Analisis Kinerja dan Keamanan Algoritma Aes-GCM, Chacha20-Poly1305, dan Lightweight-PDAC untuk Mengamankan Tautan Ujian di SMKN 1 Sukoharjo

Gambar Ilustrasi AI

FORMOSA NEWS - Semarang - Lightweight-PDAC Ungguli Algoritma Kriptografi Standar untuk Pengamanan Tautan Ujian Online Sekolah. Penelitian yang dilakukan oleh Muhammad Rifqi Anshory dan Eka Ardhianto dari Universitas Stikubank dalam artikel penelitian yang dipublikasikan pada Formosa Journal of Computer and Information Science (FJCIS) edisi Vol. 5 No. 2 Tahun 2026 menyoroti bahwa algoritma Lightweight-PDAC mampu memberikan perlindungan optimal sekaligus menjaga efisiensi komputasi pada gawai dengan spesifikasi terbatas.

Tantangan Keamanan Ujian Digital di Lingkungan Sekolah
Transformasi digital dalam pendidikan mempermudah proses evaluasi belajar, tetapi pengiriman alamat URL ujian secara terbuka berisiko menimbulkan kecurangan akademik dan kebocoran data. Ketika link ujian disebar tanpa proteksi, pihak yang tidak berwenang dapat dengan mudah mengakses materi soal. Penerapan enkripsi standar seperti Advanced Encryption Standard Galois/Counter Mode (AES-GCM) dan ChaCha20-Poly1305 memang menawarkan tingkat keamanan tinggi. Namun, kedua algoritma tersebut membutuhkan konsumsi memori dan daya komputasi yang relatif besar. Pada gawai Android siswa dengan spesifikasi menengah ke bawah, beban komputasi tinggi ini kerap memicu penurunan performa aplikasi dan memperlambat proses pembukaan soal.

Metodologi Pengujian dan Integrasi Multi-Kriteria
Studi eksperimental ini menggunakan dataset berisi 237 URL Google Forms yang diuji sebanyak 100 kali iterasi pada lingkungan perangkat keras dan perangkat lunak yang seragam. Tiga algoritma yang dibandingkan meliputi AES-GCM, ChaCha20-Poly1305, dan Lightweight-PDAC. Penilaian tidak hanya bergantung pada parameter komputasi dasar, melainkan menggunakan kerangka kerja terintegrasi yang menggabungkan:

• Pengujian Benchmark Kriptografi: Mengukur waktu enkripsi, waktu dekripsi, konsumsi memori puncak, ukuran ciphertext (teks tersandi), dan tingkat acak data (Shannon entropy).
  
• OWASP Risk Assessment: Menilai aspek kerahasiaan (confidentiality), integritas (integrity), ketersediaan (availability), dan potensi kebocoran (likelihood).
  
• Cost-Benefit Analysis: Menyeimbangkan antara manfaat keamanan yang diperoleh dengan biaya sumber daya perangkat (RAM, kapasitas simpan, dan bandwidth).
  
• Weighted Sum Model (WSM): Pembobotan multi-kriteria berbasis survei terhadap 20 responden profesional, termasuk guru informatika, administrator CBT, kepala laboratorium komputer, dan praktisi IT.
  

Temuan Utama Penelitian
Hasil pengujian laboratorium dan kalkulasi keputusan menunjukkan keunggulan signifikan dari algoritma Lightweight-PDAC:

• Kecepatan Enkripsi yang Sangat Tinggi: Lightweight-PDAC mencatatkan waktu enkripsi rata-rata hanya 0,0810 milidetik (ms), jauh lebih cepat dibandingkan ChaCha20-Poly1305 (4,7893 ms) dan AES-GCM (12,7000 ms).
  
• Dekripsi Instan: Proses pengembalian URL tersandi ke bentuk semula memerlukan waktu 0,0313 ms untuk Lightweight-PDAC, sementara ChaCha20-Poly1305 memerlukan 0,3422 ms dan AES-GCM memerlukan 0,7199 ms.
  
• Efisiensi Memori Maksimal: Lightweight-PDAC hanya mengonsumsi 0,2950 KB memori puncak (RAM), jauh di bawah ChaCha20-Poly1305 (2,3991 KB) dan AES-GCM (12,1960 KB).
  
• Ukuran Ciphertext Lebih Ringkas: Rata-rata ukuran teks tersandi yang dihasilkan Lightweight-PDAC sebesar 9.445 byte, sedangkan AES-GCM dan ChaCha20-Poly1305 menghasilkan 11.045 byte.
  
• Kualitas Difusi Acak yang Meningkat: Nilai Shannon entropy Lightweight-PDAC mencapai 5,979 bit/byte berkat mekanisme cipher feedback, mendekati nilai AES-GCM (6,225 bit/byte) dan ChaCha20-Poly1305 (6,226 bit/byte) tanpa mengorbankan kecepatan komputasi.
  
• Skor Akhir Keputusan (WSM): Setelah mengintegrasikan seluruh parameter teknis dan bobot kebutuhan pengguna, Lightweight-PDAC memperoleh skor akhir tertinggi sebesar 0,9901, melampaui ChaCha20-Poly1305 (0,4924) dan AES-GCM (0,4620).
  

Implikasi dan Manfaat Bagi Pendidikan Digital
Hasil penelitian ini memberikan solusi praktis bagi sekolah dan lembaga pendidikan yang mengadaptasi sistem penilaian berbasis digital. Dengan mengimplementasikan Lightweight-PDAC pada aplikasi ujian berbasis Android, pihak sekolah dapat menjamin integritas kerahasiaan soal tanpa mengorbankan kenyamanan pengguna. Ukuran ciphertext yang lebih kecil menghemat penggunaan kuota internet dan bandwidth jaringan sekolah saat distribusi link ujian dilakukan secara serentak. Selain itu, efisiensi konsumsi RAM memastikan aplikasi dapat berjalan lancar di berbagai merek dan tipe ponsel siswa tanpa menimbulkan kendala teknis seperti lag atau crash.

Profil Penulis
Muhammad Rifqi Anshory: Peneliti di bidang keamanan siber dan kriptografi terapan dari Fakultas Teknologi Informasi dan Industri, Universitas Stikubank. Focus keahlian meliputi pengamanan aplikasi web, analisis kerentanan sistem, dan pengembangan solusi enkripsi efisien untuk perangkat mobile.
Eka Ardhianto: Dosen dan peneliti senior di Universitas Stikubank. Memiliki kepakaran di bidang sistem informasi, kriptografi ringan (lightweight cryptography), dan pemodelan keputusan (Multi-Criteria Decision Making).

Sumber Penelitian
Muhammad Rifqi Anshory, Eka Ardhianto. Performance and Security Analysis of Aes-GCM, Chacha20-Poly1305, and Lightweight-PDAC Algorithms for Securing Exam Links at SMKN 1 Sukoharjo. Formosa Journal of Computer and Information Science (FJCIS), Vol. 5, No. 2 (2026), halaman 259–278
DOI: https://doi.org/10.55927/fjcis.v5i2.16926
URL: https://journal.formosapublisher.org/index.php/fjcis