Sistem Pemberian Proteksi Hak Cipta Pada Berkas Ijazah Digital (Subsistem Watermarking Pada Ijazah Digital)

1

SISTEM PEMBERIAN PROTEKSI HAK CIPTA
PADA BERKAS IJAZAH DIGITAL
(SUBSISTEM WATERMARKING PADA IJAZAH DIGITAL)

RAHIM RASYID

DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011

3

ABSTRACT
RAHIM RASYID. The Copyright Protection System for Digital Diploma (Watermarking Subsystem
for Digital Diploma). This research is supervised by SHELVIE NIDYA NEYMAN.
A diploma is an evidence for someone who has completed his/her study. Nowaday, a diploma is still
in a physical form, printed paper. The development of the Internet has made system that used to be

using physical data switch to using digital data. The goal is to apply the provision of copyright
protection using watermarking techniques in the digital diploma file. Watermark is a proof of the
validity of diploma. Watermark is expected to withstand the attacks from outside parties. The
application is developed to apply a watermarking technique. Noise attack was well tolerated with
applied technique. Compression attack was well tolerated till 80%. An attack that can’t be detained by
applied technique is rescaling attack. Rescaling attack makes the retrieved watermark could not
visually recognizable. Cropping attacks generate a watermark which has a similar display same like
the cropping on the diploma.
Keywords: Watermarking, Dual Watermarking, Visible Watermark, Invisible Watermark, Discrete
Cosine Transform, Pixel Value Mapping Area

2

SISTEM PEMBERIAN PROTEKSI HAK CIPTA
PADA BERKAS IJAZAH DIGITAL
(SUBSISTEM WATERMARKING PADA IJAZAH DIGITAL)

RAHIM RASYID

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Komputer pada
Departemen Ilmu Komputer

DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011

Judul

: Sistem Pemberian Proteksi Hak Cipta pada Berkas Ijazah Digital (Subsistem
Watermarking pada Ijazah Digital)

Nama

: Rahim Rasyid

NRP


: G64086060

Menyetujui:
Pembimbing

Shelvie Nidya Neyman, S.Kom., M.Si.
NIP. 19770206 200501 2 002

Mengetahui:
Ketua Departemen Ilmu Komputer
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Dr. Ir. Sri Nurdiati, M.Sc.
NIP. 19601126 198601 2 001

Tanggal lulus :

i


PRAKATA
Alhamdulillahi Rabbil ‘alamin, puji dan syukur penulis haturkan kepada ALLAH Subhana Wa
Ta’aala, karena limpahan rahmat dan hidayah-Nya telah mengantarkan penulis untuk menyelesaikan
tugas akhir yang berjudul Sistem Pemberian Proteksi Hak Cipta pada Berkas Ijazah Digital
(Subsistem Watermarking pada Ijazah Digital). Penelitian ini mulai dilaksanakan pada Desember
2010 dan bertempat di Departemen Ilmu Komputer.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Shelvie Nidya Neyman, S.Kom., M.Si. selaku
pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis selama pengerjaan tugas akhir ini,
Bapak Sony Hartono Wijaya S.Kom., M.Kom. selaku penguji pertama dan Bapak Endang Purnama
Giri S.Kom., M.Kom. selaku penguji kedua. Ucapan terima kasih juga penulis berikan kepada:
1
2
3
4
5

Kedua orang tua penulis, Usman Siregar dan Helmi Hasibuan, yang selalu mendukung dan
mendoakan penulis sampai sekarang ini.
Semua saudara penulis yang selalu memberikan semangat dan dukungan untuk penulis.
Penghuni kosan Poso-Poso Baranangsiang yang selalu saling mengingatkan untuk

mengerjakan tugas akhir.
Teman-teman ekstensi angkatan 3, yang berjuang bersama di bangku kuliah setiap malam.
Seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam proses penyelesaian tugas akhir ini yang
tidak bisa disebutkan satu persatu.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Juli 2011

Rahim Rasyid

ii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 24 Agustus 1987 di Sipirok. Penulis merupakan anak kedua
dari enam bersaudara pasangan Usman Siregar dan Helmi Hasibuan.
Pada tahun 2005 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Sipirok dan diterima di Program Keahlian
Teknik Komputer, Program Diploma III Institut Pertanian Bogor, melalui jalur Undangan Seleksi
Masuk IPB (USMI). Penulis menyelesaikan pendidikan Diploma III pada tahun 2008 dan melanjutkan

ke Program Sarjana Ilmu Komputer Penyelenggaraan Khusus IPB pada tahun yang sama.

iii

DAFTAR ISI

Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................................................. v
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................................................... v
PENDAHULUAN .................................................................................................................................. 1
Latar Belakang .................................................................................................................................. 1
Tujuan ............................................................................................................................................... 1
Ruang Lingkup .................................................................................................................................. 1
Manfaat ............................................................................................................................................. 1
TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................................................... 1
Digital Watermarking ....................................................................................................................... 1
Ruang Warna YCbCr ........................................................................................................................ 2
Pixel Value Mapping Algorithm ........................................................................................................ 3
Discrete Cosine Transform ............................................................................................................... 3

