IF Notes

Key Management dan Topik Lanjutan

6 min read

Back to IF4053 Keamanan Perangkat Lunak

Key Management dan Topik Lanjutan

Questions/Cues

  • Mengapa KDF yang benar (Argon2id / PBKDF2 iterasi tinggi) menggantikan SHA256?
  • Apa beda authenticated encryption (AES-GCM) dibanding mode ECB?
  • Mengapa kunci harus diturunkan, bukan diambil langsung dari password?
  • Bagaimana prinsip zero-knowledge mengamankan key lifecycle & storage?
  • Apa topik lanjutan yang hanya disebut objektif tetapi tidak dijabarkan slide?

Reference Points

  • IF4053 Keamanan Perangkat Lunak (W14 Programming with Cryptography & Key Management — bagian “Objective: apply key derivation, lifecycle, and storage best practices”)
  • IF4053 Keamanan Perangkat Lunak (W14 Programming with Cryptography & Key Management — bagian “The Core Failure”)
  • IF4053 Keamanan Perangkat Lunak (W14 Programming with Cryptography & Key Management — bagian “Running Example: Problems we will fix”)

KDF yang Benar: Argon2id dan PBKDF2 Iterasi Tinggi

Perbaikan pertama atas kegagalan LastPass adalah memakai Key Derivation Function (KDF) yang benar. Materi menegaskan SHA256 bukan KDF: fungsi hash umum dirancang untuk cepat, justru sifat yang merugikan untuk menahan brute-force. KDF yang tepat melakukan key stretching—sengaja membuat penurunan kunci mahal. Dua pilihan yang ditekankan: PBKDF2 dengan iterasi tinggi (OWASP merekomendasikan 600.000+, kontras dengan 5.000 yang dipakai LastPass), dan—lebih baik lagi—KDF yang memory-hard seperti Argon2id. Argon2id menuntut sejumlah besar memori per evaluasi, sehingga penyerang yang ingin memparalelkan tebakan di GPU/ASIC harus membayar biaya memori yang besar, bukan sekadar biaya komputasi. Ini langsung mengikuti objektif “apply key derivation best practices”: pilih KDF yang lambat dan, idealnya, memory-hard, dengan parameter yang dikalibrasi terhadap threat model (kemampuan offline cracking penyerang).

Authenticated Encryption: AES-GCM vs ECB

Perbaikan kedua adalah mengganti enkripsi telanjang dengan authenticated encryption. Pada desain naif, AES-ECB dipakai dan menimbulkan dua masalah: membocorkan pola (blok plaintext identik → blok ciphertext identik) dan tidak ada autentikasi terhadap ciphertext (manipulasi tidak terdeteksi). Solusinya adalah mode yang menyediakan confidentiality dan integrity sekaligus, yaitu AES-GCM. Dengan GCM, ciphertext disertai authentication tag; setiap perubahan pada ciphertext akan menggagalkan verifikasi tag saat dekripsi, sehingga serangan tampering tertangkap. Selain itu GCM memakai nonce/IV sehingga tidak membocorkan pola seperti ECB. Inilah jawaban langsung atas dua dari lima “problems we will fix”: ECB mode leaks patterns dan no authentication of ciphertext.

Key Derivation vs Kunci Langsung dari Password

Salah satu problem yang akan diperbaiki adalah “key derived directly from password”. Mengambil kunci enkripsi langsung dari password bermasalah karena password berentropi rendah dan dapat ditebak. Praktik yang benar adalah menurunkan kunci melalui KDF yang tepat (dengan salt dan stretching), bukan memetakan password ke kunci lewat hash cepat. Pemisahan ini penting: KDF mengubah secret berentropi rendah menjadi kunci yang mahal ditebak, dan salt memastikan dua pengguna dengan password sama tidak menghasilkan kunci yang sama (mencegah serangan tabel pra-komputasi). Dengan demikian “key derivation” diperlakukan sebagai tahap eksplisit dalam lifecycle kunci, bukan efek samping dari hashing.

Key Lifecycle & Storage: Jangan Simpan Kunci di Server (Zero-Knowledge)

Problem terakhir pada desain naif—“server could be compromised”—mengarah pada praktik lifecycle dan storage kunci. Prinsipnya: jangan menyimpan kunci di server. Karena master key diturunkan di sisi klien dari master password, server idealnya hanya menyimpan ciphertext dan tidak pernah melihat kunci maupun plaintext. Inilah inti arsitektur zero-knowledge: bahkan jika server dikompromikan (seperti pada LastPass), penyerang hanya memperoleh blob terenkripsi—bukan kunci untuk membukanya. Ini menyatukan objektif “apply key derivation, lifecycle, and storage best practices”: kunci diturunkan di klien, dipakai sesingkat mungkin, tidak dipersistenkan di tempat yang sama dengan data, dan server diperlakukan sebagai pihak yang tidak tepercaya untuk menyimpan secret. Catatan penting dari kasus LastPass: cakupan enkripsi harus lengkap—metadata seperti URL juga harus dienkripsi, bukan dibiarkan plaintext.

flowchart TD
    P["master_password (entropi rendah)"] --> K["KDF: Argon2id / PBKDF2 600k+<br/>(+salt, key stretching)"]
    K --> M["master key (diturunkan di klien)"]
    M --> G["AES-GCM(vault + metadata)<br/>confidentiality + integrity"]
    G --> SV["Server: hanya simpan ciphertext<br/>(zero-knowledge, kunci tak pernah dikirim)"]

Summary

Catatan ini membingkai perbaikan kegagalan LastPass sebagai prinsip key management, mengikuti objektif “apply key derivation, lifecycle, and storage best practices”. Empat perbaikan inti: (1) KDF yang benar—karena SHA256 bukan KDF, gunakan PBKDF2 iterasi tinggi (600.000+) atau lebih baik Argon2id yang memory-hard untuk key stretching; (2) authenticated encryption—ganti ECB (bocorkan pola, tanpa integritas) dengan AES-GCM yang memberi confidentiality + integrity via authentication tag; (3) key derivation, bukan kunci langsung dari password—turunkan kunci lewat KDF + salt alih-alih memetakan password ke kunci; (4) lifecycle & storage zero-knowledge—turunkan kunci di klien, jangan simpan kunci di server, dan enkripsi juga metadata, sehingga server yang dikompromikan hanya memegang ciphertext. Topik tingkat lanjut (Signal Protocol/forward secrecy, ZKP, side-channel, crypto agility/post-quantum) hanya disebut sebagai objektif dan dibahas sebagai pengayaan di bawah.

Graph View

Backlinks