Tahap ini dilakukan dokumentasi hasil analisa dan perancangan yang digunakan untuk menuangkan hasil penelitian tersebut ke dalam laporan akhir dalam dalam
bentuk skripsi.
1.7 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dalam penyusunan skripsi ini adalah:
Bab 1 : PENDAHULUAN Membahas tentang Latar Belakang, Rumusan Masalah, Batasan Masalah,
Tujuan Penelitian, Manfaat Penelitian, Metodologi Penelitian serta
Sistematika Penulisan. Bab 2 : LANDASAN TEORI
Berisi tentang steganografi, file audio WAV, algoritma Echo Data Hiding, bahasa pemrograman serta
Flow Chart
. Bab 3 : ANALISIS DAN PERANCANGAN
Membahas tentang pembacaan data file WAV, penyisipan file WAV, perhitungan
Means Squared Error
, model analisis perangkat lunak,
flow chart sistem
serta perancangan
user interface
. Bab 4 : IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
Membahas implementasi dari hasil perancangan dan hasil pengujian sistem. Bab 5 : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan dan saran-saran dari skripsi
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 File
Audio Digital
Digital audio digitized sound
Audio digital
merupakan jenis file
audio
yang berasal dari hasil perekaman atau hasil sintesis dari komputer.
Audio
digital memiliki tiga karakteristik yang terutama yaitu:
a.
Samples,
merupakan representasi aktual suara yang disimpan dalam ribuan angka individual.
b.
Resolution bit depth,
merupakan ukuran
sample
dalam bit misalkan. 8-bit, 16-bit.
c.
Sampling rate,
merupakan kecepatan permrosesan bit oleh komputer misalkan. 44.1 KHz untuk Compact Disc.
Proses
encoding
pada media
audio
melibatkan konversi sinyal analog ke dalam rangkaian bit. Sinyal analog suara dan musik direpresentasikan dalam gelombang
sinus dalam frekwensi yang beragam. Sistem pendengaran manusia hanya dapat menangkap frekwensi dalam rentang 20
– 20.000 Hz. Karena gelombang suara bersifat analog sinyalnya bersifat kontinyu, maka gelombang tersebut perlu
dikonversikan terlebih dahulu ke dalam beberapa set
sample
agar dapat direpresentasikan dengan rangkaian biner 1 dan 0.
Konversi dari analog ke digital dicapai dengan mengambil
sample
dari suatu sinyal analog dan merubah
sample
tersebut ke dalam tingkatan voltase. Level voltase tersebut akan dikonversikan ke dalam numerik menggunakan skema yang disebut
Pulse Code Modulation
dan alat pengkonversinya disebut
Coder-Decoder
.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.14
Pulse Code Modulation
Pulse Code Modulation
PCM hanya dapat menyediakan perkiraan dari sinyal analog yang asli. Misalnya sinyal analog diukur pada level 4.86, akan dikonversikan
ke 5 pada PCM. Hal ini disebut
quantization error
. Aplikasi-aplikasi audio mendefinisikan level-level yang berbeda pada PCM.
Sinyal analog perlu di-
sample
dengan
rate
dua kali lebih dari frekuensi tertinggi pada sinyal, agar hasil yang asli dapat direproduksi dari
sample
. Sebagai contoh pada jaringan telepon, suara manusia dengan rentang frekuensi 0-4000Hz
walaupun pada kenyataannya hanya 400 – 3400 Hz yang membawa suara, di-
sample
dengan
rate
8000 Hz. Aplikasi
audio
musik menangani spektrum penuh dari pendengaran manusia, aplikasi ini umumnya menggunakan
sampling rate
44.1 kHz, dimana pada 1 detik musik digital terdapat 44100
sample
Kessler, 2004. Sedangkan besar dari ukuran file musik yang tidak dikompresi dapat dikalkulasikan dengan
rumus : Jumlah bit per detik = S R C
S =
Sampling rate
R = Resolusi
Pulse Code Modulation
16 bit C = Jumlah
channel
mono = 1, stereo = 2
Universitas Sumatera Utara
Sebagai contoh, pada 1 menit file
audio
, dengan
sampling rate
44.1 kHz dan menggunakan 2
channel
, maka ukuran file yang tidak terkompres mencapai 10.09 MB. File
audio
yang populer sekarang ini seperti MP3, Ogg Vorbis, dan sebagainya, menggunakan skema kompresi untuk mengurangi ukuran dari file. Untuk lebih
memahami media audio, terutama MP3 yang akan digunakan sebagai medium
Carrier
, diperlukan pemahaman terlebih dahulu terhadap skema kompresi file audio yang ada.
