Text Steganography in Fasta-formatted File of DNA using Recombinant DNA Method

(1)

STEGANOGRAFI TEKS PADA

FILE

DNA BERFORMAT

FASTA DENGAN METODE DNA REKOMBINAN

ARIF RAMADHAN

DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

STEGANOGRAFI TEKS PADA

FILE

DNA BERFORMAT

FASTA DENGAN METODE DNA REKOMBINAN

ARIF RAMADHAN

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Komputer pada

Departemen Ilmu Komputer

DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(3)

ABSTRACT

ARIF RAMADHAN. Text Steganography in Fasta-formatted File of DNA using Recombinant DNA Method. Under the guidance of SHELVIE NIDYA NEYMAN and DIMAS ANDRIANTO.

Steganography is a technique of inserting information into a media. This technique focuses on removing suspicion of storage media messages. Hiding information with this technique usually is performed in media images, sounds, and text documents. Those media are already common for use as storage media messages, which has low capacity and stood by people. This is a problem that will lead to greater suspicion on such media.The solution is then offered to find new media that has a high level of random, hard to understand and has a large capacity. This study discussed the application of steganography in the media Fasta-formatted file of DNA using recombinant DNA. Insertion was done by replacing certain parts of DNA sequences of DNA on file with the message. The message that would be inserted first converted into the form of DNA sequences.The performance of the insertion of messages with recombinant DNA method was tested by analyzing the properties of steganography that were imperceptible, fidelity, recovery and analysis of safety. Testing the quality of a DNA file was done by using BLAST as a tool to determine the similarity of DNA sequences located on the internet. The results showed that the insertion of recombinant DNA method provides a vague presence of a message, to make the process of extracting the message and producing good quality media. Thus steganography in Fasta-formatted file of DNA using recombinant DNA method is a good solution as the new media that has a high level of random.

(4)

Judul : Steganografi pada File DNA Berformat Fasta dengan Metode DNA Rekombinan Nama : Arif Ramadhan

NIM : G64063186

Menyetujui:

Pembimbing I

Shelvie Nidya Neyman, S.Kom., M.Si. NIP 19770206 200501 2 002

Pembimbing II

Dimas Andrianto, S.Si., M.Si. NIP 19831119 200912 1003

Mengetahui:

Ketua Departemen Ilmu Komputer,

Dr. Ir. Sri Nurdiati, M.Sc. NIP. 19601126 198601 2 001

(5)

RIWAYAT HIDUP

(6)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat meyelesaikan tulisan ini. Tidak lupa shalawat dan salam penulis ucapkan kepada junjungan besar kita Nabi Muhammad SAW yang telah memberikan banyak teladan bagi penulis,

Tulisan ini dapat diselesaikan olah penulis setelah melalui banyak hambatan. Karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis, diantaranya :

1 Ibu, Adik dan seluruh keluarga besar atas doa, dukungan, motivasi dan pengorbanan yang diberikan

2 Ibu Shelvie Nidya Neyman, S. Kom., M. Si. dan Bapak Dimas Andrianto S.Si., M.Si. atas bimbingan dan arahan yang diberikan selama pengerjaan tugas akhir ini

3 Bapak Hendra Hermawan S.Kom., M.T. sebagai mederator seminar dan dosen penguji pada ujian akhir penulis

4 Seluruh responden atas kesediaannya mengisi kuisioner penulis

5 Doris, Reddy, Inez, Dewi, Syamsul sebagai teman bimbingan bersama dan tempat bertukar pikiran

6 Seluruh teman-teman ilkomerz 43. Terima kasih untuk semua saat yang menyenangkan yang diberikan kepada penulis

7 Musthofa, Wildan, Arief, Rendy, Hendro, Akbar, Doris, Hizry, Aan, Eko sebagai teman dota bersama, bermain bersama, sekaligus sahabat terbaik penulis

8 Keluarga besar cemara, Ade, Farid, Roy, Danan, Fiul. Terima kasih telah menjadi teman dan sahabat penulis

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu selama pengerjaan penyelesaian tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Semoga penelitian ini bermanfaat.

Bogor, November 2010

(7)

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL...v

DAFTAR LAMPIRAN...v

PENDAHULUAN Latar Belakang ...1

Tujuan Penelitian ...1

Manfaat Penelitian...1

Ruang Lingkup ...1

TINJAUAN PUSTAKA Steganografi...1

Deoksiribose Nukleic Acid (DNA)...2

DNA Rekombinan...2

Enzim...2

Sequence Alignment...3

Basic Local Alignment Search Tool (BLAST)...3

Fasta...3

Linear Congruential Generator (LCG)...4

METODE PENELITIAN Tahap Penyisipan Pesan...5

1 Pencarian Fragmen...4

2 Pengonversian Pesan...5

3 Penghitungan Jumlah Fragmen Terpakai...5

4 Pembangkitan Nilai Acak Awal...5

5 Pembuatan Marker Pesan...5

6 Pengacakan Posisi Fragmen...5

7 Pemotongan Pesan...5

8 Pembuatan Fragmen Terakhir...5

9 Pembuatan Fragmen Pesan...6

10 Penyisipan Fragmen Pesan...6

Tahap Ekstraksi Pesan...6

1 Pembangkitan Marker...6

2 Pencarian Fragmen...6

3 Pembangkitan Urutan Fragmen...6

4 Penyatuan Pesan...6

5 Pengonversian Sekuen DNA menjadi Pesan...7

(8)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisis Imperceptible...7

Analisis Fidelity ...8

Analisis Recovery...9

Analisis Keamanan...9

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan...10

Saran...10

DAFTAR PUSTAKA...10

DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Skema Proses Steganografi...2

2 Rekombinan DNA dengan Plasmid...2

3 Struktur Enzim HaeIII...3

4 Tahap Penyisipan Pesan...4

5 Tahap Ekstraksi Pesan...6

6 Diagram Hasil Kuisioner...8

7 Grafik Jumlah Karakter Terhadap Nilai Query Coverage...8

DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Contoh Tahap Penyisipan Pesan...12

2 Contoh Tahap Ekstraksi Pesan...13

3 Kuisioner...14

(9)

PENDAHULUAN dilakukan untuk mengamankan informasi adalah dengan teknik steganografi. Steganografi merupakan teknik pengamanan informasi dengan menyisipkan informasi ke dalam sebuah media tanpa menimbulkan kecurigaan. Pada umumnya steganografi dilakukan pada media gambar, musik, video dan teks.

