BAB II
DASAR TEORI
Dalam bab ini diuraikan dasar-dasar teori yang mendukung pelaksanan Tugas Akhir ini,
yaitu tentang Video, AVI, BMP, dan Steganografi.
2.1 Video
2.1.1.1
1.
2.
Video merupakan urutan citra diam yang digabungkan, menjadikannya sebuah gambar
bergerak. Sedangkan citra merupakan tiruan, representasi, atau kesamaan atas seseorang,
sesuatu, atau tindakan yang dilukis, digambarkan, dibentuk, atau dengan cara lainnya
sehingga dapat ditangkap oleh pandangan manusia [SUP00].
Berdasarkan media yang digunakan, video dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu video
analog dan video digital.
2.1.1 Video
Analog
Video analog adalah video yang menggunakan media analog. Sumber informasi audio
berasal dari kaset audio dan mikrofon, dan sumber informasi video berasal dari VHS,
8mm VCR (Video Cassette Recorder), dan camcorders. Video analog ini harus dikonversi
ke dalam format digital terlebih dahulu untuk dapat diproses oleh komputer.
Format Video Analog
Video analog dapat disimpan dalam beberapa format, di antaranya :
NTSC (National Television Standards Committe)
Merupakan format video televisi yang digunakan di Amerika Serikat dan
sekitarnya. Menampilkan 525 baris resolusi pada 60 field per detik dan 30 frame
per detik.
PAL (Phase Alternation Line)
Merupakan format video televisi yang digunakan di Eropa dan sekitarnya.
Menampilkan 625 baris resolusi pada 50 field per detik dan 25 frame per detik.
2.1.2 Video
Digital
Video digital adalah video yang menggunakan media digital. Sumber informasi audio dan
video berasal dari CD audio, DV, miniDV, Digital8 camcorders, dan DVD yang
menyimpan audio dan video di dalam format digital. Data video digital dapat diproses
secara langsung oleh komputer, dan digandakan tanpa mengurangi kualitas.
2.1.2.1
2.1.2.2
1.
Sinyal Video Digital
Sebuah sinyal video digital merupakan kombinasi dari tingkat keterangan (luminance
atau luma) dan warna (chrominance atau chroma). Tingkat keterangan (luminance)
adalah intensitas terang-gelapnya cahaya pada sinyal video, biasanya direpresentasikan
dengan huruf Y. Sinyal video dipisahkan menjadi komponen luma dan chroma (warna)
untuk kualitas yang lebih besar serta transmisi dan pengkodean yang efisien. Sinyal video
disajikan dalam format YUV, di mana informasi warna direpresentasikan dalam U dan V.
Sebuah sinyal video digital dibagi menjadi tiga sinyal terpisah untuk mencegah
penurunan kualitas dari perpaduan sinyal-sinyal. Komponen sinyal ini terdiri atas RGB
(red, green, dan blue), luma (Y), dan dua sinyal chroma, sebagai contoh Y, Y-R, Y-B, atau
dalam format lain dituliskan sebagai YUV, YCbCr, dan Y Pr Pb.
Format Video Digital
Video digital dapat disimpan dalam beberapa format yang berbeda. Tiap format dari
video digital memiliki karakteristik masing-masing, kelebihan dan kekurangan, serta
tujuan penggunaan yang berbeda-beda.
Berikut beberapa format video digital yang umum digunakan :
AVI (Audio Video Interleave)
Merupakan format video digital yang paling banyak digunakan pada Personal
Computer dan di internet. Data disimpan di dalam blok-blok untuk mengurangi
ukuran file, beberapa kompresor dapat mengkompresi file dengan format ini
hingga mencapai perbandingan 100:1. File dengan format ini tidak praktis jika
2.
Merupakan format video digital kompresi untuk keperluan video profesional.
Format kompresi DV digunakan untuk DV dan Digital-8 camcorder. Video dan
audio berformat DV dapat di-capture menggunakan antarmuka FireWire / IEEE
1394, kemudian disimpan dan diedit dengan editor video.
