MODIFIED LEAST SIGNIFICANT BIT DENGAN LEAST SIGNIFICANT BIT +1

(1)

ANALISIS KOMBINASI ALGORITMA

WATERMARKING

MODIFIED LEAST SIGNIFICANT BIT

DENGAN

LEAST SIGNIFICANT BIT +1

TESIS

RIFKI RESPATI ASHARI LUBIS

117038009

PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ANALISIS KOMBINASI ALGORITMA

WATERMARKING

MODIFIED LEAST SIGNIFICANT BIT

DENGAN

LEAST SIGNIFICANT BIT +1

TESIS

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Magister Teknik Informatika

RIFKI RESPATI ASHARI LUBIS

117038009

PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

PERSETUJUAN

Judul : ANALISIS KOMBINASI ALGORITMA

WATERMARKING MODIFIED LEAST SIGNIFICANT BIT DENGAN LEAST SIGNIFICANT BIT +1

Nama : RIFKI RESPATI ASHARI LUBIS

Nomor Induk Mahasiswa : 117038009

Program Studi : MAGISTER TEKNIK INFORMATIKA

Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Dr. Zakarias Situmorang Prof. Dr. Muhammad Zarlis

Diketahui/disetujui oleh

Program Studi S2 Teknik Informatika Ketua,

(4)

PERNYATAAN

ANALISIS KOMBINASI ALGORITMA WATERMARKING MODIFIED LEAST

SIGNIFICANT BIT DENGAN LEAST SIGNIFICANT BIT +1

TESIS

Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

Medan, 15 April 2015

Rifki Respati Ashari Lubis

(5)

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertandatangan

dibawah ini:

Nama : Rifki Respati Ashari Lubis

NIM : 117038009

Program Studi : Teknik Informatika

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty

Free Right) atas tesis saya yang berjudul:

ANALISIS ALGORITMA WATERMARKING MODIFIED LEAST SIGNIFICANT BIT DENGAN LEAST SIGNIFICANT BIT +1

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti

Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media,

memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis

saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai

penulis dan sebagai pemegang dan/ atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

(6)

Telah diuji pada

Tanggal: 15 April 2015

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Muhammad Zarlis

Anggota : 1. Dr. Zakarias Situmorang

2. Prof. Dr. Tulus

3. Dr. Syahril Efendi, S.Si., M.IT

(7)

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama Lengkap : Rifki Respati Ashari Lubis, S.Kom

Tempat dan Tanggal Lahir : Medan, 2 Maret 1989

Alamat Rumah : Jl. Pimpinan No. 62 Medan

Telepon/ Faks/ HP : -/ -/ 0821681018308

E-mail : rifkiashari@gmail.com

Instansi Tempat Bekerja : PT. Bank Sumut

Alamat Kantor : Jl Imam Bonjol No. 18 Medan

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Swasta Taman Harapan Medan TAMAT: 2000

SMP : SMP Negeri 13 Medan TAMAT: 2003

SMA : SMA Negeri 8 Medan TAMAT: 2006

S1 : Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara TAMAT: 2010

(8)

UCAPAN TERIMA KASIH

Alhamdulillah penulis ucapkan kepada Sang Khaliq Allah SWT yang melimpahkan

rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini berhasil diselesaikan dengan baik.Dalam

menyelesaikan tesis ini, penulis banyak mendapati kesulitan dan kendala. Namun

berkat bantuan, dorongan dan nasehat dari berbagai pihak, maka kesulitan dan kendala

tersebut dapat diatasi dengan baik.

Untuk itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, selaku Ketua Program Studi Pascasarjana

Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas

Sumatera Utara sekaligus Dosen Pembimbing I yang telah bersedia memberikan

bimbingan dan panduan padat serta professional hingga selesainya penulisan tesis

ini.

2. Bapak Dr. Zakarias Situmorang, selaku Dosen Pembimbing II yang telah bersedia

memberikan bimbingan dan pengarahan padat dan professional kepada penulis

hingga selesainya penulisan tesis ini.