Penyembunyian pada media digital pernah diteliti sebelumnya oleh Andiniarti pada tahun 2009 yang berjudul “Implementasi Steganografi pada Media Teks dengan Metode

Line-Shift Coding dan Metode Centroid”. Penelitian tersebut menggunakan file berformat

postscript (*.ps) sebagai tempat penyimpanannya. Namun, penelitian tersebut memiliki kelemahan yaitu mempunyai kapasitas yang rendah. Pada penelitiannya, Andiniarti hanya bisa menyisipkan bit pesan sebanyak baris genap pada media penyimpanan. Selain masalah kapasitas, keumuman suatu media sebagai tempat acak dan secara visual terlalu sulit untuk orang menyadari asli atau tidaknya.

Penelitian ini berfokus pada penyembunyian informasi dengan file DNA sebagai media penyimpanannya. Penyisipan informasi ke dalam file berformat fasta dilakukan dengan menerapkan metode DNA Rekombinan. Untuk mensimulasikan konsep ini, dibuat juga sebuah program penyisipan dan pengekstraksian pesan.

Tujuan Penelitian

1 Mengimplementasikan teknik steganografi pada media file DNA berformat fasta 2 Menerapkan metode DNA rekombinan ditampung suatu file DNA

5 Mengetahui tingkat kecurigaan terhadap

file DNA yang telah disisipi pesan Manfaat Penelitian

1. Data DNA telah terekstraksi dan berbentuk file berformat fasta yang didapatkan dari pesan adalah metode DNA Rekombinan

4. Metode DNA Rekombinan yang dilakukan tidak mempertimbangkan efeknya kepada organisme secara langsung, melainkan hanya menerapkannya pada file DNA 5. Enzim yang digunakan dalam metode DNA

Rekombinan adalah HaeIII yang nampaknya tidak berbahaya. Steganografi berarti "tulisan tersembunyi" dalam bahasa Yunani. Tujuan dari steganografi adalah

(10)

menyembunyikan keberadaan dari sebuah pesan dan membuat sebuah komunikasi tersembunyi. Berdasarkan tujuannya, dapat dikatakan bahwa steganografi adalah kebalikan dari kriptografi yang tujuannya adalah menyembunyikan isi dari pesan (Cachin 2005).

Ada beberapa properti yang digunakan dalam steganografi, yaitu:

1 Embedded message (hidden text) : pesan yang disembunyikan

2 Cover-object (cover text) : pesan yang digunakan untuk menyembunyikan

embedded message

3 Stego-object (stego text) : pesan yang sudah berisi pesan embedded message

4 Stego-key: kunci yang digunakan untuk menyisipan pesan dan mengekstraksi pesan dari stego text

Properti tersebut masuk dalam proses steganografi secara langsung. Skema proses steganografi dapat dilihat pada Gambar 1.

Sebuah informasi disisipkan ke dalam

cover-object dengan fungsi penyisipan. Fungsi penyisipan dilakukan dengan menggunakan key tertentu sehingga menjadi stego-object. rahasia tidak dapat dipersepsi oleh indrawi

2 Fidelity, di saat mutu cover-object tidak jauh berubah akibat embedded

3 Recovery yang berarti data yang disembunyikan harus dapat diungkapkan kembali

Deoksiribose Nukleic Acid (DNA)

Seluruh bagian kehidupan, termasuk manusia, mengandung sebuah molekul yang membawa kode genetik dari kehidupan, molekul tersbut adalah DNA. Molekul DNA berupa helix ganda yang terbuat dari dua untai dari empat dasar yaitu Adenin, Guanin, Sitosin (Cytosine) dan Timin. Bentuk dari molekul DNA, ditemukan pada tahun 1953 oleh Watson dan Crick (Wendell 2003).

DNA Rekombinan

DNA rekombinan merupakan bagian DNA yang dibentuk secara buatan dan berasal dari dua atau lebih sumber yang kemudian disatukan menjadi sebuah molekul tunggal. Di lain pihak, teknologi DNA rekombinan adalah sebuah teknik untuk membuat DNA Fragmen tersebut kemudian digantikan dengan fragmen baru yang diapit enzim yang sama. Proses tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2 Rekombinan DNA dengan Plasmid.

(Saeb et al 2007)

Enzim

Enzim adalah pemercepat sebuah reaksi yang terjadi tanpa melibatkan adanya perubahan kimia secara permanen. Enzim tidak dapat habis dalam reaksi dan tidak muncul dalam produk hasil reaksi. Ada beberapa jenis enzim, salah satunya adalah enzim restriksi. Enzim restriksi adalah enzim yang menyerupai sebuah gunting molekuler yang memotong DNA menjadi bagian-bagian pada daerah tertentu dalam rangkaian. Enzim menurunkan DNA asing dengan memotong area yang mengandung rangkaian tertentu dari nukleotid.

Sebuah enzim restriksi melakukan pengamatan jarak dari sebuah molekul DNA.

2 Gambar 1 Skema Proses Steganografi.

(11)

Ini dilakukan untuk mencari pola dari nukleotid yang merupakan rangkaian pengenalan pada enzim. Ketika menemui sekuen tertentu yang dikenali oleh enzim, biasanya empat hingga enam nukleotid, enzim akan mengikatnya ke molekul DNA dan melakukan pemotongan di tiap dua gula fosfat pada helix ganda. Ketika pemotongan telah dilakukan, molekul DNA akan terpotong menjadi bagian-bagian. Sebuah enzim restriksi selalu memotong DNA pada rangkaian yang ia kenali (Vento,Gillum 2005).