2.1.1 Struktur Data pada File
Audio
Format file wave merupakan salah satu format yang digunakan untuk menyimpan suara pada rentang frekuensi 20 Hz sampai 20 kHz. Gelombang suara
mempunyai data yang kontinyu sehingga gelombang tersebut bila digambarkan akan berupa kurva yang tidak putus-putus, akan tetapi komputer hanya dapat menyimpan
data dalam bentuk digital. Struktur data pada file
audio
berbeda-beda tergantung format
audio
-nya. Struktur file Wav dapat dilihat seperti pada Gambar 2.15.
Gambar 2.15 Struktur File WAV
File dengan format wave menggunakan metode pulse code modulation PCM untuk menyimpan suara yang bersifat analog menjadi data digital pada komputer.
PCM adalah salah satu cara merepresentasikan data analog dalam bentuk digital
Universitas Sumatera Utara
dimana data sinyal analog tersebut diambil sampelnya pada setiap selang periode tertentu kemudian dijadikan nilai pada sistem digital. Selang waktu yang digunakan
untuk mengambil sampel pada sinyal analog tersebut menentukan kualitas suara yang dihasilkan. Semakin banyak sampel sinyal analog yang diambil dalam selang waktu
tertentu maka semakin baik pula kualitas suara yang dihasilkan hasil suara akan mendekati dengan suara aslinya. Data mentah hasil PCM ini kemudian disimpan
dalam format file .WAV. Sebagai contoh file wav memiliki sample audio seperti pada Gambar
Gambar 2.15 Contoh Struktur
file
WAVE dalam bentuk
hexa
Pada struktur file Wav di atas terdiri dari: a.
Chunk Descriptor
yang terdiri dari data: 52 49 46 46 28 08 00 00 57 41 56 45. b.
Fmt subChunk
yang terdiri data
subChunk1size
,
audioFormat
,
numChannel
,
sampleRate
,
byteRate
dan
BlockAlign
yaitu: 44 15 2f 3d 1e 2a 00 4d 01 7c 01 12 45 68 00 01 85 01 00 04 00 10 00
c. Data
subChunk
yang terdiri dari data
subChunk2size
serta
sample-sa mple
yaitu: 54 2e 7a 4d 10 9d1 12 12 44 002 24 17 1e f33 3c 13 3c 14 4 16 f9 18 f9 34 e7 23 a6 3c f2 24 f2 24 f2 11 ce 1a 0d
2.1.2 Pembacaan File
Audio
Data
audio
yang di-
encoding
terdiri dari 576 baris frekuensi tiap
channel
dan bagian kecil yang disimpan sebagai 16 bit
signed integer
. Sebagai contoh diberi sebuah spektrum frekuensi pada file
audio
berformat wav yang dapat dilihat pada Gambar 2.16.
52 49 46 46 28 08 00 00 57 41 56 45 44 15 2f 3d 1e 2a 00 4d 01 7c 01 12 45 68 00 01 85 01 00 04 00 10 00 54 2e 7a 4d 10
9d1 12 12 44 002 24 17 1e f33 3c 13 3c 14 4 16 f9 18 f9 34 e7 23 a6 3c f2 24 f2 24 f2 11 ce 1a 0d.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.16 Frekuensi File
Audio
Redmond. 1993
Pada file suara yang terkuantisasi dilakukan
encoding
yang menghasilkan nilai
integer
yang merupakan nilai frekuensi dari sampel
audio
. Sampel
audio
yang di-
encoding
dapat dilihat pada Gambar 2.17.
Gambar 2.17
Encoding
Sampel
Audio
Redmond. 1993
2.2
Steganography
pada Media Digital
Steganography
adalah merupakan salah satu cara untuk menyembunyikan suatu pesan data rahasia di dalam data atau pesan lain yang tampak tidak mengandung apa-apa,
kecuali bagi orang yang mengerti kuncinya. Dalam bidang keamanan komputer, steganografi digunakan untuk menyembunyikan data rahasia saat enkripsi tidak dapat
Waktudetik Amplitudo
Universitas Sumatera Utara
dilakukan atau bersamaan dengan enkripsi. Jadi, walaupun enkripsi berhasil dipecahkan
decipher
pesan data rahasia tetap tidak terlihat.
