ANALISIS PENGGUNAAN METODE OPTIMASI HARMONY SEARCH PADA STEGANOGRAFI CITRA DIGITAL BERBASIS S-TRANSFORM

(1)

ANALISIS PENGGUNAAN METODE OPTIMASI HARMONY SEARCH PADA STEGANOGRAFI CITRA DIGITAL BERBASIS S-TRANSFORM

Annastasia Humaira Risto¹, Bambang Hidayat², Rian Febrian Umbara³

¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

Abstrak

Steganografi merupakan suatu teknik untuk menyembunyikan pesan ke dalam pesan lain pada suatu media, dimana informasi yang disembunyikan tidak diketahui keberadaannya oleh manusia.

Steganografi dapat dilakukan pada media digital berbentuk citra, video, maupun audio. Saat ini pengguna teknologi dapat mengakses semua informasi yang mereka butuhkan, tetapi tidak ada jaminan pada informasi yang akan mereka akses sehingga pengamanan informasi sangat dibutuhkan. Proses keamanan dalam pengiriman informasi yang bersifat rahasia merupakan faktor penting yang harus dijaga. Salah satu teknik yang dapat digunakan adalah steganografi.

Salah satu metode yang digunakan untuk mengatasi keterbatasan pada proses pengamanan pada steganografi yaitu dengan melakukan penyisipan mengggunakan metode berbasis S-Transform, dimana akan dilakukan proses optimasi menggunakan metode Harmony Search untuk

mendapatkan kombinasi tempat yang paling optimal berdasarkan PSNR terbaik untuk disisipi pesan informasi.

Dari hasil pengujian sistem, didapatkan image stego yang diujikan pada sistem ini memiliki kualitas yang sangat baik (PSNR>30 dB). Pada saat image stego tidak diberikan serangan AWGN (Additive White Gaussian Noise) akurasi secret message ter-ekstraksi menacapai 100 % ,

sedangkan pada saat diberikan serangan noise, akurasi mencapai 99,498 %. Pengukuran secara subjektif menggunakan MOS kepada 20 orang responden pada citra digital yang akan disisipkan serta diberi serangan.

Kata Kunci : Steganografi, PSNR, S-Transform, Harmony Search, Stego Image

Abstract

Steganography is a technique to hide the secret message in another message, where the other people will not know the existence of the hidden information. Steganography can be done in the form digital media, images, video, and audio. Current technology users can access all the information they need, but no guarantees on access the information, so they are need the security. Security process are important factors that must be maintained in the delivery of confidel information. One technique that can be used is Steganography.

One method used to overcome limitations in the process of securing the insertion of

steganography is using methods based S-Transform. Which were previously performed using Harmony Search optimization to obtain the most optimal combination to insert the message information.

From the results of the testing system, the stego image obtained are tested on this system has a very good quality (PSNR > 30 dB). At that time of the stego image was not given AWGN (Additive White Gaussian Noise) attack, the accuracy of extracting secret message was to reach 100 %, whereas at the time of the attack given, accuracy reach 99.498 %. Subjective MOS measurenment using the 20 respondents to measure the performance in inserted digital image when it was given attack or not.

Keywords : teganography, AWGN, PSNR, S-Transform, Harmony Search, Stego

(2)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Perkembangan informasi saat ini semakin berkembang pesat, proses mengakses informasi membutuhkan proses security untuk mengamankan informasi yang diakses oleh pengguna. Salah satu teknik yang bisa digunakan untuk proses security yaitu steganografi, dimana yang membedakan teknik ini dengan teknik security lain pada umumnya seperti kriptografi yaitu pesan rahasia yang disembunyikan (yang disebut embedded massage) dengan menggunakan teknik steganografi tidak akan cepat rusak dan memiliki kemampuan untuk mengeliminasi kecurigaan dari pihak-pihak yang tidak berkepentingan saat melihat pesan atau data yang telah disisipi pesan.

Steganografi dapat dilakukan pada berbagai macam media maupun dimana suatu informasi rahasia disisipkan pada suatu data lainnya seperti teks, image, audio maupun video. Keuntungan dari teknik ini diharapkan data akhir hasil penyisipan yang dinamakan data stego (cover image yang sudah berisi embedded message) akan lebih sulit untuk disadap dan tidak mengundang kecurigaan pihak ketiga.

