Aplikasi Penyembunyian Pesan Rahasia pada Citra dengan …dosen.publikasistmikibbi.lppm.org/permalink/000127.pdf · mengumpulkan data-data melalui internet dan buku-buku yang relevan

Aplikasi Penyembunyian Pesan Rahasia pada Citra denganMetode Digital Semipublic Watermarking

Stefen Agustinus1), Susi Japit2)

STMIK IBBIJl. Sei Deli No. 18 Medan, Telp. 061-4567111 Fax. 061-4527548

e-mail: [email protected])

AbstrakSasaran dari watermarking adalah untuk menyembunyikan pesan (biasanya disebut sebagai

cover message / CM). Pada skema public watermarking, tidak memungkinkan seseorang untukmendeteksi watermarking apabila telah terjadi pergantian terhadap watermarking. Selain itu, pada skemapublic watermarking, cover message tidak dapat di-recover kembali. Sedangkan, pada skema privatewatermarking, untuk dapat mendeteksi watermarking, maka seseorang harus mengetahui kunci privatyang bersesuaian. Kedua skema tersebut memiliki kelebihan dan kelemahannya masing-masing. Skemawatermarking (WM) yang bersifat semi publik, dapat digunakan kunci privat untuk mendeteksiwatermark apabila telah terjadi penyerangan terhadap watermarking dan kunci privat dapat digunakanmengekstrak kembali cover message semula. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menghasilkanwatermarking dari sebuah citra input. Proses pembentukan watermarking akan dimulai proses pembacaanpiksel citra warna. Setelah itu, proses akan dilanjutkan dengan melakukan perhitungan nilai stegomessageyang akan disisipkan dan proses penyisipan semua nilai yang diperlukan dalam proses pengecekanwatermarking. Setelah proses pembentukan watermarking, maka proses dapat dilanjutkan dengan prosespengecekan watermarking dan proses ekstraksi pesan. Perangkat lunak ini mampu menghasilkanwatermarking yang akan disisipkan pada citra input dan proses pengecekan watermarking yang telahdisisipkan. Selain itu, perangkat lunak juga mampu menghasilkan proses perhitungan dari tahapanpembentukan dan pengecekan watermarking.

Kata Kunci : digital semipublic watermarking, cover message

AbstractThe goal of watermarking is to hide message (usually called cover message / CM). In public

watermarking scheme, we couldn’t detect watermarking if the watermarking is changed. Besides that, inpublic watermarking scheme, cover message couldn’t be recovered. Whereas, in private watermarkingscheme, to detect watermarking, we should know the private key. Those two schemes have benefits andweaknesses. In semi public watermarking, we could use private key to detect watermark if there areattacks on watermarking and private key could be used to extract cover message. This research aims togenerate watermarking from input image. Generate watermarking process will be started from readingcolor image pixels. After that, the system will compute the stegomessage value will be embedded intodigital image. Finally, the system will check the existence of watermarking and extract the message. Thissoftware could generate watermarking which will be embedded into input image and check the existenceof watermarking. Besides that, the software could generated the detail process of every step in generatingand checking watermarking.

Keywords : digital semipublic watermarking, cover message

1. PendahuluanPenyembunyian informasi (information hiding / IH) merupakan sebuah area yang masih baru dalam

sekuritas informasi. Sasaran dari desain IH adalah untuk menyembunyikan pesan walaupun padakenyataannya dalam pesan mungkin terdapat data yang tidak berguna (biasanya disebut sebagai covermessage / CM). Watermarking (WM) merupakan salah satu aplikasi IH. CM harus dikombinasikandengan beberapa informasi lainnya, seperti identifikasi pemilik. Kemudian kode identifikasi adalahditempelkan secara permanen pada data dan harus tetap tersedia diantara data setelah sembarang prosestransformasi yang dilakukan oleh penyerang yang dilakukan untuk membuang WM, menjaga kualitas dariCM.

Aplikasi Penyembunyian Pesan Rahasia pada Citra (Stefen)

240

Pada tahun 2002, Valery Korzhik dan Guillermo Morales-Luna memperkenalkan sebuah skemaDigital Semipublic Watermarking dimana diambil asumsi bahwa hanya terdapat satu tipe serangan yaituadditive noise attack. Terdapat dua tipe utama dari WM yaitu versi privat, dimana encoder dan decodermenggunakan kunci rahasia, dan versi publik (versi blind), dimana tidak ada informasi apapun yangtersedia untuk decoder. Karena bentuk semiprivat telah tersedia, maka Valery Korzhik dan GuillermoMorales-Luna memperkenalkan bentuk semipublik dari WM. Pada kasus ini, diasumsikan bahwa setiapuser mampu untuk mengekstraksi WM tanpa kunci rahasia. Pada waktu yang sama, pembuat WM,memiliki kunci rahasia, mampu untuk mendeteksi WM, bahkan setelah sebuah penyerangan.

