Implementasi Pengamanan Informasi Pesan Rahasia Menggunakan
Color
Ordering and Mapping
Pada Media Citra Digital
Andi Marwan Elhanafi
Program Studi S1 Teknik Informatika
Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan elh645@gmail.com
Abstract
Information Security is one of the most important aspects of the current era of globalization where the breadth of communication access causes theft of private and confidential information from irresponsible parties. Incognito is one technique for securing information so that information is not visible directly or transparently to everyone but only to the specified parties only. Color ordering and mapping algorithms are fairly new steganographic algorithms which utilize color variations in pixel neighbors in hiding bits of data from information to be hidden. Not all pixels in the container imagery can be used as the container pixel of the information bit to be embedded which depends on the selection process using pixel sorting and mapping. Implementation of color ordering and mapping in the concealment of message information into media such as digital imagery can be applied well considering text messages do not require storage space of the media container large enough compared to other forms of information such as multimedia. The implementation results show that concealment operations can running well and the image quality of the container is maintained so as not to arouse suspicion and confidential information messages that will be hidden can be restored properly.
Keywords:Information Security, color ordering and mapping, Traffic capacity, digital image
Abstrak
Keamanan Informasi merupakan salah satu aspek yang sangat penting di era globalisasi pada saat ini dimana luasnya akses komunikasi menyebabkan rentannya pencurian informasi rahasia maupun pribadi dari pihak–
pihak yang tidak bertanggung jawab. Penyamaran menjadi salah satu teknik untuk mengamankan informasi sehingga informasi tidak terlihat secara langsung atau transparan ke semua orang melainkan hanya pihak–pihak yang ditentukan saja. Algoritma color ordering dan mapping merupakan algoritma steganografi yang terbilang baru dimana memanfaatkan variasi warna pada ketetanggaan piksel dalam menyembunyikan bit data dari informasi yang akan disembunyikan. Tidak semua piksel pada citra penampung dapat digunakan sebagai piksel penampung dari bit informasi yang akan ditanamkan dimana bergantung pada proses seleksi menggunakan pengurutan dan pemetaan piksel. Implementasi Color Ordering and Mapping dalam penyembunyian informasi pesan kedalam media seperti citra digital dapat diterapkan dengan baik mengingat pesan teks tidak membutuhkan ruang penyimpanan dari media penampung yang cukup besar dibandingkan dengan bentuk informasi lainnya seperti multimedia. Hasil implementasi menunjukkan operasi penyembunyian dapat berlangsung dengan baik namun dimana kualitas citra penampung tetap terjaga sehingga tidak menimbulkan kecurigaan dan informasi pesan rahasia yang akan disembunyikan dapat dikembalikan dengan baik.
Kata Kunci:Keamanan informasi, color ordering and mapping, citra digital
1. Pendahuluan
Luasnya perkembangan teknologi komunikasi dan informasi menyebabkan meningkatnya trafik pengguna komunikasi yang mana setiap orang dapat saling berkomunikasi tanpa lagi terbatas oleh jarak dan waktu. Infrastruktur jaringan seperti Internet yang telah menjangkau hampir seluruh permukaan bumi menjadi salah satu faktor utama tingginya lalu lintas data dan informasi baik dalam skala lokal sampai skala global.
Tingginya tingkat komunikasi dan luasnya akses yang dapat dilakukan saat ini menyebabkan meningkatnya ancaman terhadap penyadapan dan pencurian informasi. Penyadapan dan pencurian informasi tidak hanya dilakukan dengan membajak langsung pihak yang sedang berkomunikasi, namun dapat dengan memindai data dan informasi yang
tersebut, terdapat teknik – teknik lain yang tujuannya adalah pembajakan dan pencurian informasi.
Ancaman terhadap pembajakan dan pencurian informasi tersebut dapat dikendalikan dengan menggunakan teknik keamanan seperti penyandian data yaitu kriptografi atau menggunakan penyembunyian informasi kedalam media lain yaitu steganografi atau kombinasi dari keduanya.
gambar, program atau protokol. File media umumnya sangat ideal untuk transmisi steganografi karena ukurannya yang besar.