Bit Error Ratio .................................................................................................................................. 4
METODE PENELITIAN ....................................................................................................................... 4
Penyisipan Watermark ...................................................................................................................... 5
Pengambilan Watermark ................................................................................................................... 5
Analisis Hasil Implementasi.............................................................................................................. 5
Lingkungan Pengembangan .............................................................................................................. 6
HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................................................................... 6
Analisis Waktu Eksekusi ................................................................................................................... 7
Analisis Kualitas Watermark ............................................................................................................ 7
Analisis Kekuatan Watermark .......................................................................................................... 7
KESIMPULAN DAN SARAN............................................................................................................... 9
Kesimpulan ....................................................................................................................................... 9
Saran ................................................................................................................................................. 9
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................................. 9
LAMPIRAN ......................................................................................................................................... 11

iv

DAFTAR TABEL
Halaman

1 Perbedaan tujuan visible watermark dengan invisible watermark ....................................................... 2
2 Rata-rata waktu eksekusi ..................................................................................................................... 7
3 Kekuatan watermark terhadap serangan noise ..................................................................................... 8
4 Kekuatan watermark terhadap serangan cropping ............................................................................... 8
5 Kekuatan watermark terhadap serangan kompresi gambar ................................................................. 9

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Sistem watermarking secara umum (sumber: Cox et al. 2002). .......................................................... 2
2 Contoh DCT dari sebuah gambar. ....................................................................................................... 4
3 Skema besar sistem watermarking....................................................................................................... 4
4 Skema penyisipan watermark. ............................................................................................................. 5
5 Skema pengambilan watermark. .......................................................................................................... 5
6 Antarmuka penyisipan watermark. ...................................................................................................... 6
7 Antarmuka pengambilan watermark. ................................................................................................... 6
8 Antarmuka pemberian serangan. ......................................................................................................... 7
9 Watermark hasil pengambilan. ............................................................................................................ 7
10 Watermark dari serangan rescaling. .................................................................................................. 8

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
1 Gambar ijazah. ................................................................................................................................... 12
2 Watermark asli. .................................................................................................................................. 12
3 Hasil proses penyisipan watermark. .................................................................................................. 12
4 Ilustrasi penyisipan watermark. ......................................................................................................... 13
5 Ilustrasi pengambilan watermark. ...................................................................................................... 14
6 Watermark dari ijazah yang mengalami serangan noise. ................................................................... 15
7 Watermark dari ijazah yang mengalami serangan cropping. ............................................................. 16
8 Watermark dari ijazah yang mengalami serangan kompresi gambar (0-90%). ................................. 18

v

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ijazah merupakan bukti seseorang telah
menyelesaikan masa pendidikan. Saat ini ijazah
masih dalam bentuk fisik kertas tercetak.
Perkembangan Internet telah membuat sistem

yang dulunya masih menggunakan data fisik
beralih ke data digital. Pendaftaran ke jenjang
pendidikan yang lebih tinggi atau pelamaran
pekerjaan sudah banyak yang mengumpulkan
calonnya melalui media Internet. Alasan ini
memunculkan kebutuhan akan adanya ijazah
digital.
Pembuatan ijazah digital didasarkan pada
ciri-ciri ijazah asli secara fisik. Ciri-ciri ijazah
asli yang dimiliki oleh Institut Pertanian Bogor
(IPB) sebagai berikut:
1 Memiliki watermark dengan logo IPB yang
berada di posisi tengah ijazah dan tulisan
”Institut Pertanian Bogor” di beberapa
tempat.
2 Blangko ijazah dicetak oleh Perusahaan
Umum
Percetakan
Uang
Republik

Indonesia.
3 Nomor ijazah bersifat unik dan terdapat
tanda tangan asli dari rektor dan dekan.
4 Memiliki ukuran font, spasi, dan bentuk
tulisan yang khusus.
5 Memiliki stempel asli IPB.
Keuntungan dari ijazah digital adalah
kemudahan dalam penggunaannya dan tampilan
yang lebih baik. Ijazah digital diharapkan
mempunyai kekuatan dan verifikasi dalam
pembuktian keabsahan ijazah. Kelemahan dari
ijazah digital adalah mudah untuk dimanipulasi
dan diduplikasikan dalam waktu singkat.
Berdasarkan kelemahan tersebut dibutuhkan
metode untuk memberikan proteksi hak cipta
pada ijazah digital. Proteksi pada ijazah digital
sangat penting dilakukan untuk menghindari
penyalahgunaan ijazah digital oleh pihak yang
tidak bertanggung jawab. Sebuah sistem
proteksi hak cipta dibutuhkan untuk menjamin
keabsahan dari sebuah ijazah digital.
Sistem proteksi hak cipta pada berkas ijazah
digital yang akan dikembangkan terdiri atas tiga
subsistem. Ketiga subsistem tersebut secara
berurutan adalah watermarking, pemberian
digital signature, dan integritas data. Tiap
subsistem dikerjakan pada tiga penelitian yang
terpisah. Hasil dari satu subsistem menjadi
masukan subsistem berikutnya. Keseluruhan
subsistem digabungkan menjadi sistem utuh
pada subsistem integritas data.

