Implementasi Sistem Keamanan Data Menggunakan Steganografi Teknik Pemetaan Titik Hitam Dengan Pencarian Sekuensial Dan Rabin Cryptosystem
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Salah satu bentuk komunikasi adalah dengan menggunakan tulisan. Ada banyak
informasi yang dapat disampaikan melalui tulisan dan beberapa di antaranya terdapat
informasi rahasia di dalamnya. Jika tulisan atau pesan disampaikan secara langsung dari
pengirim kepada penerima pada saat itu juga dan tanpa melalui perantara apapun, maka
hal tersebut dapat menjamin keamanan, keutuhan dan keaslian dari pesan. Namun, jika
pesan harus dikirim melalui perantara dan memerlukan waktu dalam proses
pengirimannya, maka terdapat kemungkinan bahwa pesan akan mengalami penyadapan
sehingga rahasia pada pesan dapat diketahui oleh pihak yang tidak berwenang atau
kemungkinan pesan yang dikirim mengalami perubahan sebelum sampai ke tujuan.
Untuk menjaga keamanan pesan yang bersifat rahasia, terdapat beberapa cara
dan teknik tertentu yang dapat digunakan. Salah satunya dengan kriptografi yang
berfungsi untuk menyamarkan pesan menjadi bentuk pesan tersandi. Ada banyak
algoritma kriptografi, namun yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah
algoritma Rabin Cryptosystem atau disebut juga Rabin Public Key.
Algoritma Rabin adalah salah satu algoritma asimetris yang menggunakan kunci
publik dan kunci privat. Seperti algoritma kriptografi lainnya, algoritma Rabin akan
melakukan enkripsi dan dekripsi. Enkripsi adalah proses mengubah pesan (plaintext)
menjadi pesan tersandi (ciphertext) dan dekripsi adalah kebalikan dari enkripsi. Dengan
kata lain, hasil dari enkripsi adalah ciphertext dan hasil dari dekripsi adalah plaintext.
Sebuah ciphertext dapat dikirim secara langsung kepada penerima pesan, namun
hal ini dapat memancing kecurigaan dari pihak ketiga karena bentuk ciphertext yang
biasanya terlihat seperti pesan tanpa sebuah arti memungkinkan memiliki pesan
tersembunyi di dalamnya. Oleh sebab itu, dilakukan penyembunyian ciphertext ke
dalam suatu media sebelum dilakukan pengiriman data untuk meningkatkan keamanan
dari pesan rahasia yang akan dikirim. Penyembunyian data atau pesan rahasia dengan
Universitas Sumatera Utara
2
suatu cara tertentu (dalam hal ini menyisipkan data ke dalam suatu media citra dua
dimensi) disebut steganografi.
Steganografi juga memiliki banyak algoritma yang dapat dipakai. Saat ini,
terdapat beberapa metode steganografi yang umum digunakan. Beberapa diantaranya
adalah metode First of File (FOF), End of File (EOF) dan Least Significant Bit (LSB).
Metode FOF tidak jauh berbeda dengan metode EOF. Kelebihan dari kedua
metode ini adalah data yang disisipkan tidak terbatas jumlahnya serta tidak mengubah
kualitas citra. Kekurangannya adalah ukuran dimensi file citra lebih besar dari semula
dan citra stego hasil penyisipan pesan memiliki gradasi warna hitam pada bagian atas
atau bawah citra stego (Aditya, et al. 2010).
Pada metode LSB, pesan yang disisip, ukurannya harus lebih kecil dari citra
penampung dan ukuran dimensi citra yang telah disisipi pesan tidak berubah, tetapi akan
mempengaruhi kualitas citranya (Aditya, et al. 2010).
Dengan melihat ketiga jenis metode steganografi tersebut, penulis mengadopsi
ciri atau karakteristik dari masing-masing metode untuk keperluan penyembunyian
pesan. Ide dasarnya adalah penyembunyian garis atau gradasi warna hitam (dari metode
FOF dan EOF) dan ukuran dimensi citra yang tidak bertambah (mengadopsi kelebihan
metode LSB) dengan cara menyisipkan garis (titik-titik) hitam ke dalam pixels berwarna
hitam pada citra dua dimensi. Kemungkinan kekurangan yang akan diperoleh dari
metode tersebut adalah pesan rahasia yang akan disisipkan terbatas sesuai dengan
jumlah pixels berwarna hitam pada citra.