HaeIII merupakan salah satu enzim

Gambar 3 Struktur Enzim HaeIII.

(Hunt 2003) Sequence Alignment

Dalam bioinformatika, Sequence alignment

adalah sebuah cara mengurutkan sekuen DNA, RNA atau protein untuk mengidentifikasi daerah kemiripan yang mungkin menjadi sebuah konsekuensi hubungan fungsional, struktural atau evolusioner antar sekuen.

Aligned sequence sisa dari nukleotida dan asam amino merepresentasikan baris dari sebuah matriks. Celah yang terbentuk dimasukkan antar sisa sehingga kemiripan karakter disejajarkan dalam kolom yang sesuai (Lesk 2002).

Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) Basic Local Alignment Search Tool adalah sebuah alat yang paling sering digunakan untuk menghitung kemiripan suatu sekuen. BLAST ada dalam berbagai variasi penggunaan dengan perbedaan query sekuen terhadap database

yang berbeda (Maden 2003).

Cara yang paling banyak digunakan dalam penggunaan BLAST adalah dengan

database dan server, dan hasilnya ditampilkan pada browser dalam format yang telah menggambarkan sebuah hubungan biologikal yang mungkin terjadi, atau apakah kemiripan yang diamati adalah diakibatkan oleh kemungkinan itu sendiri. BLAST menggunakan teori statistik untuk menghasilkan sebuah bit angka dan expected value (e-value) untuk tiap pasangan alignment.

E-value (nilai harapan) mengindikasikan arti statistik sebuah pasangan alignment dan merefleksikan ukuran dari database dan penilaian sistem yang digunakan. Jumlah dari

alignment dengan nilai yang ekuivalen atau

Selain e-value, BLAST juga menghasilkan nilai query coverage. Nilai ini merupakan nilai yang dihasilkan dari pembandingan antara

query atau file inputan dengan hasil yang ditemukan dari database server. Query coverage adalah persentase dari query yang sama dengan yang ada di database.

Sebuah sekuen DNA dikatakan sama apabila query coverage bernilai 100 % dan e-value bernilai 0,0. Sebuah sekuen DNA dikatakan semakin mirip apabila query coverage bernilai mendekati 100% dan e-value

mendekati 0,0.

Fasta

Fasta merupakan algoritme pertama yang digunakan secara luas untuk mencari kemiripan sekuen protein dan DNA pada database. Fasta juga berarti sebuah format file untuk sebuah sekuen asam nukleotida atau protein (NCBI 2010).

Fasta merupakan sebuah format file yang berisi sekuen nukleotida atau protein. Struktur format file ini terdiri atas dua bagian. Bagian pertama merupakan bagian header file yang

(12)

berisi keterangan dari sekuen DNA berupa karakter angka, karakter huruf kecil dan karakter huruf besar. Bagian ini dimulai dengan simbol > dan dipisahkan dengan simbol | dan berjumlah satu baris. Header file tersebut digunakan sebagai identitas bagi suatu struktur. Bagian kedua merupakan bagian isi yang terdiri dari 70 pasang basa setiap barisnya. Pasang basa yang dimaksud pada file berformat ini berupa karakter A,C,G, atau T.

Linear Congruential Generator (LCG)

Linear Congruential Generator (LCG) merupakan suatu metode pembangkitan bilangan acak yang paling banyak digunakan di dunia, tapi sudah mulai digantikan dengan metode baru. Kekuatan dari pembangkitan dengan metode ini adalah kecepatannya dalam melakukan pemrosesan karena hanya menggunakan sedikit langkah. Hal inilah yang membuat metode ini banyak digunakan dalam aplikasi penyisipan (Lomont 2008).

Rumus dari metode ini yaitu :

X

_n1

=

a X

n



b mod m

Xn+1 : angka random

Xn : angka random sebelumnya

a : pengali

b : penambah

m : modulus

X0 : nilai awal

METODE PENELITIAN

Metodologi yang digunakan pada penelitian ini terdiri atas lima tahap. Penelitian diawali dengan studi pustaka, penentuan topik, kemudian dilanjutkan dengan perumusan masalah. Pada tahap perumusan masalah, penelitian yang akan dilakukan adalah mengenai steganografi pada file DNA berformat fasta dengan menggunakan metode DNA rekombinan. Setelah itu, penelitian dilanjutkan dengan tahap implementasi dan analisis hasil.

Tahap Penyisipan Pesan

Dalam tahapan ini pesan (embedded message) yang berupa teks disisipkan ke dalam

file DNA (coverobject). Penyisipan dilakukan

dengan memberikan masukan berupa file DNA dan pesan teks. Secara garis besar ada beberapa langkah yang dilakukan dalam melakukan tahapan ini yaitu pencarian fragmen, pembuatan fragmen pesan, dan penyisipan pesan. Tahapan penyisipan pesan dapat dilihat pada Gambar 4.

1 Pencarian Fragmen

Pada cover-object (file DNA) dilakukan pencarian fragmen yang diapit oleh enzim restriksi HaeIII. Fragmen dicari berdasarkan

4 Gambar 4 Tahap Penyisipan Pesan.

(13)

pola E--E. E merepresentasikan struktur enzim langsung disisipkan ke dalam file DNA. Oleh karena itu, pesan harus diubah terlebih ke karakter yang kemudian diubah menjadi bentuk biner sesuai dengan kententuan ASCII. Kode biner tersebut yang kemudian diubah menjadi pasang basa dengan aturan konversi seperti disebutkan sebelumnya.

3 Penghitungan Jumlah Fragmen Terpakai

Jumlah fragmen terpakai merupakan hal simulasi pemasukan pesan ke dalam fragmen. Proses tersebut dilakukan hanya untuk mendapatkan nilai jumlah fragmen tanpa benar-benar memasukkan pesan. Penghitungan kapasitas fragmen dapat dilakukan karena panjang marker dan panjang pesan per karakter yang selalu tetap. Panjang marker

selalu bernilai 8 dan panjang pesan per karakter selalu bernilai 4.