3. Bapak Prof. Dr. Tulus, Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si, M.IT dan Ibu Dr. Erna

Budhiarti Nababan, M.IT, selaku Dosen Pembanding yang telah bersedia

memberikan pengarahan, saran dan koreksi hingga selesainya penulisan tesis ini.

4. Segenap sivitas akademika Program Studi Pascasarjana Teknik Informatika

Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara

yang telah bersedia memberikan ilmu pengetahuan yang menjadi dasar pemikiran

penulisan tesis ini.

5. Orang tua tercinta, Ayahanda dan Ibunda, Drs. H. Syafaruddin Lubis, M.Sp dan

Hj. Elfinda Lolosari Nasution, yang telah memberikan kasih sayangnya, doa yang

tak pernah putus serta dorongan moril maupun materil kepada penulis sehingga

dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik.

6. Adik-adik tersayang, Adinda Meidina Lubis, S.Ikom dan Alya Fadillah Lubis

yang telah memberikan dukungan moril kepada penulis untuk dapat

(9)

7. Seluruh rekan kerja di Administrasi Kredit Bank Sumut Cabang Utama dan

Payment Center dan ATM Bank Sumut Kantor Pusat yang telah memberikan

dukungan moril dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan.

8. Kepada Khairina, yang telah memberikan dukungan moril serta membangkitkan

kembali semangat penulis untuk menyelesaikan tesis ini.

Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam penulisan tesis ini. Untuk itu

penulis mengharapkan koreksi dan saran dari pembaca demi kesempurnaan penelitian

selanjutnya. Akhir kata, penulis berharap semoga penelitian ini dapat bermanfaat.

Penulis,

Rifki Respati Ashari Lubis

(10)

ABSTRAK

Untuk melindungi hak cipta seseorang pada media digital seperti citra digital dapat dilakukan dengan teknik watermarking, yaitu teknik menyisipkan tanda hak cipta kedalam media digital. Algoritma yang umum digunakan dalam melakukan penyisipan watermark adalah Least Significant Bit (LSB). Penyisipan watermark dengan algoritma LSB bukanlah tidak memiliki kekurangan. Algoritma LSB membutuhkan satu byte pixel citra untuk menyisipkan satu bit watermark. Semakin banyak byte pixel yang disisipkan maka semakin tinggi perbedaan citra yang ber-watermark dengan citra aslinya. Watermark yang disisipkan juga dapat dengan mudah diketahui dikarenakan diletakkan sudah pasti pada bit LSB dari pixel citra. Dari permasalahan tersebut, pada penelitian ini dilakukan analisa untuk mengkombinasikan algoritma Modified Least Significant Bit (MLSB) dengan algoritma Least Significant Bit +1 (LSB+1) dimana MLSB mempunyai keunggulan dalam memampatkan watermark yang akan disisipkan dari delapan bit per karakter menjadi lima bit per karakter watermark. Algoritma LSB +1 akan menutupi kekurangan MLSB yang mudah diketahui letak bit watermark-nya, dengan menyisipkan bit watermark pada pixel yang acak. Hasil analisa ini diujikan dengan menggunakan lima sampel citra yang berbeda ukuran dan dimensi, disisipkan dengan lima sampel watermark dalam bentuk teks yang berbeda panjang teks untuk mencari tiga parameter perbandingan yaitu nilai Mean Squared Error (MSE), ukuran hasil dan waktu proses. Dari pengujian ini didapatkan kesimpulan bahwa terhadap ketiga parameter tersebut algoritma kombinasi MLSB-LSB+1 lebih baik dari algoritma LSB+1 tetapi sedikit lebih buruk dari algoritma MLSB. Hal ini terjadi dikarenakan algoritma kombinasi MLSB-LSB+1 selain mewarisi kelebihan masing-masing algoritma, juga mewarisi kekurangan dari algoritma LSB+1 dimana akibat dari penyisipan dilakukan pada satu bit sebelum bit teakhir dari pixel citra, maka perubahan nilai pixelnya lebih besar satu dibandingkan dengan penyisipan pada bit terakhir.