Tujuan
Penelitian ini bertujuan menerapkan
pemberian proteksi hak cipta menggunakan
teknik watermarking pada berkas ijazah digital.
Ijazah digital diharapkan memiliki kekuatan dan
kualitas yang baik dalam pembuktian
keabsahannya. Analisis hasil implementasi
dilakukan dengan menerapkan seranganserangan pada ijazah digital.
Ruang Lingkup
Ruang lingkup pada penelitian ini adalah
penerapan teknik watermarking pada berkas
ijazah digital. Berkas ijazah dan wateramark
yang digunakan adalah gambar dengan format
Joint Photographic Experts Group (JPEG).
Watermark merupakan gambar biner yang
dibuat mirip watermark pada ijazah fisik
dengan format JPEG. Teknik watermarking
yang digunakan adalah dual watermarking.
Jenis watermark yang diterapkan adalah visible
dan invisible watermark. Jenis watermark
berdasarkan kekuatannya yang digunakan
adalah robust watermark. Metode penyisipan
watermark yang digunakan adalah Pixel Value
Mapping Area (PVMA) dan Discrete Cosine
Transform (DCT). Teknik pengambilan
watermark yang digunakan adalah blind
detectors. Serangan yang diterapkan adalah
serangan noise, rescaling, cropping, dan
kompresi gambar.
Manfaat
Penelitian ini diharapkan bisa memberikan
teknik proteksi hak cipta terhadap berkas digital
khususnya ijazah digital. Ijazah digital yang
dihasilkan pada penelitian ini diharapkan
memiliki tingkat keamanan yang baik dan
mempunyai metode yang kuat untuk verifikasi
keabsahannya.
TINJAUAN PUSTAKA
Digital Watermarking
Digital watermarking merupakan cara
penyisipan informasi (watermark) pada berkas
digital berupa pesan tentang berkas itu sendiri.
Penyisipan watermark pertama kali ditemukan
tahun 1282 di Italia dengan cara menambahkan
pola pada cetakan kertas (Cox et al. 2002).
Watermark bisa berupa teks, gambar, suara,
atau video. Digital watermarking mirip dengan
steganografi, akan tetapi memiliki perbedaan
pada tujuannya. Digital watermarking bertujuan
untuk melindungi media yang disisipkan
watermark, sedangkan steganografi bertujuan
untuk melindungi pesan yang ada pada media

2

tanpa memperhatikan keberadaan media itu
sendiri. Tujuan utama penyisipan watermark
pada data digital adalah perlindungan hak cipta,
autentikasi gambar, penyembunyian data, dan
komunikasi rahasia. Menurut Kipper (2004)
terdapat dua jenis watermark, yaitu:
1 Visible watermark
Merupakan watermark yang terlihat pada
media. Media akan mengalami perubahan
tampilan setelah penyisipan.
2 Invisible watermark
Merupakan watermark yang tidak terlihat
pada media. Media tidak akan mengalami
perubahan tampilan secara signifikan
setelah penyisipan.
Perbedaan antara visible watermark dengan
invisible watermark terdapat pada tujuan yang
ingin dicapai. Pemilihan watermark untuk
digunakan pada media akan tergantung pada
jenis proteksi yang akan diberikan. Perbedaan
antara kedua jenis watermark dapat dilihat pada
Tabel 1.
Tabel 1 Perbedaan tujuan visible watermark
dengan invisible watermark
Tujuan
Visible Invisible
Validasi penerima
--√√√
Transmisi non-reputasi
--√√√
Pencegahan pencurian
√√√

Mengurangi nilai
√√√
√√√
komersil
Pencegahan duplikasi
√√√

yang tidak sah
Autentikasi dan notari√
√√√
sasi digital
Identifikasi sumber
√√√

√ = tingkat kekuatan. Sumber: Yip et al. (2006)
Watermark dapat dibedakan menjadi dua
jenis berdasarkan kekuatannya terhadap
serangan, yaitu fragile watermark dan robust
watermark (Kipper 2004). Fragile watermark
merupakan metode untuk autentikasi dengan
ketahanan yang lemah. Watermark akan hilang
jika terjadi perubahan kecil pada media.
Hilangnya watermark merupakan indikator
bahwa media telah mengalami serangan. Robuts
watermark adalah metode watermark dengan
tujuan mempertahankan keberadaan watermark
pada media. Watermark tidak bisa dihilangkan
atau dihancurkan dengan segala jenis serangan
tanpa merusak media. Robust watermark
merupakan kebalikan dari Fragile watermark.

Menurut Cox et al. (2002), watermark juga
dapat dibedakan berdasarkan pada teknik
pengambilannya, yaitu:
1 Blind detectors
Merupakan cara pengambilan watermark
yang tidak membutuhkan berkas asli untuk
mendeteksi keberadaan watermark. Sistem
yang menggunakan teknik blind detectors
disebut Public Watermarking Systems.
2 Informed detectors
Merupakan cara pengambilan watermark
yang harus mengetahui berkas asli untuk
mendeteksi keberadaan watermark. Sistem
yang menggunakan teknik informed
detectors disebut Private Watermarking
Systems.
Sistem pemberian watermark secara umum
memiliki dua fungsi utama, yaitu watermark
embedder dan watermark detector. Watermark
embedder berfungsi menyisipkan watermark
pada media. Watermark detector berfungsi
untuk mendeteksi keberadaan watermark pada
media. Sistem watermarking secara umum
terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1 Sistem watermarking secara umum
(sumber: Cox et al. 2002).
Mutu digital watermarking dapat dilihat dari
parameter berikut (Persada 2009):
1 Fidelity
Penyisipan watermark seharusnya tidak
mempengaruhi kualitas media.
2 Robustness
Watermark harus memiliki ketahanan yang
cukup terhadap proses digital yang umum.
3 Security
Watermark memiliki daya tahan terhadap
usaha yang dengan secara sengaja ingin
memindahkan watermark yang ada pada
media.
Ruang Warna YCbCr
Ruang warna YCbCr sering juga disebut
sebagai ruang warna CCIR 601. Ruang warna
ini dibuat sebagai respon terhadap kenaikan
permintaan akan pendekatan digital dalam
menangani informasi video dan telah digunakan
secara luas untuk model video digital. Ruang