Berdasarkan uraian dan alasan diatas, maka peneliti merasa tertarik untuk mempelajari mengenaialgoritma digital semipublic Watermarking dengan beberapa pertimbangan bahwa belum terdapat versisemipublik dari algoritma Watermarking. Oleh karena itu, peneliti mengambil skripsi yang berjudul“Aplikasi Penyembunyian Pesan Rahasia pada Citra dengan Metode Digital Semipublic Watermarking”.

Berdasarkan uraian latar belakang diatas, maka yang menjadi permasalahan adalah skemawatermarking (WM) yang bersifat semi publik, dapat digunakan kunci privat untuk mendeteksiwatermark apabila telah terjadi penyerangan terhadap watermarking. Untuk menerapkan skema tersebutmaka perlu dirancang sebuah aplikasi yang menerapkan skema semi-public watermarking.

2. Metodologi PenelitianMetodologi penelitian dilakukan dengan mengumpulkan data terlebih dahulu. Proses dimulai

dengan mengumpulkan data-data yang diperlukan dalam penelitian, adapun metode pengumpulan datadalam penelitian dilakukan melalui Penelitian Kepustakaan (library research), yaitu penulismengumpulkan data-data melalui internet dan buku-buku yang relevan yang berhubungan dengan topikyang dibahas.

Sistem yang akan dirancang akan digambarkan dan dimodelkan dengan menggunakan use case:

Pembuat WM

Membuka file citra

Menyimpan file citra

Melakukan proses pembuatan watermarking

<< include >>

<< include >>

Aplikasi Digital Semipublic Watermarking

Menginput nilai yang diperlukan

<< include >>

Menampilkan hasil proses perhitungan

Menampilkan proses pemahaman pembuatan watermarking

Menampilkan proses pemahaman pengecekan watermarking

Pengecek WM

Melakukan proses pengecekan watermarking

<< include >>

<< include >>

<< include >>

<< include >>

<< include >>

Gambar 1. Use Case Sistem

Seperti terlihat pada gambar 1 di atas, entitas dari sistem hanya berjumlah dua buah yaitupembuat watermarking, pengecek watermarking dan penyerang. Sedangkan, proses yang terdapat padaperangkat lunak ada delapan buah yaitu melakukan proses pembuatan watermarking, melakukan prosespengecekan watermarking, membuka file citra, menyimpan file citra, menginput nilai yang diperlukan,menampilkan proses pemahaman pembuatan watermarking, menampilkan proses pemahamanpengecekan watermarking dan menampilkan hasil proses perhitungan.

Menu perangkat lunak ini dirancang dengan objek ‘MenuStrip’ menghubungkan (link) form-form yang terdapat pada perangkat lunak. Rancangan menu utama ini dapat dilihat pada gambar 2 berikut:

241

Menu Utama

AplikasiTeori Pendukung Perbandingan

Digital Semipublic Watermarking

Algoritma Buat Watermkaring

Algoritma Cek Watermarking

Buat Watermarking

Cek Watermarking

MengenaiPemahaman

Buat Watermarking

Cek Watermarking

Keluar

Gambar 2 Rancangan Menu Utama

Fungsi dari masing-masing menu tersebut dapat dirincikan sebagai berikut: Menu ‘TeoriPendukung’, yang berfungsi untuk menampilkan teori dasar yang berhubungan dengan topik yangdibahas. Menu ini memiliki beberapa sub menu yang dirinci sebagai berikut: sub menu pertama yaitu‘Digital Semipublic Watermarking’ yang berfungsi untuk menampilkan teori mengenai digital semipublicwatermarking. Sub menu pertama yaitu sub menu ‘Algoritma Buat Watermarking’ yang berfungsi untukmenampilkan teori mengenai proses pembuatan digital semipublic watermarking dan sub menu‘Algoritma Cek Watermarking’ yang berfungsi untuk menampilkan teori mengenai proses pengecekandigital semipublic watermarking.

