Kriptografi Visual Untuk Gambar Berwarna Berbasis Distribusi Acak Pada Share Dengan Penyisipan Lsb Digital Watermarking.

(1)

i _{Universitas Kristen Maranatha}

KRIPTOGRAFI VISUAL UNTUK GAMBAR BERWARNA

BERBASIS DISTRIBUSI ACAK PADA SHARE DENGAN

PENYISIPAN LSB DIGITAL WATERMARKING

Disusun oleh :

Syafiryan Muhammad Darmawan Abdullah (1022059) Email : syafiryan@gmail.com

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha,

Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH No.65, Bandung, Indonesia.

ABSTRAK

Pada saat ini internet memberikan pertukaran informasi yang sangat cepat

dan mudah, untuk pertukaran informasi yang bersifat rahasia dibutuhkan sebuah

kriptografi agar tidak dimengerti oleh pihak-pihak yang tidak dikehendaki.

Kriptografi visual adalah kriptografi yang diterapkan pada gambar/citra dengan

cara skema pembagian shares yang digunakan dalam distribusi gambar. Sekuritas

dari kriptografi dapat diperkuat dengan penyisipan digital pada citra yang tidak

dicurigai oleh para peretas sehingga memungkinkan untuk mengirimkan citra

yang telah tersisipi tersebut untuk didistribusikan dalam satu kanal transmisi

Pada Tugas Akhir ini dibuat kriptografi visual untuk gambar berkomponen

RGB dengan menggunakan distribusi nilai piksel secara acak pada share.

Penyisipan digital watermarking menggunakan metode LSB watermarking yang

menyisipkan seluruh bit citra watermark kedalam LSB citra host.

Hasil pengujian menggunakan penilaian MOS dan SSIM untuk seluruh

nilai n pada jumlah share, penilaian menunjukkan nilai yang baik (MOS = 4-5

dan SSIM = 1) jika seluruh share yang dibutuhkan didekripsi.

(2)

ii _{Universitas Kristen Maranatha}

VISUAL CRYPTOGRAPHY FOR COLOR IMAGE BASED ON

RANDOM NUMBER OF SHARE WITH LSB REPLACEMENT

DIGITAL WATERMARKING

Syafiryan Muhammad Darmawan Abdullah (1022059)

Email : syafiryan@gmail.com

Department of Electrical Engineering

, Faculty of Engineering, Maranatha Christian University, Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH No.65, Bandung, Indonesia.

ABSTRACT

Nowadays the internet gives the exchange of information very quickly and easily, for the classified information exchange needed a cryptography that cannot be understood by the parties that are not desired. Visual cryptography is cryptography applied to the picture / image by way of scheme of distribution of shares used in the distribution of the image. Securities of cryptography could be strengthened by digital watermarking of the image is not suspicious by the hackers that making it possible to transmit the image that has been watermarking to be distributed within one transmission channel.

In this final project created visual cryptography for color image RGB using distribution value pixel to random number of share. Digital Watermarking using LSB Watermarking method that repalces all of bit from watermark image into LSB of host image

Test result using MOS and SSIM methodsfor the entire value of n on the number of share, the assessment showed a good value (MOS = 4-5 and SSIM = 1) if all the required share decrypted.

(3)

v _{Universitas Kristen Maranatha}

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... x

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... .... 2

1.3 Tujuan ... 2

1.4 Pembatasan Masalah ... 2

1.5 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Citra Digital ... 4

2.1.1 Pembentukan Citra Digital ... 4

2.1.2 Warna dan Ruang Warna ... 5

2.2 Kriptografi Visual ... 6

2.2.1 Terminologi Kriptografi Visual ... 10

2.3 Watermarking ... 11

2.3.1 Digital Watermarking ... 12

2.3.2 Jenis-Jenis Digital Watermarking ... 12

2.3.3 Klasifikasi Teknik Digital Watermarking ... 13

2.4 Framework Digital Watermarking ... 13

2.5 LSB Watermarking ... 14

2.6 Penilaian Kualitas Citra ... 15

2.6.1 Structural Similiary Index (SSIM) ... 15

(4)

vi _{Universitas Kristen Maranatha} BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI

3.1 Proses Enkripsi ... 19

3.1.1 K-N Kriptografi Visual dengan Pendistribusian Nilai Acak ... 21

3.2 Proses Watermarking ... 24

3.2.1 LSB Watermarking ... 26

3.3 Proses Ekstraksi ... 30

3.3.1 LSB Fetching ... 32

3.4 Proses Dekripsi ... 36

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA DATA 4.1 Data Pengamatan Hasil Enkripsi ... 39

4.2 Data Pengamatan Watermarking ... 42

4.3 Data Pengamatan Ekstraksi ... 62

4.4 Data Pengamatan Hasil Deskripsi, Penilaian SSIM, Waktu Proses, dan MOS ... 81

4.5 Analisa Data ... 93

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 102

5.2. Saran ... 103

DAFTAR PUSTAKA ... 104

LAMPIRAN A DATA MOS (MEAN OPINION SCORE) ... A-1

(5)

vii _{Universitas Kristen Maranatha}

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Citra Watermark yang Digunakan untuk Pengujian ... 38

Tabel 4.2 Citra Host yang Digunakan untuk Pengujian ... 38

Tabel 4.3 Hasil Enkripsi Text.bmp ... 39

Tabel 4.4 Hasil Enkripsi Chip.bmp ... 40

Tabel 4.5 Hasil Enkripsi Map.bmp ... 41

Tabel 4.6 Data Pengamatan Proses Watermarking 3-Shares Text.bmp ... 43

Tabel 4.7 Data Pengamatan Proses Watermarking 4-shares Text.bmp ... 43

Tabel 4.11 Data Pengamatan Proses Watermarking 3-shares Chip.bmp ... 49

Tabel 4.16 Data Pengamatan Proses Watermarking 3-shares Map.bmp ... 55

(6)

viii _{Universitas Kristen Maranatha} Tabel 4.20 Data Pengamatan Proses Watermarking 7-shares

Map.bmp ... 60

Tabel 4.21 Hasil Ekstraksi 3-shares Text.bmp ... 62

Tabel 4.26 Hasil Ekstraksi 3-shares Chip.bmp ... 68

Tabel 4.31 Hasil Ekstraksi 3-shares Map.bmp ... 74

Tabel 4.36 Hasil Dekripsi 3-shares Text.bmp ... 81

Tabel 4.41 Hasil Dekripsi 3-shares Chip.bmp ... 85

Tabel 4.46 Hasil Dekripsi 3-shares Map.bmp ... 89

(7)

ix _{Universitas Kristen Maranatha} Tabel 4.52 Daftar Waktu Proses Chip.bmp ... 99

(8)

x _{Universitas Kristen Maranatha}

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Sistem Warna Additive (RGB) dan Sistem Warna

Subtractive (CMYK) ... 5

Gambar 2.2 Ilustrasi Cara Kerja Kriptografi Visual ... 7

Gambar 2.3 Implementasi Kriptografi Visual pada Citra Biner ... 8

Gambar 2.4 Skema K-N Kriptografi Visual ... 9

Gambar 2.5 Kriptografi Visual pada Citra Berwarna ... 10

Gambar 2.6 Ilustrasi Penyisipan LSB pada Citra Host ... 14

Gambar 3.1 Blok Diagram Enkripsi dan Watermarking ... 17

Gambar 3.2 Blok Diagram Ekstraksi dan Dekripsi ... 18

Gambar 3.3 Diagram Alir Proses Enkripsi ... 19

Gambar 3.4 Diagram Alir Subprogram Enkripsi ... 21

Gambar 3.5 Diagram Alir Proses Watermarking ... 24

Gambar 3.6 Diagram Alir Subprogram Watermarking ... 26

Gambar 3.7 Diagram Alir Proses Ekstraksi ... 30

Gambar 3.8 Diagram Alir Subprogram Ekstraksi ... 32

(9)