Steganografi pada saat ini telah banyak diterapkan memanfaatkan citra digital. Berbagai teknik dan algoritma telah berkembang dan digunakan dalam implementasi steganografi pada citra digital. Salah satu metode yang cukup dikenal pada steganografi adalah metode color ordering and mapping. Metodecolor ordering and mapping merupakan metode yang diteliti oleh Chih-Hsuan Tzeng dalam implementasinya pada penyembunyian data atau informasi pada citra digital [1]. Metode color ordering and mapping merupakan metode atau teknik penyembunyian informasi dengan memilih lokasi penyimpanan yang sesuai pada citra digital sehingga efek dari penambahan data pada citra digital tidak mempengaruhi kualitas dari citra itu sendiri.
Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan aplikasi pengamanan informasi pesan rahasia pada media lain yaitu citra digital. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metodecolor ordering and mapping dimana metode tersebut akan dianalisis proses dan tingkat keamanannya dengan mengamati seberapa besar perubahan yang terjadi pada citra penampung. Semakin besar perubahan yang terjadi pada citra media maka semakin tidak aman informasi yang terkandung pada media tersebut dikarenakan akan timbul kecurigaan bahwa media tersebut telah mengandung informasi atau data tertentu sehingga dapat berubah sedemikian rupa. Aplikasi yang dikembangkan pada penelitian ini menggunakan aplikasi Java Net Bean yang mendukung library image yang dapat digunakan dalam memodifikasi nilai piksel pada citra dalam rangkan menyembunyikan informasi rahasia kedalam citra tersebut.
2. Tinjauan Pustaka 2.1 Steganografi
Steganografi adalah ilmu dan seni dari komunikasi yang tidak terlihat [4]. Steganografi merupakan kata yang diturunkan dari kata-kata
yunani yaitu “stegos”yang berarti “menutupi” dan “grafia” yang berarti menulis yang mana jika didefinisikan dapat dengan “tulisan yang ditutupi”.
Steganografi berbeda dari kriptografi dimana kriptografi bertujuan pada menjaga konten atau informasi dari pesan tetap rahasia sedangkan steganografi bertujuan untuk menjaga keberadaan pesan tetap rahasia.
Pesan asli disembunyikan pada sebuah media pembawa yang mana perubahan yang terjadi pada media pembawa tidak terlihat oleh orang lain [5]. Kelebihan dari steganografi salah satunya adalah dimana pesan ditransmisikan atau dikirim tanpa
diketahui oleh pihak lain yang mana bagi pihak lain yang terlihat adalah media pembawanya saja.
Penggunaan steganografi adalah sebagai berikut. 1. Steganografi dapat menjadi solusi yang mana
memungkinkan untuk mengirim berita atau informasi dicegah oleh sensor atau khawatir terhadap pesan dibajak oleh pihak lain.
2. Steganografi juga dapat digunakan untuk menyimpan pada suatu lokasi seperti media digital lain.
3. Steganografi juga dapat digunakan sebagai watermarking pada media yang ingin dilindungi hak ciptanya.
Semua pendekatan yang ada pada bidang steganografi memiliki sebuah kesamaan yaitu menyembunyikan pesan rahasia pada objek fisik yang dikirimkan. Pada gambar 8.8 dapat dilihat proses dari steganografi dimana citra pembawa diteruskan kedalam fungsi penanaman yang kemudian akan menghasilkan citra yang telah mengandung pesan rahasia. Proses steganografi juga biasanya dapat menggunakan kunci untuk meningkatkan keamanan pada pesan yang disembunyikan, yang mana proses steganografi akan dilengkapi dengan proses kriptografi sebagai proses tambahan.
Gambar 1Contoh Implementasi Steganografi
2.2 Color Ordering And Mapping
Fungsicolor mappingpada dasarnya menerima input nilai– nilai warna dari kelompok piksel dari
citra digital dan menghasilkan output “0” atau “1”
bergantung pada keterhubungan warna diantara kelompok piksel tersebut [1]. Ide dasar dari penyembunyian pesan menggunakan metode color ordering dan mapping adalah dengan melakukan modifikasi warna pada sejumlah piksel dari citra digital yang berkoresponden dengan output biner dari informasi yang ditanam.
