakan algoritma HMAC (Hash Message Authentication Code) baik oleh protokol AH (Authentication Header) maupun oleh protocol ESP (Encapsulating Security Payload).

 

5. Data Confidentiality pada IPsec

Fitur data confidentiality pada IPsec hanya disediakan oleh protokol ESP dengan menggunakan algoritma kriptografi simetri. Protokol AH tidak menyediakan fitur ini walaupun sama-sama menyediakan fitur data integrity. Aspek inilah yang menyebabkan pembagian protokol IPsec ke dalam dua jenis (AH dan ESP). Hal ini bertujuan untuk menyediakan fleksibilitas bagi pengguna untuk dapat memilih tingkat keamanan yang dikehendaki karena tidak semua pesan bersifat rahasia tetapi integritas harus selalu dijaga. Bila pesan tidak bersifat rahasia maka pengguna dapat menggunakan protokol AH dan bila pesan harus dijamin kerahasiaanya maka pengguna dapat memilih protokol ESP.

 

6.  Analisis terhadap IPsec

Beberapa ahli telah melakukan analisis terhadap IPsec. Analisis yang dilakukan merupakan usaha identifikasi kelebihan dan kelemahan IPsec (yang di antaranya menghasilkan beberapa rekomendasi untuk perbaikan).

Kelebihan IPsec:

1. IPsec dapat melindungi protokol apa pun yang berjalan di atas IP dan pada medium apapun yang dapat digunakan IP, sehingga IPsec merupakan suatu metode umum yang dapat menyediakan keamanan komunikasi melalui jaringan komputer.

2. IPsec menyediakan keamanan secara transparan, sehingga dari sisi aplikasi, user tidak perlu menyadari keberadaannya.

3. IPsec dirancang untuk memenuhi standar baru IPv6 tanpa melupakan IPv4 yang sekarang digunakan.

4. Perancangan IPsec tidak mengharuskan penggunaan algoritma enkripsi atau hash tertentu sehingga jika algoritma yang sering digunakan sekarang telah dipecahkan, fungsinya dapat diganti dengan algoritma lain yang lebih sulit dipecahkan.

 

Kelemahan IPsec:

1. IPsec terlalu kompleks, penyediaan beberapa fitur tambahan dengan menambah

kompleksitas yang tidak perlu.

2. Beberapa dokumentasinya masih mengandung beberapa kesalahan, tidak menjelaskan beberapa penjelasan esensial dan ambigu.

3. Beberapa algoritma default yang digunakan dalam IPsec telah dapat dipecahkan/dianggap tidak aman (misalnya DES yang dianggap tidak aman dan MD5 yang telah mulai berhasil diserang. Algoritma penggantinya telah tersedia dan administrator sistem sendiri yang harus memastikan bahwa mereka menggunakan algoritma lain untuk mendapatkan keamanan yang lebih tinggi.

 

Beberapa rekomendasi yang dihasilkan Ferguson dan Schneier  untuk perbaikan IPsec:

1. Hilangkan transport mode. Dari sisi keamanan, fungsionalitas tunnel mode merupakan superset dari fungsionalitas transport mode.

2. Hilangkan protokol AH. Dengan tidak perlunya transport mode, maka protokol AH juga dapat dihilangkan karena fungsinya dan kelebihannya (overhead bandwidth lebih kecil) dapat digantikan dengan modifikasi minor pada protokol ESP dalam tunnel mode.

3. Modifikasi protokol ESP sehingga selalu menyediakan fitur autentikasi, hanya enkripsi yang opsional. Saat ini autentikasi dan enkripsi pada ESP bersifat opsional (dengan adanya algoritma NULL).

4. Modifikasi protokol ESP sehingga semua data (termasuk kunci dekripsi) yang digunakan dalam dekripsi paket terautentikasi.

 

Meskipun memiliki beberapa kekurangan, IPsec masih dianggap sebagai protokol keamanan yang paling baik untuk memperoleh keamanan dalam komunikasi melalui jaringan komputer bila dibandingkan dengan protokol keamanan IP yang lain seperti Microsoft PPTP dan L2TP.

 

7. Kesimpulan

Kesimpulan yang bisa diambil:

1. Aspek keamanan dalam komunikasi melalui jaringan komputer menjadi semakin penting terutama karena banyaknya aktivitas pertukaran informasi rahasia melalui Internet.

2. Keamanan jaringan terbagi menjadi empat kategori umum, yaitu:

a. Secrecy/Confidentiality

b. Authentication

c. Nonrepudiation

d. Integrity Control

3. IPsec merupakan salah satu solusi kemanan jaringan berupa protokol kemanan yang berada di network layer untuk pengiriman paket IP.

4. IPsec terdiri atas dua bagian utama, yaitu:

a. Protokol penambahan header pada paket IP (AH dan ESP)

b. Protokol pembangkitan dan distribusi kunci secara otomatis (IKE)

5. IPsec menggunakan teknik-teknik kriptografi dalam menyediakan layanan keamanan IPsec: Aplikasi Teknik Kriptografi 10/11 untuk Keamanan Jaringan Komputer Authentication, Data Integrity, dan Confidentiality.

6. Authentication dan Data Integrity disediakan oleh protokol AH dan ESP dengan

menggunakan HMAC.

7. Confidentiality disediakan oleh protokol ESP dengan mengunakan algoritma kriptografi simetri.

8. Walaupun menurut para ahli masih memiliki beberapa kekurangan, IPsec masih dianggap sebagai solusi terbaik dalam menyediakan keamanan dalam komunikasi melalui jaringan komputer.

 

 

 

Sumber: Angga Danimartiawan, Raiza Mahardika N, Wahyu Satryo Nugroho (Departemen Teknik Informatika, ITB)

 

 

 

:: Semoga Bermanfaat ::

 

Have a Great Day.. ^_^

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s