Alasan mengapa dipilih warna hitam adalah karena warna hitam memiliki
rentang nilai yang kecil dibandingkan dengan warna lain dan hal ini berkaitan dengan
nilai pesan yang akan disembunyikan, nilai dari pesan yang disembunyikan akan
disesuaikan dengan nilai dalam rentang warna hitam dengan cara melakukan parsing
(penguraian). Sebelum menyisipkan pesan diperlukan pemetaan titik (pixels) hitam
dengan pencarian sekuensial untuk memperoleh jumlah titik hitam (ruang) yang dapat
digunakan untuk menyisipkan data. Jika jumlah titik hitam tidak cukup, maka
diperlukan penggantian media yang memiliki warna hitam yang sesuai.
Berdasarkan latar belakang yang telah penulis uraikan, maka dilakukan
penelitian dengan judul “Implementasi Sistem Keamanan Data Menggunakan
Steganografi Teknik Pemetaan Titik Hitam dengan Pencarian Sekuensial dan Rabin
Cryptosystem”.
Universitas Sumatera Utara
3
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah penulis uraikan, rumusan masalah pada
penelitian ini adalah bagaimana agar garis atau gradasi warna hitam pada citra hasil
steganografi FOF/EOF dapat disembunyikan ke dalam citra penampung dan ukuran
dimensi citra penampung tidak berubah sehingga tidak terlihat mencurigakan?
1.3. Batasan Masalah
Untuk menghindari penyimpangan atau perluasan yang tidak diperlukan dalam
melakukan penelitian, berikut ini adalah beberapa batasan yang sudah ditetapkan.
1. Penelitian ini tidak membandingkan algoritma Sistem Kripto Rabin dengan
algoritma kriptografi lainnya.
2. Metode steganografi yang digunakan adalah penyisipan pesan rahasia pada titik
hitam di dalam citra digital dua dimensi. Pemetaan titik hitam terhadap citra
atau gambar menggunakan pencarian sekuensial.
3. Rentang warna yang dianggap hitam pada pixel ditentukan oleh penulis.
4. Pesan rahasia yang disisipkan pada titik hitam terletak sebelum penanda berupa
pixel dengan nilai RGB sama dengan 254.
5. Data yang dapat diolah adalah string atau karakter yang terdapat pada tabel
American Standard Code for Information Interchange (ASCII) 8 bit (menurut
ISO 8859-1 dan Microsoft® Windows Latin-1 increased characters) yang
berasal dari masukkan (input) langsung, file format teks (*.txt) atau dokumen
(*.doc), selain dari itu maka diabaikan.
6. Panjang maksimal kunci publik yang digunakan adalah 64 bit.
7. Pengujian bilangan prima menggunakan algoritma Miller-Rabin.
8. Media untuk menyimpan pesan adalah citra format bitmap (*.bmp) yang
memiliki warna hitam.
1.4. Tujuan Penelitian
Penelitian ini memiliki tujuan yaitu untuk melakukan teknik steganografi yang
mengadopsi ciri atau karakteristik dari metode FOF/EOF dan LSB, yaitu dengan
menyisipkan garis atau gradasi warna hitam yang merupakan ciphertext hasil dari Rabin
Cryptosystem ke dalam citra dua dimensi yang memiliki warna hitam tanpa menambah
Universitas Sumatera Utara
4
ukuran dimensi dari citra tersebut dan tampilan citra stego tidak jauh berbeda dengan
citra asli sehingga dapat mengamankan pesan teks.
1.5. Manfaat Penelitian
1. Menghasilkan sebuah metode steganografi baru yang mengadopsi ciri atau
karakteristik dari metode FOF/EOF dan LSB.
2. Menghasilkan aplikasi sistem keamanan data berupa pesan menggunakan Rabin
Cryptosystem dan metode steganografi teknik pemetaan titik hitam dengan
pencarian sekuensial.
1.6. Metodologi Penelitian
1. Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan peninjauan terhadap buku-buku, artikel-artikel, jurnaljurnal maupun hasil penelitian terdahulu yang terkait dengan algoritma Rabin
Cryptosystem, algoritma Miller-Rabin, algoritma pencarian sekuensial dan
steganografi.
2. Analisis dan Perancangan
Dengan adanya rumusan dan batasan masalah, permasalahan dan kebutuhan
dianalisis disertai pembuatan flowchart, pseudocode, diagram use-case, diagram
activity, diagram sequence dan perancangan antarmuka dari aplikasi.
3. Implementasi
Dilakukan
implementasi
algoritma
Rabin
Cryptosystem
dan
metode
steganografi teknik pemetaan titik hitam dengan pencarian sekuensial dalam
bentuk aplikasi sistem keamanan data pesan teks sesuai dengan analisis dan
perancangan yang telah dilakukan sebelumnya.
4. Pengujian
Aplikasi diuji berdasarkan hasil analisis dan perancangan.
5. Dokumentasi
Selama penelitian berlangsung hingga
penelitian berakhir dilakukan
pendokumentasian dalam bentuk laporan penelitian (skripsi).