3

warna ini termasuk dalam ruang warna untuk
transmisi televisi (Chai & Bouzerdoum 2000).
Rekomendasi 601 menyebutkan pengkodean
8-bit (0-255) dari YCbCr dengan komponen Y
memiliki batas nilai sampai 219 dan
penambahan +16. Pengkodean ini menempatkan
warna hitam pada nilai 16 dan putih pada nilai
235. Komponen Cb dan Cr memiliki batas nilai
sampai 112 dan penambahan +128 dan
menghasilkan rentang dari 16 sampai 240.
Komponen Y merupakan kopi skala abu-abu
(grayscale copy) dari gambar utama. Warna
putih ditampilkan sebagai suatu nilai tengah
antara komponen Cr dan Cb. Warna coklat
ditampilkan oleh komponen Cb yang lemah dan
komponen Cr yang kuat. Warna hijau
ditampilkan oleh komponen Cb dan Cr yang
sama-sama lemah. Warna biru ditampilkan oleh
komponen Cb kuat dengan Cr lemah.
Ruang warna YCbCr dapat dihitung dari
ruang warna RGB dengan menggunakan
persamaan berikut:

Fungsi bijektif yang dapat digunakan pada
algoritme PVMA ada dua fungsi, yaitu linear
mapping dan piecewise linear mapping.
1 Linear Mapping

2 Piecewise Linear Mapping

dengan t adalah nilai pixel dari gambar P, t ϵ
{0-255} dan 255 ≥ T1 ≥ T2 ≥ 0 serta c adalah
konstanta yang didefenisikan oleh pengguna.
Konstanta c biasanya ada di rentang 0 – 255.
Karena f adalah sebuah fungsi bijektif, maka
inversi dari f bisa dihitung. Hasil dari inversi ini
adalah gambar asli yang didapatkan kembali
dengan bantuan dari watermark. Jika hasil dari
inversi adalah R, maka

Discrete Cosine Transform
Ruang warna YcbCr dapat ditransformasi
kembali ke ruang warna RGB dengan
persamaan:

a= 0.00456621, b= -0.00153632, c= 0.00791071
Pixel Value Mapping Algorithm
Pixel Value Mapping Algorithm (PVMA)
adalah algoritme yang digunakan oleh Yip et al.
(2006) untuk membuat lossless visible
watermarking. Lossless visible watermarking
adalah jenis visible watermark yang bisa
memulihkan kembali gambar asli dari gambar
yang memiliki watermark secara sempurna.
Algoritme PVMA bekerja pada domain spasial.
Sebuah gambar P yang memiliki ukuran MxN,
dan watermark W yang ingin disisipkan ke P,
maka akan menghasilkan gambar yang memiliki
watermark Q. Penyisipan ini menggunakan
fungsi pemetaan intensitas secara bijektif f.
Watermark W adalah watermark biner dan
ukurannya sama dengan P, W(x,y) ϵ {0, 1},
dengan x = 1…M, dan y = 1…N, maka

Discrete Cosine Transform (DCT) adalah
teknik untuk mengubah sebuah sinyal menjadi
komponen-komponen dasar frekuensi (Al-Haj
2007). DCT merupakan suatu metode
transformasi yang digunakan sebagai dasar
untuk kompresi JPEG. Sampai saat ini sudah
terdapat berbagai macam jenis DCT seperti
DCT I, DCT II, DCT III, DCT IV, DCT V-VIII.
DCT sangat tahan terhadap manipulasi data
seperti kompresi dan filtering. DCT dua dimensi
dapat dipandang sebagai komposisi dari DCT
pada masing-masing dimensi. Sebagai contoh,
jika himpunan bilangan real disajikan dalam
senarai dua dimensi terhadap masing-masing
baris dan kemudian melakukan DCT satu
dimensi terhadap masing-masing kolom dari
hasil DCT tersebut. DCT dua dimensi dari suatu
citra A akan menghasilkan citra B dengan
persamaan sebagai berikut:

dengan

Inverse Discrete Cosine Transform (IDCT)
adalah metode untuk mengembalikan nilai DCT
menjadi gambar aslinya. Persamaan untuk

4

menginversi nilai DCT didefinisikan sebagai
berikut :

penglihatan mata manusia. Batas toleransi nilai
BER adalah 35% (Baldman 2003). Nilai BER
digunakan sebagai indikator perbedaan antara
watermark asli dengan watermark hasil
pengambilan. Nilai BER bukan menjadi
penentu kekuatan dari watermark.
METODE PENELITIAN

dengan:
A
=
B
=
p,q
=
M, N =

citra awal
citra hasil DCT
posisi pixel
jumlah baris, jumlah kolom

Koefisien pertama, yaitu C(0) pada DCT
satu dimensi atau C(0,0) pada DCT dua dimensi
disebut koefisien DC. Koefisien lainnya disebut
sebagai koefisien AC. Fungsi basis yang
berkorespondensi dengan koefisien DC
memiliki nilai tetap, sedangkan koefisien AC
berkorespondensi dengan fungsi basis yang
berbentuk gelombang. Gambar 2 merupakan
contoh hasil perhitungan DCT dari sebuah
gambar.

Penelitian ini mengembangkan aplikasi yang
menggunakan teknik watermarking sebagai
proteksi hak cipta pada ijazah digital. Teknik
watermarking yang digunakan adalah dual
watermarking, yaitu menerapkan dua jenis
watermark pada satu media. Aplikasi terdiri atas
dua fungsi utama, yaitu fungsi untuk penyisipan
watermark dan pengambilan watermark.
Terdapat fungsi tambahan pemberian serangan
untuk analisis kekuatan dan kualitas hasil
aplikasi. Skema dari pengembangan aplikasi
dapat dilihat pada Gambar 3.
Mulai
Gambar Ijazah
Fungsi Penyisipan
watermark

Watermark

Ijazah tertanam
watermark

tidak

Analisis Kekuatan
& kualitas

Fungsi Pengambilan
watermark

Gambar 2 Contoh DCT dari sebuah gambar.