Pesan text dan image merupakan suatu informasi yang sering dipertukarkan dalam dunia pertelekomunikasian. Beberapa teknologi yang melibatkan pesan teks dan image menjadi salah satu data informasi yang sering digunakan misalnya e-mail, chat, MMS dll.

Tentunya hal inilah yang mendasari untuk menggunakan pesan teks dan image sebagai data informasi yang akan diolah, dimana citra digital (cover image) sebagai media penyisipan dan teks sebagai informasi rahasia yang akan disembunyikan.

Pada tugas akhir ini akan digunakan domain transformasi yaitu S-Transform karena S- Transform merupakan salah satu transformasi yang sederhana dan bersifat reversible. Hasil dari S-transform adalah komponen detail dan komponen smooth sehingga hasil S- transform memiliki fungsi yang sama dengan Transformasi Wavelet namun prosesnya jauh lebih sederhana. Dimana sebelum kita menyisipkan suatu informasi, terlebih dahulu kita lakukan proses optimasi menggunakan metode optimasi Harmony Search agar didapatkan kombinasi tempat yang paling optimal untuk menyisipkan suatu informasi dan lebih tahan terhadap noise.

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

(3)

Bab I Pendahuluan

Analisis Penggunaan Metode Optimasi Harmony Search pada Steganografi Citra Digital

Berbasis S-Transform

2 1.2 Tujuan Penelitian

1. Menerapkan metode Optimasi Harmony Search dalam bidang steganografi untuk pengoptimalan penyisipan pesan

2. Mendapatkan kombinasi tempat yang paling optimal untuk disisipkan suatu informasi sehingga informasi yang disisipkan lebih tahan jika terserang noise dan tidak terlihat oleh kasat mata.

3. Merancang dan mensimulasikan suatu sistem keamanan data dalam dunia komunikasi khususnya data yang berupa pesan teks.

4. Melakukan analisa kinerja sistem berdasarkan parameter Impercepbility, robustness dan capacity.

5. Melakukan analisa kinerja sistem yang menggunakan S-Transform dan Harmony Search

1.3 Manfaat

Manfaat tugas akhir ini dapat dirumuskan sebagai berikut : 1. Untuk Institusi :

1. Sebagai bukti terhadap hasil pembelajaran yang telah dilaksanakan pada masa perkuliahan.

2. Memberikan inspirasi bagi rekan-rekan mahasiswa yang akan melanjutkan dan mengembangkan penelitian berdasarkan penelitian yang telah dilakukan.

2. Untuk Diri Sendiri :

a. Dapat menerapkan disiplin ilmu teori maupun aplikasi yang telah di peroleh selama masa perkuliahan.

b. Dapat mengembangkan kemampuan individual dalam bidang steganografi terutama menggunakan metode S-Transform dan Harmony Search.

c. Memperoleh manfaat dengan mengembangkan inovasi dan kreativitas baru yang bermanfaat dan nantinya dapat digunakan serta diaplikasikan untuk orang lain.

d. Dapat mengukur kemampuan (capability) dan potensial diri.

e. Membentuk sikap dan tanggung jawab moral terhadap tugas, tanggung jawab,

dan wewenang pribadi.

(4)

3 a. Sebagai dasar bagi pengembangan yang lebih mendalam dalam bidang steganografi.

b. Sebagai salah satu cara meningkatkan keamanan pada bidang ilmu pengetahuan dan teknologi.

1.4 Rumusan Masalah

Untuk mempermudah dan membatasi cakupan pembahasan masalah pada Tugas Akhir ini, maka disimpulkan rumusan-rumusan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana merancang suatu sistem steganografi pada citra digital dengan menggunakan metode Harmony Search dan S-Transform.

2. Memastikan pengggunaan metode Harmony Search mendapatkan kombinasi tempat yang paling optimal untuk penyisipan informasi.

