1. Kunci Simetris

Ini adalah jenis kriptografi yang paling umum dipergunakan. Kunci untuk membuat pesan yang disandikan sama dengan kunci untuk membuka pesan yang disandikan itu. Jadi pembuat pesan dan penerimanya harus memiliki kunci yang sama persis. Siapapun yang memiliki kunci tersebut, termasuk pihak-pihak yang tidak diinginkan, dapat membuat dan membongkar rahasia ciphertext. Problem yang paling jelas disini terkadang bukanlah masalah pengiriman ciphertext-nya, melainkan masalah bagaimana menyampaikan kunci simetris tersebut kepada pihak yang diinginkan. Contoh algoritma kunci simetris yang terkenal adalah DES (Data Encryption Standard) dan RC-4.
Dua kategori yang termasuk pada algoritma simetris ini adalah algoritma block cipher dan stream cipher.

a) Block Cipher
Algoritma block cipher adalah algoritma yang masukan dan keluarannya berupa satu block, dan setiap blocknya terdiri dari banyak bit. Beberapa mode operasi enkripsi block cipher :

· Data Enkripsi Standard ( DES )
Algoeitma Enkripsi yang paling banyak digunakan di dunia adalah DES yang telah diadopsi oleh NIST ( Nasional Institude of Standard and Tecnology ) sebagai standard pengolahan informasi Federal AS. Data dienkrip dalam block-block 64 bit menggunakan kunci 56 bit.[KUR04]. Algoritma DES berasal dari algoritma Lucifer buatan IBM. Algoritma ini ditawarkan kepada NIST dan menjadi DES tahun 1977. Akan tetapi terdapat dua masalah besar pada algoritma ini. Pertama, kunci yang hanya 56 bit, sehingga sangat rawan terhadap serangan brute force. Kedua, desain struktur internal DES dimana bagian subsitusinya ( S-box ) masih dirahasiakan.

· AES ( Advanced Encrytion Standard )
Sekitar tahun1990-an ketika semakin banyak komputer yang dapat menembus kunci DES yang disebabkan terlalu pendeknya panjang kunci. Dalam kriptografi modern , panjang kunci dalam ukuran jumlah bit yang digunakan, merupakan salah satu faktor yang sangat penting. Hal ini dikarenakan penggunaan komputer yang sangat intensif dalam dunia kriptografi. Untuk itu NIST mengadakan sebuah kontes untuk mencari sebuah algoritma standard baru untuk menggantikan DES. Pada bulan oktober 2000, Rijndael dipilih menjadi pemenang kontes AES. Algoritma Rijndael dipilih bukan karena yang paling aman, melainkan karena keseimbangan antara keamanan dan fleksibilitas dalam berbagai platform software dan hardware. Algoritma menyingkirkan saingan terdekatnya yaitu algoritma RC6 buatan RSA.[KUR04]

· Blowfish
Blowfish merupakan block cipher 64-bit dengan panjang kunci variabel. Algoritma ini terdiri dari dua bagian: key expansion dan enkripsi data. Key expansion merubah kunci yang dapat mencapai 448 bit menjadi beberapa array subkunci (subkey) dengan total 4168 byte.[SCH01] enkripsi data terdiri dari iterasi fungsi sederhana sebanyak 16 kali. Setiap putaran terdiri dari permutasi kunci-dependent dan substitusi kunci dan data dependent. Semua operasi adalah penambahan XOR pada variable 32-bit. Tambahan operasi lainnya hanyalah empat penelusuran tabel (table lookup) array berindeks untuk setiap putaran. Blowfish menggunakan subkunci yang besar. Kunci ini harus dihitung sebelum enkripsi atau dekripsi data. [SCH01]
b) Stream Chipher

