PERANCANGAN APLIKASI PENGAMANAN HAK CIPTA UNTUK DATA AUDIO DIGITAL WAV DENGAN TEKNIK WATERMARKING MENGGUNAKAN METODE
SPREAD SPECTRUM DAN LSB
TUGAS AKHIR
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Menyelesaikan Program Strata I pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Andalas
OLEH:
RANDI PRAYENGKI NIM. 07175003
PEMBIMBING : FITRILINA, M.T. NIP. 19810825 200604 2 001
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS
i
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabial’alamin, berkat rahmat ALLAH SWT yang telah
memberikan segala karunia-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas
akhir ini dengan baik. Shalawat dan salam tak lupa dikirimkan kepada nabi besar
Muhammad SAW yang telah berjasa membuka jalan dalam perkembangan ilmu
pengetahuan seperti sekarang ini.
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu
syarat guna mencapai gelar sarjana strata satu pada Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Andalas Padang. Adapun judul tugas akhir ini adalah
“Perancangan Aplikasi Pengamanan Hak Cipta Untuk Data Digital Audio
Dengan Teknik Watermarking Menggunakan Metode Spread Spektrum dan”.
Selama proses tugas akhir hingga tersusunnya laporan ini, penulis banyak
mendapatkan dorongan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu pada
kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Ibu Fitrilina, M.T. sebagai pembimbing yang telah memberikan waktu
dan tenaganya selama penyusunan tugas akhir ini.
2. Bapak Rahmadi Kurnia, Dr.Eng sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Andalas Padang.
3. Bapak Rahmadi Kurnia, Dr.Eng , Bapak Heru Dibyo Laksono, M.T,
ii dalam seminar dan sidang tugas akhir, terima kasih atas kritik dan
sarannya sehingga mampu membuat tugas akhir ini menjadi lebih baik.
4. Bapak dan ibu staf pengajar serta karyawan dan karyawati Jurusan
Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Andalas Padang.
5. Pihak-pihak lainnya yang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari masih banyak terdapat kesalahan dan kekurangan
dalam penulisan tugas akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran
yang membangun demi perbaikan laporan tugas akhir ini untuk masa yang akan
datang. Penulis berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak
terutama penulis sendiri.
Akhirnya kepada ALLAH SWT penulis memohon semua keikhlasan yang
telah diberikan akan dibalas-NYA.
Padang, 7 Februari 2012
iii DAFTAR ISI
ABSTRAK
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
BAB I PENDAHULUAN ...1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan Penelitian ... 4
1.3 Manfaat Penelitian ... 4
1.4 Batasan Masalah ... 5
1.5 Metodologi Penelititan ... 5
1.6 Sistematika Penulisan ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...7
2.1 Watermarking ... 7
2.1.1 Tujuan Watermarking ... 9
2.1.2 Karakteristik Watermarking ... 11
2.1.3 Trade-off dalam Watermarking ... 11
2.1.4 Metode Watermarking ... 12
2.2 Watermarking Pada Suara ... 14
2.2.1 Gelombang Suara ... 14
iv
2.2.3 Waveform Data (WAV) ... 15
2.3 Metode Spread Spektrum ... 17
2.4 Metode Pembangkit Pseudonoise ... 19
2.5 (LSB) Least Significant Bit ... 22
2.6 Pembangkit Bilangan Pseudorandom ... 23
2.7 Perbandingan 2 Berkas Audio ... 23
2.8 Metode Penyisipan dengan Spread Spektrum ... 25
2.9 Metode Ekstraksi dengan Spread Spektrum ... 27
BAB III METODE PENELITIAN ...31
3.1 Jenis Penelitian ... 31
3.2 Akuisi Data dan Sample Penelitian ... 31
3.2.1 Akuisi Data ... 31
3.2.2 Sample Penelitian ... 31
3.3 Teknik Analisa Sistem ... 32
3.3.1 Penilaian Subjektif ... 32
3.3.2 Penilaian Objektif ... 33
3.4 Prosedur Analisa Sistem ... 33
3.4.1 Studi Literatur ... 33
3.4.2 Perancangan Algoritma dan Pembuatan Program ... 34
3.4.2.1 Perancangan Algoritma Penyisipan ... 34
3.4.2.2 Perancangan Algoritma Ekstraksi ... 34
3.4.3 Algoritma Program Pokok ... 34
3.4.4 Pengujian Terhadap Aplikasi Penyisipan dan Ekstraksi ... 35
v
3.4.6 Penyusunan Laporan Penelitian ... 35
BAB IV PERANCANGAN SISTEM PENELITIAN ...36
4.1 Spesifikasi Sistem ... 36
4.2 Functional Sistem ... 37
4.2.1 Proses Penyisipan ... 37
4.2.2 Proses Ekstraksi ... 40
4.3 Perancangan Form GUI ... 43
BAB V ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN ... 45
5.1 Variasi Jumlah Karakter Informasi (Data Teks) ... 48