Watermark hasil
pengambilan

ya

Fungsi Pemberian
serangan
Penghitungan
Kualitas

Bit Error Ratio
Bit Error Ratio (BER) adalah perbandingan
antara jumlah bit pada gambar yang memiliki
nilai tidak sama dengan gambar asli dengan
jumlah total semua bit gambar (Persada 2009).
BER menunjukkan total posisi pixel yang tidak
sama dengan gambar asli dalam satuan
persentase. Persamaan untuk menghitung BER
adalah:

dengan Pi adalah jumlah pixel yang nilainya
sama dan N adalah total keseluruhan pixel. Nilai
BER yang kecil menunjukkan bahwa tingkat
kesalahan bit antar gambar yang rendah dan
kedua gambar tersebut terlihat sama secara

Kualitas

Selesai

Gambar 3 Skema besar sistem watermarking.
Fungsi penyisipan watermark menghasilkan
ijazah digital yang memiliki watermark dan
mencatat lama waktu untuk penyisipan. Fungsi
pengambilan watermark digunakan untuk
mengambil kembali watermark yang ada pada
ijazah digital. Fungsi pengambilan watermark
juga menghitung kualitas dari watermark yang
didapatkan dan pencatatan lama waktu yang
dibutuhkan. Fungsi serangan adalah fungsi
tambahan yang dibuat untuk keperluan analisis
kualitas dan kekuatan ijazah digital. Fungsi
serangan memberikan serangan pada ijazah
digital yang telah tertanam watermark.

5

Penyisipan Watermark
Penyisipan watermark adalah proses untuk
menyisipkan informasi ke dalam ijazah digital
yang akan dilindungi. Ijazah digital yang berada
pada ruang warna Red, Green, Blue (RGB)
dikonversi ke ruang warna YCbCr. Elemen Y
dari YCbCr dan watermark selanjutnya
dimasukkan ke dalam proses PVMA. Hasil dari
PVMA adalah ijazah digital yang telah tertanam
visible
watermark.
Selanjutnya
adalah
menghitung nilai DCT dari hasil proses PVMA
dan watermark. Sebagian nilai low frequency
dari DCT hasil proses PVMA digantikan oleh
nilai DCT watermark. Penggantian nilai ini
bertujuan agar proses pengambilan watermark
menggunakan teknik blind detectors. Jika m
adalah banyak kolom dan n adalah banyak
baris, maka penggantian nilai DCT dimulai dari
(m/2+1, n/2+1) sampai sebanyak baris dan
kolom dari DCT watermark. Setelah
penggantian nilai DCT selesai, maka nilai
inversinya didapatkan dengan menggunakan
fungsi IDCT. Hasil IDCT digabungkan kembali
dengan elemen CbCr dan dikonversi ke ruang
warna RGB. Hasil konversi ini adalah ijazah
digital yang telah memiliki invisible watermark.
Skema untuk penyisipan watermark dapat
dilihat pada Gambar 4.
Mulai
Gambar Ijazah
Konversi RGB
ke YCbCr

Watermark

PVMA
Ijazah+visible
watermark

IDCT
Konversi YCbCr
ke RGB

DCT

DCT

Penggantian Koefisien

Ijazah digital
Selesai

Gambar 4 Skema penyisipan watermark.
Pengambilan Watermark
Pengambilan watermark adalah kebalikan
dari proses penyisipan watermark. Proses ini
bertujuan untuk mengambil invisible watermark
yang terdapat pada ijazah digital. Pengambilan
watermark ini dilakukan untuk mengetahui
apakah ijazah digital asli atau tidak. Proses
pertama yang dilakukan adalah mengkonversi
ruang warna RGB menjadi ruang warna YCbCr.
Elemen Y dari YCbCr diambil dan dihitung
nilai DCT Y. Koefisien-koefisien yang

memiliki informasi tentang watermark yang ada
pada nilai DCT tersebut diambil dan
dikumpulkan. Kumpulan koefisien diinversikan
dengan menggunakan fungsi IDCT yang akan
menghasilkan watermark yang terdapat pada
ijazah digital. Tahapan pengambilan watermark
dapat dilihat pada Gambar 5.
Mulai

Ijazah tertanam
Watermark

DCT

Konversi RGB
ke YCbCr

Pengambilan
koefisien

IDCT

Selesai

Watermark
hasil
pengambilan

Gambar 5 Skema pengambilan watermark.
Analisis Hasil Implementasi
Hasil implementasi yang telah dilakukan
selanjutnya dianalisis, diuji, dan dievaluasi.
Analisis ini menjadi tolak ukur keberhasilan
dari aplikasi yang dikembangkan. Analisis yang
dilakukan pada penelitian ini antara lain:
Analisis waktu eksekusi
Waktu eksekusi merupakan salah satu
faktor yang diperhatikan untuk keperluan
analisis sebuah sistem. Penyisipan dan
pengambilan watermark membutuhkan
waktu untuk menyelesaikan pekerjaannya.
Analisis kualitas watermark
Analisis kualitas watermark dilakukan pada
ijazah digital yang belum mengalami
perubahan. Analisis ini bertujuan untuk
mengetahui kualitas tampilan watermark
setelah proses pengambilan dan bisa atau
tidaknya watermark tersebut diambil.
Analisis Kekuatan Watermark
Analisis kekuatan watermark dilakukan
untuk mengetahui kekuatan dan keamanan
watermark terhadap serangan. Serangan
menyebabkan perubahan secara fisik pada
ijazah digital. Perubahan pada ijazah digital
mempengaruhi dan mengancam keberadaan
watermark. Serangan yang diterapkan pada
penelitian ini adalah:
a Serangan noise
Serangan noise adalah menambahkan
noise pada ijazah digital. Noise yang
ditambahkan pada ijazah digital adalah
Gaussian, Speckle, Salt & Pepper, dan
Poisson noise. Serangan diterapkan
dengan menggunakan fungsi default
yang ada di Matlab.
b Serangan rescaling dan cropping
Serangan rescaling yang dilakukan
pada penelitian ini adalah mengubah

