REVIEW PAPER / JURNAL TENTANG PARALLEL COMPUTATION
REVIEW
JURNAL PARALLEL COMPUTATION
I.
PENDAHULUAN
Parallel
computation adalah suatu teknik untuk mengerjakan suatu perhitungan yang besar
dan memerlukan waktu yang lama dengan memecah menjadi beberapa bagian dan
mengerjakannya secara independen di prosesor yang berbeda. Jurnal yang akan
di-review ini membahas tentang implementasi komputasi paralel untuk
mengenkripsi berkas citra menggunakan AES dengan menggunakan JPPF.
II. IDENTIFIKASI JURNAL
Judul
: Implementasi Komputasi Paralel Untuk Enkripsi Citra Berbentuk AES
Menggunakan
JPPF
Penulis
: Mohammad Zarkasi, Waskitho Wibisono, dan FX. Arunanto
Institusi
: Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Tahun
Terbit : 2013
JURNAL
TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
III.
RINGKASAN JURNAL
1. Pendahuluan
Enkripsi
merupakan teknik yang umum digunakan untuk meningkatkan keamanan suatu data,
tak terkecuali untuk citra. Tidak terkecuali untuk citra. Sebagai tambahan
dalam level keamanan, kecepatan eksekusi suatu algoritma enkripsi menjadi
bagian yang paling penting. Salah satu algoritma enkripsi yang cukup luas
diterapkan adalah Advanced Encryption Standards (AES). AES
menggunakan key yang lebih panjang daripada algoritma Data
Encryption Standard (DES).
Java
Parallel Programming Framework (JPPF) merupakan framework untuk pemrosesan
paralel yang menggunakan bahasa pemrograman Java. Pada JPPF tersedia beberapa
strategi pendistribusian job untuk mengoptimalkan performa
dengan menyesuaikan jumlah task yang dikirim ke setiap slave.
JPPF juga memiliki mekanisme untuk menanggulangi masalah apabila terjadi
kegagalan komunikasi dengan master.
2. Kajian
Teori
Ø Uraian Penelitian
Advanced Encryption Standard (AES) merupakan algoritma enkripsi
yang berdasarkan pada kombinasi dan permutasi dari operasi shift dan exclusive-OR (XOR).
AES menggantikan Data Encryption Standard (DES) yang
sebelumnya merupakan algoritma yang utama dalam mengenkripsi data elektronik.
AES merupakan varian algoritma Rijndael yang dikembangkan oleh dua orang
kriptografer asal Belgia, John Daemen dan Vincent Rijmen.
Ada beberapa modus operasi AES yang
tersedia untuk digunakan memproses data yang besar. Namun, hanya ada dua modus
yang dapat diparalelkan karena tidak ada dependensi terhadap blok sebelumnya,
yaitu Counter (CTR) dan Electronic Code Book (ECB).
ECB merupakan modus yang paling sederhana, yaitu dengan menerapkan algoritma
AES pada tiap blok data. Sedangkan pada CTR, digunakan sebuah counter yang
unik pada setiap blok data, sehingga apabila ada dua blok data (plaintext)
yang sama, akan dihasilkan ciphertext yang berbeda.
Ø Komputasi Paralel
Komputasi paralel adalah suatu
teknik untuk mengerjakan suatu perhitungan yang besar dan memerlukan waktu yang
lama dengan memecah menjadi beberapa bagian dan mengerjakannya secara
independen di prosesor yang berbeda.
Terdapat beberapa style pemrograman
paralel, antara lain:
· SPMD
(Single Program, Multiple Data), yaitu data dan program didistribusikan
ke tiap prosesor, eksekusi dilakukan sesuai jadwal yang telah ditentukan. Tiap
prosesor mengeksekusi program yang sama tetapi data yang diproses berbeda.
·
Master/slave, yaitu satu prosesor bertindak
sebagai master, dan ada beberapa prosesor yang menjadi slave kepada master tersebut.
