Implementasi Teknik Steganografi
Menggunakan Metode
Adaptive Minimum Error
Least Significant Bit Replacement
(AMELSBR)
1
Astria Hijriani, 2Wamiliana dan 3Pandya Panditatwa
1,3
Jurusan Ilmu Komputer FMIPA Unila
2Jurusan Matematika FMIPA Unila
Abstract
Security is an important aspect in digital data transmission, and steganography is one way for hiding a secret message in such a way so that others are not aware of the existence of something in the message. In this research, we built a digital steganography system using web-based with Adaptive Minimum - Error Least Significant Bit Replacement (AMELSBR) method. The media to hide the message is on the form of .jpg, the output is on the form of .png, and the message is on the form of .txt. The procedures for applying AMELSBR method are Capacity Evaluation, Minimum - Error Replacement and Error Diffusion. The result shows that the AMELSBR method is able to manage for hiding and restoring files without causing excessive distortion (noise) in stego image. The AMELSBR method has a possibility of returning most files to image manipulation such as the change of image Brightness and Contrast with the black color dominant (rgb(0,0,0)), white color dominant (rgb(255,255,255)).
Keywords: Digital Steganography, Adaptive Minimum - Error Least Significant Bit Replacement (AMELSBR), web, .jpg, .png, .txt, Brightness, Contrast.
1. Pendahuluan
Media digital merupakan media yang sangat berpengaruh di era modern. Dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat maka semakin banyak orang yang menggantungkan pekerjaannya dengan teknologi yang berwujud media. Penyampaian informasi melalui media digital dipilih karena efisiensi waktu pengiriman yang sangat cepat dan penggunaannya yang semakin mudah [1]. Permasalahan yang muncul di dalam pengiriman suatu data adalah keamanan. Informasi-informasi yang bersifat rahasia dapat saja diambil dan diolah menjadi data yang tidak sewajarnya, terlebih lagi informasi yang dicuri tidak berada ditangan orang yang benar. Pemecahan masalah dari keamanan informasi dan data ini adalah dengan menggunakan teknik kriptografi yaitu pengenkripsian pesan atau ilmu yang mempelajari bagaimana supaya pesan atau berkas aman, tidak bisa dibaca oleh pihak yang tidak berhak [2]. Namun pesan yang di sembunyikan atau diacak dengan teknik kriptografi ini tidak mempunyai makna sehingga pesan acak yang ditampilkan menimbulkan kecurigaan terhadap pesan. Untuk menyelesaikan masalah terhadap teknik kriptografi maka digunakan teknik penyembunyian pesan yaitu steganografi. Teknik ini mempunyai cara kerja sama seperti kriptografi namun terdapat cara yang berbeda yaitu dengan menyisipkan data di dalam sebuah media. Media yang digunakan pada
steganografi untuk menyembunyikan pesan dapat berupa gambar, suara dan lain-lain. Perbedaan antara teknik steganografi dan teknik kriptografi adalah pesan yang tersembunyi di dalam sebuah media (cover object) tidak terlihat secara kasat mata bahwa terdapat data yang telah disembunyikan pada media (cover object) tersebut. Implementasi teknik steganografi pada penelitian ini menggunakan warna RGB, cover object berupa berkas gambar berjenis file .jpg/.jpeg dan output stego image berupa berkas gambar dengan jenis file .png, serta
data yang dapat disisipkan berupa berkas
dengan jenis
file .txt.
Metode steganografi yang akan diimplementasikan pada penelitian ini adalah metode AMELSBR (Adaptive Minimun Error Least Significant Bit Replacement). Dalam metode ini penyisipan pesan dilakukan dengan beberapa tahap yaitu Capacity Evaluation, Minimun-Error Replacement dan Error Diffusion[3].
2. Metode Penelitian
Tahapan penelitian menggunakan metode waterfall
[4].
