Pemecahan Sandi Enigma dengan FPGA

Pemecahan Sandi Enigma dengan FPGA

Oleh : Indra

Abstrak :

Pada laporan ini akan dibahas pemecahan sandi Enigma yang dihasilkan oleh mesin Enigma M3 (M3 Enigma machine). Pemecahan sandi ini dilakukan dengan mencoba semua kombinasi ketiga rotator (26 = 17576) dan seluruh kemungkinan pengaturan plugboard (dengan men-swap 6 pasang huruf dapat dilakukan dengan ~ 10 cara). Sehingga seluruh kemungkinan pengaturan pada mesin enigma ini adalah ~ 10. Untuk mencoba seluruh kemungkinan ~ 10 dengan menggunakan komputer biasa diperlukan waktu 10jam atau 1110 tahun. Pada saat ini sudah terdapat FPGA yang mempunyai kapabilitas yang tinggi keluaran Altera dengan nama EP2A90 memiliki 89280 logic cell dan dapat menampung 52 Mesin Enigma, sehingga waktu yang dibutuhkan berkurang menjadi 10 tahun. Dengan menggunakan 32 perangkat EP2A90 waktunya berkurang menjadi 4 bulan atau apabila diinginkan waktunya berkurang menjadi 12 jam diperlukan perangkat EP2A90 sebanyak 10. Bagaimanapun peningkatan kinerja implementasi FPGA dapat dilakukan dengan pipelining, menggunakan tool synthesys yang lebih baik dan rancangan yang rumit.

Kata kunci: Mesin Enigma, Sandi Enigma, Rotator, Plug Board, Altera, FPGA.

I. Sejarah Mesin Dan Sandi Enigma

Sandi Enigma digunakan pada perang dunia kedua untuk mengacak pesan radio yang sangat rahasia oleh pihak militer Jerman. Angkatan bersenjata jerman mempercayai pesan rahasia yang meraka kirim tidak dapat tembus oleh musuh Jerman pada perang tersebut. Tetapi ribuan pemecah kode rahasia yang berbasis di taman Bletchley Britania daerah wooden huts berpendapat lain. Andrew Lycett dan kawan-kawan menunjukkan bagaimana kesuksesan mereka dalam penelitian untuk menghentikan peperangan. Mesin Enigma telah dikembangkan oleh pihak Jerman selama berlangsungnya pe

Simpan Sekarang

rang dunia dua.

Gambar 1 Mesin Enigma

Pada tahun 2001 diluncurkan film Enigma yang menampilkan bagaimana usaha yang keras untuk memecahkan kode Enigma tetapi sayang sekali tidak ada adegan di dalam film tersebut yang menunjukkan mesin Enigma sebagai mesin yang menghasilkan kode rahasia tersebut sebagaimana judul dari film tersebut.

Tidak banyak orang tahu mengenai hal ikhwal mesin Enigma yang ditemukan oleh orang Jerman ini (gagasan pertama datang dari orang Belanda), informasi tersebut dibocorkan ke Perancis yang kemudian merekonstruksi dengan bantuan Polandia, sebelum diserahkan kepada pemecah kode Inggris untuk menterjemahkan lalu lintas informasi rahasia Jerman selama perang dunia kedua. Dengan keberhasilan ini perseteruan antara Jerman dan sekutu diakhiri dalam tempo dua tahun

Pentingnya kemampuan intelijen sudah terbukti selama peperangan tersebut, seperti yang ditunjukkan oleh anggota kesatuan angkatan laut Inggris dari ruangan 40 dibawah komando Kapten Reginald 'Blinker' Hall yang telah berhasil menginterupsi Komunikasi Jerman. Diantara yang cukup dikenal adalah Telegram Zimmermann yaitu suatu pesan dari Menteri luar negeri Jerman kepada duta besarnya di Mexico City yang memberi tahukan rencana untuk menyerang Amerika Serikat .Dengan informasi ini telah menyeret Amerika Serikat ke dalam kancah peperangan.

