TINJAUAN PUSTAKA Kriptografi - Steganografi Video Dengan Menggunakan Metode Discrete Cosine Tr

Kriptografi (cryptography) berasal dari bahasa Yunani, terdiri dari dua suku kata yaitu

kripto dan graphia. Kripto artinya menyembunyikan, sedangkan graphia artinya tulisan. Kriptografi adalah ilmu yang mempelajari teknik-teknik matematika yang berhubungan dengan aspek keamanan informasi, seperti kerahasiaan data, keabsahan data, integritas data, serta autentikasi data (Menezes, et al. 1996). Tetapi tidak semua aspek keamanan informasi dapat diselesaikan dengan kriptografi, karena selain kriptografi, masih terdapat teknik lain dalam mengamankan informasi yaitu penyembunyian informasi (information hidding) dimana salah satu skemanya adalah steganografi.

Enkripsi adalah sebuah proses penyandian yang melakukan perubahan sebuah kode (pesan) dari yang bisa dimengerti (plaintext) menjadi sebuah kode yang tidak bisa dimengerti (ciphertext). Sedangkan proses kebalikannya untuk mengubah ciphertext menjadi plaintext

disebut dekripsi. Proses enkripsi dan dekripsi memerlukan suatu mekanisme dan kunci tertentu.

Steganografi

Kata steganografi (steganography) berasal dari bahasa Yunani steganos, yang artinya “tersembunyi atau terselubung”, dan graphein, “menulis” sehingga kurang lebih artinya "menulis (tulisan) terselubung". Steganografi adalah ilmu dan seni menyembunyikan pesan rahasia (hiding message) sedemikian sehingga keberadaan pesan tidak terdeteksi oleh manusia (Munir 2006).

Dalam bidang keamanan komputer, steganografi digunakan untuk menyembunyikan data rahasia saat enkripsi tidak dapat dilakukan atau dapat pula bersamaan dengan enkripsi. Jadi, walaupun enkripsi berhasil dipecahkan, pesan atau data rahasia tetap tidak terlihat. Selain itu pada kriptografi, pesan disembunyikan dengan “diacak” sehingga pada kasus-kasus tertentu dapat mengundang kecurigaan karena dengan adanya pesan “acak” pihak lain dapat berasumsi di dalamnya terdapat pesan rahasia. Pada steganografi pesan “disamarkan” dalam bentuk yang relatif “aman” sehingga tidak terjadi kecurigaan itu. Steganografi dapat dianggap pelengkap kriptografi dan bukan sebagai pengganti.

Steganografi dapat digunakan pada berbagai macam bentuk data, yaitu image, audio, dan video. Dalam menyembunyikan pesan, ada beberapa kriteria yang harus dipenuhi (Munir 2006):

1. Imperceptible. Keberadaan pesan tidak dapat dipersepsi oleh indrawi. Jika pesan disisipkan ke dalam sebuah image, maka

image yang telah disisipi pesan harus tidak dapat dibedakan dengan image asli oleh mata. Untuk suara, telinga haruslah tidak mendapati perbedaan antara suara asli dan suara yang telah disisipi pesan. Begitu pula dengan video, sebagai gabungan dari

image dan suara, mata dan telinga tidak dapat mendeteksi perbedaan antara video asli dengan video yang disisipi suatu pesan.

2. Fidelity. Mutu media penampung tidak berubah banyak akibat penyisipan. Perubahan yang terjadi harus tidak dapat dipersepsi oleh indrawi.

3. Recovery. Pesan yang disembunyikan harus dapat diungkap kembali. Tujuan steganografi adalah menyembunyikan informasi, maka sewaktu-waktu informasi yang disembunyikan ini harus dapat diambil kembali untuk dapat digunakan lebih lanjut sesuai keperluan.

Secara khusus penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi:

• Instansi pemerintah, perusahaan atau perorangan.

Diharapkan dapat memberikan penjelasan mengenai alternatif keamanan informasi dalam rangka melindungi suatu informasi dari tangan pihak-pihak yang tidak berhak.