Saat ini
steganography
dalam dunia digital berkembang ke dalam 2 arah yang berbeda, satu arah bertujuan untuk melindungi pesan rahasia dari deteksi
protection against detection
, yang merupakan tujuan utama dari
steganography
. Arah yang lain, walaupun mengandung tujuan utama dari
steganography
menghindari deteksi, namun bertujuan untuk melindungi pesan rahasia pada media agar tidak dapat
dihilangkan
protection against removal
Vico, Jes´us d´iaz. 2010.
Hirarki
Steganography
pada Media Digital dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Hirarki
Steganography
pada Media Digital Vico, Jes´us d´iaz. 2010
Steganography
menyediakan fungsi fungsi penting dan berguna dalam dunia digital, yang paling populer adalah
digital watermarking
. Aplikasi ini dapat menyembunyikan pesan rahasia di dalam sebuah file sehingga bukti kepemilikan dari
karya intelektual tersebut dapat dibuktikan atau untuk memastikan integritas dari karya tersebut. Walaupun secara konsep mirip dengan
steganography
, namun tujuan dari
digital watermarking
sedikit berbeda. Secara umum hanya sedikit dari informasi yang dimasukkan dalam
Carrier
, penyembunyian informasi
watermarking
tidak terlalu perlu, dan informasi
watermarking
dapat ditarik dihilangkan untuk menjaga integritas
Carrier
.
Universitas Sumatera Utara
Steganography
digital yang berfokus untuk menghindari deteksi terbagi menjadi 2 tipe menurut cara menyisipkan informasi dan media yang digunakan.
Metode pertama adalah dengan menyembunyikan informasi pada data
volatil
, metode ini banyak digunakan pada sistem jaringan dengan memanipulasi proses enkapsulasi
pada sistem
layer
pada protokol TCPIP maupun yang lain, contoh: misalkan dengan memanfaatkan format segment pada TCP layer sperti pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Contoh Steganografi pada Segmen di Jaringan Komputer
Pada header TCP terdapat 6 bit hijau yang tidak dimanfaatkan oleh TCP, bit- bit ini dapat digunakan untuk menyimpan informasi. Metode lain adalah menyimpan
informasi pada user data, dalam menggunakan metode ini file
Carrier
medium harus diperhatikan dalam hal ini data
user
. Metode ini terbagi dua berdasarkan file
Carrier
-nya yaitu
fragile
dan
robust
.
Fragile
berarti informasi yang disembunyikan dalam
Carrier
mudah rusakhilang bila
Carrier
dirubah sekecil apapun, seperti dikompres dengan metode
lossy
, sedangkan
robust
berarti informasi yang disimpan dalam
Carrier
tidak akan hilang dengan mudah bila
Carrier
dirubah Vico, Jes´us d´iaz. 2010.
Secara umum teknik
steganography
pada media digital menggunakan metode penumpangan data pada
byte stream
data, byte stream data dapat berbentuk segment, frames, datagrams, dan lainnya. Karena steganography mempunyai tujuan utama
menghindari deteksi sehingga metode penumpangan data pada file dilakukan secara tak terlihat. Skema prosedur
steganography
sederhana dapat dilihat seperti pada Gambar 2.3.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Skema Prosedur
Steganography
Redmond. 1993
Pada
steganography
yang menggunakan media digital terdapat beberapa teknik yang dapat digunakan, berikut contoh teknik-teknik tersebut dalam urutan yang
menggambarkan kualitas teknik
steganography
tersebut dalam ketahanannya terhadap deteksi dari terburuk hingga terbaik Redmond. 1993.
1. Menempatkan data di akhir file
carrier
contoh: Camouflage
, JpegX
, SecurEngine
untuk JPG, SafeQuick Hide Files 2002
, Steganography 1.50
. 2.
Menempatkan data pada
field
comment, atau bagian dari file yang tidak tepakai contoh:
Invisible Secrets 2002 untuk JPG dan PNG,
Steganozorus untuk JPG.
3. Menempatkan data pada
byte stream
file
carrier
dengan secara linier, sekuensial dan tetap contoh:
InPlainView ,
InThePicture ,
Invisible Secrets 2002
untuk BMP, ImageHide
, JSteg
. 4.