5.1.1 Pengujian Terhadap File Carier Yang Tersisipi Informasi ... 48
5.1.2 Pengujian Terhadap File Ekstraksi ... 53
5.2 Variasi File Carier ... 55
5.3 Variasi Posisi Penyimpanan Informasi ... 58
5.3.1 Pengujian Terhadap File Carier Yang Tersisipi Informasi ... 58
5.3.2 Pengujian Terhadap File Ekstraksi ... 60
5.4 Pengujian Dengan Variasi Tambahan (File Suara Monoton)... 62
5.5 Pengujian Penyisipan Dua Kali Pada File yang Sama ... 65
BAB VI PENUTUP ...69
6.1 Kesimpulan ... 69
6.2 Saran ... 69
vi DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blind Watermarking dan Non Blind Watermarking ... 8
Gambar 2.2 Trade-Off dalam watermarking ... 11
Gambar 2.3 Skema Analog to Digital Converter (ADC) ... 15
Gambar 2.4 Grafik Format Suara Wav ... 16
Gambar 2.5 Penyebaran bit-bit Informasi ... 18
Gambar 4.1 Blok Diagram Penyisipan ... 37
Gambar 4.2 Blok Diagram Ekstraksi ... 40
Gambar 4.3 Form GUI Penyisipan... 43
vii DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Isi Chunk Header ... 17
Tabel 2.2 Isi Chunk fmt ... 17
Tabel 2.3 Isi Chunk data ... 17
Tabel 2.4 Penilaian MOS ... 24
Tabel 2.5 Rentang Nilai MOS ... 24
Tabel 4.1 Area Penyisipan Pada LSB Sampel Carier ... 39
Tabel 5.1 Penilaian Kualitas Carier pada Variasi Jumlah Karakter MOS ... 49
Tabel 5.2 Pengaruh jumlah karakter terhadap SNR pada file carier ... 50
Tabel 5.3 Pengaruh Jumlah Karakter terhadap nilai BER pada file carier ... 50
Tabel 5.4 Uji Data File Ekstraksi Data Teks I, II, dan III ... 54
Tabel 5.5 Penyisipan dan Ekstraksi pada carier menggunakan Teks II ... 56
Tabel 5.6 Penilaian MOS saat posisi penyimpanan pesan ... 58
Tabel 5.7 Variasi Posisi Penyimpanan Data Informasi pada Carier ... 59
Tabel 5.8 Uji Data File Ekstraksi Data Teks I, II, III pada file carier... 61
Tabel 5.9 Hasil Pengujian File Suara Monoton Sampai Ambang Batas ... 63
Tabel 5.10 Uji Data Ekstraksi Data Teks I, II, III pada carier monoton ... 64
viii DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A-1 Diagram Alir Proses Penyisipan
Lampiran A-2 Diagram Alir Proses Ekstraksi
Lampiran A-3 Diagram Alir Proses Pembentukan bit pseudorandom dengan LCG
Lampiran B-1 Hasil Uji SNR
Lampiran B-2 Hasil Uji BER
Lampiran C Hasil Pengujian File yang Tersisipi (File Carier Monoton)
Lampiran D-1 Kuesioner Penilaian MOS File Carier untuk Data Teks I
Lampiran D-2 Kuesioner Penilaian MOS File Carier untuk Data Teks II
Lampiran D-3 Kuesioner Penilaian MOS File Carier untuk Data Teks III
Lampiran D-4 Kuesioner Penilaian MOS File Carier Monoton
Lampiran E-1 Kuesioner Penilaian MOS File Ekstraksi Data Teks I
Lampiran E-2 Kuesioner Penilaian MOS File Ekstraksi Data Teks II
Lampiran E-3 Kuesioner Penilaian MOS File Ekstraksi Data Teks III
Lampiran E-4 Kuesioner Penilaian MOS File Ekstraksi Pada Carier Monoton
Lampiran F-1 Uji Data File Ekstraksi pada Data Teks I
Lampiran F-2 Uji Data File Ekstraksi pada Data Teks II
Lampiran F-3 Uji Data File Ekstraksi pada Data Teks III
Lampiran F-4 Uji Data File Ekstraksi Pada Data Teks Tambahan
ABSTRAK
Pada tugas akhir ini dibentuk sistem watermarking dengan metode Spread Spectrum dan Least Significant Bit (LSB). Prinsip metode spread Spektrum adalah mengalikan bit-bit deangan bit pseudorandom, sedangkan prinsip metode Least Significant Bit yaitu dengan menggantikan bit-bit terakhir dari sampel suara carier dengan bit-bit pesan. Input pesan yang digunakan adalah data teks dan file carier yang digunakan yaitu file audio berformat WAV. Percobaan yang dilakukan yaitu dengan memvariasikan jumlah karakter data teks, file carier, dan posisi penyimpanan informasi. Pada masing-masing percobaan akan dilihat pengaruh penyisipan terhadap kualitas file carier dan file ekstraksi yang dihasilkan. Penilaian yang dilakukan yaitu pengujian MOS, BER, dan SNR. Penilaian MOS, BER, dan SNR dilakukan pada file carier sedangkan penilaian pada file ekstraksi dilakukan dengan melihat nilai MOS. MOS yang diperoleh, berada pada rentang nilai 4.93-5 terhadap carier yang dihasilkan. BER tertinggi diperoleh dengan nilai 0.51% dan BER terendah dengan nilai 0.06752%. SNR tertinggi dicapai pada 98.9687 dB dan SNR
terendah berada pada nilai 88.5389 dB. Berdasarkan hasil penilaian diatas, maka
metode gabungan ini dapat diterapkan pada media audio WAV.