• Mahasiswa IPB

Diharapkan dengan adanya penelitian mengenai steganografi pada video, mahasiswa IPB dapat mengembangkan konsep-konsep keamanan informasi yang sudah ada dan bahkan memperbaiki konsep-konsep tersebut sehingga memperkuat keamanan informasi itu sendiri.

• Penyusun

Sebagai penerapan ilmu yang telah diperoleh penyusun selama kuliah di Departemen Ilmu Komputer IPB, yaitu dengan mengembangkan konsep keamanan informasi menggunakan teknik steganografi. Dalam hal ini steganografi dengan menggunakan media video sebagai cover.

TINJAUAN PUSTAKA Kriptografi

Kriptografi (cryptography) berasal dari bahasa Yunani, terdiri dari dua suku kata yaitu

disebut dekripsi. Proses enkripsi dan dekripsi memerlukan suatu mekanisme dan kunci tertentu.

Steganografi

Steganografi dapat digunakan pada berbagai macam bentuk data, yaitu image, audio, dan video. Dalam menyembunyikan pesan, ada beberapa kriteria yang harus dipenuhi (Munir 2006):

1. Imperceptible. Keberadaan pesan tidak dapat dipersepsi oleh indrawi. Jika pesan disisipkan ke dalam sebuah image, maka

image dan suara, mata dan telinga tidak dapat mendeteksi perbedaan antara video asli dengan video yang disisipi suatu pesan.

2. Fidelity. Mutu media penampung tidak berubah banyak akibat penyisipan. Perubahan yang terjadi harus tidak dapat dipersepsi oleh indrawi.

4. Robustness. Data yang disembunyikan harus tahan terhadap manipulasi pada

cover object. Bila pada cover object

dilakukan operasi pengolahan object, maka data yang disembunyikan tidak rusak.

Gambar 1 Steganographic system

(Morkel et al 2005).

Gambar 1 menunjukkan sebuah sistem steganografi umum dimana di bagian pengirim pesan (sender), dilakukan proses embedding (fE) pesan yang hendak dikirim secara rahasia (emb) ke dalam data cover sebagai tempat menyimpannya (cover) dengan menggunakan kunci tertentu (key), sehingga dihasilkan data dengan pesan tersembunyi di dalamnya (stego). Di bagian penerima pesan (recipient), dilakukan proses ekstrak (fE^-1) pada stego untuk memisahkan pesan rahasia (emb) dan data penyimpan (cover) tadi dengan menggunakan kunci yang sama seperti pada proses embedding

tadi. Jadi hanya orang yang tahu kunci ini saja yang dapat mengekstrak pesan rahasia tadi. Proses tadi dapat direpresentasikan secara lebih jelas pada Gambar 2.

Gambar 2 Proses embeding dan extracting

(Morkel et al 2005).

Steganografi bukan merupakan hal yang baru. Steganografi sudah dikenal sejak zaman Romawi dan Yunani kuno. Misalnya, pesan ditulis di kepala budak lalu menunggu sampai

tumbuh cukup rambut untuk menutupi pesan tersebut sebelum ia dikirim kepada orang yang dituju dimana rambutnya akan dicukur sehingga pesan itu terlihat.

Cerita lain masih juga berasal dari zaman Yunani kuno, yaitu kisah Demeratus, yang ingin memberitahu Sparta bahwa Xerxes bermaksud untuk menginvasi Yunani. Medium tulisan pada saat itu adalah sebuah papan yang dilapisi lilin dan pesan rahasia ditulisi di papan tersebut. Agar pesan yang dikirimnya tidak diketahui keberadaannya, Demeratus melapisi lagi papan tulisannya dengan lilin. Papan tulisan yang terlihat masih kosong inilah yang dikirim ke Sparta.

Terminologi dalam Steganografi

Terdapat beberapa istilah yang berkaitan dengan steganografi (Munir 2006), yaitu:

1. Hiddentext atau embedded message: pesan atau informasi yang disembunyikan. 2. Covertext atau cover-object: pesan yang

digunakan untuk menyembunyikan

embedded message.