Menempatkan data pada
byte stream
file carrier, secara acak menggunakan bilangan
pseudo-random
yang dihasilkan
dari
PassPhrase
contoh: CryptArkan
, BMPSecrets
, Steganos
untuk BMP, TheThirdEye
, JPHide
. 5.
Menempatkan data pada byte stream file carrier, secara acak menggunakan bilangan
pseudo-random
yang dihasilkan dari PassPhrase, dan merubah bit bit lain pada
byte stream file carrier
untuk mengkompensasi perubahan yang ditimbulkan oleh data yang disisipkan dan untuk menghilangkan perubahan
secara statistik pada file carrier contoh: Outguess
, F5
.
Universitas Sumatera Utara
2.3
Embedding
Data
Data
embedded
yang tersembunyi dalam suatu media
audio
digital membutuhkan dua file. Pertama adalah media
audio
digital asli yang belum dimodifikasi yang akan menangani informasi tersembunyi, yang disebut
cover audio
. File kedua adalah informasi pesan yang disembunyikan. Suatu pesan dapat berupa
plaintext
,
chipertext
, gambar lain, atau apapun yang dapat ditempelkan ke dalam
bit-stream
. Ketika dikombinasikan,
cover audio
dan pesan yang ditempelkan membuat
stego-audio
. Suatu
stego-key
suatu password khusus juga dapat digunakan secara tersembunyi, pada saat
decode
selanjutnya dari pesan Munir, R. 2004.
2.3.1
Steganografi pada Media Audio
Steganografi dapat diimplementasi pada media
audio
digital. Namun saat ini, teknik penyembunyian pesan di dalam media
audio
dirasa masih kurang efektif dibandingkan dengan penyembunyian pesan dalam media teks maupun citra. Hal ini disebabkan
pendengaran manusia jauh lebih sensitif dibandingkan penglihatannya. Jika mata manusia bisa dikelabui oleh perubahan warna yang kecil, telinga manusia belum tentu
dapat tertipu oleh perubahan suara walaupun sedikit. Karena alasan inilah penyisipan pesan melalui media
audio
cukup jarang dipilih. Padahal,
audio
merupakan media file yang memiliki banyak kelebihan, misalnya dapat menyimpan banyak
byte
tanpa membuat ukuran bertambah terlalu besar, serta dapat di-
generate
dengan cepat dan mudah sehingga tidak perlu menyimpan file asli di disk penyimpanan.
Ketika berurusan dengan transmisi sinyal
audio
, ada dua hal utama yang harus diperhatikan, yaitu bentuk representasi
audio
digital dan media transmisi yang digunakan. Secara umum, file
audio
digital memiliki dua karakteristik utama, yaitu
sample quantization method
metode quantisasi dan temporal
sampling rate
. Metode quantisasi menyatakan representasi sampel
audio
berdasarkan kualitas digitalnya, misalnya format WAV Windows
Audio
Visual dan format AIFF. Temporal
sampling rate
yaitu kecepatan yang dapat dihitung untuk melakukan
sampling
pengambilan sampel
audio
secara periodik. Temporal
sampling rate
untuk
audio
biasanya bernilai 8kHz, 9.6kHz, 10kHz, 12kHz, 16kHz, 22.05kHz dan 44.1kHz.
Universitas Sumatera Utara
Media transmisi sinyal
audio
adalah lingkungan yang dilalui sinyal
audio
untuk berpindah dari satu tempat ke tempat lain, misalnya dari
encoder to decoder
. Ada empat media transmisi yang umum digunakan, yaitu sebagai berikut :
1. Digital
end-to-end environment
: yaitu perpindahan sinyal
audio
secara langsung dari mesin ke mesin. Sinyal hasil perpindahan akan sama antara
sumber dengan tujuan. 2.
Increaseddecreased resampling environment
: yaitu perpindahan sinyal digital disertai perubahan
sampling rate
, namun tetap dalam representasi digital. 3.
Analog transmission and resampling
: yaitu perpindahn sinyal digital dengan sebelumnya diubah ke dalam representasi analog dan dilakukan
resampling
. 4.
Over the air environment
: yaitu perpindahan sinyal
audio
melalui udara, dengan cara memainkan sinyal
audio
tadi dan ditangkap oleh mikrofon.
2.3.2
Metode Penyisipan File Audio
Ada tiga metode yang sering digunakan untuk melakukan penyisipan data dalam media
audio
, yaitu
low bit encoding
,
spread spectrum
, serta
echo data hiding
. Vico, Jes´us d´iaz. 2010.