Stream cipher ( Cipher aliran ) adalah cipher yang berasal dari hasil XOR antara bit plaintext dengan setiap bit kuncinya. Stream cipher sangat rawan terhadap attack pembalikan bit. Beberapa model algoritma stream cipher antara lain :
· One Time Pad ( OTP )
Dalam OTP terdapat teknik enkripsi yang sempurna. Ditemukan oleh Mayor J Maugborne dan G Verman tahun 1917. Setiap kunci hanya digunakan untuk sekali pesan. Teknik ini dikatakan sempurna di karena kunci yang acak dan hanya digunakan sekali. Untuk membangkitkan kunci OTP diperlukan pembangkit bilangan acak yang tidaklah mudah.
· Rivest Code 4 ( RC 4 )
RC4 merupakan salah satu algoritma kunci simetris yang berbentuk stream cipher, yaitu memproses unit atau input data pada satu saat. Unit atau data pada umumnya sebuah byte atau kadang-kadang bit. Dengan cara ini enkripsi atau dekripsi dapat dilaksanakan pada panjang yang variabel. Algoritma ini tidak harus menunggu sejumlah input data tertentu sebelum diproses, atau menambahkan byte tambahan untuk mengenkripsi. Algoritma ini ditemukan pada tahun 1987 oleh Ronald Rivest dan menjadi simbol keamanan RSA.[WAH04] RC4 merupakan enkripsi stream simetrik proprietary yang dibuat oleh RSA Data Security Inc (RSADSI). Penyebarannya diawali dari sebuah source code yang diyakini sebagai RC4 dan dipublikasikan secara ‘anonymously’ pada tahun 1994. Algoritma yang dipublikasikan ini sangat identik dengan implementasi RC4 pada produk resmi. RC4 digunakan secara luas pada beberapa aplikasi dan umumnya dinyatakan sangat aman. Sampai saat ini diketahui tidak ada yang dapat memecahkan/membongkarnya. RC4 tidak dipatenkan oleh RSADSI, hanya saja tidak diperdagangkan secara bebas (trade secret).[WAH04] Algoritma RC4 bekerja pada dua tahap, menyetem susunan (key setup) dan pengkodean (ciphering). Kunci susunan merupakan hal yang lebih awal dan merupakan tahap yang paling sulit dari algoritma ini. Selama menyetem susunan suatu N-bit ( N menjadi panjangnya kunci), kunci enkripsi digunakan untuk menghasilkan suatu variabel enkripsi yang menggunakan dua arrays, state dan kunci, dan jumlah N dari operasi pencampuran. Operasi pencampuran terdiri dari menukar bytes, modulo operasi, dan rumusan lain. Suatu modulo operasi adalah proses sisa dari suatu hasil divisi. Sebagai contoh, 11/4 adalah 2 sisa 3; oleh karena itu 11 mod 4 sama dengan 3. [WAH04] Sekali variabel enkripsi dihasilkan dari key setup, langkah selanjutnya adalah masuk ke fase ciphering di mana dalam proses ini hasilnya akan diXORkan dengan plaintext. Sekali penerima mendapat pesan yang dienkripsi, langkah selanjutnya adalah mendekripsinya dengan XOR pesan yang dienkripsi dengan menggunakan variabel yang sama.[WAH03]