Setelah Perjanjian Versailles pada tahun 1919, pihak pertahanan Jerman mengeluarkan ketetapan untuk meningkatkan sistem komunikasi sesuai dengan kesepakatan yang telah dicapai dan memperkenalkan perangkat pembuat pesan rahasia untuk kepentingan bisnis komersial. Dr Arthur Scherbius telah mengembang Mesin Enigmanya yang mampu untuk menghasilkan dan mengolah pesan rahasia dengan harapan ketertarikan perusahaan-perusahaan komersil terhadap keamanan informasi. Pada tahun 1923 dia mendirikan perusahaan Chiffriermaschinen Aktiengesellschaft (Perusahaan yang bergerak dalam bidang pengkodean ) di Berlin untuk membuat produk ini, dan dalam kurun waktu tiga tahun angkatan laut Jerman berhasil memproduksi versi sendiri, yang diikuti pada tahun 1928 oleh angkatan darat dan pada tahun 1933 diikuti oleh angkatan udara.

Pada mesin Enigma, operator mengetikkan pesan kemudian pesan diacak oleh 3 sampai 5 rotor yang memunculkan huruf yang berbeda. Penerima harus mengetahui setting rotor mesin Enigma pengirim agar dapat menyusun pesan kembali. Lebih dari 5 tahun bentuk dasar mesin Enigma mengalami perkembangan menjadi lebih rumit seiring penambahan-penambahan yang dilakukan oleh ahli –ahli kode Jerman pada rangkaian elektronik. Inggris dan sekutunya pertama kali memahami cara kerja mesin ini pada tahun 1931 yaitu pada saat seorang mata-mata Jerman, Hans Thilo Schmidt yang bekerja untuk mata-mata Prancis mengijinkan mata-mata perancis tersebut untuk memotret buku petunjuk mesin Enigma hasil curian, meskipun yang memecahkan kode enigma pertama kali bukanlah pihak Inggris atau Perancis. Setelah mereka menyerahkan rinciannya kepada pihak biro sandi Polandia barulah usaha untuk merekonstruksi mesin Enigma dimulai dengan bantuan Industri rancang bangun Jerman yang kemudian menyelesaikan susunan pengkabelan dalam dan membaca pesan Wehrmacht antara tahun 1933 dan 1938.

Setelah menyadari arti pekerjaan yang berlangsung di Bletchley Park dan rencana Invasi Jerman akan segera dilaksanakan pada tahun 1939, Polandia memilih untuk berbagi rahasia mereka dengan Inggris beserta sekolah sandi negara di Britania, di Bletchley Park, Buckinghamshire dan menjadikan pusat dukungan sekutu untuk mempercepat pemecahan sandi Enigma. Sejumlah besar para ahli matematik yang menjadi pemuncak dibidangnya dan para ahli pemecah masalah yang umum telah direkrut, dan suatu bank awal komputer, yang dikenal sebagai ' pengebom', dibangun untuk untuk sejumlah permutasi pada setting mesin Enigma. Pihak Jerman yakin pesan keluaran dari Mesin Enigma tidak dapat dipecahkan, sehingga mereka menggunakan mesin ini untuk seluruh jenis komunikasi pada medan pertempuran, di laut, di udara dan secara signifikan pada jaringan rahasianya. Pihak Inggris mendefinisikan setiap kegiatan untuk menghadapi pesan Enigma oleh pihak Inggris disebut dengan ‘Ultra’ dan diperlakukan sebagai sesuatu yang teramat sangat rahasia.

Hanya sebagian komandan sekutu yang sadar akan pentingnya Ultra ini dan mereka menggunakannya seminimum mungkin untuk menghindari prasangka pihak Jerman bahwa pesan rahasia mereka telah dapat dipecahkan.

Sebelum adanya Ultra, pihak Inggris dan sekutu hanya memperoleh informasi yang tidak dapat di akses, sehingga dengan adanya Ultra sangat besar sumbangannya terhadap percepatan penghentian peperangan.Disamping berterimakasih kepada pihak Polandia yang telah memberikan informasi, pihak Inggris juga dapat membaca lalu lintas pesan rahasia Wehrmacht secara teratur memecahkan pesan rahasia.

Dalam konteks yang lebih luas, dua pesan rahasia Luftwaffe dapat dipecahkan tetapi informasi yang dapat digunakan agak sedikit kurang efektif, seperti halnya aturan Ultra di dalam pertempuran Inggris yang cukup terbatas, justru tingkatan intelijen yang lebih baik datang dari para tawanan, dokumen-dokumen yang diperoleh dan pengintaian udara yang sudah lebih baik.