1.
Low-bit Encoding
Pada dasarnya, metode steganografi
low bit encoding
pada
audio
sama saja dengan metode
steganografi least significant bit
LSB pada image citra. Pada metode ini, sebagian bit pada file
audio
diubah menjadi nilai lain dalam representasi biner. Perubahan dapat dilakukan dengan berbagai cara dan algoritma, misalnya mengubah
nilai biner 0 menjadi 1 atau sebaliknya, melakukan operasi XOR antara nilai biner pada file dengan nilai biner pada kunci. Karena dalam representasi biner, maka
perubahan yang mungkin terjadi adalah nilai biner 1 menjadi 0, atau nilai biner 0 menjadi 1. Tidak semua bit dikenai operasi, melainkan hanya bit-bit yang dirasa
kurang penting keberadaannya dalam file, yaitu bit-bit terakhir dalam suatu range tertentu. Ketika ketika bit tersebut diubah, nilai perubahannya hanya berkisar 1 bit dan
tidak memberikan perubahan yang berarti terhadap keseluruhan data.
Suatu file
audio
dapat memiliki satu
channel
mono atau dua channel
stereo
. Secara umum, kapasitas satu channel adalah sebesar 1 kbps per kilohertz. Karena
Universitas Sumatera Utara
ukuran channel dapat mencapai 44000 byte, maka kapasitas maksimal yang dapat ditampung oleh satu channel adalah 44 kbps per kilohertz. Implementasi
low-bit encoding
dilakukan dengan cara yang relatif sama dengan yang dilakukan pada pengerjaan kriptografi. Pertama-tama, file pesan, kunci, dan file
audio
yang akan disisipkan pesan diubah ke dalam representasi bit
array
. Setelah itu, setiap bit di file pesan dioperasikan dengan bit di file
audio
dengan memanfaatkan kunci.
Sebenarnya penggunaan kunci dimaksudkan untuk memudahkan penyisipan serta ekstraksi pesan serta untuk memudahkan komunikasi antar pemberi dan
penerima pesan. Bagian header dari file
audio
tidak ikut dimodifikasi, sehingga file
audio
masih tetap dapat dikenali dan dapat dimainkan kembali. Pada studi kali ini, saya membuat program console sederhana yang melakukan enkripsi file pesan ke
dalam suatu file
audio
. Hasil penyisipan pesan menyebabkan perubahan pada atribut file
audio
. File
audio
yang telah disisipi pesan ternyata memiliki ukuran yang lebih besar daripada ukuran file
audio
sebelum disisipi pesan. Hal ini sebenarnya tidak sesuai harapan, karena secara teori, seharusnya ukuran file sebelum dan sesudah
disisipi pesan tetap sama karena isi pesan dapat dikatakan hanya menggantikan posisi bit-bit yang ada pada file
audio
.
Namun demikian, berdasarkan fakta yang terjadi di lapangan, berubahnya ukuran file
audio
mungkin disebabkan karena banyak bit bernilai 0 yang tergantikan oleh bit bernilai 1, sehingga perubahan yang terjadi cukup memengaruhi ukuran file,
yaitu menambah ukuran file sehingga menjadi lebih besar dari sebelumnya. File pesan yang disisipi ke dalam file
audio
merupakan file teks yang berukuran 128
byte
.
2.3.3
Spread Spectrum
Teknik
spread spectrum
ini bekerja dengan menyembunyikan sekumpulan data di dalam sinyal lain yang area sebarnya lebih besar. File yang disembunyikan terlebih
dulu dibagi ke dalam blok-blok dengan ukuran tertentu. Setiap blok tersebut nantinya akan ditempatkan secara acak di sinyal lain yang areanya labih luasa tadi. Langkah
kerjanya adalah dengan membuat noise dari suatu sinyal menggunakan noise generator. Nantinya, pesan akan disembunyikan pada
noise
yang telah terbentuk tadi dan disebarkan ke berbagai
spectrum
dengan frekuensi sinyal yang berbeda-beda.