 2. Kunci Asimetris Pada pertengahan tahun 70-an Whitfield Diffie dan Martin Hellman menemukan teknik enkripsi asimetris yang merevolusi dunia kriptografi. Kunci asimetris adalah pasangan kunci-kunci kriptografi yang salah satunya dipergunakan untuk proses enkripsi dan yang satu lagi untuk dekripsi. Semua orang yang mendapatkan kunci publik dapat menggunakannya untuk mengenkripsikan suatu pesan, sedangkan hanya satu orang saja yang memiliki rahasia tertentu, dalam hal ini kunci privat, untuk melakukan pembongkaran terhadap sandi yang dikirim untuknya. Dengan cara seperti ini, jika seorang pihak pertama mengirim pesan untuk pihak kedua, pihak pertapa tersebut dapat merasa yakin bahwa pesan tersebut hanya dapat dibaca oleh pihak yang bersangkutan, karena hanya dia yang bisa melakukan dekripsi dengan kunci privatnya. Tentunya si pihak pertama harus memiliki kunci publik milik pihak kedua untuk melakukan enkripsi. Pihak pertama bisa mendapatkannya dari pihak yang bersangkutan, ataupun dari pihak ketiga yang dipercaya. Teknik enkripsi asimetris ini jauh lebih lambat ketimbang enkripsi dengan kunci simetris. Oleh karena itu, biasanya bukanlah pesan itu sendiri yang disandikan dengan kunci asimetris, namun hanya kunci simetrislah yang disandikan dengan kunci asimetris. Sedangkan pesannya dikirim setelah disandikan dengan kunci simetris tadi. Contoh algoritma terkenal yang menggunakan kunci asimetris adalah RSA (merupakan singkatan penemunya yakni Rivest, Shamir dan Adleman).
Beberapa algoritma asimetrik antara lain :
RSA tidak pernah dibuktikan aman tidaknya, hanya karena sulitnya pemfaktoran bilangan yang sangat besar, maka RSA dianggap aman. Dalam pembangkitan kedua kunci, digunakan dua bilangan prima acak yang sangat besar.
Diffie-Hellman ( DH )
Diffie Helman dianggap merupakan algoritma asimetrik yang pertama kali ditemukan pada tahun 1976, meskipun NSA telah mengaku menemukan algoritma asimetrik jauh-jauh hari sebelumnya. Algoritma ini memperoleh keamanannya dari sulitnya menghitung logaritma diskrit pada bilangan yang amat besar. Akan tetapi algoritma ini hanya dapat digunakan untuk pertukaran kunci (simetris) dan tidak dapat digunakan untuk enkripsi/dekripsi maupun untuk tandat tangan digital.

Metode Penghindaran Deadlock

• Membutuhkan sistem yang memiliki informasi resource yang tersedia.
  •  Masing-masing proses memastikan jumlah maksimum resource yang diperlukan.
  • Algoritma penghindaran (avoidence) deadlock memastikan tidak akan terjadi kondisi circular wait.

• Kondisi (state) alokasi resource didefinisikan sebagai jumlah dan alokasi resource yang tersedia dan maksimum permintaan resource oleh proses.

Metode Pencegahan Deadlock

Cara pencegahan (Prevention) dari sisi permintaan (request) resources :

• Mutual Exclusion – tidak diperlukan untuk resource-resource yang di-share; harus dipegang (hold) untuk resource-resource yang tidak di-share (nonsharable resources).

• Hold and Wait – harus dijamin bahwa kapanpun suatu permintaan proses pada resource, proses tersebut tidak memegang resource yang lain.
  •  Membutuhkan proses untuk me-request dan mengalokasikan resources sebelum memulai eksekusi, atau membolehkan proses untuk me-request resource hanya ketika proses tidak sedang memegang resource.
  • Utilisasi resource yang rendah memungkinkan terjadinya starvation.

• No Preemption
  •  Jika suatu proses yang memegang beberapa resource me-request resource yang lain yang tidak dapat secara langsung dialokasikan, maka semua resource yang sedang dipegang dibebaskan (released).
  • Preempted resources ditambahkan ke list resources dimana proses sedang menunggu.
  •  Proses akan di-restart hanya jika dapat mengambil kembali (regain) resource, juga resource yang baru yang di-request.

• Circular Wait
  •  Membuat penomoran pada proses-proses yang mengakses resource. Suatu proses dimungkinkan untuk dapat meminta resource kapanpun, tetapi permintaannya harus dibuat terurut.

Metode-metode Penanganan Deadlocks

• Memastikan bahwa sistem tidak akan pernah masuk ke dalam kondisi (state) deadlock.
• Memungkinkan sistem untuk masuk ke dalam kondisi deadlock dan kemudian melakukan recovery (pemulihan).
• Mengabaikan masalah deadlock dan membuat deadlock tidak pernah terjadi dalam sistem; digunakan pada OS umumnya (Unix).