Tahap penelitian dan pengembangan sistem disajikan pada Gambar 1.Perencanaan Sistem Desain Analisis Kebutuhan Implementasi Testing Masukan Gambar (.jpg/.jpeg) Verifikasi Gambar (.jpg/.jpeg) Masukan Berkas (.txt) Verifikasi Berkas (.txt) Proses Penyisipan Berkas (AMELSBR) Stego image (.png)
Masukan Gambar(stego image (.png))
Verifikasi Gambar (.png)
Proses Ekstraksi Gambar (AMELSBR) Berkas Penyisipan Ekstraksi Pembuatan Laporan
2.1. Perencanaan Sistem
Tahap awal yaitu pendefinisian masalah yang akan diselesaikan dari sistem yang akan dibangun yaitu bagaimana mengirimkan berkas rahasia dengan aman tanpa terlihat mencurigakan bagi orang lain yang tidak berkepentingan dengan berkas tersebut.
2.2. Analisis Kebutuhan
Analisis kebutuhan yaitu menggambarkan kebutuhan yang digunakan dalam pengembangan sistem.
2.3.
Desain
Proses desain yaitu proses alur kerja sistem, tahap-tahap pengerjaan sistem serta tahap-tahap berjalannya sistem dengan baik. Proses desain pada penelitian digambarkan dengan use case diagram, activity diagram, dan sequence diagram.
2.4.
Implementasi
Implementasi penelitian ini yaitu menerjemahkan teori teknik steganografi menggunakan metode
AMELSBR dalam melakukan proses penyisipan berkas dan pengembalian berkas.
Tahap-Tahap Penyisipan Berkas
Tahapan proses penyisipan berkas pada sistem yaitu : a. Input file gambar.
b. Verifikasi file gambar, harus berformat (.jpeg/.jpg). c. Input berkas.
d. Verifikasi berkas, harus berformat (.txt).
e. Proses Steganografi dengan metode AMELSBR.
Tahap-Tahap Pengembalian Berkas
Tahapan proses pengembalian berkas pada sistem yaitu : a. Input file gambar.
b. Verifikasi file gambar, harus berformat (.png). c. Proses Steganografi dengan metode AMELSBR.
2.5.
Testing
Tahap testing atau pengujian adalah tahap untuk memastikan seluruh kebutuhan yang telah diimplementasikan serta mengidentifikasi kekurangan pada sistem. Pada pengujian sistem terdapat rencana pengujian atau sekenario pengujian yaitu.
a. Pengujian terhadap gambar berjenis file (.jpg/.jpeg) sebagai input dan gambar berjenis file
(.png) sebagai output.
b. Pengujian terhadap perubahan brightness dan contrast.
3.
Pembahasan
Proses penyisipan berkas dan pengembalian berkas pada implementasi teknik steganografi dengan menggunakan metode AMELSBR dapat dikatakan berhasil karena data yang disisipkan tidak dapat diketahui oleh pihak lain, dan data tersebut dapat dikembalikan seperti semula. Pada media penampung (cover) tidak terjadi perbedaan yang berarti antara file asli dan file stego image. Perbedaan antara cover dan stego image
disajikan pada Tabel 1.
Table 1. Perbedaan antara cover dan stego image
Cover Stego Image
3.1
Alasan Penggunaan Format
File
Gambar (.jpg) dan (.png)
Berikut beberapa alasan untuk membuktikan bahwa file gambar (.jpg) baik digunakan dalam teknik
steganografi.
a. Pada situs resmi www.jpeg.org bertuliskan bahwa setiap hari terdapat jutaan gambar diambil dengan kamera digital dan kamera ponsel dengan format file (.jpg) [5],
b. File gambar (.jpg) tercatat pada International Standardization Organization (ISO), c. File gambar (.jpg) tercatat pada International Electrotechnical Commission (IEC).
