MUTUAL EXCLUSION (SISTEM OPERASI)

MUTUAL EXCLUSION

A.Definisi

Beberapa proses terkadang membutuhkan sumber daya yang 

sama pada saat bersamaan. Sumber daya seperti ini disebut 

sumber daya kritis. Bagian program yang menggunakan sumber 

daya kritis disebut memasuki critical region/section. 

Hanya satu program pada saat yang diijinkan masuk critical region. 

Kondisi yang tidak dapat diprediksi hasilnya, bergantung pada 

proses-proses berjalan yang sedang bersaing disebut Kondisi Pacu 

(Race Condition). Kondisi pacu harus dihilangkan agar hasil-hasil 

proses dapat diprediksi dan tidak bergantung pada jalannya 

proses-proses tersebut.

Sistem operasi hanya menyediakan layanan (berupa system call) 

untuk mencegah proses masuk critical section yang sedang 

dimasuki proses lain. Pemrogram harus menspesifikasikan 

bagian-bagian critical region sehingga sistem operasi akan menjaganya

dengan suatu mekanisme untuk mencegah proses lain masuk 

critical region yang sedang dipakai proses lain. inilah yang dimaksud 

dengan mutual exclusion. Mutual Exclusion adalah suatu cara yang 

menjamin jika ada sebuah proses yang menggunakan variabel atau

berkas yang sama (digunakan juga oleh proses lain), maka proses 

lain akan dikeluarkan dari pekerjaan yang sama.

Kriteria penyelesaian Mutual Exclusion : 

1.Mutual Exclusion harus dijamin.

2.Hanya satu proses pada satu saat yang diizinkan masuk 

   Critical Section/Region.

3.Proses yang berada di noncritical section, dilarang memblok 

   proses-proses yang ingin masuk critical section.

4.Harus dijamin proses yang ingin masuk critical section tidak 

   menunggu lama hingga waktu tak terhingga, agar tidak terjadi 

   deadlock atau starvation.

5.Ketika ada proses di critical section maka proses yang ingin masuk 

   critical section harus diijinkan segera masuk tanpa waktu tunda.

6.Tidak ada asumsi mengenai kecepatan relative proses atau 

    jumlah proses yang ada.

B.Metode-metode Penjamin Mutual Exclusion

   1.Metode Naif

   Sebenarnya metode ini tidak menyelesaikan mutual exclusion, 

   karena masih terdapat scenario proses yang membuat situasi 

   kacau. Metode ini sering disebut metode variable lock sederhana.

   Ketika proses hendak masuk critical section, proses lebih dulu 

   memeriksa variable lock dengan ketentuan :

   a.Jika variable lock bernilai 0, proses mengeset variable lock 

      menjadi 1 dan segera masuk critical section.

   b.Jika variable lock bernilai 1, proses menunggu sampai nilai 

      variabel lock menjadi 0. 

  2.Metode untuk situasi tertentu

     Metode ini sering disebut metode bergantian secara ketat yang 

     mengasumsikan proses proses yang hendak masuk critical 

     section secara bergantian terus menerus. Proses memeriksa 

     terus menerus sehingga kondisi siap untuk diproses. Kondisi ini 

     tidak dapat ditentukan lamanya waktu sehingga menyia-nyiakan 

     waktu pemroses. Suatu saat kondisi akan crash ketika ada proses 

     yg harus segera masuk sementara ada proses lain yg masih berjalan.

  3.Metode Busy Waiting

     a.Metode Penyelesaian Dekker

        Algoritma Dekker mempunyai property-property berikut :

        =>Tidak memerlukan instruksi-instruksi perangkat keras khusus.

        =>Proses yang beroperasi di luar critical section tidak dapat 

            mencegah proses lain memasuki critical section.

        =>Proses yang ingin masuk critical section akan segera masuk 

            bila dimungkinkan.

     b.Metode Penyelesaian Peterson

        Sebelum masuk critical section, proses memanggil 

        enter_critical_section, namun sebelumnya proses memeriksa 

        sampai kondisi aman. Terjadi busy waiting, setelah selesai 

        proses menandai pekerjaan dan mengijinkan proses lain masuk.

