PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI
STEGANOGRAFI CITRA MENGGUNAKAN
METODE PIXEL VALUE DIFFERENCING
SPIRAL
Vivi Kusumawati
Binus University, Jalan K.H. Syahdan no. 9, Palmerah, Jakarta (11480), Indonesia Vichan_yuki@yahoo.co.id
ABSTRACT
The development of increasingly advanced technology makes it very easy to exchange
the information accessed by people who are not entitle to receive such information.
Therefore steganography method is made, which is one method to hide information in a
visible media but the media does not look like it contains information. One method on
steganograpy is Pixel Value Differencing (PVD). PVD is the insertion of message bits
in excess bits of media used. Order information transmitted increasingly difficult to be
accessed by unauthorized people, then the PVD that will be used is PVD that its method
has been modified so it will be a little different with the PVD in general. Modification
will be made on the pattern of decision-mate pixels (with spiral pattern) , so it will be
more difficult to extract the message. The results show using PVD Spiral Method, based
on the calculation of PSNR and MSE as well as the results of the survey indicate that
the stego-image quality is relatively good.
Keywords: Steganography Method, Pixel Value Differencing Spiral, Stego-image
ABSTRAK
Perkembangan teknologi yang semakin maju membuat pertukaran informasi sangat mudah untuk diakses oleh orang yang tidak berhak menerima informasi tersebut. Oleh karena itu dibuatlah metode steganografi, yaitu salah satu metode untuk menyembunyikan informasi pada suatu media namun secara kasat mata media tersebut tidak terlihat seperti mengandung informasi. Salah satu metode pada steganografi adalah Pixel Value Differencing (PVD). PVD adalah penyisipan bit pesan pada selisih bit-bit media yang digunakan. Agar informasi yang dikirimkan semakin susah untuk diakses oleh orang yang tidak berhak, maka PVD yang akan digunakan adalah PVD yang telah dimodifikasi sehingga metodenya akan sedikit berbeda dengan PVD pada umumnya. Modifikasi akan dilakukan pada pola pengambilan pasangan piksel (dengan pola spiral) sehingga akan lebih sulit untuk mengekstrak pesan. Hasil penelitian ini menunjukkan dengan menggunakan metode PVD Spiral, berdasarkan perhitungan PSNR dan MSE maupun hasil dari survey menunjukkan bahwa kualitas gambar yang dihasilkan relatif baik.
PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi sekarang ini semakin maju, sehingga mudah bagi user untuk melakukan pertukaran informasi. Seiring dengan semakin mudahnya user bertukar informasi, keamanan dalam siapa yang berhak mengakses informasi itu pun semakin diperhatikan, sehingga tidak sembarang orang yang bisa mendapatkan informasi tersebut.
Agar informasi yang dikirim oleh satu orang ke orang lainnya aman (isi pesan tidak diketahui oleh orang yang tidak berhak), dan tidak diakses oleh sembarang orang, maka orang-orang pun mulai memikirkan bagaimana agar informasi yang dikirim bisa aman. Salah satu solusi yang kemudian ditemukan adalah steganografi. Dimana steganografi bisa menyisipkan informasi ke dalam suatu media (bisa berupa teks, gambar, audio, atau video). Namun, media tersebut tidak terlihat sebagai media yang telah disisipkan informasi, sehingga kecil kemungkinan orang mencurigai media tersebut.
Sekarang ini, steganografi telah berkembang dan memiliki banyak metode, salah satunya adalah Pixel Value Differencing (PVD). Metode PVD ini menggunakan selisih nilai piksel yang satu dengan nilai piksel yang lain, dimana hasil selisih kedua pixel tersebut nantinya akan digunakan untuk menyisipkan pesan pada media lain yang ingin disembunyikan. Setelah pesan sudah disisipkan pada media penampung pesan, maka nilai piksel-piksel tersebut akan berubah. Nilainya akan berubah sesuai dengan rumus perhitungan PVD.