4 Pembangkitan nilai acak awal

Nilai acak awal merupakan nilai yang penting. Nilai ini digunakan sebagai nilai awal untuk membangkitkan nilai-nilai selanjutnya pada proses pengacakan. Nilai ini juga berfungsi sebagai key pada proses ekstraksi pesan. Nilai acak awal didapatkan dari pembangkitan nilai acak oleh fungsi random

pada .Net Framework. Nilai ini dibangkitkan

berdasarkan jumlah fragmen yang didapat pada tahap ketiga sebagai batas atasnya.

5 Pembuatan Marker Pesan

Marker pesan merupakan sebuah sekuen DNA yang terdiri atas 8 pasang basa. Adanya

marker pada sebuah fragmen merupakan tanda bahwa pada fragmen tersebut terdapat pesan.

Marker terdiri atas dua jenis yaitu pada bagian awal fragmen yang disebut sebagai header dan pada akhir fragmen yang disebut sebagai

footer. Header dan Footer memiliki susunan sekuen DNA yang sama. Penambahan marker

pada tiap fragmen pesan membuat kemungkinan tingkat keunikan fragmen menjadi lebih tinggi. Marker pesan tersebut dibangkitkan secara acak. Pengacakan menggunakan metode linear congruential generator (LCG). Metode ini digunakan karena kecepatannya dalam pemrosesan.

Nilai a dan nilai b merupakan nilai konstanta yang sama dengan nilai konstanta yang dipakai oleh .Net Framework dalam melakukan fungsi pengacakan. Nilai a yaitu 214013 dan nilai b yaitu 2531011.

Pola yang akan terbentuk pada fragmen dengan menambahkan marker yaitu EH--FE. E merepresentasikan enzim restriksinya. Simbol -- merepresentasikan pesannya, H diacak posisinya. Pengacakan dilakukan dengan menggunakan metode yang sama ini mengharuskan pesan dipotong terlebih dahulu sesuai panjang tiap fragmen. Pemotongan pesan dilakukan berurutan mulai dari awal pesan hingga seluruh pesan.

8 Pembuatan Fragmen Terakhir

Fragmen terakhir merupakan fragmen yang berubah panjangnya ketika digantikan dengan pesan. Hal ini terjadi dikarenakan panjang

(14)

pesan tidak selalu sama dengan panjang fragmen.

Penambahan sekuen DNA setelah pesan, dilakukan agar panjang fragmen menjadi sama dengan panjang pesan. Sekuen DNA yang bahwa pesan teks telah berakhir.

9 Pembuatan Fragmen Pesan

Setelah seluruh pesan telah siap, dibentuklah fragmen yang sesuai panjangnya dengan struktur EH--FE. E merupakan enzim, H merupakan header, F merupakan footer, dan simbol -- merupakan pesan. Fragmen dibentuk hingga seluruh pesan masuk ke dalam fragmen.

10 Penyisipan Fragmen Pesan

Fragmen pada cover-object yang telah terpilih diganti dengan fragmen pesan. Penggantian dilakukan dengan cara mencari fragmen asli yang kemudian digatikan dengan fragmen pesan.

Dengan melakukan seluruh tahap tersebut, maka akan menghasilkan file DNA yang telah tersisipi pesan (stego-object) dan key untuk ekstraksi pesan. Key merupakan nilai awal yang dibangkitkan pada tahap 4. Key ini akan digunakan untuk membangkitkan kembali

header pesan dan urutan asli fragmen. Contoh langkah penyisipan dapat dilihat pada Lampiran 1.

Tahap Ekstraksi Pesan

Dalam tahapan ini, pesan diambil dari

stego-object. Untuk dapat mengekstraksi pesan dibutuhkan stego-key yang didapat dari penyisipan pesan sebelumnya. Langkah yang dilakukan dalam pengekstaksian pesan dapat dilihat pada Gambar 5.

1 Pembangkitan Marker

Marker pesan dibangkitkan berdasarkan nilai key yang didapat. Pembangkitan dilakukan dengan metode yang sama pada saat penyisipan.

Fragmen yang didapat dari proses pencarian merupakan fragmen dalam urutan acak. Oleh karena itu, proses pembangkitan urutan fragmen harus dilakukan. Dengan menggunakan key yang didapat dari tahap sebelumnya, maka fragmen dapat dibentuk kembali dengan metode pembangkitan bilangan acak yang sama pada proses penyisipan.

4 Penyatuan Pesan

Seluruh fragmen yang telah terurut tersebut kemudian disatukan. Agar pesan pada fragmen tersebut dapat diperoleh, marker dan enzim yang melekatnya harus dibuang terlebih dahulu dibuang, sehingga menghasilkan pesan yang berbentuk sekuen DNA.

6 Gambar 5 Tahap Ekstraksi Pesan.

(15)

5 Pengkonversian Sekuen DNA menjadi Pesan

Setelah tahap penyisipan dan ektraksi pesan dilakukan, maka selanjutnya adalah analisis terhadap hasil yang diperoleh. Analisis dilakukan dengan dua pandangan, yaitu dengan

file DNA sebagai cover-object dan DNA manusia yang sesungguhnya yang menjadi

cover-object. Analisis yang dilakukan yaitu analisis imperceptible, analisis fidelity, analisis

recovery, dan analisis keamanan.

HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Imperceptible

Proses penyisipan pesan pada penelitian ini menghasilkan sebuah file DNA berformat fasta.

File tersebut berisi sekuen DNA yang secara umum sulit untuk diketahui asli atau tidaknya. Analisis tahap ini dilakukan untuk menguji tingkat kecurigaan seseorang berdasarkan indera penglihatan manusia.