6

c

ukuran gambar ijazah menjadi
setengahnya kemudian dikembalikan
ke ukuran asli. Serangan cropping
dilakukan dengan cara mengubah
sebagian warna pada posisi tertentu
secara kontras dari gambar. Serangan
diterapkan menggunakan Matlab.
Serangan kompresi gambar
Kualitas suatu gambar tergantung pada
tingkat kompresi yang digunakan.
Kualitas dan kompresi pada gambar
berbanding terbalik. Kualitas gambar
tinggi, maka tingkat kompresi rendah.
Tingkat kompresi tinggi, maka kualitas
gambar rendah. Serangan dilakukan
dengan fungsi Matlab.

bertujuan agar proses verifikasi keabsahan
ijazah digital lebih cepat dilakukan. Gabungan
dari kedua jenis watermark ini diharapkan bisa
memberikan proteksi hak cipta yang maksimal
pada ijazah. Hasil proses penyisipan bisa dilihat
pada Lampiran 3. Ilustrasi dari proses
penyisipan watermark dapat dilihat pada
Lampiran 4. Tampilan antarmuka yang dibuat
untuk penyisipan watermark yang dihasilkan
dapat dilihat pada Gambar 6.

Watermark pada ijazah digital diambil
setelah penerapan serangan selesai dilakukan.
Hal ini bertujuan untuk mengetahui apakah
watermark bisa bertahan atau tidak dari
serangan-serangan tersebut.
Lingkungan Pengembangan
Penelitian dilakukan dengan menggunakan
bantuan perangkat lunak Matlab 7.7 yang
dijalankan pada sistem operasi Windows 7
Ultimate. Spesifikasi dari perangkat keras yang
digunakan pada penelitian ini adalah:
1
2
3
4

Prosesor Intel Core 2 Duo 2.00 GHz.
RAM kapasitas 2 GB.
Hard disk drive kapasitas 160 GB.
Monitor, mouse, dan keyboard standar.
HASIL DAN PEMBAHASAN

Berkas ijazah digital dan watermark dibuat
mirip dan berdasarkan tampilan yang ada pada
ijazah fisik. Ijazah yang digunakan sebagai
acuan adalah ijazah Program Diploma IPB yang
diterbitkan pada tahun 2008. Proses penyisipian
watermark menerima masukan berkas ijazah
digital dan watermark dengan format gambar.
Berkas ijazah digital dan watermark memiliki
ukuran yang sama, yaitu 3504 x 2480 pixel.
Berkas ijazah digital dan watermark yang
digunakan dapat dilihat pada Lampiran 1 dan
Lampiran 2.
Proses penyisipan watermark menghasilkan
ijazah digital yang memiliki watermark. Hasil
yang diperoleh dari proses penyisipan adalah
ijazah digital yang telah tertanam dual
watermark, yaitu visible watermark dan
invisible watermark. Watermark yang pertama
disisipkan adalah visible watermark yang
kemudian disisipkan lagi invisible watermark.
Invisible watermark pada urutan kedua

Gambar 6 Antarmuka penyisipan watermark.
Ijazah digital hasil penyisipan digunakan
pada proses pengambilan watermark untuk
mendapatkan kembali watermark yang tertanam
sebagai bukti keasliannya. Ukuran watermark
yang diambil dari ijazah digital adalah 438 x
310 pixel. Ilustrasi dari proses pengambilan
watermark dapat dilihat pada Lampiran 5.
Tampilan antarmuka yang dibuat untuk
pengambilan watermark dapat dilihat pada
Gambar 7.

Gambar 7 Antarmuka pengambilan watermark.

7

Pemberian serangan pada ijazah digital
merupakan fungsi tambahan yang dibuat untuk
keperluan analisis kualitas dan kekuatan
watermark. Pemberian serangan memiliki
antarmuka untuk mempermudah penerapannya
pada ijazah digital. Antarmuka ini digunakan
hanya untuk pemberian serangan noise saja.
Serangan lain dilakukan dengan perintah
manual pada Matlab. Tampilan antarmuka
untuk pemberian serangan pada ijazah digital
dapat dilihat pada Gambar 8.

tahapan yang lebih sedikit. Ijazah digital yang
digunakan untuk keperluan analisis lainnya
hanya menggunakan ijazah digital dengan
ukuran 3504 x 2480 pixel.
Analisis Kualitas Watermark
Pengambilan watermark dilakukan pada
ijazah digital yang telah tertanam watermark.
Ijazah digital yang digunakan merupakan hasil
keluaran dari proses penyisipan watermark.
Watermark diambil dari ijazah digital yang
tidak mengalami kerusakan atau serangan. Nilai
BER yang didapatkan sebesar 12,26% dan
memiliki tampilan mirip dengan aslinya secara
perseptual. Watermark hasil pengambilan ini
bisadilihat pada Gambar 9.