Universitas Sumatera Utara
Implementasi dari program penyisipan pesan yang memanfaatkan spread spectrum ini tidak diimplementasikan karena keterbatasan waktu. Namun demikian,
studi terhadap hasil penelitian yang pernah dilakukan sudah dikerjakan. Berdasarkan hasil penelitian dan studi literatur, penyisipan data dengan cara spread spectrum
mengubah data menjadi noise yang kemudian disisipkan ke frekuensi-frekuensi sinyal lain yang berbeda-beda. Jadi, data yang telah berbentuk
noise
tadi disebar ke frekuensi frekuensi yang berbeda. Karena berbentuk noise yang terpisah-pisah, artinya untuk
setiap frekuensi sinyal hanya memiliki sebagian pesan rahasia, maka keberadaan pesan rahasia di dalam frekuensi suatu sinyal sulit disadari maupun dideteksi.
2.3.4
Echo Data HidingEDH
Pada metode
echo data hiding
, penyembunyian data dilakukan dengan menyembunyikan data tersebut ke dalam suatu file
audio
dalam representasi
echo
gema.
Echo
dibuat dalam parameter yang berbeda-beda. Parameter yang divariasikan dalam metode ini adalah amplitudo,
decay rate
, dan
offset
. Pada sinyal
audio
, gema muncul beberapa saat setelah bunyi asli keluar. Jika
delay
waktu antara bunyi asli dengan gema diperkecil, maka suara gema akan lebih sulit dipersepsikan
oleh telinga manusia. Selain itu, gema juga dapat dibuat menjadi
inaudible
tak terdengar dengan memanfaatkan variasi dari parameter-parameter
echo
tadi. Prinsip- prinsip inilah yang digunakan dalam proses penyisipan pesan dengan cara
echo data
hiding
Sugiono, etal. 2008.
Gambar 2.4 Proses
Echo Data Hiding
pada Penyisipan Data Sugiono, etal. 2008.
Universitas Sumatera Utara
Pengaturan parameter gema sehingga gema menjadi tak terdengar dapat dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut:
1. Mengatur
offset
atau
delay
dengan nilai yang relatif pendek sehingga gema yang terdengar tak dapat dipersepsi oleh telinga.
2. Mengatur
delay
paling tinggi sebesar 1 ms. 3.
Mengatur nilai inisialisasi amplitudo dan
delay rate
dengan nilai di bawah
threshold
dari pendengaran manusia, sehingga manusia tidak dapat mendengar gema yang dihasilkan.
Dalam proses
encode
penyisipan pesan dalam
audio
dengan cara
echo data
hiding
, sinyal
audio
yang akan disisipi pesan harus dibagi-bagi menjadi beberapa blok
window
. Setelah itu, dua waktu
delay
digunakan untuk melakukan proses
encode
data pesan. Misalnya, nilai
delay
=
offset
digunakan untuk meng-
encode
biner 0, dan nilai
delay
=
offset
+
delta
digunakan untuk meng-
encode
biner 1. Selain itu, beberapa fungsi serta teknik filter digunakan untuk melakukan proses
encode
. Persamaan FIR Filter merupakan filter yang umum digunakan untuk melakukan
encode
pesan ke dalam file
audio
. Dengan persamaan ini, diperoleh nilai
delay
dari sinyal
audio
. Ada dua pulsa yang digunakan di persamaan ini. Satu pulsa untuk menyalin
sinyal asli, sedangkan pulsa lainnya digunakan untuk menciptakan
echo
yang tidak mudah dideteksi. Proses Mixer Sinyal untuk
encode
data dalam bentuk biner dapat dilihat seperti pada Gambar 2.5
Gambar 2.5 Proses Mixer Signal untuk
Encoding
Data. Sugiono, etal. 2008
Universitas Sumatera Utara
Data disembunyikan dengan memvariasikan tiga parameter dalam
echo
yaitu besar amplitudo awal, tingkat penurunan atenuasi peredaman, dan
offset
. Ketiga parameter tersebut diatur sedemikian rupa di bawah pendengaran manusia sehingga
tidak mudah untuk dideteksi. Sebagai tambahan,
offset
divariasikan untuk merepresentasikan
bina ry
pesan yang disembunyikan. Nilai
offset
pertama merepresentasikan nilai
binary
1 dan nilai
offset
kedua merepresentasikan
binary
0.