Menu ‘Pemahaman’, yang berfungsi untuk menampilkan proses pemahaman mengenai prosedurkerja dari pembuatan dan pengecekan watermarking terhadap citra yang dibuka. Menu ini memiliki be-berapa sub menu yaitu: sub menu pertama yaitu ‘Buat Watermarking’ yang berfungsi untuk menampilkanpemahaman mengenai proses pembuatan watermarking. Sub menu kedua yaitu ‘Cek Watermarking’ yangberfungsi untuk menampilkan pemahaman mengenai proses pengecekan terhadap watermarking yangterdapat dalam citra yang dibuka.

Menu ‘Aplikasi’, yang berfungsi untuk melakukan proses pembuatan dan pengecekan water-marking terhadap citra yang dibuka. Menu ini memiliki beberapa sub menu yaitu: sub menu pertamayaitu ‘Buat Watermarking’ yang berfungsi untuk membuat watermarking dan menyisipkannya ke dalamcitra input. Sub menu kedua yaitu ‘Cek Watermarking’ yang berfungsi untuk melakukan pengecekanterhadap watermarking yang terdapat dalam citra yang dibuka.

Menu ‘Perbandingan’, yang berfungsi untuk melakukan perbandingan terhadap dua buah citra.Menu ‘Mengenai’, memiliki sebuah sub menu yaitu sub menu ’About’ yang berfungsi untukmenampilkan form ‘About’. Menu ‘Keluar’, berfungsi untuk menutup perangkat lunak.

3. Analisis dan Hasil3.1 Analisa Sistem

Pada tahap ini penulis akan menganalisis permasalahan lebih mendalam mengenai masalah yangditemukan dalam perancangan sistem, sehingga dapat dicari solusi untuk menyelesaikan permasalahantersebut. Dalam proses kerja digital watermarking, terdapat dua buah proses yaitu proses pembuatan danpengecekan watermarking. Secara garis besar, proses pembuatan dan pengecekan watermarking dapatdiilustrasikan pada gambar 3 dan gambar 4.1. Proses Pembuatan Watermarking

Input Citra

Input Cover Message

Input Kunci Privat dan Kunci Publik

Pecahkan Cover Message menjadi Subblok berdasarkan panjang bit kunci publik

Hitung nilai Stegomessage

Hitung nilai Threshold

Sisipkan nilai Stegomessage, Threshold, dan nilai kunci publik ke dalam citra

Output = Citra Watermarking

Gambar 3 Activity diagram dari proses pembuatan watermarking

Aplikasi Penyembunyian Pesan Rahasia pada Citra (Stefen)

242

2. Proses Pengecekan Watermarking

Input Citra Watermarking

Baca nilai Stegomessage, Threshold, dan nilai kunci publik dari citra

Hitung nilai Threshold

Watermarking TERDETEKSI

Nilai Threshold >= Nilai yang tersimpan dalam

citra

Ya

Watermarking TIDAK TERDETEKSI

Tidak

Gambar 4 Activity diagram dari proses pengecekan watermarking

3.2 HasilUntuk menggunakan perangkat lunak ini, jalankan file ”watermarking.exe”, maka akan ditampilkan

tampilan utama dari program seperti terlihat pada gambar berikut:

Gambar 5. Tampilan Utama

Pada tampilan utama ini terdapat beberapa menu yang berfungsi untuk mengakses form-form yang terdapat dalam sistem. Berikut perincian dari menu yang terdapat dalam sistem:

Gambar 6. Tampilan Menu

Untuk melakukan pemahaman terhadap proses pembuatan watermarking, maka dapat mengklik menu ‘Pemahaman’ >> ‘Buat Watermark’. Sedangkan, untuk melakukan pemahaman terhadap proses pengecekan watermarking, maka dapat mengklik menu ‘Pemahaman’ >> “Cek Watermark’. Sementara itu, untuk mengaplikasikan skema semi-public watermarking maka dapat mengakses menu ‘Aplikasi’ >> ‘Buat Watermark’ untuk membuat watermarking dan mengakses menu ‘Aplikasi’ >> ‘Cek Watermark’ untuk mengecek watermarking.