        Keadaan awal tidak ada proses di critical section. Proses 0 akan 

        masuk critical section. Proses menandai elemen arraynya 

        dan mengeset turn ke 0. Proses memeriksa kondisi,dan prosedur 

        enter_critical_section dilaksanakan. Jika kemudian, proses 1 

        akan masuk, proses akan menunggu sampai interest(0) 

        menjadi FALSE. Kondisi ini hanya terjadi jika proses 0 mengeset 

        elemen itu dan keluar dari critical section.

     c.Metode Pematian Interupsi

       Proses mematikan interupsi ke pemroses dan segera masuk 

       ke critical section. Proses kembali mengaktifkan interupsi segera 

       setelah meninggalkan critical section. Metode ini mengakibatkan :

       =>Pemroses tidak dapat beralih ke proses lain karena interupsi 

           clock dimatikan sehingga penjadual pun tidak dieksekusi. 

           Karena penjadual tidak beroperasi maka tidak terjadi alih proses.

       =>Proses dapat memakai memori bersama tanpa takut terinvensi 

           proses lain karena memang tidak ada proses lain yang dieksekusi 

           saat itu. 

           Kelemahan utama :

           1.Bila proses yang mematikan interupsi mengalami gangguan 

              maka proses tidak akan pernah menghidupkan interupsi 

              kembali. Kejadian ini mengakibatkan kematian seluruh system.

           2.Jika terdapat dua pemroses atau lebih, mematikan interupsi 

              hanya berpengaruh pada pemroses yang sedang 

              mengeksekusi intruksi itu. Proses lain masih dapat memasuki 

              critical section.

     d.Metode Test and Set Lock (TSL)

        Metode ini membaca isi memori ke register dan kemudian menyimpan 

        nilai bukan 0  ke alamat memori. Pemroses yang mengeksekusi 

        instruksi tsl mengunci bus memori, mencegah pemroses lain 

        mengkases memori.

     e.Metode Exchange (XCHG)

        Metode ini menggunakan instruksi exchange (xchg). Instruksi xchg 

        menukarkan dua isi memori.

      f.Metode Instruksi Mesin

        Keunggulan :

        1.Sederhana dan mudah diverifikasi

        2.Dapat diterapkan ke sembarang jumlah proses

        3.Dapat digunakan untuk mendukung banyak critical region

        Kelemahan :

        1.Merupakan metode dengan busy waiting, sangat tidak efisien.

        2.Adanya busy waiting memungkinkan terjadi deadlock dan starvation.

  4.Metode Penyelesaian Level Tinggi (Metode Semapore)

     Dua proses atau lebih dapat bekerja sama dengan menggunakan 

     penanda-penanda sederhana. Proses berhenti sampai proses 

     memperoleh penanda tertentu. Variabel khusus untuk 

     penandaan ini disebut semaphore.Semaphore mempunyai dua property:

     a.Semaphore dapat diinisialisasi dengan nilai bukan negative.

     b.Ada dua operasi terhadap semaphore yaitu Operasi Up dan 

        Operasi Down.

    

    Operasi Down

    Operasi ini menurunkan nilai semaphore. Jika nilai semaphore 

    menjadi bukan positif maka proses yang mengeksekusinya diblok. 

    Operasi Down adalah atomic (atomic action), tidak dapat diinterupsi 

    sebelum selesai. Menurunkan nilai, memeriksa nilai,menempatkan 

    proses pada antrian dan memblok sebagai instruksi tunggal. Tidak 

    ada proses lain yang dapat diakses sampai proses selesai.

   

   Operasi Up

   Operasi ini menaikkan nilai semaphore. Jika satu proses atau lebih 

   telah diblok pada suatu semaphore tidak dapat menyelesaikan 

   operasi down maka salah satu dipilih oleh system dan dibolehkan 

   menyelesaikan operasi downnya. Operasi Up menaikan nilai 

   semaphore, memindahkan dari antrian dan menempatkan satu 

   proses ke senarai ready tidak dapat diinterupsi. Sebelum masuk 

   critical section, proses melakukan down. Bila berhasil maka proses 

   masuk critical section. Bila tidak berhasil maka proses diblok 

   pada semaphore. Proses yang diblok dapat melanjutkan jika 

   proses yang berada di critical section keluar dan melakukan operasi 

   up dan menjadikan proses yang diblok menjadi ready dan berlanjut 

   hingga operasi downnya berhasil.