Analisis imperceptible dilakukan dengan menyebarkan kuisioner yang bertujuan untuk Ilmu Komputer, sepuluh responden berasal dari Departemen Biologi dan sepuluh responden berasal dari Departemen Biokimia. Perbedaan latar belakang bidang ilmu pada responden membuat mereka melihat sekuen DNA dengan cara pandang yang berbeda. Hal tersebut dilakukan agar pengecekan keberadaan pesan dilakukan oleh orang yang kurang lebih mengerti tentang sekuen DNA atau tentang steganografi.

Kuisioner berisi dua sekuenDNA dan dua pertanyaan. Salah satu sekuen tersebut telah disisipkan pesan. Sekuen pertama terdiri atas 1067 pasang basa dan sekuen kedua terdiri atas 1330 pasang basa. Kedua sekuen dipilih karena

memiliki panjang yang wajar untuk dilihat secara visual manusia. Pertanyaan yang diberikan berjumlah dua soal pilihan ganda. Pertanyaan pertama terkait dengan keberadaan pesan dalam ke dua sekuen DNA. Jika responden mengetahui adanya pesan maka responden memilih sekuen yang telah berubah, tidak sesuai, atau terlihat aneh secara visual manusia. Di lain pihak, pada pertanyaan kedua, responden yang dirasa mengetahui bahwa ada yang aneh pada salah satu atau kedua sekuen DNA tersebut, untuk menyertakan alasan mengapa mereka menganggapnya aneh. Contoh kuisioner dapat dilihat pada Lampiran 3.

Kuisioner dinilai berdasarkan dua kriteria utama, yaitu benar dalam menjawab dan salah dalam menjawab. Responden yang menjawab secara salah ataupun tidak tahu dan menjawab secara benar dengan alasan yang tidak tepat diartikan bahwa responden tersebut tidak mengetahui keberadaan pesan. Responden jenis ini dikategorikan menjawab salah. Di lain pihak, responden yang menjawab secara benar dengan alasan yang tepat diartikan responden mengetahui bahwa ada yang janggal pada sekuen DNA tersebut. Responden jenis ini dikategorikan menjawab benar. Hasil kuisioner untuk analisis imperceptible dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1 Hasil Kuisioner untuk Analisis Sifat

Imperceptible

Biokimia 9 orang 1 orang

Biologi 9 orang 1 orang

Total 27 orang 3 orang

Berdasarkan pada Tabel 1, dapat dilihat bahwa bahwa 9 responden dari masing-masing bidang ilmu tidak mengetahui secara pasti atau tidak mengetahui adanya pesan dalam sekuen DNA. Hanya 3 orang dari keseluruhan jumlah responden yang berpendapat mereka mengetahui adanya perbedaan dan memberikan

(16)

alasan yang tepat. Grafik hasil kuisioner dapat dilihat pada Gambar 6.

Pada Gambar 6 terlihat bahwa sebagian besar atau 90% responden tidak mengetahui keberadaan pesan. Hanya 10% responden yang berpendapat bahwa mereka mengetahui dan menjawab dengan alasan yang tepat.

Hasil kuisioner menunjukkan bahwa sebagian besar orang tidak mengetahui bahwa ada pesan dalam sekuen DNA yang telah disisipkan pesan atau dengan kata lain sebagian besar orang tidak curiga terhadap sekuen tersebut. Jadi, dapat disimpulkan bahwa teknik steganografi pada file DNA berformat fasta telah memenuhi salah satu kriteria utama yaitu

imperceptible.

Analisis Fidelity

Penyisipan suatu pesan ke dalam media file

DNA akan mengubah sekuen DNA tersebut. Perubahan tersebut akan mengubah mutu

cover-object. Pada proses penyisipan, perubahan struktur DNA dilakukan pada fragmen tertentu yang telah terpilih. Fragmen yang telah terpilih tersebut diganti dengan fragmen baru yang berisi pesan, sehingga

muncul suatu sekuen DNA baru pada cover-object. Sekuen baru yang terbentuk dikhawatirkan akan mengurangi kualitas

cover-object.

Proses analisis ini dilakukan dengan cara mencari nilai e-value dan query coverage yang dihasilkan dari file DNA. Untuk mendapatkan nilai tersebut, digunakan alat yang sudah disediakan di situs www.ncbi.nlm.nih.gov. Alat bantu yang digunakan bernama BLAST.

BLAST menerima input berupa file DNA yang telah disisipi pesan. File tersebut yang kemudian dihitung tingkat kemiripannya secara otomatis oleh BLAST sehingga didapatkan daftar sekuen DNA berserta nilai e-value dan

query coverage yang dihasilkan.

Percobaan dilakukan sebanyak 16 kali dengan menginputkan file DNA yang berbeda dan telah berisi pesan di dalamnya. Dari tiap percobaan tersebut, media penyimpanan yang digunakan sama yaitu file DNA yang terdiri atas 6498 pasang basa dan berukuran 6,4 Kb. Masing-masing dari file DNA disisipkan pesan dengan banyaknya karakter sebanyak kelipatan 50 beserta kapasitas maksimalnya. Jumlah karakter mulai dari 0 hingga 700 dan 702 karakter (kapasitas maksimal). Nilai query coverage yang dihasilkan dari setiap percobaan dapat dilihat pada Gambar 7.

Pada Gambar 7 terlihat bahwa terjadi penurunan nilai query coverage. Penurunan terus terjadi seiring dengan penambahan jumlah karakter. Penurunan tersebut mengakibatkan penurunan tingkat kemiripan antara stego-object dengan cover-object-nya. Penurunan query coverage tersebut menandakan adanya perubahan yang terjadi dan bukan menandakan mutu pada file DNA.

8 Gambar 6 Diagram Hasil Kuisioner.

Salah Benar

Gambar 7 Grafik Pengaruh Jumlah Karakter terhadap Nilai Query Coverage.

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Pengaruh Jumlah Karakter terhadap Nilai Query Coverage

(17)

Penilaian mutu file DNA dilihat dari nilai e-value yang dihasilkan.