3. Stegotext atau stego-object: pesan yang sudah berisi embedded message.

Dalam steganografi dijital, baik pesan atau informasi dapat berupa teks, audio, gambar, maupun video.

Manfaat Steganografi

Steganografi adalah sebuah pisau bermata dua, ia bisa digunakan untuk alasan-alasan yang baik, tetapi bisa juga digunakan sebagai sarana kejahatan. Steganografi dapat digunakan sebagai salah satu metode watermarking pada

image untuk proteksi hak cipta, seperti juga

digital watermarking (fingerprinting). Steganografi juga dapat digunakan sebagai pengganti fungsi hash, (Henry 2006). Fungsi hash sendiri adalah fungsi yang menerima masukan string yang panjangnya sembarang, lalu mengkonversikannya menjadi string

keluaran yang panjangnya tetap (fixed) dan memiliki kegunaan sebagai aplikasi keamanan otentikasi dan integritas pesan (Menezes, et al. 1996).

Manfaat steganografi yang paling utama ialah menyembunyikan informasi rahasia serta untuk melindunginya dari pencurian dan dari orang yang tidak berhak untuk mengetahuinya. Sehubungan dengan keamanan sistem informasi, steganografi hanya merupakan salah satu dari banyak cara yang dapat dilakukan untuk menyembunyikan pesan rahasia.

Steganografi lebih cocok digunakan bersamaan dengan metode lain tersebut untuk menciptakan keamanan yang berlapis. Sebagai contoh steganografi dapat digunakan bersama dengan enkripsi.

Metode Steganografi

Kebanyakan algoritme atau metode steganografi melakukan hal-hal berikut, yaitu menemukan kelebihan bit dalam sebuah berkas yang dapat digunakan untuk menyembunyikan pesan rahasia didalamnya, memilih beberapa diantaranya untuk digunakan dalam menyembunyikan data, dan menyembunyikan data dalam semua bit yang dipilih sebelumnya melalui suatu perhitungan matematis. Dalam prakteknya steganografi baik dengan media

image, audio, ataupun video menggunakan metode-metode tersebut.

Pada dasarnya video merupakan kumpulan

image dalam sejumlah frame yang bergerak. Untuk menyembunyikan pesan di dalam image

tanpa mengubah tampilan image, data cover perlu dimodifikasi pada bagian area yang ”noisy” dengan banyak variasi warna, sehingga modifikasi yang terjadi tidak akan terlihat. Berikut ini adalah beberapa algoritme atau metode steganografi dengan media image, yaitu: Least-Significant Bit Modification dan

Discrete CosineTransform.

Least-Significant Bit Modification

Metode paling umum untuk menyembunyikan pesan adalah dengan memanfaatkan Least-Significant Bit (LSB). Keuntungan yang paling besar dari metode LSB adalah cepat dan mudah untuk diimplementasikan. Kekurangannya adalah bahwa metode ini membutuhkan ”tempat penyimpanan” yang relatif besar dan stego yang dihasilkan tidak dapat dikompresi dengan format lossy compression.

Metode ini membutuhkan syarat, yaitu jika dilakukan kompresi pada stego, harus digunakan format lossless compression karena metode ini menggunakan bit di setiap piksel pada image dan pada saat image dikompresi, informasi yang ada di dalamnya tidak akan hilang (Alasdair 2004). Berbeda dengan format lossy compression, dimana saat terjadi kompresi ada beberapa informasi yang hilang. Hal ini tentunya perlu dihindari karena dapat menyebabkan pesan rahasia yang disembunyikan akan hilang. Oleh karena itu untuk menggunakan metode LSB sebaiknya tidak menggunakan format lossy compression.