Baru pada tahun 1941 terjemahan pesan Enigma mendatangkan manfaat. Pada musim semi diperoleh bukti bahwa pihak Jerman sedang memprioritaskan untuk menyerang Yunani, meskipun saat itu pihak sekutu tidak memiliki kekuatan militer yang cukup besar untuk mengantisipasi terobosan ini.

Pada bulan Maret pembacaan Bletchley dari material Enigma angkatan laut Itali dibantu armada Mediterranean pimpinan laksamana Cunningham berhasil mengalahkan Itali pada pertempuran Matapan. Dan pada musim gugur, para ahli analisa pesan rahasia berhasil memecahkan pesan rahasia yang digunakan oleh pasukan Jerman pimpinan Rommel, percakapan kedua-duanya antara Roma dan Berlin , serta memberikan keuntungan bagi pihak sekutu pada kawasan Afrika utara.

Tekanan paling besar yang dirasakan oleh pihak sekutu adalah pada saat konvoi kapal mereka diserang oleh Jerman di daerah Antlatik utara, Sehingga sumber daya Bletchley yang dikonsentrasikan untuk memecahkan kode Enigma digunakan oleh U-boat Jerman di dalam konteks peperangan ini. Seandainya jika pasukan sekutu dapat menemukan terlebih dahulu lokasi U-boat yang di buru, mereka akan dapat mengarahkan kapal mereka yang membawa pasokan logistik yang sangat krusial dari Amerika utara, menjauh dari daerah berbahya.

Dengan peristiwa tersebut masa-masa yang menarik dari proses pemecahan sandi rahasia Enigma telah dimulai. Termasuk pada tahun 1940 Bletchley memperoleh keberhasilan memecahkan kunci Enigma yang digunakan oleh angkatan laut Jerman.

Selanjutnya semakin jelas bahwa cara terbaik untuk memacu perubahan dalam pengkodean dan teknologi yang terkait dengan cara menguasai mesin Enigma dan buku-buku kode yang terdapat pada kapal Jerman.

Di markas angkatan laut yang menjadi pusat intelijen operasional, dikepalai oleh para pengguna Ultra, Komandan Ian Flemming, asisten pribadi Direktur intelijen angkatan laut telah menunjukkan bakat yang menakjubkan ketika dia mengajukan usul sebuah rencana (dikenal sebagai operasi ‘ruthless/bengis’) untuk merontokkan pesawat Jerman di kanal Inggris, dan mematahkan kapal patroli yang akan menyelamatkan pesawat tersebut, dengan demikian akan didapat akses menuju material Enigma. Tetapi rencana tersebut tidak pernah terwujud.

Sebuah terobosan lagi datang pada bulan maret 1941 ketika kapal pemukat Jerman tertangkap oleh Norwegia lengkap dengan 2 mesin Enigma berikut daftar setting Enigma untuk angkatan laut pada bulan sebelumnya. Sehingga Enigma angkatan laut Jerman dapat dibaca, sekalipun dengan beberapa hambatan dapat dipecahkan oleh pemecah kode di Bletchley pada bulan April.

Sekitar waktu ini, Harry Hinsley, seorang pemecah kode Bletchley berasumsi bahwa kapal cuaca dan pasokan juga bertindak sebagai kapal perang yang berkemungkinan membawa rincian Enigma angkatan laut. Asumsi ini dapat dibuktikan pada bulan Mei 1941 ketika kapal Cuaca Muenchen diserang dan ditemukan berikut buku kode Enigma untuk bulan Juni diatas kapal. Penangkapan kapal pasokan Gedania dan kapal cuaca Lauenburg di bulan Juni yang menghasilkan buku kode untuk bulan berikutnya, dan dengan cara pembacaan Enigma angkatan laut tersebut menunjukkan hasil yang hampir sama dengan kejadian yang sebenarnya.

Jebakan tiga U – boats Jerman gagal di tanjung Verde, dan diiringi kejatuhan yang dramatis dengan tenggelamnya sejumlah kapal sekutu di Atlantik utara, memicu kecurigaan laksamana Jerman, Karl Donitz bahwa pesan rahasia angkatan laut telah dipecahkan oleh pihak sekutu.