Nilai e-value yang dihasilkan selalu bernilai 0,0. Nilai e-value 0,0 berarti kemiripannya dengan suatu DNA tinggi. Jadi, berdasarkan percobaan tersebut, dapat disimpulkan bahwa

file yang telah dilakukan penyisipan masih memiliki mutu yang baik dan masih dianggap sebagai suatu DNA, sehingga teknik steganografi ini dapat dikatakan memenuhi kriteria fidelity.

Analisis Recovery

Proses penyisipan pesan menghasilkan sebuah file DNA baru yang telah disisipi pesan. Keberhasilan dalam pengambilan kembali pesan tersebut menandakan ektraksi pesan atau

recovery dapat dilakukan.

Analisis ini dilakukan dengan cara mengekstraksi pesan yang telah disisipkan pada percobaan tahap analisis fidelity sebelumnya. Percobaan dilakukan sebanyak 16 kali pengekstraksian pesan.

Pada seluruh percobaan mengekstraksi pesan, mendapatkan hasil bahwa seluruh pesan dapat diekstraksi. Pesan yang terekstraksi mengakibatkan pesan tidak dapat terekstraksi. Peluang kemungkinan kegagalan dapat terjadi dapat dihitung dengan penghitungannya sebagai berikut:

p = ca

a : jumlah pasang-basa sekuen marker dan enzim

b : banyaknya kejadian yang mungkin dari tiap pasang-basa

c : kemungkinan tiap pasang-basa untuk terjadi

p : kemungkinan untuk tiap karakter membentuk sekuen marker dan enzim

a = 12

Analisis imperceptible telah menandakan keamanan yang diberikan yaitu dari segi visual. Jika seseorang tidak mencurigai bahwa di dalam file DNA tersebut ada pesan, maka secara visual dapat dikatakan aman.

Keamanan yang diberikan pada metode ini tidak hanya dari segi visual saja, tetapi juga dari adanya fungsi pembangkit bilangan secara acak. Tingkat keamanan pengacakan bergantung pada metode yang digunakan, dalam hal ini adalah metode LCG.

Seseorang yang dapat mendeteksi pesan, belum dapat mengetahui isi pesannya karena masih berbentuk sekuen DNA dan fragmennya masih dalam urutan acak. Untuk dapat mengetahui pesannya harus dibangkitkan urutannya dan dikonversikan terlebih dahulu.

Ketahanan informasi dengan metode ini dinilai kurang baik. Informasi yang disisipkan dapat menjadi rusak apabila seseorang mengubah fragmen pesan. Jika hal tersebut terjadi, maka pesan yang disembunyikan pada media menjadi tidak sesuai lagi.

Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa teknik steganografi dengan metode DNA rekombinan dikatakan aman karena memiliki beberapa sistem keamanan.

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

Dari hasil percobaan yang dilakukan pada penelitian ini diperoleh beberapa kesimpulan:

1 Metode DNA rekombinan dapat dilakukan untuk menyisipkan pesan ke dalam file

DNA

(18)

2 File DNA sebelum dan sesudah penyisipan pesan memiliki mutu yang hampir sama dengan mutu file DNA sebelum disisipkan pesan dengan e-value bernilai 0,0

3 Jumlah karakter yang mampu disisipkan ke dalam file DNA bergantung pada banyaknya fragmen dan panjangnya fragmen pada pesan

4 Peluang kemungkinan terjadi kegagalan proses ektraksi adalah sebesar 5,7 x 10-7

5 Kemanan pesan dengan metode ini bergantung pada kemanan secara visual dan metode pengacakan yang digunakan

Saran

Penelitian masih memiliki peluang untuk dikembangkan lebih lanjut, yaitu:

1 Perlu dilakukan pengenalan suatu fragmen yang lebih baik dari pengidentikan dengan

marker dikarenakan kemungkinan untuk terjadi kesalahan pengekstraksian masih ada

2 Perlu dipertimbangkannya penyisipan pesan pada bagian yang tidak mempengaruhi replikasi DNA dan sintesis protein

3 Perlu dilakukan kompresi pesan agar kapasitas penyimpanan pesan meningkat

DAFTAR PUSTAKA

Andiniarti I. 2009, Klasifikasi Dokumen Teks Berbahasa Indonesia Menggunakan Minor Component Analysis [Skripsi]. Bogor: Departemen Ilmu Komputer, IPB.

Cachin C. 2005. Digital Steganography.

Ruschlikon, Switzerland : Zurich Research Laboratory.

Engle S. 2003. Current state of steganography: uses, limits, & implications. California, America: University of California.

Gehani A, LaBaen T, dan Reif H. John. 2004.

DNA-based Cryptography. Durham : Duke University.

Maden T. 2003. The BLAST Sequence Analysis Tool.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.f cgi?book=handbook&part=ch16#A611 [29 Juni 2010].

NCBI 2010. Glossary.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.f cgi?book=handbook&part=A1237#app53 [6 Juli 2010]

Lesk, A.M. 2002. Introduction to Bioinformatics. Oxford : Oxford University Press.

Pfitzman B. 1996. Information Hiding Terminology, Proceeding of First International Workshop Information Hiding. Cambridge : Lecture Note In Computer Science. Hlm 347-356.

Saeb M, El-abd E, dan El-Zanaty M.E. 2007.