(11)

ANALYSIS OF COMBINED WATERMARKING ALGORITHM MODIFIED LEAST SIGNIFICANT BIT WITH LEAST SIGNIFICANT BIT +1

ABSTRACT

To protect someone's copyright on digital media such as digital image watermarking technique can be done, which is a technique to insert copyright marks into digital media. Algorithms commonly used in the watermark insertion is the Least Significant Bit (LSB).Insertion LSB algorithm is not no shortage. LSB algorithm requires one byte pixel image to insert a watermark bit. The more bytes pixels are inserted, the higher the difference watermarked image with the original image. Embedded watermark can also easily be known because it is definitely placed on the LSB bits of the pixel image. From these problems, in this research analysis algorithms to combine Modified Least Significant Bit (MLSB) algorithm +1 Least Significant Bit (LSB + 1) where MLSB have the advantage in placing the watermark to be inserted from eight bits per character into five bits per character watermark. +1 LSB algorithm will cover the shortfall MLSB easy-known location of the watermark bit, by inserting a watermark bits at random pixels. The results of this analysis of five samples tested by using different image sizes and dimensions, with five samples inserted watermark in the form of different text length to find three parameters comparison Mean Squared Error value (MSE), the size of the result and processing time. From this test it was concluded that the three parameters of the algorithm is a combination of MLSB-LSB + 1 better than the algorithm LSB + 1 but slightly worse than the algorithm MLSB. This happens due to a combination algorithm MLSB-LSB + 1 besides inheriting the advantages of each algorithm, also inherited deficiency of the algorithm LSB + 1 where the effect of the insertion is done at the bit before the last bit of the pixel image, the pixel value change is greater than the insertion of the last bit.

(12)

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

PERSETUJUAN ii

PERNYATAAN ORISINALITAS iii

PERSETUJUAN PUBLIKASI iv

PANITIA PENGUJI v

2.1.3. KlasifikasiWatermarking 10

2.2. Citra Digital 11

2.2.1. Citra RGB 13

(13)

2.2.4. Citra Intensitas Keabuan 14

2.7. Pembangkit Bilangan Acak (Random Number Generator) 24

2.7.1 Pembangkit Bilangan Acak Semu 25

2.7.2 Linier Congruential Generator (LCG) 27

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 30

3.1. Metodologi Penelitian 30

3.2. Algoritma Kombinasi MLSB-LSB+1 30

3.3. Melakukan Penentuan Pixel Penampung Watermark 35

3.4. Menghitung Nilai MSE Citra 36

3.5. Diagram Flowchart Penelitian 37

3.5.1. Flowchart Penyisipan Algoritma LSB +1 38

3.5.2. Flowchart Ekstraksi Algoritma LSB +1 39

3.5.3. Flowchart Penyisipan Algoritma MLSB 40

3.5.4. Flowchart Ekstraksi Algoritma MLSB 42

3.5.5. Flowchart Penyisipan Algoritma Kombinasi MLSB – LSB+1

4.1.1. Modul Watermarking Algoritma Least Significant Bit +1 (LSB+1)

51

4.1.2. Modul Watermarking Algoritma Modified Least Significant Bit (MLSB)

(14)