Setelah berdiskusi dengan tenaga ahlinya, Jerman meningkatkan keamanan mesin Enigma dan pemecah kode di Bletchley park agak kerepotan dan menuliskan keberatan kepada Perdana Menteri Inggris Winston Churchill dan mengatakan mereka tidak memiliki sumber daya yang memadai. Churchil memberikan balasan yang terkenal dengan memorandum ’tindakan untuk hari ini’ : ’Pastikan mereka telah mendapatkan apa yang mereka inginkan pada prioritas yang ekstrim dan laporkan ke saya bahwa ini sudah dikerjakan’.

Pada bulan Februari 1942 Jerman membuat terobosan dengan meluncurkan Enigma dengan 4 rotor ( mengalikan jumlah setting dengan 26 kali yang lain ) ke dalam mesin Enigma angkatan laut mereka. Menghasilkan jaring yang dikenal dalam istilah Jerman sebagai ‘Triton’ dan dalam istilah Inggris sebagai ‘Hiu’. Hampir setahun Bletchley tidak dapat berbuat banyak terhadap ‘Hiu’, dan sekutu mengalami kekalahan di Atlantik dan hal ini meningkatkan peringatan bagi sekutu.

Pada bulan Desember ‘Hiu’ dapat dipatahkan, tetapi inovasi perangkat Jerman ini mengharuskan sekutu untuk menunggu sampai Agustus pada tahun berikutnya sebelum mesin Enigma dapat dibaca lagi secara teratur. Sejalan dengan itu amerika mulai ikut aktif, menambahkan tenaga komputer yang agak banyak untuk Bletchley.

Pada bulan Juni 1944, Ultra tidak lagi begitu penting. Tetapi tetap tidak rela Jerman mencium gelagat Enigma telah dibaca. Ketika beberapa hari sebelum Normandy mendarat, seorang gugus tugas Amerika menangkap sebuah U-boat Jerman dengan kunci-kunci Enigmanya, laksamana Ernest King seorang komandan Amerika yang bertanggung jawab di armada Atlantik, dituntut ke pengadilan perang karena telah membahayakan ’operasi Tuan Besar’ sebagai bagian rencana untuk pendaratan D-Day telah diketahui.

Bagaimana hubungan intelijen Ultra dengan bacaan kode rahasia Enigma dapat memperpendek peperangan? Harry Hinsley yang bermarkas di Bletchley selama perang mengatakan bahwa Ultra adalah aset yang sangat signifikan. Jika saja Rommel tidak dikeluarkan dari Mesir pada tahun 1941, tentu saja akan tertunda pada tahun berikutnya, yaitu dengan mencegah Rommel meraih kemenangannya di Gazala.

Sebagaimana pernyataan yang disampaikan oleh Jenderal Alexander ’ pengetahuan tidak hanya penggambaran kekuatan musuh dan pengambilan keputusan, tetapi juga kapan dan dimana dia berniat untuk menjalankan operasinya telah membawa sebuah dimensi baru untuk menyelesaikan peperangan.

Kehilangan Mesir pada tahun 1942 akan mengatur ulang daerah jajahan Afrika utara dan mengganggu jadwal invasi Prancis. Menurut Hinsley, operasi ’Tuan Besar’ berkemungkinan ditunda sampai tahun 1946.

Tetapi sementara itu Jerman dapat menghantam kembali dengan V-weapon dan lebih buruk dari itu. Keberhasilan Enigma harus diikuti dengan material intelijen yang lain, tetapi faktanya bahwa sekutu tetap menjaga rahasia Enigma sampai tahun 1974, menunjukkan sangat berartinya Enigma bagi mereka.

II. Profil Mesin Enigma

Sebelum membahas profil mesin Enigma perlu diketahui bahwa banyak varian dari mesin ini. Hasil pengkodean dari satu model mesin Enigma tidak dapat diterjemahkan dengan menggunakan model mesin Enigma yang lainnya. Pada tulisan ini digunakan mesin Enigma model M3. Mesin Enigma ini terdiri dari keyboard dengan 26 huruf, papan lampu dengan 26 huruf, 3 set roda rotator, sebuah reflektor dan sebuah plugboard.