On Covert Data Communication Channels Employing DNA Recombinant and Mutagenesis-based Steganographic Techniques. Egypt : Alexandria University. Tortora, G.J. 2004 dan 2007. Microbiology An

(19)

(20)

Lampiran 1 Contoh Tahap Penyisipan Pesan

>gi|414551|gb|U02969.1|SCU02969 Saccharomyces cerevisiae nucleocytoplasmic 18S ribosomal RNA (RDN) gene, partial sequence

GCGCGCAAATTACCCAATCCTAATTCAGGGAGGTAGTGACAATAAATAACGATACAGGGCCCATTCGGGT AGCCGCGGTAATTCCAGCTCCAATAGCGTATATTAAAGTTGTTGCAGTTAAAAAGCTCGTAGTTGAACTT TGGGCCCGGTTGGCCGGTCCGATTTTTTCGTGTACTGGATTTCCAACGGGGCCTTTCCTTCTGGCTAACC GGGAAACTCACCAGGTCCAGACACAATAAGGATTGACAGATTGAGAGCTCTTTCTTGATTTTGTGGGTGG TGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGTGATTTGTCTGCTTAATTGCGATAACGAACGAGACCTTAAC GAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGACGTTCTGGGCCGCACGCGCGC

Pencarian Fragmen yang diapait oleh GGCC [1]

GGCCCATTCGGGTAGCCGCGGTAATTCCAGCTCCAATAGCGTATATTAAAGTTGTTGCAGTTAAAAAGCTCGTAGT TGAACTT

TGGGCC

[2] GGCCGGTCCGATTTTTTCGTGTACTGGATTTCCAACGGGGCC

[3]

GGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGTGATTTGTCTGCTTAATTGCGATAACGAACGAGACCTTAACGAAGTTTGAGGCAA TAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGACGTTCTGGGCC

Pesan : Steganografi DNA, Arif Ramadhan, IPB

Pesan dalam DNA :

AAGCACAGATAAATACATGAATCTATCCATACACGTATGAATATATTAGTGGAGAGAGCTAGGAGTCGGTGGAGGA ACGTATTAATATGTGGAAGTATGAATCAATGAATAGATTGATGAATCTGTCGGTGGAGTAAAGGAGGT

Jumlah Fragmen Terpakai : 3 Nilai Pembangkit Acak Awal : 2 Marker : GCGAAGCA

Pengacakan Posisi Fragmen

[1] GGCCGCGAAGCAAGCACAGATAAATACATAGCGAAGCAGGCC

[2]

GGCCGCGAAGCAGAATCTATCCATACACGTATGAATATATTAGTGGAGAGAGCTAGGAGTCGGTGGAGGAACGTAT

TGCGAAGCAGGCC

[3]

GGCCGCGAAGCATTAATATGTGGAAGTATGAATCAATGAATAGATTGATGAATCTGTCGGTGGAGTAAAGGAGGTG

GGGTGTGATGCCCTTAGACGTTCTGGCGAAGCAGGCC

Stego-text

GCGCGCAAATTACCCAATCCTAATTCAGGGAGGTAGTGACAATAAATAACGATACAGGGCCGCGAAGCAG AATCTATCCATACACGTATGAATATATTAGTGGAGAGAGCTAGGAGTCGGTGGAGGAACGTATTGCGAAG CAGGCCCGGTTGGCCGCGAAGCAAGCACAGATAAATACATAGCGAAGCAGGCCTTTCCTTCTGGCTAACC GGGAAACTCACCAGGTCCAGACACAATAAGGATTGACAGATTGAGAGCTCTTTCTTGATTTTGTGGGTGG TGGTGCATGGCCGCGAAGCATTAATATGTGGAAGTATGAATCAATGAATAGATTGATGAATCTGTCGGTG GAGTAAAGGAGGTGGGGTGTGATGCCCTTAGACGTTCTGGCGAAGCAGGCCGCACGCGCGC

(21)

Lampiran 2 Contoh Tahap Ekstraksi Pesan

Stego-text

GCGCGCAAATTACCCAATCCTAATTCAGGGAGGTAGTGACAATAAATAACGATACAGGGCCGCGAAGCAG AATCTATCCATACACGTATGAATATATTAGTGGAGAGAGCTAGGAGTCGGTGGAGGAACGTATTGCGAAG CAGGCCCGGTTGGCCGCGAAGCAAGCACAGATAAATACATAGCGAAGCAGGCCTTTCCTTCTGGCTAACC GGGAAACTCACCAGGTCCAGACACAATAAGGATTGACAGATTGAGAGCTCTTTCTTGATTTTGTGGGTGG TGGTGCATGGCCGCGAAGCATTAATATGTGGAAGTATGAATCAATGAATAGATTGATGAATCTGTCGGTG GAGTAAAGGAGGTGGGGTGTGATGCCCTTAGACGTTCTGGCGAAGCAGGCCGCACGCGCGC

Bangkit Marker dengan key = 2 Marker : GCGAAGCA

Pencarian Fragmen [1]

TGCGAAGCAGGCC

[3]

Urut Fragmen

[2]

TGCGAAGCAGGCC

[3]

Penyatuan Pesan

GGCCGCGAAGCAAGCACAGATAAATACATAGCGAAGCAGGCCGGCCGCGAAGCAGAATCTATCCATACACGTATGA

ATATATTAGTGGAGAGAGCTAGGAGTCGGTGGAGGAACGTATTGCGAAGCAGGCCGGCCGCGAAGCATTAATATGT GGAAGTATGAATCAATGAATAGATTGATGAATCTGTCGGTGGAGTAAAGGAGGTGGGGTGTGATGCCCTTAGACGT

TCTGGCGAAGCAGGCC

Pembuangan Karakter Bukan Pesan

AAGCACAGATAAATACATGAATCTATCCATACACGTATGAATATATTAGTGGAGAGAGCTAGGAGTCGGTGGAGGA ACGTATTTTAATATGTGGAAGTATGAATCAATGAATAGATTGATGAATCTGTCGGTGGAGTAAAGGAGGT

Pesan : Steganografi DNA, Arif Ramadhan, IPB

(22)

Lampiran 3 Kuisioner

KUISIONER

Pengidentifikasian Keberadaan Informasi pada Sebuah Struktur DNA

Arif Ramadhan

Departemen Ilmu Komputer Institut Pertanian Bogor

2010

Nama Responden : ………

Umur : ………

Pekerjaan : ………

Departemen : ………

Perhatikan Kedua sekuen DNA di bawah ini Sekuen DNA 1 :

