1. Low-bit Encoding
2.3.3 Spread Spectrum
Teknik spread spectrum ini bekerja dengan menyembunyikan sekumpulan data di dalam sinyal lain yang area sebarnya lebih besar. File yang disembunyikan terlebih dulu dibagi ke dalam blok-blok dengan ukuran tertentu. Setiap blok tersebut nantinya akan ditempatkan secara acak di sinyal lain yang areanya labih luasa tadi. Langkah kerjanya adalah dengan membuat noise dari suatu sinyal menggunakan noise generator. Nantinya, pesan akan disembunyikan pada noise yang telah terbentuk tadi dan disebarkan ke berbagai spectrum dengan frekuensi sinyal yang berbeda-beda.
Implementasi dari program penyisipan pesan yang memanfaatkan spread spectrum ini tidak diimplementasikan karena keterbatasan waktu. Namun demikian, studi terhadap hasil penelitian yang pernah dilakukan sudah dikerjakan. Berdasarkan hasil penelitian dan studi literatur, penyisipan data dengan cara spread spectrum mengubah data menjadi noise yang kemudian disisipkan ke frekuensi-frekuensi sinyal lain yang berbeda-beda. Jadi, data yang telah berbentuk noise tadi disebar ke frekuensi frekuensi yang berbeda. Karena berbentuk noise yang terpisah-pisah, artinya untuk setiap frekuensi sinyal hanya memiliki sebagian pesan rahasia, maka keberadaan pesan rahasia di dalam frekuensi suatu sinyal sulit disadari maupun dideteksi.
2.3.4 Echo Data Hiding(EDH)
Pada metode echo data hiding, penyembunyian data dilakukan dengan menyembunyikan data tersebut ke dalam suatu file audio dalam representasi echo
(gema). Echo dibuat dalam parameter yang berbeda-beda. Parameter yang divariasikan dalam metode ini adalah amplitudo, decay rate, dan offset. Pada sinyal
audio, gema muncul beberapa saat setelah bunyi asli keluar. Jika delay waktu antara bunyi asli dengan gema diperkecil, maka suara gema akan lebih sulit dipersepsikan oleh telinga manusia. Selain itu, gema juga dapat dibuat menjadi inaudible (tak terdengar) dengan memanfaatkan variasi dari parameter-parameter echo tadi. Prinsip-prinsip inilah yang digunakan dalam proses penyisipan pesan dengan cara echo data hiding (Sugiono, etal. 2008).
17
Pengaturan parameter gema sehingga gema menjadi tak terdengar dapat dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut:
1. Mengatur offset atau delay dengan nilai yang relatif pendek sehingga gema yang terdengar tak dapat dipersepsi oleh telinga.
2. Mengatur delay paling tinggi sebesar 1 ms.
3. Mengatur nilai inisialisasi amplitudo dan delay rate dengan nilai di bawah
threshold dari pendengaran manusia, sehingga manusia tidak dapat mendengar gema yang dihasilkan.
Dalam proses encode penyisipan pesan dalam audio dengan cara echo data hiding, sinyal audio yang akan disisipi pesan harus dibagi-bagi menjadi beberapa blok/window. Setelah itu, dua waktu delay digunakan untuk melakukan proses encode
data pesan. Misalnya, nilai delay = offset digunakan untuk meng-encode biner 0, dan nilai delay = offset + delta digunakan untuk meng-encode biner 1. Selain itu, beberapa fungsi serta teknik filter digunakan untuk melakukan proses encode. Persamaan FIR Filter merupakan filter yang umum digunakan untuk melakukan encode pesan ke dalam file audio. Dengan persamaan ini, diperoleh nilai delay dari sinyal audio.
Ada dua pulsa yang digunakan di persamaan ini. Satu pulsa untuk menyalin sinyal asli, sedangkan pulsa lainnya digunakan untuk menciptakan echo yang tidak mudah dideteksi. Proses Mixer Sinyal untuk encode data dalam bentuk biner dapat dilihat seperti pada Gambar 2.5
Data disembunyikan dengan memvariasikan tiga parameter dalam echo yaitu besar amplitudo awal, tingkat penurunan atenuasi (peredaman), dan offset. Ketiga parameter tersebut diatur sedemikian rupa di bawah pendengaran manusia sehingga tidak mudah untuk dideteksi. Sebagai tambahan, offset divariasikan untuk merepresentasikan bina ry pesan yang disembunyikan. Nilai offset pertama merepresentasikan nilai binary 1 dan nilai offset kedua merepresentasikan binary 0.
Echo Data Hiding menempatkan informasi sisipan pada sinyal asli (cover audio) dengan menggunakan sebuah “echo.” Pada hal telinga manusia tidak dapat mendengar sinyal asli dan echo secara bersamaan, melainkan hanya berupa sinyal distorsi tunggal. Hal ini sulit ditentukan secara tepat, ini tergantung pada kualitas rekaman sinyal asli, tipe suara yang di-echo dan pendengar. Fungsi sistem yang digunakan pada domain waktu adalah discrete time exponential yang cara membedakannya hanya pada delay antar impuls.
Gambar 2.6 Parameter dalam Echo (Sugiono, etal. 2008)
Untuk membentuk echo hanya menggunakan dua buah impuls yang disebut kernel. Kernel “satu” dibuat dengan delay δ1 detik sedangkan kernel “nol” dibuat dengan delayδ0 detik.
19
Jika hanya 1 echo yang dihasilkan dari sinyal asli maka hanya 1 bit informasi yang dapat di encoding. Karena itu, sinyal awal dibagi-bagi ke dalam beberapa blok sebelum proses encoding dimulai. Ketika proses encoding telah selesai, blok-blok tersebut digabungkan kembali membentuk sinyal baru.