C.Implementasi Semaphore

1.Pematian Interupsi

   Sistem operasi mematikan interupsi selagi memeriksa semaphore, 

   memperbarui, dan menjadikan proses diblok. Karena semua 

   aksi hanya memerlukan beberapa instruksi,pematian interupsi 

   tidak merugikan.

2.Instruksi tsl

   Pada banyak pemroses, tiap semaphore dilindungi variable lock 

   dan instruksi tsl agar menjamin hanya satu pemroses yang 

   saat itu memanipulasi semaphore.

Sumber: Diolah dari berbagai sumber

                            >>>>>TERIMAKASIH<<<<<

KEAMANAN KOMPUTER (M5_Part2)

KRIPTOGRAFI KLASIK/KUNO


KODE VIGENERE :
Merupakan kode abjad-majemuk. 
Teknik dari subtitusi vigenere bisa dilakukan dengan 2 cara 
yaitu Angka dan Huruf.

1. ANGKA
Teknik ini hampir sama dengan kode geser, hanya saja pada 
vigenere angka caranya dilakukan dengan menukarkan huruf 
dengan angka dan menggunakan kode kunci berupa kumpulan 
angka yang sudah ditentukan.

Ciphertext : ‘RMYGEVQRPRTIRNEVSLRMN’


2. HURUF
Pada teknik huruf menggunakan pola dibawah ini:

Contoh: Plaintext : PERHATIKAN RAKYAT KECIL 
Kunci : INODNESIA 
Maka cara menentukan chipertext-nya adalah:

KODE PLAYFAIR 
Kunci dari cipher playfair adalah penggunaan matriks 5 x 5 
(dengan masukan terdiri dari 25 karakter dan membuang ‘J’ 
yang ada di dalam alphabet). Dan matriks 5 x 5 yang digunakan adalah:

Ada beberapa aturan dalam melakukan enkripsi dengan kode playfair 
yaitu:
1.Karakter yang ada pada plaintext dibagi menjadi masing-masing 
   2 karakter.
2.Jika kedua huruf/ karakter tidak terletak pada satu baris atau kolom 
   maka pergerakan. karakter dimulai dari huruf kedua secara vertical 
   menuju teks-kode.
   Contoh: karakter ‘di’ terdapat pada baris dan kolom yang berbeda 
                maka dimulai dari ‘I’ tarik secara vertikal menuju baris yang 
                terdapat huruf ‘d’ sebanyak 2 baris maka akan ditemukan
                ‘n’, selanjutnya ‘d’ ditarik vertical menuju baris yang terdapat
                ‘I’ sehingga didapatkan ‘L’.

3.Jika karakter-karakter yang dienkripsi atau deskripsi berada pada 
   kolom atau baris yang sama dan saling berdekatan maka gunakan 
   prinsip kebawah atau kesamping. 
   Contoh: karakter ‘an’, maka karakter disamping ‘n’ adalah ‘d’ dan 
                karakter disamping ‘a’ adalah ‘n’ maka ciphertextnya adalah ‘dn'.

4.Jika karakter yang dienkripsi berada pada akhir baris maka diikuti 
aturan no 3 diatas, tetapi pada kasus baris terakhir maka karakter 
yang diambil adalah karakter yang disamping yaitu karakter pertama 
pada baris selanjutnya.

5.Jika terdapat karakter kembar maka cukup ditambahkan karakter 
   yang disepakati misalnya karakter ‘aa’ disepakati untuk disisipkan 
   dengan karakter ‘z’ maka chipertext ‘aza’.

6. Untuk kepentingan analisis kode playfair maka aturan no 2 disebut 
    ERDL (Encipher Right Decihper Left), aturan no 3 dan 4 disebut 
    EBDA (Encipher Below Decipher Above).


Contoh: Belajarlah Cepat

Karena pada akhir tidak terdapat 2 karakter maka untuk melengkapi 
di tambahkan karakter yang disepakati.