Deadlock adalah suatu kondisi dimana dua proses atau lebih saling menunggu proses yang lain untuk melepaskan resource yang sedang dipakai. Karena beberapa proses itu saling menunggu, maka tidak terjadi kemajuan dalam kerja proses-proses tersebut. Deadlock adalah masalah yang biasa terjadi ketika banyak proses yang membagi sebuah resource yang hanya boleh dirubah oleh satu proses saja dalam satu waktu. Di kehidupan nyata, deadlock dapat digambarkan dalam gambar berikut. Pada gambar diatas, deadlock dianalogikan sebagai dua antrian mobil yang akan menyeberangi jembatan. Dalam kasus diatas, antrian di sebelah kiri menunggu antrian kanan untuk mengosongkan jembatan (resource), begitu juga dengan antrian kanan. Akhirnya tidak terjadi kemajuan dalam kerja dua antrian tersebut. Misal ada proses A mempunyai resource X, proses B mempunyai resource Y. Kemudian kedua proses ini dijalankan bersama, proses A memerlukan resource Y dan proses B memerlukan resource X, tetapi kedua proses tidak akan memberikan resource yang dimiliki sebelum proses dirinya sendiri selesai dilakukan. Sehingga akan terjadi tunggu-menunggu.

1.1. Komponen-komponen Sistem

Pada kenyataannya tidak semua sistem operasi mempunyai struktur yang sama. Namun menurut Avi Silberschatz, Peter Galvin, dan Greg Gagne, umumnya sebuah sistem operasi modern mempunyai komponen sebagai berikut:
• Managemen Proses.
• Managemen Memori Utama.
• Managemen Secondary-Storage.
• Managemen Sistem I/O.
• Managemen Berkas.
• Sistem Proteksi.
• Jaringan.
• Command-Interpreter system.

1.2. Managemen Proses

Proses adalah keadaan ketika sebuah program sedang di eksekusi. Sebuah proses membutuhkan beberapa sumber daya untuk menyelesaikan tugasnya. sumber daya tersebut dapat berupa CPU time, memori, berkas-berkas, dan perangkat-perangkat I/O. Sistem operasi bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan managemen proses seperti:
• Pembuatan dan penghapusan proses pengguna dan sistem proses.
• Menunda atau melanjutkan proses.
• Menyediakan mekanisme untuk proses sinkronisasi.
• Menyediakan mekanisme untuk proses komunikasi.
• Menyediakan mekanisme untuk penanganan deadlock.

1.3. Managemen Memori Utama
Memori utama atau lebih dikenal sebagai memori adalah sebuah array yang besar dari word atau byte, yang ukurannya mencapai ratusan, ribuan, atau bahkan jutaan. Setiap word atau byte mempunyai alamat tersendiri. Memori Utama berfungsi sebagai tempat penyimpanan yang akses datanya digunakan oleh CPU atau perangkat I/O. Memori utama termasuk tempat penyimpanan data yang sementara (volatile), artinya data dapat hilang begitu sistem dimatikan. Sistem operasi bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan managemen memori seperti:
• Menjaga track dari memori yang sedang digunakan dan siapa yang menggunakannya
• Memilih program yang akan di-load ke memori.
• Mengalokasikan dan meng-dealokasikan ruang memori sesuai kebutuhan.

1.4. Managemen Secondary-Storage
Data yang disimpan dalam memori utama bersifat sementara dan jumlahnya sangat kecil. Oleh karena itu, untuk meyimpan keseluruhan data dan program komputer dibutuhkan secondary-storage yang bersifat permanen dan mampu menampung banyak data. Contoh dari secondary-storage adalah harddisk, disket, dll. Sistem operasi bertanggung-jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan disk-management seperti:free-space management , alokasi penyimpanan, penjadualan disk.

1.5. Managemen Sistem I/O
Sering disebut device manager. Menyediakan “device driver” yang umum sehingga operasi I/O dapat seragam (membuka, membaca, menulis, menutup). Contoh: pengguna menggunakan operasi yang sama untuk membaca berkas pada hard-disk, CD-ROM danfloppy disk .
Komponen Sistem Operasi untuk sistem I/O:
• Buffer : menampung sementara data dari/ ke perangkat I/O.
•Spooling: melakukan penjadualan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian dsb.).
• Menyediakan driver untuk dapat melakukan operasi “rinci” untuk perangkat keras I/O tertentu.