Proses pembentukan echo dengan melakukan konvolusi antara signal audio
asli dengan kernel dapat dilihat pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Kernel dan Proses Pembentukan Echo (Sugiono, etal. 2008)
Awalnya, sinyal dibagi ke dalam blok-blok dan setiap blok diisi dengan 1 atau 0 berdasarkan pesan yang disimpan. Sebagai contoh, pesan yang akan disisipkan ke dalam file audio ialah “HEY” dengan nilai biner 01001000 01000101 01011001 dan selanjutnya dibentuk menjadi blok sinyal seperti pada Gambar 2.9.
0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1
Gambar 2.9 Nilai Biner Sinyal
Blok-blok tersebut dikombinasikan untuk menghasilkan sinyal baru menjadi seperti pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11 Dua Buah Sinyal Gabungan (Sugiono, etal. 2008)
Sinyal echo “1” kemudian dikali dengan sinyal mixer “1” dan sinyal echo “0” dikali dengan sinyal mixer “0”. Kemudian kedua hasil tersebut dijumlahkan untuk mendapatkan sinyal akhir. Dengan adanya offset dari echo dan sinyal asli maka echo
akan tercampur dengan sinyal aslinya. Kelebihan dari metode ini dibandingkan dengan metode lain ialah sistem pendengaran manusia tidak dapat memisahkan antara
echo dan sinyal asli.
21
Pada sinyal audio, gema muncul beberapa saat setelah bunyi asli keluar. Jika
delay waktu antara bunyi asli dengan gema diperkecil, maka suara gema akan lebih sulit dipersepsikan oleh telinga manusia. Selain itu, gema juga dapat dibuat menjadi
inaudible (tak terdengar) dengan memanfaatkan variasi dari parameter-parameter echo
tadi. Prinsip-prinsip inilah yang digunakan dalam proses penyisipan pesan dengan cara echo data hiding. Pengaturan parameter gema sehingga gema menjadi tak terdengar dapat dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut:
1. Mengatur offset atau delay dengan nilai yang relatif pendek sehingga gema yang terdengar tak dapat dipersepsi oleh telinga.
2. Mengatur delay paling tinggi sebesar 1 ms.
3. Mengatur nilai inisialisasi amplitudo dan delay rate dengan nilai di bawah
threshold dari pendengaran manusia, sehingga manusia tidak dapat mendengar gema yang dihasilkan.
Gambar 2.13 Ekstraksi Pesan pada Echo Data Hiding (Sugiono, etal. 2008)
Dalam proses encode penyisipan pesan dalam audio dengan cara echo data
blok/window. Setelah itu, dua waktu delay digunakan untuk melakukan proses encode
pesan. Misalnya, nilai delay = offset digunakan untuk meng-encode biner 0, dan nilai delay = offset + delta digunakan untuk meng-encode biner 1. Selain itu, beberapa fungsi serta teknik filter digunakan untuk melakukan proses encode. Persamaan Finite
Impulse Response Filter (FIR Filter) merupakan filter yang umum digunakan untuk melakukan encode pesan ke dalam file audio. Dengan persamaan ini, diperoleh nilai
delay dari sinyal audio. Ada dua pulsa yang digunakan di persamaan ini. Satu pulsa untuk menyalin sinyal asli, sedangkan pulsa lainnya digunakan untuk menciptakan
echo yang tidak mudah dideteksi.
Data multimedia, seperti audio dan video adalah media pembawa yang sempurna. Setelah digitalisasi, multimedia berisi kuantisasi yang menyediakan ruang untuk melekatkan data. Penggunaan fungsi ekstrak, penerima harus mampu mereproduksi pesan yang menempel pada steganogram itu. Suatu steganogram harus mempunyai karakteristik statistik yang sama dengan media pembawa, sedemikian hingga penggunaan algoritma steganografi tidak dapat dideteksi. Konsekuensinya, pesan hanya dapat dibaca dari steganogram dan media pembawanya. Suatu pesan yang dibaca dari steganogram tidak harus secara statistik berbeda dengan pesan utama yang dibaca dari media pembawa, dengan cara lain, sistem steganografi akan bersifat tidak kuat.
2.4MSE
Pengukuran fidelity steganografi dapat dihitung dengan menghitung nilai MSE (Mean Squared Error) dan PSNR (Peak Signal to Noise Ratio). PSNR adalah perbandingan antara nilai maksimum dari sinyal yang diukur dengan besarnya noise yang berpengaruh pada sinyal tersebut. PSNR biasanya diukur dalam satuan desibel. PSNR digunakan untuk mengetahui kualitas (validasi) citra hasil kompresi. Untuk menentukan PSNR, terlebih dahulu harus ditentukan nilai rata-rata kuadrat dari error (MSE - Mean Square Error) (Krisnawati. 2008).
MSE dan PSNR dapat dihitung dengan persamaan (2.1) dan (2.2). Pada persamaan (2.1), I (x,y) adalah nilai grey-level citra asli di posisi (x,y), I’ adalah nilai derajat keabuan citra yang telah diberi atau penyisip di posisi ( , ), dan
23
adalah ukuran panjang dan lebar. Pada persamaan (2.2), m adalah nilai maksimum yang mungkin dimiliki oleh sebuah pixel. Sebagai contoh, untuk data citra 8 bit, nilai maksimumnya adalah 255 (Krisnawati. 2008).
MSE =
∑ ∑ ... (2,1) PSNR = 10 log
... (2,2) Nilai MSE menunjukkan perbandingan piksel yang rusak dengan piksel aslinya. Semakin besar nilai MSE, maka semakin besar kerusakan citra hasil pengolahan dan sebaliknya, semakin kecil nilai MSE maka nilai piksel hasil pengolahan makin
BAB 3