Pencarian color ordering relationship (Rco) berdasarkan pada nilai luminan v1 dan v2 dari c1 dan c2, dimana nilai luminan v1 danv2 diperoleh dengan persamaan berikut.
(1) (2)
ordering relationship (Rco), seperti persamaan berikut.
Hasil dari pengurutan warna c1-c4 berdasarkan
Rco, adalah c’1-c’4, dimana c’1 merupakan nilai
tertinggi dalam pengurutan, yang selanjutnya dapat digunakan untuk mencari nilai b hasil dari color mapping function (Fcm), seperti persamaan berikut.
3. Analisis dan Perancangan 3.1 Analisis Sistem
Analisis sistem merupakan kegiatan penguraian suatu sistem perangkat lunak yang utuh dan nyata ke dalam bagian-bagian atau komponen-komponen komputer yang bertujuan untuk mengidentifikasikan serta mengevaluasi masalah-masalah yang muncul, hambatan-hambatan yang mungkin terjadi dan kebutuhan-kebutuhan yang diharapkan sehingga mengarah kepada suatu solusi untuk perbaikan maupun pengembangan ke arah yang lebih baik dan sesuai dengan kebutuhan serta perkembangan teknologi.
Masalah merupakan suatu pertanyaan yang harus dijawab atau dicari jalan keluarnya. Masalah juga bias mengakibatkan sasaran dari suatu sistem tidak tercapai. Tujuan diadakannya identifikasi masalah adalah dengan mendeteksi sistem apabila sistem yang sedan berjalan berkurang manfaatnya atau turun kinerjanya. Permasalahan yang sering timbul pada saat ini adalah sulitnya mahasiswa dalam mengakses informasi akademik seperti nilai secara langsung dimana saat ini masih banyak institusi perguruan tinggi yang tidak menyediakan fasilitas portal sehingga informasi akademik dapat diakses dimana saja dan kapan saja.
Berdasarkan pemaparan dan pengamatan yang penulis lakukan maka dapat disusun pokok permasalahan yang muncul adalah sebagai berikut :
1. Perlunya pengamanan informasi yang terkandung pada citra digital sehingga tidak dapat diakses oleh pihak yang tidak berhak. 2. Pengamanan informasi menggunakan
penyandian biasa terlalu menarik perhatian para penyadap sehingga cepat atau lambat informasi dari citra digital akan diketahui.
Penyembunyian citra pada media citra yang lain seringkali menyebabkan media citra penampung mengalami degradasi sehingga menarik perhatian penyerang.
Analisis prosedur dilakukan untuk menetapkan proses apa saja yang dilakukan sistem. Dalam proses pelaksanaanya, pengolahan data harus dilaksanakan berdasarkan prosedur-prosedur yang telah ditetapkan , seperti berikut :
1. Pengguna dapat memilih citra rahasia dan citra penampung yang akan digunakan pada proses penyembunyian citra rahasia.
2. Sistem yang dikembangkan mampu menyembunyikan citra rahasia ke dalam citra penampung bergantung pada daya tampung yang dimiliki oleh citra penampung.
3. Citra hasil penanaman atau penyembunyian dapat disimpan untuk keperluan lebih lanjut dan dapat di-ekstraksi kembali untuk memperoleh citra rahasia.
Analisis metode merupakan kegiatan menganalisis proses dan kegiatan yang dilakukan pada metode yang digunakan. Pada penelitian tugas akhir ini metode yang dipilih adalah metode color ordering and mapping pada kasus penyembunyian citra digital pada media citra digital yang lain. Secara umum setiap metode steganografi memiliki dua proses utama yaitu proses embedding atau penanaman danextractingatau proses ekstraksi. Proses penanaman dan proses ekstraksi dilakukan secara terpisah namun tetap berhubungan dimana proses ekstraksi dapat dilakukan jika telah tersedia citra hasil penanaman yang diperoleh dari proses penanaman. Pada proses analisis metode ini dilakukan proses analisis penanaman terlebih dahulu yang kemudian di-ikuti oleh proses ekstraksi yang dapat dijabarkan sebagai berikut.