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi informasi yang meningkat pesat seperti mudahnya internet
diakses dengan berbagai media seperti pada handphone, ipad, notebook, dan sebagainya
sehingga memudahkan pertukaran informasi ke berbagai tempat. Informasi tersebut dapat
berupa data teks, audio, image, dan sebagainya. Namun dibalik kemudahan juga terdapat sisi
yang perlu diwaspadai yaitu keamanan dari data yang dikirimkan. Jika data yang dikirimkan
merupakan data yang bersifat umum atau memiliki tingkat kerahasiaan rendah tentunya
bukanlah suatu masalah mengirimkan data tersebut secara langsung tanpa perubahan atau
secara polos ke penerima. Berbeda halnya jika yang dikirimkan berupa data penting misalnya
pasword suatu brankas ataupun data-data yang memiliki tingkat kerahasiaan yang tinggi. Data
tersebut perlu dijaga keaslian dan keutuhannya jika ingin dikirim karena data tersebut dapat
disadap atau diketahui oleh pihak ketiga selama proses pengiriman. Untuk mengirimkan data
seperti itu perlu dilakukan pengamanan agar tidak diketaui oleh pihak ketiga.
Misalkan pada bisnis konten digital yang membuka peluang untuk kejahatan klasik di
bidang teknologi informasi, yaitu pembajakan. Konten-konten yang seharusnya menjadi
properti legal dari produsen dan secara legal dimiliki oleh orang yang telah membelinya, bisa
dengan mudah disalahgunakan oleh pihak-pihak yang tidak bertanggungjawab. Konten digital
seharusnya diproteksi tidak hanya ketika dikirimkan, tetapi juga ketika konten digital tersebut
sampai kepada pemakainya. Misalnya, pihak yang telah membeli sebuah konten bisa saja
mengirimkannya ke orang lain, atau membuat duplikatnya untuk nantinya dijual lagi. Oleh
Salah satu caranya ialah memasukan data tersebut ke data lain yang bersifat umum
sehingga tidak ada kecurigaan terhadap data yang dikirimkan. Salah satu metoda yang dapat
digunakan ialah metoda watermarking.
Watermarking World (2002) mendefinisikan watermark sebagai data tersembunyi
yang ditambahkan pada sinyal pelindung (cover signal), sedemikian rupa sehingga
penambahan tersebut tidak terlihat. Watermark dapat juga merupakan suatu pola
yang terbentuk oleh kumpulan bit data tertentu, yang disisipkan kedalam file citra,
audio ataupun video yang mengidentifikasikan informasi hak cipta file tersebut
(Webopedia dalam Lestari : 6). Watermarking merupakan bagian dari steganografi modern
yang menggunakan file-file multimedia sebagai wadah untuk menyembunyikan pesan. Digital
watermarking dikembangkan sebagai salah satu jawaban untuk menentukan keabsahan
pencipta atau pendistribusi suatu data digital dan integritas suatu data digital. Teknik
watermarking bekerja dengan menyisipkan sedikit informasi yang menunjukkan kepemilikan,
tujuan, atau data lain, pada media digital tanpa mempengaruhi kualitasnya.
Metode yang digunakan pada proses penyisipan dan ekstraksi adalah spread spectrum dan
LSB, dan suara digital yang akan disisipi informasi watermarking adalah dalam format WAV.
Format suara WAV (waveform data) merupakan standar dari RIFF (Resource Interchage
File Format) yang dibentuk oleh Microsoft. Format suara WAV dipilih karena format ini
banyak digunakan, dan memiliki kualitas suara yang sangat baik [4].