3. Mengukur performansi image stego serta hasil ekstraksi image stego.

4. Menguji ketahanan pesan hasil ekstraksi jika image stego diberikan serangan.

1.5 Batasan Masalah

Untuk mempermudah dan membatasi cakupan pembahasan masalah pada Tugas Akhir ini, maka disimpulkan batasan-batasan masalah sebagai berikut :

1. Tugas akhir ini hanya membahas steganografi dengan data cover berupa citra digital (cover image).

2. Data informasi yang akan disisipkan dalam cover image berupa pesan teks.

3. Ukuran/kapasitas cover image harus lebih besar dari pesan teks yaitu 512 X 512 pixel.

4. Metode optimasi yang digunakan pada steganografi adalah Harmony Search Method.

5. Koefisien teknik penyipisan pada steganografi menggunakan S-Transform Method.

6. Algoritma embedded dan ekstraksi diproses menggunakan Image Processing.

7. Parameter performansi yang dianalisis meliputi MSE, PSNR, dan MOS

8. Pensimulasian sistem secara keseluruhan dilakukan menggunakan MATLAB 7.8.0 (R2009a)

9. Proses Attacking menggunakan noise Additive White Gaussian Noise (AWGN).

(5)

Bab I Pendahuluan

4 1.6 Metodologi Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini antara lain : 1. Studi literatur dan pustaka

Bertujuan untuk mempelajari dasar teori dari berbagai literatur mengenai steganografi pesan teks, metode algoritma, maupun simulasi dengan menggunakan Matlab.

2. Analisa kebutuhan sistem berdasarkan permasalahan yang dihadapi.

3. Perancangan model sistem.

4. Implementasi program aplikasi.

5. Analisa performansi.

6. Pengambilan kesimpulan dan penyusunan laporan Tugas Akhir.

1.7 Sistematika Penulisan

Tugas akhir ini dibagi dalam beberapa topik bahasan yang disusun secara sistematis sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan

Bab ini membahas latar belakang, tujuan,manfaat, perumusan dan batasan masalah, metodologi penelitian serta sistematika penulisan.

Bab II Dasar Teori

Bab ini membahas dasar teori mengenai materi yang berhubungan dengan pembuatan simulasi steganografi dengan metode optimasi Harmony Search berbasis S-Transform.

Bab III Perancangan dan Implementasi Sistem

Bab ini menjelaskan proses perancangan tugas akhir dan diagram blok untuk model perancangan sistem untuk mensimulasikan steganografi dengan metode optimasi Harmony Search berbasis S-Transform.

Bab IV Analisis dan Pengujian Sistem

Bab ini membahas analisis dan pengujian sistem dari perancangan simulasi yang telah dibuat.

Bab V Penutup

Bab ini berisi kesimpulan dari hasil Tugas Akhir yang telah dilakukan dan saran

untuk pengembangan-pengembangan lebih lanjut.

(6)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari tahapan perancangan hingga pengujian yang dilakukan pada sistem steganografi pada citra digital menggunakan metode optimasi harmony search berbasis S-Transform adalah sebagai berikut.

1. Rancangan sistem image steganografi dengan metode penyisipan yang telah disimulasikan terbukti mampu bekerja dengan baik dengan PSNR yang dihasilkan bernilai > 30 dB pada saat proses penyisipan.

2. Pada sistem ini kapasitas dari pesan teks yang bisa disisipkan mencapai 8192 karakter.

3. Banyaknya karakter yang disisipkan mempengaruhi nilai PSNR dan MSE, dimana saat karakter yang disisipkan semakin banyak maka nilai PSNR akan semakin kecil dan nilai MSE akan semakin besar.

4. Proses ekstraksi pesan pada sistem steganografi ini membutuhkan cover asli (unblind steganography).

5. Keberhasilan sistem dalam menghasilkan image stego yang memiliki nilai PSNR yang baik dipengaruhi oleh panjang pesan (bit) dan panjang pengkodean bit pesan.

Sistem ini berhasil mendapatkan nilai PSNR penyisipan mencapai >30 dB dan MSE mendekati nilai 0.

6. Keberhasilan sistem dalam menghasilkan image stego yang memiliki nilai PSNR yang baik dipengaruhi oleh banyaknya proses iterasi yang dilakukan sebanyak Harmony Memory pada proses penyisipan dimana nilai PSNR akan semakin naik jika iterasi dilakukan lebih banyak.