MPEG (Moving Picture Expert Groups)
Merupakan format file multimedia yang populer yang ditetapkan oleh sebuah
grup bernama Moving Pictures Expert Group. MPEG telah memproduksi
berbagai macam standard yang masing-masing memiliki aplikasi berbeda.
Quick Time (*.mov)
File dengan format ini hanya dapat dijalankan dengan perangkat QuickTime
Player, yang merupakan perangkat multimedia yang menawarkan kreativitas dan
fleksibilitas, serta memberikan kulitas terbaik. Dapat menampilakn 99 track
audio, video, 3D, teks, HTML, dan VR, serta dapat disisipkan dengan mudah di
halaman web.
Real Media (*.rm) dan Real Video (*.rv)
File dengan format ini mudah di-streaming atau di-download melalui internet,
memiliki kecepatan kompresi yang tinggi tetapi dapat menurunkan kualitas.
Flash dan Shockwave (*.swf)
File dengan format ini dibuat dengan menggunakan Macromedia Flash atau
Macromedia Director, dan ditampilkan dengan perangkat Macromedia Flash
Player atau Shockwave Player. Dapat diintegrasikan ke dalam halaman web atau
diputar sebagai film seperti pada format lainnya.
WMV (Windows Media Video)
Merupakan kompresi file video/audio dengan Microsoft Windows Media codec.
AVI
Audio Video Interleave, atau disingkat AVI, adalah format file multimedia yang
diperkenalkan oleh Microsoft pada bulan November 1992. File AVI dapat mengandung
dimainkan bersamaan. Seperti DVD, file AVI mendukung streaming, baik audio dan
video, walaupun jarang dilakukan. Hampir semua file AVI menggunakan format ekstensi
file .AVI. File-file ini didukung oleh Microsoft, dan disebut “AVI 2.0”.
AVI merupakan kasus khusus dari Resource Interchange File Format (RIFF), yang
membagi file data ke dalam blok-blok. Setiap blok diidentifikasi dengan tag FourCC.
Sebuah file AVI mengambil format blok tunggal di dalam file RIFF, yang kemudian
dibagi menjadi dua blok perintah dan satu blok opsional. Struktur dari sebuah file RIFF
rupanya menyalin dari format IFF sebelumnya yang ditemukan oleh Electronic Arts pada
pertengahan 1980-an.
Bagian pertama blok pada AVI diidentifikasi dengan tag “hdrl”. Blok ini merupakan file
header dan mengandung metadata tentang video, seperti lebar, tinggi, dan laju frame.
Bagian kedua blok diidentifikasi dengan tag “movi. Blok ini mengandung data
audio/visual yang membangun film AVI. Blok opsional ketiga diidentifiki dengan tag
"idx1" yang menunjukkan indeks alamat-alamat fisik blok data.
2.3
BMP
BMP atau DIB (device-independent bitmap) adalah sebuah format grafik bitmap yang
digunakan secara internal oleh Microsoft Windows dan subsistem grafik OS/2, dan sering
digunakan sebagai sebuah format file grafik sederhana pada platform-platform tersebut.
Gambar secara umum disajikan dalam ketajaman warna 2 (1-bit), 16 (4-bit), 256 (8-bit),
65,536 (16-bit), atau 16.7 juta (24-bit) warna (bit-bit ini merepresentasi bit-bit per pixel).
Sebuah gambar 8-bit juga dapat diubah ke warna grayscale di samping warna index.
Sebuah channel alpha (untuk warna transparan) boleh disajikan dalam file terpisah, di
mana sama dengan gambar grayscale. Versi 32-bit dengan channel alpha terintegrasi
telah diperkenalkan oleh Windows XP dan digunakan untuk sistem logon dan theme.