Ada beberapa metode watermarking yang banyak digunakan untuk menyisipkan informasi
digital kedalam suara WAV. Beberapa diantaranya adalah phase coding, spread spectrum,
echo data hiding, dan low bit coding[3]. Metode yang akan digunakan adalah low bit coding.
Metode ini dipilih, karena metode ini lebih mudah dilakukan, dan metode ini tidak menambah
Beberapa penelitian yang berkaitan dengan teknik penyembunyian data diantaranya yaitu
:
1. Alfebra Stavia Ardhyana dan Asep Juarna [1] dalam jurnal penelitiannya yang berjudul “ Aplikasi Steganografi Pada Mp3 Menggunakan Teknik Lsb “yang membahas tentang
penyisipan data pada file mp3 dengan metode steganografi dalam file Mp3 dengan metode
least significant bit berbasis Java.
2. Desi Alex Lestari [2] dalam penelitiannya yang berjudul “Implementasi Teknik Watermarking Digital Pada Domain Dct Untuk Citra Berwarna” yang membahas tentang
teknik penyembunyian dengan metode watermarking dengan media citra sebagai wadah
penyembunyian.
3. Marganda Papar Sihombing dalam penelitiannya yang berjdul “Penyimpanan Data Teks
Kedalam Suara Digital Dengan Metode Low Bit Coding” yang membahas watermarking
data teks pada file audio tidak terkompresi (.Wav) dengan meetode low bi coding.
Berdasarkan pemikiran inilah, maka judul tugas akhir yang diangkat adalah
“Perancangan Aplikasi Pengamanan Hak Cipta Untuk Data Audio Digital Wav Dengan
Teknik Watermarking Menggunakan Metode Spread Spektrum dan LSB”. 1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui dan merancang aplikasi proses penyisipan data teks pada file
audio terutama wav tanpa memberikan perubahan pada file audio tersebut sehingga
tidak menimbulkan kecurigaan saat pengiriman data.
2. Untuk menganalisa unjuk kerja dari file yang disisipi dan file hasil ekstraksi dengan
menggunakan nilai MOS, BER, dan SNR.
1.3 Manfaat Penelitian
1. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran dari proses penyembunyian
data dalam data lain dalam proses pengiriman data guna meningkatkan keamanan
data.
2. Hasil penelitian ini dapat dikembangkan dan dimanfaatkan dalam sistem keamanan
penyampaian informasi dan sebagai penyimpan suatu karya yang mempunyai hak
cipta tersendiri guna menghindari duplikasi oleh pihak lain.
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Penelitian ini dirancang sebagai aplikasi dari sistem keamanan pengiriman data
untuk menyembunyikan data digital di dalam data digital lainnya dengan teknik
watermarking.
2. Metoda penyembunyian data yang digunakan pada watermarking ialah metoda
Spread Spektrum dan Least Significant Bit (LSB).
3. Data yang disembunyikan berupa data teks (txt) dengan media penyimpanan berupa
berkas audio mono berformat Windows PCM Waveform Audio (wav).
4. Pembangkit bilangan pseudorandom yang digunakan adalah LCG (Linear
Congruental Generator)
5. Noise yang disebabkan dari lingkungan diabaikan.
6. Perangkat lunak yang digunakan adalah Matlab 2010 versi 7.10.499
1.5 Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang digunakan pada tugas akhir ini adalah:
1. Studi literatur, dilakukan untuk mendapatkan pemahaman tentang konsep
teoritis yang berhubungan dengan topik tugas akhir dan hal-hal lain yang
2. Perancangan sistem.
3. Pembuatan program simulasi.
4. Pengumpulan data dan simulasi program.
5. Analisis data.
6. Penyusunan laporan akhir.
1.6 Sistematika Penulisan
Bab I Pendahuluan, berisi tentang latar belakang, tujuan
penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, dan sistematika
penulisan.
Bab II Penjelasan teori dasar teknik penyembunyian data teks dengan
watermarking serta metoda Spread Spektrum dan Least Significant Bit
sebagai salah satu metoda penyembunyian data dalam watermarking dan
penjelasan mengenai format file wav sebagai wadah penyembunyian data.
Bab III Berisi tentang metode penelitian tentang watermarking data teks dalam
file audio wav dengan metode Spread Spektrum dan Least Significant Bit
(LSB).
Bab IV Berisi tentang rancangan dan langkah-langkah dalam proses
watermarking data teks dalam file audio wav dengan metode Spread
Spectrum dan Least Significant Bit (LSB).
Bab V Hasil penelitian dan analisis serta pembahasan dari penelitian tugas akhir
ini.