7. Pesan hasil ekstraksi mencapai nilai PSNR >30 dB dan MSE mendekati nilai 0.

8. Ukuran cover harus lebih besar dengan ukuran pesan, dimana pada ukuran cover 512 x 512 piksel ini dapat menampung pesan teks sebanyak 8192 karakter.

9. PSNR dan MSE baik penyisipan maupun ekstraksi dari sistem dengan menggunakan metode optimasi Harmony Search mencapai nilai yang lebih baik karena dilakukan proses iterasi berulang-ulang hingga didapatkan tempat yang optimal untuk menyisipkan pesan berdasarkan PSNR yang terbaik.

(7)

52 10. Proses penyisipan sistem dengan metode optimasi Harmony Search membutuhkan waktu lebih lama daripada sistem tanpa metode optimasi Harmony Search karena dilakukan proses iterasi berulang-ulang sebanyak Harmony Memory yang telah ditentukan. Namun proses ekstraksi sistem membutuhkan waktu komputasi yang tidak lama.

11. Image stego tidak cukup tahan terhadap serangan AWGN karena apabila image stego diberi serangan, maka gambar akan rusak sehingga pesan hasil ekstraksi juga terkadang masih memiliki kesalahan pada informasi yang diterima oleh penerima.

Meskipun nilai PSNR yang besar, yang diakibatkan oleh penggunaan wiener filter untuk menghilangkan noise Additive White Gaussian Noise (AWGN) tetapi karena menggunakan metode optimasi Harmony Search yang random, sehingga terkadang menyebabkan saat diberikan noise AWGN, pesan hasil ekstraksi dapat diterima oleh penerima dan terkadang ada kesalahan.

12. Jika diberikan noise density yang paling kecil yaitu 0,001 menyebabkan pesan dapat terekstrak sempurna dibanding menggunakan noise density yang lebih besar yang bisa menyebabkan pesan masih ada sedikit kesalahan pada saat diekstraksi.

13. Median filter digunakan untuk mengembalikan image yang disisipi pesan teks pada level LL, sehingga image dapat kembali seperti semula.

14. Wiener filter digunakan untuk mengembalikan image yang rusak karena terkena Additive White Gaussian Noise (AWGN) kembali seperti semula.

5.2 Saran

Penelitian lebih lanjut diharapkan dapat memperbaiki kekurangan yang ada dan diharapkan dapat mengembangan yang apa yang telah dilakukan pada penelitian ini.

Untuk itu disarankan hal-hal berikut :

1. Sistem bisa disimulasikan dan dianalisis dengan bahasa pemrograman yang lain seperti bahasa java, C, dll.

2. Sistem bisa disimulasikan dengan jenis pesan yang lain, misal video atau audio.

3. Dipilih algoritma penyisipan yang lebih baik lagi agar dihasilkan image stego yang lebih baik serta tahan terhadap serangan.

4. Sistem steganografi bisa dijalankan secara real-time.

(8)

Analisis Penggunaan Metode Optimasi Harmony Search pada Steganografi Citra

Digital Berbasis S-Transform 53

5. Penggunaan metode Harmony Search akan menghasilkan output yang lebih baik jika secret message yang disispkan adalah audio. Sehingga bisa dihasilkan keluaran yang maksimal dan lebih tahan terhadap serangan.

6. Sistem steganografi ini bisa dikembangkan lagi sehingga didapatkan steganografi yang kebal terhadap berbagai macam jenis serangan.

7. Proses keamanan bisa lebih diperhatikan agar keamanan pada proses Steganografi dapat terjaga dan terhindar dari berbagai macam serangan, salah satunya dapat menggunakan metode RSA ( Rivest, Shamir, Aldeman) yang merupakan algoritma publik kunci, dimana proses RSA akan menyembunyikan suatu nilai dimana ada kunci-kunci tertentu yang si share ke publik berupa nilai – nilai modulusnya, tetapi untuk memfaktorkan nilai tersebut akan sulit dan membutuhkan waktu yang cukup lama. Sehingga yang mengetahui informasi tersebut hanya pengirim dan penerima saja. Sehingga keamanan akan lebih terjamin

8. S-Transform baik digunakan pada analisis detak jantung, image watermarking, filter design.

9. Sistem ini bisa dilakukan penelitian lebih lanjut agar bisa diaplikasikan dan berguna bagi masyarakat.

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)