Gambar 8 Antarmuka pemberian serangan.
Analisis Waktu Eksekusi
Waktu eksekusi untuk proses penyisipan dan
pengambilan watermark yang dibutuhkan oleh
aplikasi dicatat dari 20 kali percobaan. Berkas
ijazah digital dan watermark yang digunakan
memiliki ukuran yang berbeda. Ukuran berkas
ijazah digital dan watermark yang digunakan
adalah:
3504 x 2480 pixel.
1752 x 1240 pixel.
876 x 620 pixel.
Rata-rata waktu eksekusi yang dibutuhkan oleh
aplikasi dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Rata-rata waktu eksekusi
Ukuran
(pixel)
3504x2480
1752x1240
876x620

Waktu (detik)
embed
extract
16.9932
5.1473
5.4678
1.2652
2.8416
0.4212

Berdasarkan data pada Tabel 2, ukuran dari
ijazah digital mempengaruhi waktu eksekusi
yang dibutuhkan oleh aplikasi. Waktu untuk
proses pengambilan watermark lebih cepat dari
penyisipan karena proses pengambilan memiliki

Gambar 9 Watermark hasil pengambilan.
Analisis Kekuatan Watermark
Kekuatan watermark pada ijazah digital
diuji dengan memberikan serangan. Serangan
dilakukan untuk menggangu keberadaan
watermark pada ijazah digital. Serangan yang
dilakukan pada penelitian ini adalah:
a Serangan Noise
Serangan dilakukan menggunakan fungsi
Matlab imnoise dengan parameter default
dari Matlab. Jenis noise yang digunakan adalah
Gaussian noise, Speckle noise, Salt & Pepper
noise, dan Poisson noise. Serangan noise
mengakibatkan perubahan nilai pixel pada
posisi acak. Baris perintah yang digunakan
untuk melakukan serangan adalah sebagai
berikut:
Asli = imread(‘ijazah.jpg’);
Hsl = imnoise(Asli, noise);
Bagian noise pada baris perintah kedua
diganti sesuai dengan jenis noise yang ingin
ditambahkan ke ijazah digital. Setelah
melakukan serangan noise pada ijazah digital,
watermark diambil dan dibandingkan dengan

8

watermark asli. Nilai BER yang didapatkan dari
hasil pengambilan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Kekuatan watermark terhadap serangan
noise
Jenis Noise
Gaussian
Speckle
Salt & Pepper
Poisson

BER (%)

Penilaian
HVS

13.15
12.22
12.62
13.24

Kuat
Kuat
Kuat
Kuat

Berdasarkan Tabel 3 terlihat bahwa kualitas
dan kekuatan dari teknik watermarking yang
diterapkan mampu menahan serangan noise.
Serangan noise menyebabkan watermark yang
diambil memiliki bercak hitam yang seharusnya
tidak ada. Watermark secara perseptual masih
bisa dikenali. Watermark hasil pengambilan
dapat dilihat pada Lampiran 6.

Serangan cropping menggunakan Matlab
dengan cara mengganti nilai pixel pada gambar
menjadi 0. Penggantian nilai pixel ini
mengakibatkan perubahan warna pada posisi
yang ditentukan menjadi warna hitam. Posisi
cropping yang digunakan adalah posisi kiri atas,
kiri bawah, kanan atas, kanan bawah, dan
semua sisi ijazah digital. Ukuran besar cropping
yang dipakai adalah hasil perkalian persentase
dengan ukuran ijazah digital, yaitu 30%, 40%,
dan 50%. Nilai BER watermark dari ijazah
digital yang mengalami serangan cropping
dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4 Kekuatan watermark terhadap serangan
cropping
Posisi

Asli = imread(‘ijazah.jpg’);
[m n] = size(Asli);
Temp = imresize(Asli,[m/2 n/2]);
Hsl = imresize(Temp,[m n]);
Nilai BER yang didapat dari watermark
hasil pengambilan adalah 47,22% dan secara
perseptual watermark tidak memiliki kemiripan
dengan watermark asli serta tidak bisa dikenali.
Watermark dari ijazah digital yang mengalami
serangan rescaling bisa dilihat pada Gambar 10.

BER
(%)

Penilaian
HVS

Kiri
Atas

30%
40%
50%

21.23
27.76
33.86

Lemah
Lemah
Lemah

Kiri
Bawah

30%
40%
50%

21.15
28.02
34.92

Lemah
Lemah
Lemah

Kanan
Atas

30%
40%
50%

21.28
27.80
33.82

Lemah
Lemah
Lemah

Kanan
Bawah

30%
40%
50%

21.18
28.01
34.82

Lemah
Lemah
Lemah

Semua
Sisi

30%
40%
50%

62.09
74.64
85.05

Lemah
Lemah
Lemah

b Serangan Rescaling dan Cropping
Serangan rescaling dilakukan dengan cara
mengecilkan ukuran ijazah digital menjadi
setengah dari ukuran asli. Selanjutnya ijazah
tersebut dikembalikan lagi ke ukuran aslinya.
Serangan ini dilakukan dengan menggunakan
fungsi Matlab imresize. Baris perintah yang
digunakan untuk melakukan serangan ini adalah
sebagai berikut:

Ukuran
cropping

Serangan yang tidak bisa ditahan adalah
serangan pada semua sisi secara bersamaan.
Serangan di sisi tertentu memiliki nilai BER
yang berada pada nilai toleransi yang diterima.
Watermark hasil pengambilan dari ijazah digital
yang dikenakan serangan cropping mengalami
kerusakan. Pola kerusakan yang terjadi pada
watermark sama dengan pola kerusakan pada
ijazah digital. Watermark sebenarnya masih
bisa dikenali meski ada bagian yang mengalami
kerusakan. Watermark hasil pengambilan dari
semua ijazah digital yang mengalami serangan
cropping dapat dilihat pada Lampiran 7.
c Serangan Kompresi Gambar

Gambar 10 Watermark dari serangan rescaling.