Jika menggunakan image 24 bit color sebagai cover, sebuah bit dari masing-masing komponen Red, Green, dan Blue dapat digunakan sebagai media untuk menyimpan bit pesan rahasia. Hal ini tentunya menguntungkan sebab 3 bit dapat disimpan pada setiap piksel. Sebuah image 800 x 600 piksel dapat digunakan untuk menyembunyikan 1.440.000 bit (180.000 bytes) data rahasia. Misalnya, di bawah ini terdapat 3 piksel dari image 24 bit color:

(00100111 11101001 11001000) (00100111 11001000 11101001) (11001000 00100111 11101001)

Jika ingin menyembunyikan karakter A (10000001) dihasilkan:

(00100111 11101000 11001000) (00100110 11001000 11101000) (11001000 00100111 11101001)

Dapat dilihat bahwa hanya 3 bit saja yang perlu diubah untuk menyembunyikan karakter A ini. Perubahan pada LSB ini akan terlalu kecil untuk terdeteksi oleh mata manusia sehingga pesan dapat disembunyikan secara efektif.

Jika digunakan image 8 bit color sebagai

cover, hanya 1 bit saja dari setiap piksel warna yang dapat dimodifikasi sehingga pemilihan

image harus dilakukan dengan sangat hati-hati, karena perubahan LSB dapat menyebabkan terjadinya perubahan warna yang ditampilkan pada gambar. Akan lebih baik jika image

berupa imagegrayscale karena perubahan warnanya akan lebih sulit dideteksi oleh mata manusia (Johnson & Jajodia 1998).

Proses ekstraksi pesan dapat dengan mudah dilakukan dengan mengekstrak LSB (mengambil bit paling kanan) dari masing-masing piksel pada stego secara berurutan dan menuliskannya ke output file yang akan berisi pesan tersebut.

Discrete Cosine Transform

Metode yang lebih kompleks untuk menyembunyikan pesan pada image dilakukan dengan Discrete Cosine Transformation (DCT). DCT digunakan, terutama pada kompresi JPEG, untuk metransformasikan blok 8x8 piksel yang berurutan dari image menjadi 64 koefisien DCT yang terdiri dari satu koefisien DC dan 63 koefisien AC. DCT merupakan fungsi yang linear dan dapat dibalikkan kembali (invertible). Hal ini tentunya menjadi penting terutama dalam proses mengembalikan pesan setelah

di-embed ke dalam cover-media.

(1) Setiap koefisien DCT yaitu F(u,v) yang

berasal dari blok 8x8 piksel image dengan koordinat f(x,y) diperoleh dengan menggunakan Persamaan 1, di mana nilai C(x) = 1/√2 saat x sama dengan 0 dan nilai C(x) = 1 saat x sama dengan 1. Setelah koefisien-koefisien diperoleh, dilakukan proses kuantisasi melalui Persamaan 2.

(2) dengan Q(u,v) adalah 64-elemen dari tabel kuantisasi. Kuantisasi merupakan suatu prosedur yang mengubah nilai-nilai kontinyu (bilangan real) menjadi nilai diskret (bilangan integer) (Alasdair 2004). Sebagai contoh, berikut merupakan algoritme sederhana untuk menyembunyikan pesan di dalam image JPEG dengan menggunakan DCT (Alasdair 2004):

Input : pesan, coverimage

Output : stego

while (masih ada data untuk di-embed) do

ambil koefisien DCT selanjutnya

dari coverimage (DCT)

if koefisien < nilai treshold then

ambil bit selanjutnya dari pesan

ganti bit koefisien DCT dengan bit pesan tersebut

end if

masukkan DCT ke stego (invers DCT)

end while

DCT sering digunakan untuk pengolahan

image dan sinyal, terutama untuk kompresi dengan format lossy compression. Modifikasi terhadap DCT akan mempengaruhi semua pixel pada image. Keuntungan yang dapat diambil adalah LSB hasil kuantisasi koefisien DCT dapat digunakan untuk menyembunyikan informasi seperti yang terjadi pada algoritme di atas. Pada dasarnya image yang dikompresi dengan lossy compression akan menimbulkan kecurigaan karena perubahan LSB akan terlihat jelas. Pada metode ini hal tersebut tidak akan terjadi karena metode ini terjadi di domain

frekuensi di dalam image, bukan pada domain spasial, sehingga tidak akan ada perubahan yang terlihat pada coverimage.