File-file BMP biasanya tidak terkompresi, sehingga dapat berukuran lebih besar daripada
format file gambar yang terkompresi untuk gambar yang sama. Sebagai contoh, sebuah
gambar 24-bit 800×600 pixel akan memiliki ukuran file hampir 1.4 megabytes. Sebagai
bandingan, sebuah gambar 1058×1058 pixel memiliki ukuran file 477.6 KB dalam format
Umumnya file BMP menggunakan model warna RGB. Pada model ini, sebuah warna
terbentuk dari campuran intensitas yang berbeda (bervariasi dari 0 sampai 255) warna
merah (R), hijau (G), dan biru (B). Dengan kata lain, sebuah warna akan didefinisikan
menggunakan 3 nilai, yaitu R, G dan B.
Blok dari bit-bit mendeskripsikan gambar secara pixel per pixel. Pixel disajikan mulai
dari sudut kiri bawah berjalan dari kiri ke kanan dan kemudian baris per baris dari bawah
ke atas. Setiap pixel dideskripsikan menggunakan satu atau lebih bit.
2.4 Steganografi
Pada bagian ini dijelaskan definisi steganografi, sistem steganografi, teknik
penyembunyian data, teknik pengungkapan data, dan kriteria steganografi yang bagus.
2.4.1 Definisi
Steganografi
Steganografi (steganography) adalah ilmu dan seni menyembunyikan pesan rahasia
(hiding message) sedemikian sehingga keberadaan (eksistensi) pesan tidak terdeteksi oleh
indera manusia [MUN04].
Steganografi berbeda dengan kriptografi, di mana pihak ketiga dapat mendeteksi adanya
data (chipertext), karena hasil dari kriptografi berupa data yang berbeda dari bentuk
aslinya dan biasanya datanya seolah-olah berantakan, tetapi dapat dikembalikan ke
bentuk semula. Steganografi membahas bagaimana sebuah pesan dapat disisipkan ke
dalam sebuah file media sehingga pihak ketiga tidak menyadarinya. Steganografi
memanfaatkan kekurangan sistem indera manusia seperti mata dan telinga. Dengan
adanya kekurangan inilah, metoda steganografi ini dapat diterapkan pada berbagai media
digital. Hasil keluaran dari steganografi ini memiliki bentuk persepsi yang sama dengan
bentuk aslinya, tentunya persepsi di sini oleh indera manusia, tetapi tidak oleh komputer
atau perangkat pengolah digital lainnya. Ilustrasi mengenai perbedaan kriptografi dan
Cryptography
Steganography
Gambar II-1 Ilustrasi kriptografi dan steganografi pada citra digital
Steganografi membutuhkan dua properti, yaitu media penampung dan data rahasia yang
akan disembunyikan. Steganografi digital menggunakan media digital sebagai wadah
penampung, misalnya citra, suara, teks, dan video. Sedangkan data rahasia yang
disembunyikan dapat berupa file apapun. Media yang telah disisipi data disebut
stegomessage. Proses penyembunyian data ke dalam media disebut penyisipan
(embedding), sedangkan proses sebaliknya disebut ekstraksi. Proses tersebut dapat dilihat
pada gambar II-2. Penambahan kunci yang bersifat opsional dimaksudkan untuk lebih
meningkatkan keamanan [SUH04].
Gambar II-2 Proses penyisipan dan ekstraksi dalam steganografi
Steganografi agak berbeda dengan watermarking. Watermarking merupakan aplikasi dari
steganografi. Jika pada steganografi informasi rahasia disembunyikan dalam media
digital di mana media digital tidak berarti apa-apa, maka pada watermarking justru media
digital tersebut yang akan dilindungi kepemilikannya dengan pemberian label hak cipta
(watermark). Meskipun steganografi dan watermarking tidak sama, namun secara prinsip
2.4.2 Sejarah
Steganografi
Steganografi sudah dikenal oleh bangsa Yunani. Herodatus, penguasa Yunani, mengirim
pesan rahasia dengan menggunakan kepala budak atau prajurit sebagai media. Dalam hal
ini, rambut budak dibotaki, lalu pesan rahasia ditulis pada kulit kepala budak. Ketika
rambut budak tumbuh, budak tersebut diutus untuk membawa pesan rahasia di balik
rambutnya.