Sumber: Diolah dari berbagai sumber


                                >>>>>TERIMAKASIH<<<<<

KEAMANAN KOMPUTER (M5)

KRITOGRAFI KLASIK/KUNO

Metode dengan menggunakan lebih dari satu kunci terdiri 
dari 3 bagian yaitu Blok, Karakter, dan Zig-Zag:

1. Blok

Membagi jumlah teks-asli menjadi blok-blok yang ditentukan, 
tergantung dari keinginan pengirim pesan. 
Contoh plaintext: PERHATIKAN RAKYAT KECIL 
Kunci 1: MERDEKA 
Kunci 2: INDONESIA 
Kunci 3: PUTIH MERAH 
Plaintext diatas akan dibagi menjadi 6 blok dengan masing-masing 
karakter terdiri dari 4 karakter. Karena blok yang keenam tidak mencukupi
maka ditambahkan dengan karakter ‘X’ atau karakter lain yang ditentukan.

‘OKQCITCGPGNPHYMTGEDCDXXX’ adalah ciphertext 
dari plaintext PERHATIKAN RAKYAT KECIL.


2. Karakter
Metode ini adalah menggunakan pendistribusian perkarakter. 
Perhatikan contoh dibawah ini: 
Plaintext : PERHATIKAN RAKYAT KECIL 
K1 : MERDEKA 
K2 : INDONESIA 
K3 : PUTIH MERAH 
Metode : Karakter

Dengan metode karakter maka ‘OENCIQFGPLQPHYPTGHRCD’ 
adalah chipertect dari plaintext PERHATIKAN RAKYAT KECIL.


3. Zigzag
Metode ini dengan menentukan ciphertext dari plaintext pada kunci 1 
(K1) kemudian mencari huruf yang sama hasil dari ciphertext K1 
ke chipertext K2 dan mengambil plaintext dari ciphertext K2 untuk 
selanjutnya mencari huruf yang sama, hasil dari plaintext K2 dengan 
huruf ciphertext pada K3 dan plaintext pada ciphertext K3 tersebut yang 
diambil menjadi ciphertext akhir. Perhatikan contoh dibawah ini: 
Plaintext : PERHATIKAN RAKYAT KECIL 
K1 : MERDEKA 
K2 : INDONESIA 
K3 : PUTIH MERAH 
Metode : Zigzag

Maka ciphertextnya adalah ‘LRHDACOQASHAQYACQRUOI’


Kode Geser:
Ada metode lain selain menggunakan kode geser yang diterapkan 
kode kaisar mono alphabet, yaitu dengan menggunakan kode kunci 
berupa angka bukan banyaknya pergeseran.

Sumber: Diolah dari berbagai sumber

                
                 >>>>>TERIMAKASIH<<<<<

KEAMANAN KOMPUTER (M4)

KRIPTOGRAFI KLASIK/KUNO

Teknik Subtitusi:
Teknik Subtitusi: Penggantian setiap karakter teks-asli dengan 
karakter lainnya. 
Salah satu teknik subtitusi pada kriptografi klasik/ kuno adalah 
KODE KAISAR, yang beradaptasi pada penggunaan ‘roda kaisar’:

a) Monoalphabet

Perhatikan alphabet untuk plaintext dibawah ini:

Misal, Jika penggeseran yang dilakukan sebanyak 3 kali maka 
kunci untuk deskripsinya adalah 3. Maka susunan huruf untuk 
chipertext adalah:

Contoh: Tentukan chipper text dari plaintext ‘PERIKSA SERVER’! 
Plaintext : P E R I K S A S E R V E R 
Ciphertext : S H U L N V D V H U Y H U


b) Polyalphabet
Gagasan baru dalam perkembangan kode kaisar untuk 
menggunakan kunci lain yang disebut poly-alphabetic. 
Polylpabetic cendung menggunakan kunci berupa huruf dan tidak
ada penggunaan huruf yang diulang. Penggunaan tidak hanya 
dengan satu kunci melainkan 2 kunci dan 3 kunci.

1. Satu Kunci

Plaintext : CEGAH PEGAWAI KPK 
Kunci : MERDEKA

Ciphertext : RKBMCOKBMWMFHOH


2. Dua Kunci

Plaintext : CEGAH PEGAWAI KPK 
Kunci 1 : MERDEKA 
Kunci 2 : INDONESIA

Ciphertext: QGNJDLGNJWJSBLB


3. Tiga Kunci

Plaintext : CEGAH PEGAWAI KPK 
Kunci 1 : MERDEKA 
Kunci 2 : INDONESIA 
Kunci 3 : PUTIH MERAH

Ciphertext: LEGBIDEGBWBOUDU


Sumber: Diolah dari berbagai sumber


                                       >>>>>TERIMAKASIH<<<<<