Cara Kerja Enkripsi: Panduan Perlindungan Privasi Digital

Enkripsi adalah proses mengubah informasi yang dapat dibaca, yang dikenal sebagai plaintext, menjadi bentuk yang tidak dapat dibaca yang disebut ciphertext, menggunakan algoritma matematika dan nilai rahasia yang disebut kunci. Hanya seseorang yang memiliki kunci yang cocok dapat membalikkan proses dan memulihkan data asli. Mekanisme tunggal ini mendasari sebagian besar dari apa yang orang sebut "privasi digital" hari ini, dari pesan aman hingga perbankan online.

Dua jenis dasar: simetris dan asimetris

Sistem kriptografi umumnya terbagi menjadi dua kategori. Enkripsi simetris menggunakan satu kunci rahasia untuk mengunci dan membuka kunci data: baik pengirim maupun penerima harus sudah memiliki kunci yang sama, menurut perusahaan privasi Proton. Ini membuat enkripsi simetris cepat, tetapi menciptakan masalah praktis — kunci itu sendiri harus dibagikan entah bagaimana tanpa disadap.

Enkripsi asimetris menyelesaikan masalah tersebut dengan menggunakan dua kunci yang terhubung secara matematis: kunci publik yang dapat dibagikan secara terbuka, dan kunci pribadi yang tetap rahasia. Data yang dienkripsi dengan satu kunci hanya dapat didekripsi dengan yang lain, sehingga tidak perlu menukar rahasia sebelumnya. Pertukaran ini adalah kecepatan: Proton mencatat bahwa enkripsi asimetris kira-kira 1.000 kali lebih lambat daripada enkripsi simetris karena matematika dasarnya jauh lebih kompleks.

Karena pertukaran ini, sebagian besar sistem dunia nyata menggunakan pendekatan hibrida: enkripsi asimetris digunakan sebentar untuk menukar kunci simetris satu kali melalui jaringan terbuka, dan kemudian algoritma simetris yang cepat menangani data massal yang sebenarnya. Kombinasi ini mendukung koneksi situs web HTTPS, jaringan privat virtual (VPN), dan email terenkripsi, Proton menjelaskan.

AES: standar di balik sebagian besar enkripsi sehari-hari

Algoritma simetris yang paling banyak digunakan adalah Advanced Encryption Standard (AES), yang diterbitkan oleh Lembaga Standar dan Teknologi Nasional AS (NIST) pada 26 November 2001, sebagai Federal Information Processing Standard (FIPS) 197. AES mendukung panjang kunci 128, 192, atau 256 bit dan memproses data dalam blok 128-bit. NIST menggambarkannya sebagai algoritma yang disetujui FIPS yang dapat digunakan untuk melindungi data elektronik, dan digunakan di seluruh sistem pemerintah dan komersial di seluruh dunia.

Apa yang membuat enkripsi "end-to-end"

Tidak semua enkripsi menawarkan tingkat perlindungan yang sama. Enkripsi standar "in transit," seperti protokol TLS yang digunakan dalam HTTPS, melindungi data hanya saat berpindah antara perangkat dan server — tetapi data masih dapat dibaca setelah mencapai server tersebut. Enkripsi end-to-end (E2EE) melangkah lebih jauh: menurut IBM, data tetap dienkripsi dalam transit dan hanya didekripsi di perangkat penerima, yang berarti bahkan penyedia layanan yang membawa pesan tidak dapat membaca kontennya.

IBM menggambarkan E2EE bekerja dalam empat tahap: algoritma mengubah pesan menjadi ciphertext; ciphertext berpindah di seluruh jaringan terlihat seperti karakter acak kepada siapa pun yang menyadap; perangkat penerima menggunakan kunci pribadi atau bersama untuk mengembalikan pesan asli; dan data kemudian diperiksa untuk integritas untuk mengkonfirmasi bahwa itu tidak dirusak dalam transit. IBM mencantumkan platform perpesanan seperti WhatsApp, Signal dan iMessage Apple, serta manajer kata sandi seperti 1Password dan Bitwarden, sebagai contoh layanan yang menerapkan enkripsi end-to-end.

Mengapa komputer kuantum mengubah standar enkripsi

Regulator sudah mempersiapkan ancaman masa depan: komputer kuantum yang cukup kuat secara teori bisa memecahkan masalah matematika yang bergantung pada enkripsi asimetris hari ini. Pada 13 Agustus 2024, NIST menyetujui tiga Federal Information Processing Standards baru yang dirancang khusus untuk menahan serangan dari komputer klasik dan kuantum, menurut Pusat Sumber Daya Keamanan Komputer NIST (CSRC).

Tiga standar adalah FIPS 203, Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism Standard (berasal dari pengajuan CRYSTALS-Kyber); FIPS 204, Module-Lattice-Based Digital Signature Standard (berasal dari CRYSTALS-Dilithium); dan FIPS 205, Stateless Hash-Based Digital Signature Standard (berasal dari SPHINCS+). CSRC NIST menyatakan standar "dirancang untuk menahan serangan masa depan oleh komputer kuantum, yang mengancam keamanan standar saat ini," mencakup pertukaran kunci dan tanda tangan digital yang digunakan untuk memverifikasi bahwa data belum diubah.

Apa artinya ini untuk privasi sehari-hari

Bagi sebagian besar orang, kesimpulan praktisnya adalah bahwa enkripsi sudah melindungi sebagian besar kehidupan digital sehari-hari secara default — HTTPS mengamankan penjelajahan web, AES mengamankan file dan lalu lintas Wi-Fi, dan E2EE melindungi banyak aplikasi perpesanan populer. Pergeseran berkelanjutan menuju standar post-kuantum terutama merupakan perubahan infrastruktur latar belakang, yang dikelola oleh badan standar, pembuat perangkat, dan penyedia layanan, daripada sesuatu yang harus dikonfigurasi sendiri oleh pengguna individual.