1.6. Managemen Berkas

Berkas adalah kumpulan informasi yang berhubungan sesuai dengan tujuan pembuat berkas tersebut. Berkas dapat mempunyai struktur yang bersifat hirarkis (direktori, volume, dll.). Sistem operasi bertanggung-jawab:
• Pembuatan dan penghapusan berkas.
• Pembuatan dan penghapusan direktori.
• Mendukung manipulasi berkas dan direktori.
• Memetakan berkas ke secondary storage.
• Mem-backup berkas ke media penyimpanan yang permanen (non-volatile).

1.7. Sistem Proteksi

Proteksi mengacu pada mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh program, prosesor, atau pengguna ke sistem sumber daya. Mekanisme proteksi harus:
• membedakan antara penggunaan yang sudah diberi izin dan yang belum.
• specify the controls to be imposed.
• provide a means of enforcement .

1.8. Jaringan
Sistem terdistribusi adalah sekumpulan prosesor yang tidak berbagi memori atau clock. Tiap prosesor mempunyai memori sendiri. Prosesor-prosesor tersebut terhubung melalui jaringan komunikasi Sistem terdistribusi menyediakan akses pengguna ke bermacam sumber-daya sistem. Akses tersebut menyebabkan:
• Computation speed-up.
• Increased data availability.
• Enhanced reliability.
1.9. Command-Interpreter System
Sistem Operasi menunggu instruksi dari pengguna (command driven). Program yang membaca instruksi dan mengartikan control statements umumnya disebut: control-card interpreter, command-line interpreter, dan UNIX shell. Command-Interpreter System sangat bervariasi dari satu sistem operasi ke sistem operasi yang lain dan disesuaikan dengan tujuan dan teknologi I/O devices yang ada. Contohnya: CLI, Windows, Pen-based (touch), dan lain-lain.

1.10. Layanan Sistem Operasi

Eksekusi program adalah kemampuan sistem untuk “load” program ke memori dan menjalankan program. Operasi I/O: pengguna tidak dapat secara langsung mengakses sumber daya perangkat keras, sistem operasi harus menyediakan mekanisme untuk melakukan operasi I/O atas nama pengguna. Sistem manipulasi berkas dalah kemampuan program untuk operasi pada berkas (membaca, menulis, membuat, and menghapus berkas). Komunikasi adalah pertukaran data/ informasi antar dua atau lebih proses yang berada pada satu komputer (atau lebih). Deteksi error adalah menjaga kestabilan sistem dengan mendeteksi “error”, perangkat keras maupun operasi.
Efesisensi penggunaan sistem:

• Resource allocator adalah mengalokasikan sumber-daya ke beberapa pengguna ataujob yang jalan pada saat yang bersamaan.
• Proteksi menjamin akses ke sistem sumber daya dikendalikan (pengguna dikontrol aksesnya ke sistem).
•Accounting adalah merekam kegiatan pengguna, jatah pemakaian sumber daya (keadilan atau kebijaksanaan).

1.11. System Calls
System call menyediakan interface antara program (program pengguna yang berjalan) dan bagian OS. System call menjadi jembatan antara proses dan sistem operasi. System call ditulis dalam bahasa assembly atau bahasa tingkat tinggi yang dapat mengendalikan mesin (C). Contoh: UNIX menyediakan system call: read, write => operasi I/O untuk berkas.Sering pengguna program harus memberikan data (parameter) ke OS yang akan dipanggil. Contoh pada UNIX: read(buffer, max_size, file_id);
Tiga cara memberikan parameter dari program ke sistem operasi:
• Melalui registers (sumber daya di CPU).
• Menyimpan parameter pada data struktur (table) di memori, dan alamat table tsb ditunjuk olehpointer yang disimpan di register.
• Push (store) melalui “stack” pada memori dan OS mengambilnya melalui pop pada stack tsb.