Berikut beberapa alasan untuk membuktikan bahwa file gambar (.jpg) baik digunakan dalam teknik
steganografi.
a. Format file gambar (.png) termasuk kategori gambar lossless compression yang mempunyai arti bahwa format file gambar (.png) ini tidak akan kehilangan data gambar berupa pixel ketika gambar disimpan atau ketika gambar dilihat [6],
b. File gambar (.png) tercatat pada International Standardization Organization (ISO), c. File gambar (.png) tercatat pada International Electrotechnical Commission (IEC), d. File gambar (.png) tercatat pada World Wide Web Consortium (W3C).
3.2
Pengujian Manipulasi Pada Citra Gambar
Dalam pengujian ini peneliti menggunakan 5 file gambar berformat (.jpg) sebagai input atau sebagai media penampung dengan perbedaan ukuran disetiap file gambarnya. Interval perubahan brightness
dan contrast yaitu -150, -120, -90, -60, -30, 30, 60, 90, 120, 150 dengan catatan file gambar yang dilakukan perubahan adalah file stego image atau file output dari sistem. Pengujian ini dilakukan dengan mengambil sampel normal sebanyak 30 kali, sebagai contoh file gambar 1 dilakukan perubahan brightness sebesar 90, sebanyak 30 kali. Untuk setiap file gambar dilakukan perubahan
brightness sebesar 120, sebanyak 30 kali, serta dilakukan juga perubahan contrast pada masing-masing file gambar. 5 file gambar berformat (.jpg) berserta keterangan
disajikan pada Tabel 2.
Table 2. 5 File Gambar Berformat (.jpg) NO. Gambar (.jpg) Ukuran Gambar (cm) Ukuran Gambar (pixel) Ukuran Gambar (KB) 1. 8,47 x 11,29 240 x 320 6,68 2. 20,99 x 13,44 595 x 381 9,00 3. 31,75 x 19.86 900 x 563 74,7 4. 36,12 x 28,89 1024 x 819 116 5. 21.17 x 15.06 600 x 427 333
File berkas berformat (.txt) berukuran 76 bytes yang berisi “The Quick Brown Fox Jumps Over the Lazy Dog,.;'[]\<>?:"{}|=-_+)(*&^%$#@!~`1234567890” merupakan file berkas yang digunakan untuk uji coba teknik steganografi pada penelitian ini. Percobaan dilakukan sebanyak 30 kali, dengan kalimat The Quick Brown Fox Jumps Over the Lazy Dog adalah kalimat istilah yang mencakup semua alfabet dari a-z, setelah kalimat istilah tersebut terdapat semua tanda baca dan karakter pada penulisan serta angka. Setelah percobaan selesai dilakukan untuk melihat perbedaan antara gambar sebelum dilakukan penyisipan dan gambar setelah penyisipan berkas (stego image), dapat dilihat dengan bantuan histogram. Perbedaan gambar sebelum dan sesudah disisipi disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Histogram pada file citra gambar.
N
O
.
Histogram Sebelum
(
cover
)
Histogram
Sesudah
(
Stego Image
)
1.
2.
3.
4.
5.
Dari Tabel 3 dapat disimpulkan bahwa terjadi perbedaan pada histogram antara gambar sebelum disisipi berkas dan gambar yang telah disisipi berkas. Dari 5 file gambar tersebut setelah dilakukan proses pengembalian berkas atau ekstraksi berkas, seluruhnya dapat mengembalikan berkas secara utuh tanpa adanya kerusakan pada berkas dengan kata lain berkas sebelum disisipi dan yang telah di kembalikan tidak mengalami perubahan.