Berikut dirincikan tampilan form dari perangkat lunak:1. Tampilan Form Buat Watermarking:

243

Gambar 7. Tampilan pembuatan watermarking sebelum dan setelah proses

2. Tampilan Form Cek Watermarking:

Gambar 8. Tampilan Pengecekan Watermarking Sebelum dan setelah Proses

Gambar 9. Tampilan Pengecekan Watermarking Setelah Proses Ekstraksi Pesan

3. Tampilan Form Pemahaman Buat Watermarking:

Gambar 10. Tampilan Form Pemahaman Buat Watermarking4. Tampilan Form Pemahaman Cek Watermarking:

Aplikasi Penyembunyian Pesan Rahasia pada Citra (Stefen)

244

Gambar 11 Tampilan Form Pemahaman Cek Watermarking

Sementara itu, untuk membandingkan antara citra input dan citra watermarking, maka dapatmengklik link ‘Perbandingan’ pada form ‘Main’ sehingga akan muncul tampilan form berikut:

Gambar 12. Tampilan Hasil Perbandingan4.4 Pengujian

Berikut diberikan beberapa contoh pengujian dengan menggunakan aplikasi Digital SemipublicWatermarking.1. Pengujian 1:

Input citra: Kuala_Lumpur_Petronas_Towers.jpgUkuran : 21.4 KB Dimensi : 320 x 240

Cover message : PetronasKunci publik : 48 Kunci privat : - - + + + - - + + +Citra yang diperoleh:Ukuran : 161 KB Dimensi : 320 x 240

Gambar 13. Input Citra Kuala_Lumpur_Petronas_Towers.jpg dan hasil citra

2. Pengujian 2:Input citra: Dragon.gifUkuran : 56.8 KB Dimensi : 174 x 131

Cover message : dragon

245

Kunci publik : 48 Kunci privat : - - + + + - - + + +Citra yang diperoleh:Ukuran : 12.3 KB Dimensi : 174 x 131

Gambar 14. Input Citra Dragon.gif dan hasil citra3. Pengujian 3:

Input citra: Buddha.jpgUkuran : 7 KB Dimensi : 208 x 176

Cover message : buddhaKunci publik : 44 Kunci privat : + + + - + + + -Citra yang diperoleh:Ukuran : 109 KB Dimensi : 208 x 176

Gambar 15. Citra Input Citra Buddha.jpg dan hasil citra

4. Pengujian 4:Input citra: M4!tr3¥4-1.gifUkuran : 14 KB Dimensi : 128 x 127

Cover message : maitreyaKunci publik : 26 Kunci privat : - - - - + + - - - - + +Citra yang diperoleh:Ukuran : 18 KB Dimensi : 128 x 127

Gambar 16. Citra Input Citra M4!tr3¥4-1.gif dan hasil citra

5. Pengujian 5:Input citra: 3D__166_.jpgUkuran : 128 KB Dimensi : 1024 x 768

Cover message : menyendiriKunci publik : 19 Kunci privat : + + + + + - - + + + + + - -Citra yang diperoleh:Ukuran : 695 KB Dimensi : 1024 x 768

Aplikasi Penyembunyian Pesan Rahasia pada Citra (Stefen)

246

Gambar 17. Citra Input Citra 3D__166_.jpg dan hasil citra

6. Pengujian 6:Input citra: Wo ai ni.gifUkuran : 3 KB Dimensi : 208 x 227

Cover message : cintaKunci publik : 13 Kunci privat : - - - + - - - +Citra yang diperoleh:Ukuran : 5 KB Dimensi : 208 x 227

Gambar 18. Citra Input Citra Wo ai ni.gif dan hasil citra

7. Pengujian 7:Input citra: 400BMP.bmpUkuran : 468 KB Dimensi : 400 x 400

Cover message : FINAL FANTASYKunci publik : 35 Kunci privat : + + + - - + + - + + + - - + + -Citra yang diperoleh:Ukuran : 477 KB Dimensi : 400 x 400

Gambar 19. Citra Input Citra 400BMP.bmp dan citra hasil

8. Pengujian 8: (pengujian dengan penambahan noise pada citra)Input citra: Cute Pic 08.jpgUkuran : 61 KB Dimensi : 612 x 792

Gambar 20. Citra Input Citra Cute Pic 08.jpg

247

Gambar 21. Tampilan Hasil Pengujian Pembuatan Watermarking dengan Penambahan Noise

Cover message : gambar bayiKunci publik : 10 Kunci privat : + - - + - - - + + + - - + - - - + +Citra yang diperoleh:Ukuran : 528 KB Dimensi : 612 x 792

Gambar 22. Citra Hasil dari Input Citra Cute Pic 08.jpg

Gambar 23. Tampilan Hasil Pengujian Pengecekan Watermarking dengan Penambahan Noise

Gambar 24. Tampilan Hasil Pengujian Ekstraksi Pesan dengan Penambahan Noise

9. Pengujian 9: (pengujian dengan mengganti gambar citra dengan aplikasi Adobe Photoshop)

Aplikasi Penyembunyian Pesan Rahasia pada Citra (Stefen)