Gambar 2. Mesin Enigma M3

Gambar 3. Rangkaian mesin Enigma M3

Huruf-huruf diacak oleh 3 set Rotator, dimana tiap Rotator memiliki 26 kontak pada kedua sisi. Tiap kontak pada satu sisi disambungkan ke sebuah kontak pada sisi lain dengan Rotator yang berbeda dan susunan huruf antar Rotator dalam formasi yang acak. Untuk tiap huruf yang ditekan pada keyboard, roda Rotator paling kanan akan diputar satu huruf, menghasilkan pemetaan yang berbeda untuk koneksi yang ada di dalam. Sebuah Rotator memiliki satu atau lebih Notches yang berakibat pada Rotator berikutnya akan mengalami pergeseran satu posisi. Hal ini akan menghasilkan pengkodean yang berbeda untuk tiap huruf yang ditekan pada keyboard. Keyboard terdiri dari 26 tombol, diberi nama A hingga Z. Apabila sebuah tombol ditekan, katakanlah huruf Q, Rotator akan berputar pada satu posisi baru dan kontaknya tersambung. Kemudian diikuti mengalirnya aru. Sambungan dari 26 tombol disambungkan ke sebuah roda tetap yang disebut dengan Stator atau Entrittswalze (ETW). Urutan tombol yang disambungkan ke 26 kontak pada ETW bervariasi untuk tiap model mesin Enigma. Setelah meninggalkan ETW, arus masuk ke Rotator paling kanan sesuai dengan posisi tangan kanan. Sambungan dalam dari rotator akan men-translate ke kontak posisi kiri dari Rotator yang sama, dan dilanjutkan seterusnya ke Rotator yang lain. Posisi paling kiri dari Rotator adalah Reflektor atau Umkehrwalze (UKW). Reflektor ini akan mengirimkan arus kembali ke roda rotator, tetapi kali ini arus mengalir dari kiri ke kanan, sampai tiba di ETW kembali. Dari ETW arus menuju papan lampu yang ditunjukkan oleh huruf lampu yang menyala. Ini terlihat bahwa dalam rancangan ini sebuah huruf tidak pernah di kodekan dengan huruf yang sama dengan huruf asal. Sebelum mulai dioperasikan untuk proses penyandian, kondisi set up awal mesin Enigma harus diketahui kedua belah pihak. Ini berarti urutan roda Rotator (Walzenlage) perlu diketahui sesuai pengoperasian awal untuk tiap Rotator (Grundstellung). Agar lebih rumit, tiap rotator harus memiliki gelang indeks yang dapat diatur yang menggerakkan kontak terlepas dari roda huruf. Ini disebut dengan pengaturan gelang (Ringstellung). Supaya lebih rumit lagi, beberapa model Enigma yang lain dilengkapi sebuah plug board (Steckerbrett) agar huruf-huruf dapat ditukarposisikan. Varian Enigma untuk angkatan laut (M3 dan M4) dilengkapi dengan sebuah plug board (Steckerbrett) agar tiap pasangan huruf dapat ditukarposisikan. Jika sepasang kabel diperuntukkan untuk huruf G dan P, kedua huruf ini akan akan ditukarposisikan. Karena terdapat 26 karakter maka secara teoritis maksimum kabel yang dibutuhkan sebanyak 13 pasang. Kebanyakan mesin Enigma menggunakan lebih sedikit kabel ( 10 atau 11 kabel). Sebagai catatan untuk tiap jumlah kabel yang digunakan, dimulai dari tanpa nomor sampai dengan nomor 13, memberikan peningkatan permutasi yang mungkin dilakukan. Seperti diketahui Steckerbrett disambungkan antara keyboard dan ETW, huruf yang dikodekan akan terus melewati stecker yang akan dipetakan dua kali. Hal ini untuk mencegah sebuah huruf dikodekan ke dalam huruf itu sendiri.