3.2.1
Pengujian Manipulasi Pada Citra Gambar (
Brightness
)
Pada pengujian peneliti melakukan perubahansesuai dengan sampel normal sebanyak 30 kali disetiap gambar dengan total 5 gambar. Setiap gambar dilakukan perubahan brightness dengan interval 150, -120, -90, -60, -30, 30, 60, 90, -120, 150. Sehingga dilakukan percobaan sebanyak 1500 kali manipulasi
stego image dengan perubahan brightnesst. Contoh manipulasi gambar stego image dengan perubahan
Tabel 4. Contoh Manipulasi Stego Image Dengan Pemotongan (Brightness)
-150 -120 -90 -60 -30
150 120 90 60 30
Setelah dilakukan percobaan
perubahan
Brightness
pada
stego image
dapat disimpulkan bahwa berkas yang dapat dikembalikan dengan utuh yaitu pada gambar yang mempunyai nilai warna dominan hitam (rgb(0,0,0)) dan putih (rgb(255,255,255)).3.2.2
Pengujian Manipulasi Pada Citra Gambar (
Contrast
)
Pada pengujian peneliti melakukan perubahansesuai dengan sampel normal sebanyak 30 kali disetiap gambar dengan total 5 gambar. Setiap gambar dilakukan perubahan contrast dengan interval 150, -120, -90, -60, -30, 30, 60, 90, -120, 150. Sehingga dilakukan percobaan sebanyak 1500 kali manipulasi
stego image dengan perubahan contrast. Contoh manipulasi gambar stego image dengan perubahan
contrast disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Contoh Manipulasi Stego Image Dengan Pemotongan (Contrast)
-150 -120 -90 -60 -30
150 120 90 60 30
Setelah dilakukan percobaan
perubahan
contrast pada
stego image
dapat disimpulkan bahwa berkas yang dapat dikembalikan dengan utuh yaitu pada gambar yang mempunyai nilai warna dominan hitam (rgb(0,0,0)) dan putih (rgb(255,255,255)).4. Kesimpulan
Dari hasil dan pembahasan didapat bahwa implementasi teknik steganografi menggunakan metode AMELSBR baik digunakan. Dengan alasan file citra gambar yang digunakan sebagai media penampung (cover) berhasil menyembunyikan atau menyisipkan data khususnya berkas tanpa terlihat mencurigakan. Gambar yang telah disisipi berkas tersebut berhasil mengembalikan berkas secara utuh setelah dilakukan proses pengembalian berkas. Namun, terdapat kekurangan yaitu gambar hasil
penyisipan berkas atau stego image mempunyai ukuran data yang berbeda dengan gambar sebelum disisipi pesan. Akan tetapi, penambahan ukuran pada stego image tidak melebihi batas wajar dari file
citra gambar.
Proses manipulasi pada implementasi teknik steganografi dengan metode AMELSBR dapat tahan terhadap proses manipulasi gambar (stego image) dengan syarat bahwa gambar yang mempunyai nilai warna dominan hitam (rgb(0,0,0)) dan putih (rgb(255,255,255)) dapat mengembalikan file secara utuh setelah dilakukan perubahan brightness dan contrast.
5. Referensi
[1] Alfian, M. 2013. Implementasi Pengenkripsian dan Penyembunyian Data Menggunakan Tiny Encryption Algorithm dan End Of File. (Skripsi). Fakultas Ilmu Komputer Dan Teknologi Informasi, Universitas Sumatera Utara. Medan.
[2] Anonim. 2013. ISO/IEC Celebrates the 20th Anniversary of the JPEG Compression Standard, http://www.jpeg.org/items/20130210.html. (diakses tanggal 20 April 2015)
[3] Prayudi, Y dan Kuncoro, S. P. 2005. Implementasi Steganografi Menggunakan Teknik Adaptive Minimum Error Least Significant Bit Replacement (AMELSBR). Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia. Yogyakarta.
[4] Ichsan. 2011. Implementasi Teknik Kompresi Gambar Dengan Algoritma Set Partitioning In Hierarchical Trees Pada Perangkat Bergerak. (Skripsi). Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan, Medan.
[5] Iza, Dzikru Rohmatul. 2013. Steganografi Pada Citra Digital Menggunakan Metode Discrete Wavelet Transform. Universitas Brawijaya. Malang.
[6] Satzinger, John W. Robert Jackson and Stephen D. Burd. 2010. Systems analysis and design in a changing world, Five Edition. Course Technology, Cengage Learning, Boston, Massachusetts. Canada.