Proses penanaman dilakukan dengan beberapa tahap, tahap paling pertama yang dilakukan adalah melakukan pemeriksaan apakah piksel yang sedang dibaca bersifat embeddable atau tidak. Proses penseleksian piksel dapat dijabarkan sebagai berikut :
1. Transformasi pesan input kedalam deretan biner.
2. Tentukan batas jumlah warna yang berbeda antar tetangga (Tc).
3. Tentukan batas selisih warna maksimal antar tetangga (Td).
4. Hitung jumlah selisih warna antar tetangga (α).
5. Hitung selisih warna maksimal antar tetangga
(β).
6. Periksa adanya kemungkinan substitusi piksel dengan yang akan menghasilkan fungsi fcm yang berbeda.
7. Menentukan pikselembeddableatau tidak.
Syarat :
c. kemungkinan substitusi piksel dengan yang akan menghasilkan fungsi fcm yang berbeda, memenuhi.
Berdasarkan pemeriksaan diatas maka dapat dikatakan piksel c bersifat embeddable. Berdasarkan proses pemeriksaan yang telah dilakukan diatas, maka piksel yang digunakan dapat ditanam bit dari piksel pesan. Proses penanaman dilakukan dengan melakukan substitusi antara piksel tengah dengan salah satu piksel sampai menghasilkan fungsi fcm yang sesuai dengan bit dari pesan. Asumsikan bit dari pesan yang akan ditanam adalah 0. Dikarenakan fungsi fcm dari susunan piksel saat ini adalah 1 maka piksel tengah disubsitusikan dengan c1 sehingga fcm akan bernilai 1 sehingga hasil piksel baru dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 2.Citra Hasil Penanaman
Seperti yang terlihat pada gambar 2 piksel tengah disubstitusikan dengan piksel pinggir kiri atas (c1) sehingga akan menghasilkan fungsi fcm yang sesuai dengan bit dari pesan yaitu 1.
Proses ekstraksi pada metode color ordering dan mapping pada dasarnya sangat sederhana dimana proses ekstraksi dapat dijabarkan sebagai berikut.
1. Baca piksel secara berurutan dan ambil ketetanggan piksel seperti pada proses penanaman.
2. Periksa apakah piksel bersifatembeddable. 3. Jika piksel bersifat embeddable lakukan
perhitungan fungsi fcm jika tidak kembali ke langkah 1 untuk piksel berikutnya.
4. Bit pesan diperoleh dari fungsi fcm proses kembali ke langkah 1 untuk piksel berikutnya. 5. Jika semua piksel telah dibaca rangkai bit–bit
yang diperoleh menjadi byte karakter dari pesan rahasia.
3.2 Perancangan Sistem
Perancangan sistem merupakan bagian dari metodologi penelitian dan pengembangan suatu perangkat lunak yang dilakukan setelah tahap analisis yang bertujuan untuk memberikan gambaran secara terperinci. Perancangan sistem bertujuan untuk memberikan gambaran secara umum kepada pemakai dalam pembuatan rancangan sistem yang baru untuk mempermudah dalam pengolahan data, sehingga nantinya diharapkan aplikasi yang dibuat lebih baik dari pengolahan data yang masih manual.
Perancanganuse case diagram dilakukan untuk mengetahui aktivitas pengguna terhadap sistem informasi yang dikembangkan. Untuk mengetahui aktor dan use case yang akan digunakan, maka dilakukan identifikasi aktor dan identifikasi use case. Setelah mendapatkan aktor dan use case, makause case diagramdapat digambarkan.
Aktor yang berinteraksi dengan sistem ini adalah user yang terdiri atas dua jenis yaitu: user penanaman dan user ekstraksi. Perancangan use case diagramdari sistem yang dikembangkan dapat dilihat pada gambar 3 berikut.