Ijazah digital dikenakan serangan kompresi
gambar. Kompresi gambar ini berpengaruh pada
kualitas gambar. Secara perceptual tidak terlihat
perbedaan antara dua gambar yang memiliki
tingkat kompresi yang berbeda. Hal ini

9

diakibatkan oleh sistem penglihatan manusia
yang tidak peka terhadap perubahan nilai pixel
pada gambar. Semakin besar kompresi yang
dilakukan maka kualitas dari gambar semakin
kecil.
Serangan ini dilakukan setelah proses
penyisipan selesai dengan cara mengubah
parameter quality pada perintah imwrite.
Parameter quality yang digunakan mulai dari 10
sampai 100. Parameter Compression Ratio (CR)
merupakan kebalikan dari parameter quality.
Hasil dari analisis serangan kompresi gambar
pada ijazah digital dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5 Kekuatan watermark terhadap serangan
kompresi gambar
CR (%)

BER (%)

Penilaian HVS

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90

12.16
12.19
12.16
12.16
12.22
12.20
12.24
12.15
13.09
12.01

Kuat
Kuat
Kuat
Kuat
Kuat
Kuat
Kuat
Kuat
Kuat
Lemah

Tingkat kompresi memberikan pengaruh
terhadap kualitas watermark. Meskipun nilai
BER untuk semua tingkat kompresi berada di
bawah nilai toleransi, secara visual watermark
yang masih bisa dikenali hanya sampai tingkat
kompresi gambar 80%. Hal ini terjadi karena
makin tinggi tingkat kompresi gambar, maka
makin banyak pula informasi yang hilang dari
gambar. Watermark hasil pengambilan dari
ijazah digital yang mengalami serangan
kompresi gambar bisa dilihat pada Lampiran 8.

Watermark yang dihasilkan memiliki sifat
robust terhadap serangan yang diberikan.
Serangan dengan penambahan noise pada
ijazah digital dapat ditahan dengan baik.
Serangan kompresi gambar masih bisa ditahan
sampai batas 80%. Watermark dapat diambil
dari ijazah digital dengan nilai BER yang
berada pada batas toleransi. Watermark yang
diambil bisa dikenali secara perseptual dan
mirip dengan watermark asli. Hal ini
membuktikan bahwa watermark bisa bertahan
dengan baik terhadap perubahan nilai pixel.
Ijazah digital dapat digunakan untuk subsistem
Digital Signature dengan menggunakan teknik
LSB sebagai cara penyisipannya tanpa
kehilangan watermark.
Serangan yang tidak bisa ditahan pada
penelitian ini adalah serangan rescaling. Akibat
serangan tersebut watermark hasil pengambilan
memiliki nilai BER 47,22%, tidak bisa dikenali
dan tidak mirip dengan watermark asli. Tingkat
kompresi gambar diatas 80% membuat
watermark tidak bisa dikenali meskipun nilai
BER berada di bawah 14%. Serangan cropping
menghasilkan watermark yang tampilannnya
mirip dengan hasil cropping pada ijazah.
Meskipun memiliki nilai BER tinggi, secara
perseptual watermark tersebut bisa dikenali.
Saran
Kekurangan penelitian ini adalah watermark
tidak mampu bertahan terhadap serangan
rescaling. Penelitian selanjutnya diharapkan:
Mencoba menggunakan metode lain untuk
memperbaiki kekurangan penelitian ini.
Menambahkan fitur untuk tamper proofing.
Menggunakan serangan yang lebih banyak
untuk menghasilkan aplikasi watermarking
yang lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Aplikasi yang telah dikembangkan pada
penelitian ini menerapkan teknik watermarking
sebagai proteksi hak cipta pada ijazah digital.
Ukuran gambar yang digunakan mempengaruhi
lama waktu eksekusi yang dibutuhkan. Ukuran
gambar yang semakin kecil mengakibatkan
waktu eksekusi yang dibutuhkan semakin cepat.
Watermark hasil pengambilan dari ijazah digital
memiliki kualitas yang baik dengan nilai BER
12.26% dan mirip dengan watermark asli.

Al-Haj A. 2007. Combined DWT-DCT Digital
Image Watermarking. Journal of Computer
Science 3 (9): 740-746.
Baldman A. 2003. Bit Error Ratio Testing: How
Many Bits are Enough?. New Hampshire:
InterOperability Laboratory, University of
New Hampshire.
Chai D, Buozerdoum A. 2000. A Bayesian
Approach to Skin Color Classification in
YCbCr Color Space. TENCON 2000.
Proceedings. (2): 421-424.

10

Cox IJ, Miller ML, Bloom JA. 2002. Digital
Watermarking.
New
York:
Morgan
Kaufmann Publishers.
Kipper G. 2004. Investigator’s Guide to
Steganography. New York: Auerbach
Publications.
Persada BA. 2009. Studi dan Implementasi non
Blind Watermarking dengan Metode Spread
Spectrum [skripsi]. Bandung: Sekolah
Teknik Elektro dan Informatika, Institut
Teknologi Bandung.
Yip SK, Au OC, Ho CW, Wong HM. 2006.
Lossless Visible Watermarking. IEEE
International Conference on Multimedia and
Expo: 853-856.

11

LAMPIRAN

12

Lampiran 1 Gambar ijazah.

Lampiran 2 Watermark asli.

Lampiran 3 Hasil proses penyisipan watermark.

13

Lampiran 4 Ilustrasi penyisipan watermark.

PVMA

Penggantian Koefisien

14

Lampiran 5 Ilustrasi pengambilan watermark.

15

Lampiran 6 Watermark dari ijazah yang mengalami serangan noise.

Gaussian

Speckle

Poisson

Salt & Pepper

16

Lampiran 7 Watermark dari ijazah yang mengalami serangan cropping.

17

Lampiran 7 Lanjutan.

18

Lampiran 8 Watermark dari ijazah yang mengalami serangan kompresi gambar (0-90%).

19

Lampiran 8 Lanjutan.