GCGCGCAAATTACCCAATCCTAATTCAGGGAGGTAGTGACAATAAATAACGATACAGGGCCACTGACTGA GTAATCTACGCACAGATTAACAGACAAACAGGTGGAAGGATAAACGTACAGATGAATCTATTAATGAATC TGTGGAGGTATCCATACATCCACGTGTCGGTGGGCGTGCGGGCGAGCGGGGGGAGCTCGTAGTTACTGAC TGGGCCCGGTTGGCCGGTCCGATTTTTTCGTGTACTGGATTTCCAACGGGGCCTTTCCTTCTGGCTAACC TTGAGTCCTTGTGGCTCTTGGCGAACCGGGACTTTTACTTTGAAAAAATTAGAGTGTTCAAAGCAGGCGT ATTGCTCGAATATATTAGCATGGAATAATAGAATAGGACGTTTGGTTCTATTTTGTTGGTTTCTAGGACC ATCGTAATGATTAATAGGGACGGTCGGGGGCATCAGTATTCAATTGTCAGAGGTGAAATTCTTGGATTTA TTGAAGACTAACTACTGCGAAAGCATTTGCCAAGGACGTTTTCATTAATCAAGAACGAAAGTTAGGGGAT CGAAGATGATCAGATACCGTCGTAGTCTTAACCATAAACTATGCCGACTAGGGATCGGGTGGTGTTTTTT TAATGACCCACTCGGCACCTTACGAGAAATCAAAGTCTTTGGGTTCTGGGGGGAGTATGGTCGCAAAGGC TGAAACTTAAAGGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACG GGGAAACTCACCAGGTCCAGACACAATAAGGATTGACAGATTGAGAGCTCTTTCTTGATTTTGTGGGTGG TGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGTGATTTGTCTGCTTAATTGCGATAACGAACGAGACCTTAAC CTACTAAATAGTGGTGCTAGCATTTGCTGGTTATCCACTTCTTAGAGGGACTATCGGTTTCAAGCCGATG GAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGACGTTCTGGGCCGCACGCGCGC

Sekuen DNA 2 :

>gi|303286278|ref|XM_003062383.1| Micromonas pusilla CCMP1545 proteasomal ATPase, mRNA

ATGGGCGTCCTCGTGGAGACCTCCCAACCCGCGAAGGATGGCCTTCGCGGGTACTACAGCGCGAAGATCG AGGAGTACGAGATCGCCGTCAGGGATAAGACGCAGAACCTCCGGCGGTTGGAGGCGCAGCGGAACGAGCT GAACCACAAGGTCCGGATGCTTCGCGAGGAGATCCAGCTCCTGCAAGAGCCCGGATCGTACGTCGGTGAA GTCGTGAAGGTGATGGGGAAGACGAAGGTCCTCTGCAAGGCGCGTCTCGTTCACCCCGAGGGTAAATACG TCGTGGACATCGCGAAGGACATAGACATCAACACGCTCACCACCGGCGCGCGCGTCGCGCTGAAGAACGA CAGCTACGCGCTCCATCTCATCCTCCCGTCGCTCGTGGACCCGCTCGTGTCGCTCATGAAGGTGGAGAAA GTGCCGGACTCCACGTTCGACATGATCGGCGGCCTGGACGAGCAGGTGAAGGAGATCAAAGAGGTGGTGG AGCTCCCGATCAAACACCCGGAGCTGTTCGAGTCGCTGGGGATCGCGCAGCCGAAGGGGGTGATCTTGTA CGGACCTCCGGGGACGGGGAAGACGTTGCTGGCGCGAGCCGTCGCGCACCACACCGACTGCTGCTTCATC CGCGTCAGCGGGTCGGAGCTCGTGCAGAAGTACATCGGCGAGGGCGCGCGGATGGTGCGCGAGCTGTTCG TGATGGCGCGGGAGAACGCGCCGGCGATTCTGTTCATGGACGAGGTGGACTCGATCGGGTCGGCGCGAGG GAGCGGCGGCGGCGACAGCGAAGTCCAGCGCACGATGCTGGAGCTTTTGAACCAGCTCGACGGGTTCGAG GCGTCGAACAAGATCAAGGTGATCATGGCGACGAACCGCCTCGATATCCTCGACAGCGCGCTGCTGCGGC CGGGAAGGATCGATCGCAAGATTGAGTTCCCGAACCCGACAGAGGATTCGCGCGTGGACATTTTGAAGAT TCACTCGCGGAAGATGAACTTAGTGCGCGGGATCGACATGAAGAAGATCGCGTCGAAGATGACGGGCGCG

(23)

Lampiran 3 Kuisioner (Lanjutan)

AGCGGGGCGGAGAGCAAGGCGGTGTGCACGGAGGCGGGGATGTTCGCGCTGAGAGAGCGCAGGGTGCACG TCACCCAAGAGGATTTCGAGATGGCCGTGAGCAAGGTGATGATGAAGGACTCGGAGAAGAACATCTCCGT CGCCAAGTTGTTCACGTGAGCGAGCGGCGAGCGGCGCGCGCGCGGGGACGAGCGCGAGCGCGTCTCGCGA CGATGTAATCAAACCACCGACGAAGAGCGTTTCG

Pertanyaan

1.Pada dua buah sekuen DNA di atas, manakah yang memiliki informasi lain (selain informasi DNA) di dalamnya?

a. Sekuen DNA 1 b. Sekuen DNA 2

c. Sekuen DNA 1 dan sekuen DNA 2 d. Tidak Ada

e. Tidak Tahu

2.Jika pilihan Anda sebelumnya bukan d atau e, dari manakah Anda mengetahui bahwa DNA tersebut memiliki informasi lain di dalamnya?

a. Jumlah baris b. Perbedaan warna c. Kejanggalan Struktur d. Adanya bagian yang hilang e. Menebak

f. Lainnya………..

J _{Terima kasih sebesar-besarnya atas kesediaan Anda dalam mengisi kuisioner ini}J

Jawaban kusioner : A dan C