Echo Data Hiding
menempatkan informasi sisipan pada sinyal asli
cover audio
dengan menggunakan sebuah “
echo
.” Pada hal telinga manusia tidak dapat mendengar sinyal asli dan
echo
secara bersamaan, melainkan hanya berupa sinyal distorsi tunggal. Hal ini sulit ditentukan secara tepat, ini tergantung pada kualitas rekaman
sinyal asli, tipe suara yang di-
echo
dan pendengar. Fungsi sistem yang digunakan pada domain waktu adalah
discrete time exponential
yang cara membedakannya hanya pada
delay
antar impuls.
Gambar 2.6 Parameter dalam Echo Sugiono, etal. 2008
Untuk membentuk
echo
hanya menggunakan dua buah impuls yang disebut kernel.
Kernel “satu” dibuat dengan
delay
δ1 detik sedangkan kernel “nol” dibuat dengan
delay
δ0 detik.
Gambar 2.7 Kernel pada
Echo
Sugiono, etal. 2008
Universitas Sumatera Utara
Jika hanya 1
echo
yang dihasilkan dari sinyal asli maka hanya 1 bit informasi yang dapat di
encoding
. Karena itu, sinyal awal dibagi-bagi ke dalam beberapa blok sebelum proses
encoding
dimulai. Ketika proses
encoding
telah selesai, blok-blok tersebut digabungkan kembali membentuk sinyal baru.
Proses pembentukan
echo
dengan melakukan konvolusi antara signal
audio
asli dengan kernel dapat dilihat pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Kernel dan Proses Pembentukan
Echo
Sugiono, etal. 2008
Awalnya, sinyal dibagi ke dalam blok-blok dan setiap blok diisi dengan 1 atau 0 berdasarkan pesan yang disimpan. Sebagai contoh, pesan yang akan disisipkan ke
dalam file
audio
ialah “HEY” dengan nilai biner 01001000 01000101 01011001 dan selanjutnya dibentuk menjadi blok sinyal seperti pada Gambar 2.9.
0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1
Gambar 2.9 Nilai Biner Sinyal
Gambar 2.10 Contoh Blok Sinyal Sugiono, etal. 2008
Universitas Sumatera Utara
Blok-blok tersebut dikombinasikan untuk menghasilkan sinyal baru menjadi seperti pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11 Dua Buah Sinyal Gabungan Sugiono, etal. 2008
Sinyal
echo
“1” kemudian dikali dengan sinyal
mixer
“1” dan sinyal
echo
“0” dikali dengan sinyal
mixer
“0”. Kemudian kedua hasil tersebut dijumlahkan untuk mendapatkan sinyal akhir. Dengan adanya
offset
dari
echo
dan sinyal asli maka
echo
akan tercampur dengan sinyal aslinya. Kelebihan dari metode ini dibandingkan dengan metode lain ialah sistem pendengaran manusia tidak dapat memisahkan antara
echo
dan sinyal asli.
Gambar 2.12 Penyisipan Pesan pada Echo Data Hiding Sugiono, etal. 2008
Universitas Sumatera Utara
Pada sinyal
audio
, gema muncul beberapa saat setelah bunyi asli keluar. Jika
delay
waktu antara bunyi asli dengan gema diperkecil, maka suara gema akan lebih sulit dipersepsikan oleh telinga manusia. Selain itu, gema juga dapat dibuat menjadi
inaudible
tak terdengar dengan memanfaatkan variasi dari parameter-parameter
echo
tadi. Prinsip-prinsip inilah yang digunakan dalam proses penyisipan pesan dengan cara
echo
data
hiding
. Pengaturan parameter gema sehingga gema menjadi tak terdengar dapat dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut:
1. Mengatur
offset
atau
delay
dengan nilai yang relatif pendek sehingga gema yang terdengar tak dapat dipersepsi oleh telinga.
2. Mengatur
delay
paling tinggi sebesar 1 ms. 3.
Mengatur nilai inisialisasi amplitudo dan
delay rate
dengan nilai di bawah
threshold
dari pendengaran manusia, sehingga manusia tidak dapat mendengar gema yang dihasilkan.