Namun PVD pada umumnya memiliki kelemahan pada metodenya, yaitu pola pasangan pixelnya berpola dan teratur dan metodenya telah diketahui oleh kebanyaknya orang. Hal ini menyebabkan peluang kemungkinan penyisipan pesan pada media lain dapat didekripsi oleh orang lain yang seharusnya tidak berhak mengetahui pesan yang disisipkan. Banyak peneliti yang berusaha untuk melakukan modifikasi pada PVD agar hasilnya maksimal.
Pada tahun 2003, Wu Da-chun dan Tsai Wen-Hsiang, membuat sebuah metode steganografi yang baru dan efisien, yaitu menanamkan pesan rahasia ke dalam nilai abu-abu pada cover gambar.
Awad Kh. Al-Asmari dan Owayed A. Al-Ghamdi pada tahun 2006 juga melakukan modifikasi pada metode PVD. Modifikasi yang dilakukan adalah dengan membagi gambar menjadi beberapa subblock yang berbentuk semi hexagonal.
Pada tahun 2007, empat orang dari 2 universitas di Taiwan, yaituWang Chung Ming, Wu Nan I, Tsai Chwei Shyong, dan Hwang Min Shiang, melakukan penelitian terhadap metode steganografi dengan menggabungkan metode PVD dengan fungsi modolus.
Pada tahun 2009, penelitian juga dilakukan oleh Rojali, yaitu dengan menggunakan empat jangkauan tabel. Pada modifikasi PVD ini juga dilakukan modifikasi pada algoritmanya, yaitu jika selisih piksel yang berdekatan lebih besar dari 7 maka akan dilakukan penyisipan pesan dengan algoritma PVD biasa, tapi bila lebih kecil sama dengan 7 maka akan menggunakan algoritma Pixel Value Diferrencing Modified (PVDM).
Peneliatian terhadap metode PVD juga dilakukan oleh J. K. Mandal dan Debashis Das pada tahun 2012. Modifikasi yang dilakukan adalah untuk mengatasi permasalahan nilai pixel pada citra stego yang nilainya melebihi kisaran 0 – 255.
Oleh karena itu, skripsi ini juga dibuat dengan tujuan untuk memodifikasi PVD dengan mengubah cara pengambilan pola pasang pikselnya. Cara pengambilan pola pikselnya adalah dengan mengambil satu baris piksel pertama dalam gambar, kemudian satu kolom paling akhir pada piksel dilanjutkan dengan satu baris paling akhir pada akhir lalu satu kalom pertama piksel. Hal ini diulang sampai semua piksel terambil. Tapi hal yang perlu diingat adalah piksel yang sudah pernah diambil tidak akan diambil lagi untuk pasangan piksel berikutnya.
Kelebihan dari metode ini adalah orang lain akan semakin sulit untuk mengekstraksi pesan yang diselipkan pada media penampung pesan, karena metode pengambilan pikselnya sudah dimodifikasi dan tidak umum lagi sehingga tidak mudah untuk diekstraksi.
METODE PENELITIAN
Penggunaan metode penelitian pada suatu karya ilmiah sangat penting, karena melalui metode-metode itulah penelitian dan penulisan suatu karya ilmiah dapat diselesaikan. Dalam menyelesaikan laporan ini metode yang digunakan, yaitu:
Metode ini dilakukan dengan mengumpulkan data-data dari jurnal-jurnal yang sudah ada bagaimana modivikasi pada metode PVD yang telah dilakukan. Selain itu juga mengumpulkan data-data yang dibutuhkan untuk dilakukan uji coba, misalnya gambar-gambar. Juga bahan-bahan seperti jurnal-jurnal untuk mendukung pengetahuan penulis mengenai steganografi terutama metode PVD. 2. Metode Perancangan Program
Metode ini dilakukan dengan cara menentukan bahasa pemrograman apa yang akan dipakai untuk membuat aplikasi ini. Serta membuat algoritama yang akan digunakan pada aplikasi ini.