248

Input citra: Cute Pic 01.jpgUkuran : 24 KB Dimensi : 433 x 275

Cover message : gambar burungKunci publik : 30 Kunci privat : - - - + - - - + - - - - + - - - + -Citra yang diperoleh:Ukuran : 132 KB Dimensi : 433 x 275

Gambar 25. Citra Input Citra Cute Pic 01.jpg dan Citra Hasil dari Input Citra Cute Pic 01.jpg

Gambar 26. Citra Hasil dari Input Citra Cute Pic 01.jpg

Hasil Pengubahan dengan Mengganti Hue = + 50, Saturation = + 50, Lightness = + 50

Gambar 27. Tampilan Hasil Pengujian Pengecekan Watermarking Setelah Pengubahan denganMengganti Hue = + 50, Saturation = + 50, Lightness = + 50

Dari hasil pengujian diatas, diketahui bahwa: Untuk citra berformat *.jpg, ukuran citra hasilwatermarking akan bertambah besar sedangkan untuk citra berformat *.gif dan *.bmp, perubahan ukurancitra hasil watermarking relatif kecil (hampir sama dengan ukuran citra asli). Dimensi citra input dan citrahasil tidak berubah dan perbedaan warna citra input dan citra hasil juga tidak kelihatan jelas. Lama proseswatermarking tergantung pada ukuran citra input dan panjangnya cover message. Skema digitalsemipublic watermarking mampu mengecek watermarking walaupun telah terjadi penyerangan (noise),namun pesan asli (cover message) tidak dapat diperoleh kembali. Citra yang diubah dengan menggunakanaplikasi Adobe Photoshop akan mengakibatkan watermarking menjadi tidak terdeteksi lagi.

249

4. Kesimpulan dan SaranKesimpulan dari hasil penelitian adalah sebagai berikut : format citra menentukan ukuran citra

hasil watermaking. Ukuran citra format *.jpg cukup besar dibandingkan dengan citra berformat *.gif dan*.bmp yang relatif kecil. Algoritma digital semi-public watermarking dapat digunakan untukmenambahkan watermarking pada citra dan mampu untuk mendeteksi citra walaupun telah terjadipenyerangan pada citra watermarking. Beberapa saran untuk pengembangan lebih lanjut pada perangkatlunak implementasi algoritma digital semi-public watermarking, yaitu: perangkat lunak dapatdikembangkan dengan membandingkan algoritma digital semi-public watermarking yang dibahas denganalgoritma lainnya yang sejenis, seperti algoritma yang dikemukakan oleh Anderson (1996), Aucsmith(1998), Katzenbeiser dan Petitcolas (2000), Moskowitz (2001) serta Moulin dan Sullivan (1998).Mengoptimalkan waktu eksekusi dengan memperbaiki algoritma atau dengan menggunakan bahasapemrograman lainnya.

Referensi

Buku Teks :

[1] Duan, F. Y. and I. King. A Short Summary of Digital Watermarking Techniques for MultimediaData. Hong Kong: Proceedings.1999.

[2] Gonzales, R. C. dkk. Digital Image Processing. Addison-Wesley Publishing Company. 1992.[3] Mohanty, S. P. Digital Watermarking : A Tutorial Review. Florida : Dept of Comp Sc and Eng,

Unversity of South Florida. 1999.[4] Murni, A. Pengantar Pengolahan Citra. Jakarta : PT. Elex Media Komputindo. 1992.[5] Nalwan, A. Pengolahan Gambar Secara Digital. Jakarta : PT. Elex Media Komputindo. 1997.[6] Pratisto, A. S. Format Optimal Untuk Setiap Gambar. Jakarta : CHIP Juni. 1993.[7] Roger S, Pressman. Rekayasa Perangkat Lunak : Pendekatan Praktisi (Buku Satu). Yogyakarta :

Penerbit ANDI. 2002.[8] Sutoyo, T., Edy Mulanto, Vincent Suhartono, Oky Dwi Nurhayati, Wijanarto. Teori Pengolahan

Citra Digital. Yogyakarta : Penerbit Andi. 2009.[9] Valery K., G. Morales-Luna, D. Marakov dan I. Marakova. Digital Semi-Public Watermarking.

Informatica 26.2002.[10] Yullinda, C.D. Implementasi Watermarking dengan Metode Discrete Cosine Transform (DCT)

pada Citra Digital. Digital Library-Perpustakaan Pusat UNIKOM. 2008.

Aplikasi Penyembunyian Pesan Rahasia pada Citra (Stefen)

250