Gambar 2.13 Ekstraksi Pesan pada
Echo Data Hiding
Sugiono, etal. 2008
Dalam proses
encode
penyisipan pesan dalam
audio
dengan cara
echo
data
hiding
, sinyal
audio
yang akan disisipi pesan harus dibagi-bagi menjadi beberapa
Universitas Sumatera Utara
blok
window
. Setelah itu, dua waktu
delay
digunakan untuk melakukan proses
encode
pesan. Misalnya, nilai
delay
=
offset
digunakan untuk meng-
encode
biner 0, dan nilai delay = offset + delta digunakan untuk meng-
encode
biner 1. Selain itu, beberapa fungsi serta teknik filter digunakan untuk melakukan proses
encode
. Persamaan Finite
Impulse Response Filter
FIR Filter merupakan filter yang umum digunakan untuk melakukan
encode
pesan ke dalam file
audio
. Dengan persamaan ini, diperoleh nilai
delay
dari sinyal
audio
. Ada dua pulsa yang digunakan di persamaan ini. Satu pulsa untuk menyalin sinyal asli, sedangkan pulsa lainnya digunakan untuk menciptakan
echo
yang tidak mudah dideteksi.
Data multimedia, seperti
audio
dan
video
adalah media pembawa yang sempurna. Setelah digitalisasi, multimedia berisi kuantisasi yang menyediakan ruang
untuk melekatkan data. Penggunaan fungsi ekstrak, penerima harus mampu mereproduksi pesan yang menempel pada steganogram itu. Suatu steganogram harus
mempunyai karakteristik statistik yang sama dengan media pembawa, sedemikian hingga penggunaan algoritma steganografi tidak dapat dideteksi. Konsekuensinya,
pesan hanya dapat dibaca dari steganogram dan media pembawanya. Suatu pesan yang dibaca dari steganogram tidak harus secara statistik berbeda dengan pesan utama
yang dibaca dari media pembawa, dengan cara lain, sistem steganografi akan bersifat tidak kuat.
2.4 MSE
Pengukuran
fidelity
steganografi dapat dihitung dengan menghitung nilai MSE
Mean Squared Error
dan PSNR
Peak Signal to Noise Ratio
. PSNR adalah perbandingan antara nilai maksimum dari sinyal yang diukur dengan besarnya noise yang
berpengaruh pada sinyal tersebut. PSNR biasanya diukur dalam satuan desibel. PSNR digunakan untuk mengetahui kualitas validasi citra hasil kompresi. Untuk
menentukan PSNR, terlebih dahulu harus ditentukan nilai rata-rata kuadrat dari error MSE -
Mean Square Error
Krisnawati. 2008. MSE dan PSNR dapat dihitung dengan persamaan 2.1 dan 2.2. Pada
persamaan 2.1,
I x,y
adalah nilai
grey-level
citra asli di posisi
x,y
, I’ adalah nilai derajat keabuan citra yang telah diberi
watermark
atau penyisip di posisi
x
,
y
,
X
dan
Y
Universitas Sumatera Utara
adalah ukuran panjang dan lebar
.
Pada persamaan 2.2, m adalah nilai maksimum yang mungkin dimiliki oleh sebuah
pixel
. Sebagai contoh, untuk data citra 8 bit, nilai maksimumnya adalah 255 Krisnawati. 2008.
MSE = ∑ ∑
......................................................... 2,1 PSNR = 10 log
................................................................................ 2,2 Nilai MSE menunjukkan perbandingan piksel yang rusak dengan piksel aslinya.
Semakin besar nilai MSE, maka semakin besar kerusakan citra hasil pengolahan dan sebaliknya, semakin kecil nilai MSE maka nilai piksel hasil pengolahan makin
mendekati citra
aslinya.
Universitas Sumatera Utara
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN
3.1 Analisis
Perangkat lunak penyisipan pesan teks dengan algoritma
Echo Data Hiding
adalah melakukan penyisipan data rahasia yang berformat teks serta mengekstraksi data
rahasia ke dan dari dalam file
audio
yang berformat WAV
cover audio
.
Langkah-langkah yang dilakukan untuk penyisipan adalah sebagai berikut: 1.
Input cover audio file audio WAV
2. Read file WAV
header
3. Read
sample audio
. 4.
Konversi
sample audio
biner. 5.
Konversi pesan teks biner.
6. Create
echo
. 7.
Sisip biner pesan teks echo.
8. Save file
stego audio.
Langkah-langkah yang dilakukan untuk mengekstraksi pesan adalah sebagai berikut:
1. Input
stego audio
File.
2.
Read
File
header.
3. Read
header
sample audio
. 4.
Konversi biner untuk setiap
echo
pada
sample audio
. 5.
Rekonstruksi biner ke ASCII menjadi pesan teks. 6.
Tampilkan hasil rekonstruksi pesan teks.
Universitas Sumatera Utara