Pada pembuatan aplikasi steganografi citra ini menggunakan model perancangan aplikasi secara waterfall model. Berikut adalah tahapan yang dilakukan dalam pengembangan aplikasi ini:
1. Requirements Analysis and Definition
Pada tahap ini dilakukan konsultasi dengan pengguna sistem untuk menetapkan seperti apa sistem yang diinginkan. Setelah ini definisikan keinginan user secara rinci dan jalankan sebagai spesefikasi sistem.
2. System and Software Design
Pada proses ini, penulis mulai mendesain system untuk mengalikasikan persyaratan yang baik bagi sistem sofware atau hardware dengan membentuk arsitektur sistem secara keseluruhan. Kemudian penulis juga mulai mendesain seperti apa tampilan sistem yang nanti akan dibuat.
3. Implementation and Unit Testing
Selama tahapan ini, desain perangkat lunak direalisasikan sebagai satu set dari program atau unit program. Unit testing melibatkan verifikasi bahwa setiap unit memenuhi spesifikasinya.
4. Integration and System Testing
Unit program individu atau program yang terintegrasi dan diuji sebagai sistem yang lengkap untuk memastikan bahwa persyaratan perangkat lunak telah dipenuhi.
5. Operation and Maintenance
Pada proses ini, penulis mulai menjalankan sistem dan sistem berjalan dengan relatif sangat baik. Penulis juga memelihara dan mengembangkan sistem agar bisa terus lebih baik lagi.
HASIL DAN BAHASAN
Ini adalah hasil survei terhadap 30 orang yang dipilih secara acak. Mereka diminta untuk membandingkan hasil delapan gambar yang diuji, yaitu sebelum dan sesudah gambar disisipkan pesan. Mereka diminta untuk membadingkan apakah setiap pasang dari kedelapan gambar itu sangat mirip, mirip atau tidak mirip. Berikut ini adalah hasil survei yang disajikan dalam bentuk tabel agar lebih mudah dibaca:
Tabel 1 Hasil Survei Terhadap 30 Orang
Gambar Sangat Mirip Mirip Tidak Mirip Jumlah Persen Jumlah Persen Jumlah Persen
Putih Retak 24 80% 6 20% 0 0% Kuning Air 21 70% 9 30% 0 0% Ungu Cahaya 27 90% 3 10% 0 0% Aqua Awan 23 77% 7 23% 0 0% Bunga Merah 25 83% 5 17% 0 0% Hijau Daun 26 87% 4 13% 0 0% Biru Banyu 24 80% 6 20% 0 0% Hitam Fraktal 26 87% 4 13% 0 0%
Dari data diatas menunjukan bahwa kedua gambar sangat mirip. Karena minimal 21 orang dari 30 orang atau sebanyak 70% koresponden menyatakan bahwa kedelapan pasang gambar (sesudah dan sebelum disisipkan pesan) sangat mirip sedangkan sisanya mengatakan mirip. Berarti dengan menggunakan metode PVD Spiral, kualitas gambar setelah disisipkan pesan secara kasat mata relatif sangat baik.
Kemudian penulis juga melakukan evaluasi secara objektif atau berdasarkan perhitungan matematis untuk mengetahui besar kapasitas gambar, nilai MSE dan PSNR, waktu penyisipan dan ekstrasi terhadap 8 buah gambar dengan karakteristik pixel yang berbeda – beda dan menggunakan pesan rahasia (file notepad dengan ukuran 44,3 KB) yang sama, hasil yang didapatkan adalah :
Menurut hasil uji coba aplikasi yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa aplikasi ini berjalan dengan baik terhadap semua karakteristik pixel. Kapasitas tiap gambar dapat menampung diatas 1,18 juta bit. Kapasitas tiap gambar ini dipengaruhi oleh besarnya perbedaan setiap dua pixel yang urutan pengambilan pixel sesuai dengan modifikasi spiral. Nilai PSNR dari setiap gambar juga dikatakan baik karena semua nilai PSNR berada di atas 40. Dimana, menurut Cole (2003) bahwa jika nilai PSNR berada diatas 20, maka distorsi yang terjadi antara gambar yang belum disisipkan pesan dengan gambar yang telah disisipkan pesan adalah kecil.
