IMPLEMENTASI SKEMA END-TO-END ENCRYPTION PADA PERTUKARAN PESAN TEKS DAN FILE MEDIA MENGGUNAKAN ALGORITMA AES-GCM-SIV DAN ELLIPTIC CURVE DIFFIE HELLMAN

Pertukaran pesan teks dan file media dalam komunikasi digital modern menuntut skema end-to-end encryption (E2EE) yang menjamin kerahasiaan, integritas, autentisitas, forward secrecy, sekaligus tahan terhadap kesalahan pengelolaan nonce. AES-GCM yang umum digunakan terbukti rapuh terhadap nonce reuse yang memungkinkan rekonstruksi plaintext dan pemalsuan authentication tag, sementara penelitian terdahulu belum mengintegrasikan AES GCM-SIV, ECDH Curve25519, dan HKDF-SHA256 dalam satu skema yang menangani pesan teks dan file media sekaligus dengan pengukuran kuantitatif. Penelitian ini bertujuan merancang, mengimplementasikan, dan mengevaluasi skema E2EE berbasis pipeline ECDH Curve25519, HKDF-SHA256, dan AES-256 GCM-SIV pada dimensi keamanan dan performa. Pendekatan yang digunakan adalah eksperimen kuantitatif komparatif pada arsitektur terdistribusi tiga entitas (Alice, Bob, dan Server) yang berjalan sebagai proses terpisah pada VPS yang saling terhubung melalui jaringan internet publik, dengan 30 iterasi per kombinasi untuk dua belas kategori data uji (teks 100–2.000 byte; gambar, audio, dan video hingga 33,69 MB), disertai lima skenario uji keamanan berdasarkan threat model Dolev-Yao (eavesdropping, tampering, replay attack, nonce reuse, Man-in-the Middle) dan ablation study kumulatif terhadap empat konfigurasi bertingkat (AES GCM, AES-GCM-SIV, AES-GCM-SIV+ECDH, AES-GCM SIV+ECDH+HKDF). Hasil menunjukkan skema yang diusulkan memenuhi seluruh properti keamanan dalam lingkup threat model dan skenario yang diuji, sementara baseline AES-GCM gagal pada skenario nonce reuse dan Man-in-the Middle. Pada data teks, AES-GCM-SIV mengalami overhead waktu enkripsi 29,5%–53,6% dibanding AES-GCM, yang menyempit dan berbalik menjadi keunggulan pada sebagian kategori data besar, sedangkan konsumsi memori dan overhead ukuran data identik pada kedua algoritma. Ablation study membuktikan setiap komponen (AES-GCM-SIV, ECDH, HKDF) memberikan kontribusi keamanan yang spesifik dan tidak tergantikan, dengan biaya performa yang menurun secara marjinal seiring urutan penambahannya. Penelitian ini menyediakan bukti empiris bahwa kombinasi ECDH Curve25519, HKDF SHA256, dan AES-256-GCM-SIV layak diadopsi sebagai pondasi sistem E2EE yang tahan terhadap kesalahan implementasi.

Kata kunci: AES-GCM-SIV, ECDH Curve25519, end-to-end encryption, nonce misuse resistance, pesan teks dan file media