1 _{Universitas Kristen Maranatha}

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Pada saat ini pertukaran informasi multimedia digital menjadi hal yang

penting bagi manusia. Berkembangnya teknologi internet memudahkan manusia

untuk bertukar informasi, baik itu untuk jarak dekat maupun untuk jarak yang

sangat jauh sekalipun. Tak dipungkiri bahwa banyak sekali individu-individu

ataupun sebuah organisasi yang tidak mau informasinya diketahui oleh orang

yang tidak dikehendakinya. Di tengah pesatnya perkembangan teknologi, sistem

keamanan informasi dituntut untuk meningkatkan sekuritas informasi yang akan

dikirim agar terlindungi dari pihak yang tidak bertanggung jawab. Maka dari itu

dikembangkanlah cabang ilmu yang mempelajari tentang pengamanan data yang

biasa dikenal dengan kriptografi dan watermarking.

Kriptografi visual adalah cara atau metoda yang digunakan untuk

pengamanan terhadap sebuah citra digital agar informasi tetap aman saat

dikirimkan, dari pengirim ke penerima tanpa mengalami gangguan dari pihak

ketiga. Dalam Kriptografi terdapat dua konsep utama yaitu enkripsi dan dekripsi.

Enkripsi adalah proses pengkodean informasi yang akan dikirimkan menjadi suatu

bentuk yang tidak dikenali yang sama sekali tidak merepresentasikan informasi

awalnya dengan menggunakan sebuah algoritma tertentu. Dekripsi adalah proses

kebalikan dari enkripsi yaitu mengubah kembali bentuk yang tidak dikenali

menjadi informasi sebelumnya. Sistem enkripsi ini digunakan untuk memastikan

peretas tidak mengetahui citra rahasia jika peretas hanya mendapat satu citra yang

dienkripsi.

Watermarking adalah proses menyisipkan data pada suatu media digital seperti gambar, suara, dan video. Watermarking digunakan untuk perlindungan

kepemilikan atau hak cipta media, namun sekarang ini watermarking digunakan

(10)

Bab 1 Pendahuluan

2 _{Universitas Kristen Maranatha} merupakan penggabungan dari kriptografi dan steganografi. Steganografi

merupakan teknik menyembunyikan informasi ke dalam suatu data tanpa

menampakkan keberadaan informasi sehingga tidak menimbulkan kecurigaan

bahwa data yang telah disisipi dengan informasi tersebut telah berubah.

1.2. Perumusan Masalah

Perumusan masalah dari Tugas Akhir ini, yaitu :

1. Bagaimana realisasi dari kriptografi visual berbasis distribusi acak

pada share dengan LSB digital watermarking?

2. Bagaimana cara menyatukan metode kriptografi visual dengan

watermarking ke dalam satu sistem?

1.3. Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dari Tugas Akhir ini adalah :

1. Merealisasikan penyembunyian citra menggunakan metode

penggabungan kriptografi visual dengan distribusi acak pada share dan

LSB digital watermarking

2. Membandingkan secara visual kualitas citra sebelum di enkripsi dan

sesudah didekripsi dengan metode tersebut

1.4. Pembatasan Masalah

Mengingat luasnya pembahasan yang dapat dilakukan, maka Tugas Akhir

ini dibatasi dengan batasan-batasan sebagai berikut :

1. _{Pembuatan program menggunakan program MATLAB.}

2. _{Format file citra host dan citra watermark yang digunakan adalah}

*.BMP.

3. _{Format warna yang digunakan adalah RGB (Red, Green, Blue).}

4. _{Resolusi citra yang akan di enkripsi dan diwatermark berukuran}

256x256 pixel.

5. _{Resolusi citra host berukuran 512x512 pixel.}

(11)

Bab 1 Pendahuluan

3 _{Universitas Kristen Maranatha} 1.5. Sistematika Penulisan

Laporan Tugas Akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang masalah, perumusan masalah,

tujuan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Bab ini berisi penjelasan mengenai citra digital, warna dan

ruang warna, watermarking, digital watermarking, LSB

Replacement Digital Watermarking, Structural Similiarity Index (SSIM), Mean Opinion Score (MOS),kriptografi visual, terminologi kriptografi visual, tujuan kriptografi

visual.