Steganalisis

Steganalisis didefinisikan sebagai suatu seni dan ilmu dalam mendeteksi informasi tersembunyi (Pfitzmann 1996). Tujuan dari steganografi adalah untuk merahasiakan keberadaan dari sebuah pesan rahasia. Suatu keberhasilan penyerangan pada sebuah sistem steganografi adalah ketika si penyerang dapat mendeteksi bahwa sebuah berkas berisikan data terselubung. Bila sistem steganografi telah diketahui oleh si penyerang, maka keamanan dari sistem steganografi bergantung hanya pada fakta bahwa kunci rahasia tidak diketahui oleh si penyerang.

Salah satu metode steganalis yang sering digunakan yaitu, steganalis dengan menggunakan teknik yang didesain sesuai dengan suatu algoritme steganografi tertentu (spesifik). Steganalisis dengan teknik spesifik, akurasi pendeteksiannya bagus tetapi menjadi tidak berguna saat ada algoritme steganografi baru. Contoh dari steganalisis dengan teknik spesifik adalah PoV Steganalisis yang menganalisis pasangan nilai gambar original dan gambar stego yang muncul pada histogram (Pfitzmann 1996) dan RS-Steganalisis yang mendeteksi berdasarkan angka dari kelompok piksel regular, singular dan unusable pada gambar (Ker 2004), keduanya untuk mendeteksi steganografi dengan metode LSB serta Jsteg, F5, dan Outguess yang merupakan tool untuk mendeteksi steganografi dengan metode transformasi (DCT).

Kompresi

Kompresi adalah proses pengubahan sekumpulan data menjadi suatu bentuk kode untuk menghemat kebutuhan tempat penyimpanan dan waktu untuk transmisi data (Blelloch 2010). Ada dua jenis kompresi data yaitu, lossless compression dan lossy compression. Lossless compression merupakan kompresi yang dapat merekonstruksi kembali data terkompresi sama persis dengan data asli sedangkan lossy compression hanya dapat merekonstruksi perkiraan dari data asli (Blelloch 2010). Lossless compression biasanya digunakan untuk teks, sedangkan lossy compression digunakan untuk gambar dan suara

dimana sedikit distorsi pada kedua media tersebut sering tidak terdeteksi atau setidaknya distorsi tersebut dapat diterima.

Peak Signal to Noise Ratio (PSNR)

Metode proses pengukuran kualitas video akan dilakukan secara subjektif dan objektif. Cara objektif akan memakai perhitungan nilai PSNR untuk mengukur rasio antara berkas video asli dengan video yang telah disisipi pesan.

Kualitas video yang baik memiliki nilai PSNR minimal 30 dB dimana semakin besar nilainya menunjukkan kualitas semakin baik. Perhitungan PSNR dapat dilihat pada Persamaan 3 dan Persamaan 4.

Nilai Mean Squared Error (MSE) digunakan untuk mengetahui estimasi variasi

error dari data dan dapat dihitung dengan rumus:

²(3)

Nilai m x n merupakan ukuran dimensi gambar, I adalah gambar original dan K adalah gambar yang telah mengalami manipulasi.

(4)

Nilai MAX pada Persamaan 4 merupakan nilai maksimum piksel yang terdapat pada gambar I (gambar asli).

Mean Opinion Score (MOS)

Pengukuran kualitas video yang dilakukan secara subjektif yaitu dengan melakukan pengamatan langsung terhadap video yang telah disisipi pesan dan video yang asli. Mean Opinion Score merupakan metode evaluasi kualitas video yang dilakukan dengan cara menghitung rata-rata penilaian kualitas video, berdasarkan skala standar kualitas mulai dari angka 1 hingga 5 dimana semakin tinggi nilainya berarti semakin baik. Skala standar kualitas dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1 Skala standar kualitas

MOS Kualitas Pengertian

5 Sangat baik Tidak terlihat perbedaan

4 Baik Terlihat perbedaan tapi wajar

2 Kurang Berbeda 1 Buruk Sangat berbeda

Format AVI

eo Interleave (AVI) merupakan sal

memiliki berbagai pilihan

Dalam dokumen Steganografi Video Dengan Menggunakan Metode Discrete Cosine Transform (DCT) (Halaman 35-40)