4.1.3. Modul Watermarking Algoritma Kombinasi MLSB-LSB+1

57

4.2. Pembahasan dan Hasil Perbandingan 61

4.2.1. Hasil Perbandingan Nilai MSE 70

4.2.2. Hasil Perbandingan Waktu Proses 71

4.2.3. Hasil Perbandingan Ukuran File 71

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 73

5.1. Kesimpulan 73

5.2. Saran 74

(15)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Penyisipan Watermark 7

Gambar 2.2. Ekstraksi Watermark 7

Gambar 2.3. Proses Sampling dan Kuantisasi 12

Gambar 2.4. Nilai Warna RGB Dalam Hexadesimal 13

Gambar 2.5. Citra RGB 13

Gambar 2.6. Dekomposisi Citra RGB ke Dalam Komponen Luminance dan Chrominance

14

Gambar 2.7. Citra Grayscale 15

Gambar 2.8. Skema Dasar PRNG 27

Gambar 3.1. Menghitung Selisih Nilai Piksel Citra 35

Gambar 3.2. Daftar Pixel Setelah Pengacakan 36

Gambar 3.3. Flowchart Penelitian 37

Gambar 3.4. Flowchart Penyisipan Algoritma LSB +1 38

Gambar 3.5. Flowchart Ekstraksi Algoritma LSB +1 39

Gambar 3.6. Flowchart Ekstraksi Algoritma LSB +1 (Lanjutan) 40

Gambar 3.7. Flowchart Penyisipan Algoritma MLSB 41

Gambar 3.8. Flowchart Ekstraksi Algoritma MLSB 42

Gambar 3.9. Flowchart Ekstraksi Algoritma MLSB (Lanjutan) 43

Gambar 3.10. Flowchart Penyisipan Algoritma Kombinasi MLSB dan LSB +1

45

Gambar 3.11. Flowchart Penyisipan Algoritma Kombinasi MLSB dan LSB +1 (Lanjutan)

46

Gambar 3.12. Flowchart Ekstraksi Algoritma MLSB dan LSB +1 47

Gambar 3.13. Flowchart Ekstraksi Algoritma MLSB dan LSB +1 (Lanjutan)

48

Gambar 4.1. Tampilan Menu Utama 51

Gambar 4.2. Tampilan Awal Modul Watermarking Algoritma LSB +1 53

Gambar 4.3. Tampilan Penyisipan Modul Watermarking Algoritma LSB +1

53

Gambar 4.4. Tampilan Ekstraksi Modul Watermarking Algoritma LSB +1 54

Gambar 4.5. Tampilan Awal Modul Watermarking Algoritma MLSB 56

(16)

Gambar 4.7. Tampilan Ekstraksi ModulWatermarking Algoritma MLSB 57

Gambar 4.8. Tampilan Awal Modul Watermarking Algoritma MLSB-LSB+1

59

Gambar 4.9. Tampilan Penyisipan Modul Watermarking Algoritma MLSB-LSB+1

60

Gambar 4.10. Tampilan Ekstraksi Modul Watermarking Algoritma MLSB-LSB+1

60

Gambar 4.11. Grafik Perbandingan Algoritma untuk Watermark Pesan1.txt 65

(17)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Jenis Mode Warna 12

Tabel 2.2. Perubahan LSB dan LSB + 1 Bit dengan Bit PesanRahasia File

20

Tabel2.4. Hasil Pembangkitan Bilangan Acak dengan Metode LCG 29

Tabel 3.1. Control Symbol MLSB-LSB+1 31

Tabel 4.1. Object Pada Modul Watermarking LSB+1 dan Kegunaannya 51

Tabel 4.2. Object Pada Modul Watermarking LSB+1 dan Kegunaannya (Lanjutan)

52

Tabel 4.3. Object pada Modul Watermarking MLSB dan Kegunaannya 55

Tabel 4.4. Object pada Modul Watermarking MLSB-LSB+1 dan Kegunaannya

58

Tabel 4.5. Hasil Penyisipan Watermark Algoritma LSB+1 61

Tabel 4.6. Hasil Penyisipan Watermark Algoritma LSB+1 (Lanjutan) 62

Tabel 4.7. Hasil Penyisipan Watermark Algoritma MLSB 62

Tabel 4.8. Hasil Penyisipan Watermark Algoritma Kombinasi MLSB-LSB+1

63

Tabel 4.9. Perbandingan pada Penyisipan Watermark dengan Watermark Berbeda