BAB III : PERANCANGAN DAN REALISASI

Bab ini berisi proses perancangan perangkat lunak proses

citra asli dienkripsi dan diwatermarking lalu di esktraksi

dan didekripsikan kembali menjadi citra awal.

BAB IV : DATA PENGAMATAN DAN ANALISA

Bab ini berisi data pengamatan dari pengujian proses

kriptografi visual dan watermarking, menggunakan

beberapa penilaian seperti perhitungan waktu dari setiap

proses, SSIM (Structural Similiarity Index), dan MOS

(Mean Opinion Score)

BAB V : PENUTUP

Bab ini berisi mengenai kesimpulan dan saran dari

(12)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. _{Penggabungan visual kriptografi menggunakan metode distribusi acak} pada share dan LSB digital watermarking telah berhasil direalisasikan.

2. _{Secara visual, semakin banyak jumlah share maka semakin tidak terlihat} seperti citra aslinya, dapat disimpulkan semakin banyak share maka

kerahasiaan citra semakin tinggi.

3. _{Berdasarkan hasil pengujian SSIM dapat dilihat bahwa pengujian SSIM} berbanding lurus dengan pengujian MOS. Bisa diartikan bahwa metode

penilaian SSIM memiliki kesamaan persepsi dengan visual mata manusia.

Dari kedua pengujian dapat disimpulkan bahwa kekurangan satu share

pada proses dekripsi akan membuat hasil citra dekripsinya sulit dikenali

sehingga tidak dapat mengambil informasi pada citra tersebut, akan tetapi

seiring bertambahnya jumlah share maka kehilangan satu citra dekripsi

semakin tidak mempengaruhi hasil citra dekripsi. Meskipun hasil dekripsi

memperlihatkan citra yang tidak begitu baik akan tetapi informasinya

dalam citra tersebut masih dapat dikenali.

4. _{Waktu proses yang digunakan dalam proses kriptografi berlangsung cepat,} Untuk proses enkripsi memerlukan rata-rata dua detik dan proses dekripsi

memerlukan waktu rata-rata 0.5 detik.

5. _{Metode visual kriptografi dengan distribusi acak pada share tidak begitu} baik pada citra share yang hanya memiliki sedikit atau dua warna saja,

terlihat dari waktu proses yang lebih lama dan dari proses dekripsi yang

informasinya sudah terlihat meskipun proses dekripsi kehilangan satu

(13)

103 _{Universitas Kristen Maranatha} 5.2 Saran

1. Kriptografi visual dengan distribusi acak pada share dapat diperkuat lagi

sekuritasnya dengan menggunakan pengacakan gambar seperti Arnold

Transformastion atau Gray Code Transformation sebelum melalui proses enkripsi

2. Penelitian lanjutan dapat memakai metode watermarking selain LSB

(14)

DAFTAR PUSAKA

1. SaiChandana B,, Anuradha S., A New Visual Cryptography Scheme for

Color Images, International Journal of Engineering Science and

Technology, Vol 2 (6), 2010.

2. Kandar Shyamalendu, Maiti Arnab, Dhara Bibbas Chandra, “Visual

Cryptography Scheme for Color Image Using Random Number with

Enveloping by Digital Watermarking” International Journal of Computer

Science Issues, Vol.8, Issue 3, No.1, May 2011.

3. Kandar Shyamalendu, Maiti Arnab, “K-N Secret Sharing Visual

Cryptography Scheme For Color Image Using Random Number”

International Journal of Engineering Science and Technology, Vol 3,No.

3, 2011, pp. 1851-1857.

4. Bhagate Suhas B., Kulkarni P.J., “An Overview of Various Visual

Cryptography Schemes” International Journal of Advanced Research in

Computer and Communicating Engineering, Vol. 2, Issue 9, September

2013.

5.