Gambar 3.Rancangan Use Case Diagram
4. Implemetasi dan Pembahasan
Penelitian steganografi pada citra digital menggunakan color ordering dan mapping yang dilakukan pada penelitian ini menghasilkan sebuah sistem aplikasi yang dapat digunakan untuk menyisipkan pesan informasi rahasia ke dalam citra digital menggunakan metode color ordering dan mapping. Adapun sistem yang dikembangkan pada penelitian ini terdiri dari beberapaform yaituform utama, form embedding atau form penyisipan dan form extracting atau form ekstraksi haisl penyisipan.
Form utama merupakan form yang dikembangkan sebagai antarmuka penghubung ke form – form lainnya. Form utama memiliki dua navigasi utama yaitu tombolextractingdan tombol embedding.
Gambar 4. Form Embedding
Form extracting seperti yang terlihat pada gambar 5 memiliki fitur untuk membuka gambar cover yang telah memiliki pesan rahasia di dalamnya dan kemudian melakukan ekstraksi terhadap gambar tersebut. Hasil ekstraksi kemudian dapat dilihat pada pesan hasil ekstraksi yang kemudian dapat disimpan kembali ke dalam media penyimpanan.
Gambar 5Form Extracting
Proses ekstraksi membutuhkan dua jenis input yaitu gambarcoverdan jumlah karakter dari pesan rahasia yang disembunyikan. Keterbatasan dari pemanfaatan ukuran pada metode color ordering dan mapping menyebabkan informasi mengenai pesan rahasia seperti jumlah karakter tidak dapat di-ikutsertakan kedalam gambar penampung sehingga pada proses ekstraksi pengguna harus mengetahui ukuran dari pesan rahasia yang dapat diperoleh dari pengirim pesan gambar.
Dari hasil yang diperoleh, dapat dilihat bahwa program sistem steganografi menggunakan metode color ordering dan mapping yang dibangun dapat memberikan hasil yang cukup baik, dimana proses ekstraksi menghasilkan hasil yang sesuai dengan pesan asli yang ditanamkan pada gambar penampung.
5. Kesimpulan
Berdasarkan hasil uji coba dan pembahasan program yang dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan yaitu :
1. Proses penyembunyian informasi pesan rahasia menggunakan metode color ordering dan mapping pada dasarnya memanfaatkan perbedaan warna yang terdapat pada tetanggan dari tiap piksel. Fungsicolor ordering dari tiap piksel dihitung terhadap empat piksel tetangganya untuk memperoleh keputusan piksel tersebut dapat disisipkan atau tidak. Keputusan penyisipan ditentukan oleh beberapa parameter seperti jumlah warna yang berbeda, selisih antar warna serta kemungkinan hasilfcm yang berbeda jika dilakukan di substitusi. 2. Algoritma color ordering dan mapping sangat
baik diterapkan pada kasus penanaman pesan rahasia ke dalam citra digital. Namun terdapat beberapa kelemahan dari color ordering dan mapping dimana metode color ordering dan mapping sangat bergantung pada perbedaan warna dalam suatu ketetanggaan piksel. Sehingga dapat dikatakan tidak semua piksel dapat ditanam dari total kapasitas yang tersedia. Hal ini menyebabkan metode color ordering dan mapping membutuhkan kapasitas yang cukup besar untuk dapat menampung pesan informasi yang cukup panjang dibandingkan dengan metode lain. Kelebihan tersendiri dari metode color ordering dan mapping adalah daya tahan algoritma tersebut terhadap modifikasi pada citra penampung serta kualitas citra yang tetap dipertahankan walaupun keseluruhan piksel digunakan sebagai media penyisipan.
6. Daftar Pustaka
[1] Tzeng, C.-H., Yang, Z.-F., & Tsai, W.-H., 2004.Adaptive Data Hiding in Palette Images by Color Ordering and Mapping With Security Protection. IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS.
[2] Putra, D. (2010). Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta: Penerbit Andi.
[3] Sutoyo, T. e. (2009). Teori Pengolahan Citra Digital. Semarang: Penerbit Andi.
[4] Morkel, T., Eloff, J., & Olivier, M. (2005). An Overview Of Image Steganography. Information and Computer Security Architecture Research Group.