Bangsa Romawi mengenal steganografi dengan menggunakan tinta tak-tampak (invisible
ink) untuk menuliskan pesan. Tinta tersebut dibuat dari campuran sari buah, susu, dan
cuka. Jika tinta digunakan untuk menulis maka tulisannya tidak tampak. Tulisan di atas
kertas dapat dibaca dengan cara memanaskan kertas tersebut.
Saat ini di negara-negara yang melakukan penyensoran informasi, steganografi sering
digunakan untuk menyembunyikan pesan-pesan melalui gambar (images), video, atau
suara (audio) [MUN04].
2.4.3 Teknik Penyembunyian Data
Steganografi dapat diterapkan pada data digital, yaitu teks, citra, suara, dan video.
Terdapat banyak metoda steganografi untuk citra digital yang sudah diteliti. Ada yang
bekerja pada domain spasial atau waktu, dan ada yang mengalami transformasi terlebih
dahulu, misalnya ke domain frekuensi (seperti DCT (Discrete Cosine Transform), FFT
(Fast Fourier Transform), Wavelet Transform). Bahkan ada yang menerapkan teknologi
lain seperti fraktal, spread spectrum untuk telekomunikasi dan sebagainya [SUP00].
Pada dasarnya video merupakan urutan citra diam yang digabungkan, menjadikannya
sebuah gambar bergerak. Metode steganografi yang digunakan pada dasarnya
perkembangan dari metoda yang digunakan pada citra digital.
2.4.3.1
LSB
Modification
Metode yang digunakan untuk penyembunyian data pada aplikasi ini adalah dengan cara
menyisipkan pesan ke dalam bit rendah (least significant bit) pada data pixel yang
Pada file gambar BMP 24-bit setiap pixel pada gambar terdiri dari susunan tiga warna
yaitu merah, hijau, biru (RGB) yang masing-masing disusun oleh bilangan 8 bit (1 byte)
dari 0 sampai 255 atau dengan format biner 00000000 sampai 11111111. Sebagai contoh
file gambar BMP 24-bit dengan warna merah murni dalam format biner akan terlihat
sebagai berikut:
00000000 00000000 11111111
00000000 00000000 11111111
Sedangkan untuk warna hijau murni dalam format biner akan terlihat sebagai berikut:
00000000 11111111 00000000
00000000 11111111 00000000
Sedangkan untuk warna biru murni dalam format biner akan terlihat sebagai berikut:
11111111 00000000 00000000
11111111 00000000 00000000
Dari uraian di atas dapat dilihat bahwa informasi dari warna biru berada pada bit 1
sampai bit 8, dan informasi warna hijau berada pada bit 9 sampai dengan bit 16,
sedangkan informasi warna merah berada pada bit 17 sampai dengan bit 24.
Metode penyisipan LSB (least significant bit) ini adalah menyisipi pesan dengan cara
mengganti bit ke 8, 16 dan 24 pada representasi biner file gambar dengan representasi
biner pesan rahasia yang akan disembunyikan. Dengan demikian pada setiap pixel file
gambar BMP 24 bit dapat disisipkan 3 bit pesan, misalnya terdapat data file gambar
adalah sebagai berikut:
00100111 11101001 11001000
00100111 11001000 11101001
11001000 00100111 11101001
Sedangkan representasi biner huruf A adalah 01000001, dengan menyisipkannya ke
00100110 11101001 11001000
00100110 11001000 11101000
11001000 00100111 11101001
Terlihat pada bit 8, 16, dan 24 diganti dengan representasi biner huruf A, dan hanya tiga
bit rendah yang berubah (cetak tebal), untuk penglihatan mata manusia sangatlah
mustahil untuk dapat membedakan warna pada file gambar yang sudah diisi pesan rahasia
jika dibandingkan dengan file gambar asli sebelum disisipi dengan pesan rahasia.
Untuk memperkuat teknik penyembunyian data, bit-bit data rahasia tidak menggunakan
byte-byte yang berurutan, namun dipilih susunan byte secara acak. Misalnya jika terdapat
50 byte dan 6 bit data yang akan disembunyikan, maka byte yang diganti bit LSA-nya
dipilih secara acak, misalnya byte nomor 36, 5, 21, 10, 18, dan 49.