1.12. Mesin Virtual

Sebuah mesin virtual (Virtual Machine) menggunakan misalkan terdapat sistem program => control program yang mengatur pemakaian sumber daya perangkat keras. Control program = trap System call + akses ke perangkat keras. Control program memberikan fasilitas ke proses pengguna. Mendapatkan jatah CPU dan memori. Menyediakan interface “identik” dengan apa yang disediakan oleh perangkat keras => sharing devices untuk berbagai proses. Mesin Virtual (MV) (MV) => control program yang minimal MV memberikan ilusi multitasking: seolah-olah terdapat prosesor dan memori ekslusif digunakan MV. MV memilah fungsi multitasking dan implementasi extended machine (tergantung proses pengguna) => flexible dan lebih mudah untuk pengaturan. Jika setiap pengguna diberikan satu MV => bebas untuk menjalankan OS (kernel) yang diinginkan pada MV tersebut. Potensi lebih dari satu OS dalam satu komputer. Contoh: IBM VM370: menyediakan MV untuk berbagai OS: CMS (interaktif), MVS, CICS, dll. Masalah: Sharing disk => OS mempunyai sistem berkas yang mungkin berbeda. IBM: virtual disk (minidisk) yang dialokasikan untuk pengguna melalui MV.
Konsep MV menyediakan proteksi yang lengkap untuk sumberdaya sistem, dikarenakan tiap MV terpisah dari MV yang lain. Namun, hal tersebut menyebabkan tidak adanya sharing sumberdaya secara langsung. MV merupakan alat yang tepat untuk penelitian dan pengembangan sistem operasi. Konsep MV susah untuk diimplementasi sehubungan dengan usaha yang diperlukan untuk menyediakan duplikasi dari mesin utama.
1.13. Perancangan Sistem dan Implementasi
Target untuk pengguna: sistem operasi harus nyaman digunakan, mudah dipelajari, dapat diandalkan, aman dan cepat. Target untuk sistem: sistem operasi harus gampang dirancang, diimplementasi, dan dipelihara, sebagaimana fleksibel, error, dan efisien.
Mekanisme dan Kebijaksanaan:
• Mekanisme menjelaskan bagaimana melakukan sesuatu kebijaksanaan memutuskan apa yang akan dilakukan. Pemisahan kebijaksanaan dari mekanisme merupakan hal yang sangat penting; ini mengizinkan fleksibilitas yang tinggi bila kebijaksanaan akan diubah nanti.
• Kebijaksanaan memutuskan apa yang akan dilakukan. Pemisahan kebijaksanaan dari mekanisme merupakan hal yang sangat penting; ini mengizinkan fleksibilitas yang tinggi bila kebijaksanaan akan diubah nanti. Implementasi Sistem biasanya menggunakan bahas assembly, sistem operasi sekarang dapat ditulis dengan menggunakan bahasa tingkat tinggi. Kode yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi: dapat dibuat dengan cepat, lebih ringkas, lebih mudah dimengerti dan didebug. Sistem operasi lebih mudah dipindahkan ke perangkat keras yang lain bila ditulis dengan bahasa tingkat tinggi.
1.14. System Generation (SYSGEN)
Sistem operasi dirancang untuk dapat dijalankan di berbagai jenis mesin; sistemnya harus di konfigurasi untuk tiap komputer. Program SYSGEN mendapatkan informasi mengenai konfigurasi khusus dari sistem perangkat keras.
• Booting: memulai komputer dengan me-load kernel.
• Bootstrap program: kode yang disimpan di code ROM yang dapat menempatkan kernel, memasukkannya kedalam memori, dan memulai eksekusinya.

Dihari yang fitrah ini sudah sepantasnya saya mengucapkan Selamat Hari Raya Idul Fitri, minal aidzin wal faizin mohon maaf lahir batin..

Mari kita jalani aktivitas kita dengan semangat dan etos kerja yang tinggi… tetap semangat, dan ayo… selangkah lebih maju..

riky ferdianto