III. Prinsip Kerja Mesin Enigma

Seperti disinggung sebagian pada bab 2, mesin Enigma adalah mesin yang menghasilkan kode rahasia. Mesin ini memiliki beberapa pengaturan (setting) yang berdampak pada pengoperasian mesin. Pemakai harus memilih 3 Rotor dari kumpulan Rotor yang akan digunakan pada mesin ini. Tiga Rotor ini akan menghasilkan kombinasi enkripsi. Elemen lain dari mesin Enigma ini adalah plug board. Plugboard ini memetakan ulang pasangan huruf sebelum proses enkripsi dimulai dan sesudah proses enkripsi.

Pada saat sebuah tombol huruf ditekan, arus listrik akan mengalir pada mesin ini yang diawali melewati plug board, kemudian terus melewati 3 Rotor dan setelah tiba di Reflektor arus listrik dibalikkan kembali melewati 3 Rotator selanjutnya diteruskan ke plug board dan kemudian di huruf dienkripsi yang ditampilkan pada lampu yang menyala. Setelah tampilan huruf yang telah dienkripsi menyala, Rotator berputar. Perputaran Rotor sama halnya dengan sebuah Odometer yaitu jika Rotor yang paling kanan telah menyelesaikan satu putaran penuh sebelum Rotor yang ditengah berubah satu posisi dan begitu seterusnya untuk Rotor yang berikutnya. Ketika arus melewati tiap komponen yang ada di dalam mesin Enigma , huruf mengalami pemetaan ke dalam huruf yang lain. Plug board melakukan pemetaan yang pertama. Jika terdapat sambungan antara dua huruf, huruf-huruf ini akan pertukarkan satu sama lain. Misalnya jika sambungan A dan F, maka F akan dipetakan menjadi A, dan A akan dipetakan menjadi F. Jika tidak sambungan huruf yang bersangkutan maka huruf tersebut tidak akan mengalami pemetaan. Setelah melewati Plug board, huruf akan dipetakan melalui 3 Rotor. Tiap Rotor mengandung satu pemetaan huruf tetapi berhubung rotator berputar untuk tiap penekanan tombol huruf sehingga pemetaan Rotator berubah untuk tiap penekanan tombol. Setelah melewati 3 Rotator selanjutnya diteruskan ke Reflektor. Reflektor sangat mirip dengan Rotor hanya saja Reflektor tidak berputar sehingga pemetaan selalu sama. Keseluruhan proses enkripsi untuk satu huruf minimum mengandung 7 pemetaan (arus listrik mengalir melalui 3 Rotator sebanyak 2 kali) dan maksimum sebanyak 9 pemetaan ( jika huruf tersambung ke plug board ).

Untuk menterjemah sandi rahasia dari mesin Enigma, penerima harus mengetahui Rotor-Rotor apa yang digunakan, sambungan pada plug board dan setting awal dari Rotor. Untuk memecahkan sandi rahasia, pihak penerima harus men-settting mesinnya sesuai dengan setting mesin yang mengirimkan sandi rahasia tersebut. Sandi rahasia akan sangat sulit dipecahkan apabila tidak mengetahui setting mesin yang mengirimkan pesan rahasia tersebut.

IV. Pemecahan Sandi Enigma Secara Konvensional

Pemecahan sandi Enigma secara konvensional dilakukan dengan cara mencoba seluruh kemungkinan kombinasi pada mesin Enigma.

Gambar 4 skematis alur kombinasi pada Mesin Enigma M3

Pemecahan sandi ini dilakukan dengan mencoba semua kombinasi ketiga rotator (26 = 17576) dan seluruh kemungkinan pengaturan plugboard (dengan men-swap 6 pasang huruf dapat dilakukan dengan ~ 10 cara). Sehingga seluruh kemungkinan pengaturan pada mesin enigma ini adalah ~ 10.

Pada saat ini, dimana komputer sudah menjadi alat aplikasi yang unggul untuk membantu manusia dalam menyelesaikan pekerjaannya. Sehingga untuk melakukan pemecahan seluruh kemungkinan kombinasi yang ada pada mesin Enigma dapat dilakukan oleh komputer. Hanya masalahnya jenis teknologi komputer yang mana yang dapat membantu untuk mencoba seluruh kombinasi dengan waktu yang relatif cepat. Untuk itu pada bab berikut akan dibahas teknologi FPGA untuk membantu menyelesaikan masalah ini.