Simpulan yang didapat dalam pembuatan aplikasi ini melalui analisis, perancangan, implementasi dan evaluasi yang ada adalah sebagai berikut :
1. Program aplikasi yang dibuat berhasil mengimplementasikan metode PVD yang memodifikasi proses penyisipan pesan pada piksel dengan pola spiral.
2. Kualitas gambar yang dihasilkan sebelum dan sesudah proses penyisipan pesan relatif sama. Hal ini dibuktikan dengan gambar “Ungu Cahaya” berdasarkan survey dan perhitungan MSE dan PSNR mempunyai kualitas gambar yang baik setelah disisipkan.
Berikut ini adalah saran yang dapat membantu dalam pengembangan lebih lanjut dari aplikasi steganografi citra :
1. Melakukan implementasi metode PVD Spiral bebasis mobile device.
2. Pengembangan metode modifikasi PVD dengan pengambilan piksel yang tidak berpola.
REFERENSI
Al-Asmari, A. K., & Al-Ghamdi, O. A. (2006). High Capacity Data Hiding Using Semi-Hexagonal Pixels Value Difference. 1-4.
Cole Eric. (2003). Hiding in Plain Sight : Steganography and the Art of Covert Communication. Wiley Publishing, Inc, Indiana, USA.
http://2.bp.blogspot.com/_EAViqbzwc_s/TPdGKBMuNBI/AAAAAAAAC98/ufiK7bMQABA/s1600/big -blue.jpg, diakses 10 juli 2013
http://files.myopera.com/elbasha22/albums1668781/Chrysanthemum.jpg, diakses 10 juli 2013 http://perfectlessons.files.wordpress.com/2013/04/bot.jpg, diakses 10 juli 2013
http://static5.depositphotos.com/1033077/419/i/950/depositphotos_4190481-Dew-drops-on-the-yellow-background.jpg, diakses 10 juli 2013
http://www.slidesdesign.com/wp-content/uploads/abstract-aqua-wave-backgrounds-wallpapers-abstract-aqua-wave-slide.jpg, diakses 10 juli 2013
http://www.theartofindiscipline.com/wp-content/uploads/2012/08/cracked-floor-background-1024x768.jpeg, diakses 10 juli 2013
http://www2.hiren.info/desktopwallpapers/3d/purple-hearts-3.jpg, diakses 10 juli 2013
https://lh4.ggpht.com/rLA2eygchJlYSql7amS-XfllxnKr3NKcc4ttzQSrp_07mAtPGtk_1PLNcl4WldzlW40, diakses 10 juli 2013
Mandal, J. K., & Das, D. (2012). Colour Image Steganography Based on Pixel Value Differencing in Spatial Domain. International Journal of Information Sciences and Techniques (IJIST) Vol.2, No.4,, 1-11.
Rojali. (2009). Perbaikan dan Evaluasi Kinerja Algoritma Pixel Value Differencing ( PVD). Bogor: Institut Pertanian Bogor
Sommerville,Ian. (2011). Software Engineering. United State of America: Pearson
Wang, C.-M., a, N.-I. W., Tsai, C.-S., & Hwang, M.-S. (2007). A High Quality Steganographic Method with Pixel-Value Differencing and Modulus Function. Systems and Software, 1-9.
Wu, D.-C., & Tsai, W.-H. (2003). A Steganographic Method for Images by Pixel-Value Differencing. Pattern Recognition Letters 24 (2003), 1-14.
RIWAYAT PENULIS
Vivi Kusumawati lahir di kota Singkawang pada tanggal 5 Juni 1991. Penulis menamatkan pendidikan S1 di Universitas Bina Nusantara dalam bidang Teknik Informatika dan Matematika pada tahun 2013.