Metoda ini merupakan metoda yang paling sederhana tetapi yang paling tidak tahan
terhadap segala proses yang dapat mengubah nilai-nilai intensitas pada citra. Metoda ini
akan mengubah nilai LSB (Least Significant Bit) komponen luminansi atau warna
menjadi bit yang bersesuai dengan bit label yang akan disembunyikan. Memang metoda
ini akan menghasilkan citra rekonstruksi yang sangat mirip dengan aslinya, karena hanya
mengubah nilai bit terakhir dari data. Tetapi tidak tahan terhadap proses-proses yang
dapat mengubah data video. Metoda ini paling mudah diserang, karena bila orang lain
tahu maka tinggal membalikkan nilai dari LSB-nya maka data label akan hilang
seluruhnya [POL98].
2.4.3.2
Different Energy
Metoda ini bekerja pada domain DCT dengan blok 8 x 8, dimana pengkodean bit dengan
menggunakan perbandingan energi pada frekuensi rendah dengan frekuensi tinggi.
DCT (Discrete Cosine Transform) digunakan untuk mengurangi kebutuhan data untuk
merepresentasikan sebuah frame. Setiap 6 blok dikodekan dengan transformasi Fourier
pada pixel di garis diagonal yang memetakan blok 8 x 8 menjadi blok 1 x 64, sebelum ke
pengkodean DCT.
Pengkodean Huffman digunakan untuk mengkode data DCT. Jika bandwidth terbatas,
dilakukan untuk menurunkan komponen frekuensi agar menghasilkan bandwidth yang
lebih rendah.
Motion compensation digunakan untuk memprediksi nilai-nilai pixel dengan meletakkan
kembali blok pixel dari gambar terakhir. Gerakan ini ditampilkan oleh sebuah vektor
2-dimensi atau perpindahan dari posisi terakhir [MPE04].
Beberapa algoritma steganografi yang menggunakan metode Different Energy menurut
[JUA02] antara lain :
Algoritma Koch-Zhao
Algoritma Koch-Zhao sebenarnya merupakan algoritma yang diterapkan pada
media digital dalam bentuk citra diam. Algoritma ini bekerja secara blok per blok
dengan ukuran 8 x 8 pixel dalam domain DCT (Discrete Cosine Transform).
Dengan melihat domain kerja algoritma ini, berarti algoritma Koch-Zhao ini
memiliki kemiripan dengan metoda kompresi JPEG untuk citra diam. 1.
2. Algoritma Hartung-Girod
Algoritma ini menggunakan prinsip komunikasi spread spectrum. Prinsip spread
spectrum adalah mengirimkan sinyal dengan pita sempit melalui kanal yang
berpita lebar dengan menggunakan penyebaran frekuensi.
2.4.4 Teknik Pengungkapan Data
Berikut akan dijelaskan teknik pengungkapan data dengan metode LSB Modification.
Data yang disembunyikan di dalam video harus dapat dibaca kembali dengan cara
pengungkapan (reveal atau extraction).
Metode pengungkapan data ini sama dengan metode penyembunyian data, yaitu pesan
diperoleh dengan cara mengambil bit ke 8, 16 dan 24 pada representasi biner file gambar,
dengan demikian didapatkan representasi biner pesan rahasia yang disembunyikan.
2.4.5 Kriteria Steganografi yang Bagus
Penyembunyian data ke dalam file video digital akan mengubah kualitas file video digital
1.
2.
3.
Mutu video penampung tidak jauh berubah. Setelah penambahan data rahasia, video
hasil steganografi masih terlihat dengan baik. Pengamat tidak mengetahui kalau di
dalam video tersebut terdapat data rahasia.
Data yang disembunyikan harus tahan terhadap manipulasi yang dilakukan pada
video penampung. Bila pada video dilakukan operasi pengolahan video, maka data
yang disembunyikan tidak rusak.