V. Penerapan Mesin Enigma pada teknologi FPGA

FPGA merupakan produk keluaran Altera yang memiliki keunggulan dalam hal kompleksitas desain.

Pada saat ini sudah terdapat FPGA yang mempunyai kapabilitas yang tinggi keluaran Altera dengan nama EP2A90 memiliki 89280 logic cell dan dapat menampung 52 Mesin Enigma, sehingga waktu yang dibutuhkan berkurang menjadi 10 tahun. Dengan menggunakan 32 perangkat EP2A90 waktunya berkurang menjadi 4 bulan atau apabila diinginkan waktunya berkurang menjadi 12 jam diperlukan perangkat EP2A90 sebanyak 10.

Pada perancangan menggunakan FPGA ini, konfigurasi mesin Enigma M3 tidak memasukkan elemen plug board. Berikut ini diagram blok rancangan mesin enigma yang akan diimplementasikan ke dalam FPGA :

Gambar 5. Diagram blok mesin Enigma untuk FPGA

Penjelasan :

Pada diagram blok diatas terdapat 5 blok yaitu blok Rotator A, blok Rotator B, blok Rotator C, blok Reflektor dan blok Limiter. Pada masing-masing Rotator terdapat bagian masukan dan keluaran. Bagian masukan mencakup, clock (a1), Data In kiri (a2) yaitu masukan pada sisi kiri Rotator, Data In kanan (a3) yaitu masukan pada sisi kanan Rotator, dan Rotate In (a4) yaitu masukan untuk memutar Rotator satu posisi. Sedangkan pada bagian keluaran mencakup, Data Out kiri (b1) yaitu keluaran pada sisi kiri Rotator, Data Out kanan (b2) yaitu keluaran pada sisi kanan Rotator, Rotate Out (b3) yaitu hasil perputaran Rotator dan Posisi akhir Rotator setelah semua proses (b4). Keluaran Data Out kanan (b2) diteruskan ke masukan Reflektor dan keluaran Reflektor diteruskan kembali ke Data In kanan (a3). Keluaran Data Out kiri (b1) diteruskan ke masukan Limiter dan keluaran Limiter menjadi hasil keluaran akhir (output/display) berupa sandi rahasia. Fungsi limiter adalah untuk membatasi keluaran agar tidak keluar dari interval yang telah ditentukan.

VI. Kesimpulan

Pada rancangan diatas bisa dilihat bagaimana model mesin enigma M3 tanpa plug board dapat diterapkan kedalam teknologi FPGA. Dengan konsep yang sama dapat dikembangkan juga untuk model mesin Enigma yang lebih rumit. Untuk mencapai kecepatan yang lebih tinggi dalam proses pemecahan sandi Enigma pada teknologi FPGA dapat dilakukan paralelisasi. Yang dimaksud dengan paralelisasi adalah memparalelkan chip FPGA. Jumlah chip paralelnya dapat disesuaikan dengan seberapa cepat kecepatan yang diinginkan.

Untuk meningkatkan kemampuan implementasi pada FPGA dapat dilakukan proses pipelining dan penggunaan tool synthesys yang tepat.

Dengan menggunakan teknologi FPGA yang tepat dari Altera dapat dilihat bagaimana kecepatan pemecahan sandi Enigma jauh lebih cepat dibandingkan menggunakan cara manual atau bahkan dengan komputer PC biasa.

VII. Daftar Pustaka

1. Breaking Germany's Enigma Code in World War Two. Website.www.bbc.co.uk/history/war/wwtwo/enigma_01.shtml

2. How does the Enigma work. Website.www.ugrad.cs.jhu.edu/~russell/classes/enigma/how.html

3. Enigma-e product description. Website. www.xat.nl/enigma-e/desc/ Enigma-E Product Description.html

4. Quartus II product Overview. Website. www. Altera.com

5. FPGA Design Flow. Website. www.Altera.com

6. Codes and ciphers in the second world war. Website. www.codesandciphers.org.uk

7. Budi Rahardjo,” Kuliah Kriptografi”, Institut Teknologi Bandung, Bandung, 2005.

8. R.Satria Indra Gunawan, ”Enigma Code”, Manado 2008 edisi pertama.