·
MPMD
(Multiple Program, Multiple Data), yaitu program dan data
didistribusikan ke tiap-tiap prosesor, tiap prosesor mengeksekusi program yang
berbeda dan data yang berbeda.
Tujuan utama dari komputasi paralel
adalah untuk mendapatkan speedup. Speedup diperoleh
dengan menghitung perbandingan antara waktu yang diperlukan untuk komputasi
secara sekuensial dengan waktu yang diperlukan untuk komputasi secara
paralel. Speedup dihitung menggunakan
𝑠𝑝𝑒𝑒𝑑𝑢𝑝 = 𝑇𝑠𝑒𝑘𝑢𝑒𝑛𝑠𝑖𝑎𝑙 / 𝑇𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙
Ø JPPF
JPPF adalah adalah suatu framework yang
dibangun dengan bahasa Java. JPPF memungkinkan aplikasi dengan kebutuhan
komputasi yang tinggi agar dapat berjalan pada sejumlah komputer, dalam rangka
untuk mengurangi waktu pemrosesan. Hal ini dilakukan dengan membagi aplikasi
menjadi bagian-bagian yang lebih kecil yang dapat dieksekusi secara
bersama-sama di mesin yang berbeda.
Keunggulan JPPF terhadap framework lain
adalah JPPF menyediakan beberapa strategi pendistribusian job untuk
mengoptimalkan performa dengan menyesuaikan jumlah task yang
dikirim ke setiap slave. Tiap strategi distribusi job memiliki
keunggulan terhadap suatu jenis permasalahan yang akan diselesaikan secara
paralel. Selain itu, JPPF memiliki fitur mekanisme untuk menangani kegagalan
komunikasi. Secara otomatis JPPF client dan slave akan
mencari master yang aktif apabila pada suatu saat terjadi
gangguan dalam komunikasi.
3. Hasil Temuan
Ø Pengaburan isi citra
Uji coba fungsionalitas menjelaskan
pengaburan isi citra yang dihasilkan dari enkripsi. Citra plaintext yang
digunakan sebagai masukan uji coba adalah citra Lenna dengan penggunaan RGB
dominan pada area tententu. Pada citra ciphertext hasil
enkripsi, penggunaan RGB cukup merata, dan juga tidak terlihat adanya dominasi
warna seperti pada citra plaintext. Citra ciphertext dihasilkan
oleh enkripsi dengan algoritma AES menggunakan modus ECB dan CTR.
Ø Speedup
Uji coba enkripsi citra menggunakan
komputasi paralel dilakukan menggunakan 8 komputer yang berperan sebagai slave.
Salah satu dari 8 komputer tersebut juga berperan sebagai master sekaligus client,
yaitu PC1. Pada uji coba ini digunakan beberapa citra dengan ukuran resolusi
yang berbeda dan strategi distribusi manual dengan
ukuran task per slave adalah satu. Pada uji
coba dengan membandingkan waktu komputasi paralel dengan waktu eksekusi single pada
PC1, diperoleh rata-rata speedup sebesar 1,65. Sedangkan pada
uji coba dengan membandingkan waktu komputasi paralel dengan waktu
eksekusi single pada PC2, diperoleh rata-rata speedup sebesar
0,82.
IV.
KESIMPULAN DAN SARAN
Penggunaan
warna pada citra hasil enkripsi menunjukkan pengaburan dengan persebaran RGB
yang merata. Hal ini menyebabkan pola-pola pada citra menjadi sulit untuk
dikenali secara langsung.
Implementasi
komputasi paralel berhasil memberikan waktu komputasi yang lebih cepat. Speedup yang
diperoleh dengan membandingkan waktu komputasi paralel terhadap waktu komputasi
pada komputer dengan spesifikasi frekuensi prosesor 2,53 GHz satu core adalah
rata-rata sebesar 1,65. Sedangkan speedup yang diperoleh
dengan membandingkan waktu komputasi paralel terhadap waktu komputasi pada
komputer dengan spesifikasi yang lebih tinggi adalah rata-rata kurang dari 1.
Referensi
Jurnal :
Komentar
Posting Komentar