Universitas Sumatera Utara
5
1.7. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari beberapa bagian utama yang dijelaskan
seperti berikut.
BAB 1
PENDAHULUAN
Menjelaskan latar belakang dari penelitian yang dilakukan, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian,
metodologi penelitian dan sistematika penulisan dari skripsi ini.
BAB 2
LANDASAN TEORI
Berisi penjelasan singkat mengenai sistem kriptografi, teori-teori
dasar yang digunakan dalam algoritma kriptografi Rabin, sistem
kriptografi Rabin,
penjelasan singkat
tentang citra
digital,
steganografi dan beberapa penelitian terdahulu yang relevan.
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
Membahas analisis terhadap masalah penelitian, analisis kebutuhan
dalam membangun sistem dan perancangan terhadap sistem yang
akan dibangun.
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Merupakan hasil penelitian yang dilakukan. Berisi tentang penjelasan
implementasi sistem berdasarkan analisis dan perancangan sistem,
skenario pengujian terhadap sistem yang telah dibangun serta
pembahasan hasil pengujian.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan dari keseluruhan penelitian dan saran berdasarkan
hasil
pengujian
yang
diharapkan
dapat
bermanfaat
untuk
pengembangan selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Salah satu bentuk komunikasi adalah dengan menggunakan tulisan. Ada banyak
informasi yang dapat disampaikan melalui tulisan dan beberapa di antaranya terdapat
informasi rahasia di dalamnya. Jika tulisan atau pesan disampaikan secara langsung dari
pengirim kepada penerima pada saat itu juga dan tanpa melalui perantara apapun, maka
hal tersebut dapat menjamin keamanan, keutuhan dan keaslian dari pesan. Namun, jika
pesan harus dikirim melalui perantara dan memerlukan waktu dalam proses
pengirimannya, maka terdapat kemungkinan bahwa pesan akan mengalami penyadapan
sehingga rahasia pada pesan dapat diketahui oleh pihak yang tidak berwenang atau
kemungkinan pesan yang dikirim mengalami perubahan sebelum sampai ke tujuan.
Untuk menjaga keamanan pesan yang bersifat rahasia, terdapat beberapa cara
dan teknik tertentu yang dapat digunakan. Salah satunya dengan kriptografi yang
berfungsi untuk menyamarkan pesan menjadi bentuk pesan tersandi. Ada banyak
algoritma kriptografi, namun yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah
algoritma Rabin Cryptosystem atau disebut juga Rabin Public Key.
Algoritma Rabin adalah salah satu algoritma asimetris yang menggunakan kunci
publik dan kunci privat. Seperti algoritma kriptografi lainnya, algoritma Rabin akan
melakukan enkripsi dan dekripsi. Enkripsi adalah proses mengubah pesan (plaintext)
menjadi pesan tersandi (ciphertext) dan dekripsi adalah kebalikan dari enkripsi. Dengan
kata lain, hasil dari enkripsi adalah ciphertext dan hasil dari dekripsi adalah plaintext.
Sebuah ciphertext dapat dikirim secara langsung kepada penerima pesan, namun
hal ini dapat memancing kecurigaan dari pihak ketiga karena bentuk ciphertext yang
biasanya terlihat seperti pesan tanpa sebuah arti memungkinkan memiliki pesan
tersembunyi di dalamnya. Oleh sebab itu, dilakukan penyembunyian ciphertext ke
dalam suatu media sebelum dilakukan pengiriman data untuk meningkatkan keamanan
dari pesan rahasia yang akan dikirim. Penyembunyian data atau pesan rahasia dengan
Universitas Sumatera Utara
2
suatu cara tertentu (dalam hal ini menyisipkan data ke dalam suatu media citra dua
dimensi) disebut steganografi.
Steganografi juga memiliki banyak algoritma yang dapat dipakai. Saat ini,
terdapat beberapa metode steganografi yang umum digunakan. Beberapa diantaranya
adalah metode First of File (FOF), End of File (EOF) dan Least Significant Bit (LSB).
Metode FOF tidak jauh berbeda dengan metode EOF. Kelebihan dari kedua
metode ini adalah data yang disisipkan tidak terbatas jumlahnya serta tidak mengubah
kualitas citra. Kekurangannya adalah ukuran dimensi file citra lebih besar dari semula
dan citra stego hasil penyisipan pesan memiliki gradasi warna hitam pada bagian atas
atau bawah citra stego (Aditya, et al. 2010).
Pada metode LSB, pesan yang disisip, ukurannya harus lebih kecil dari citra
penampung dan ukuran dimensi citra yang telah disisipi pesan tidak berubah, tetapi akan
mempengaruhi kualitas citranya (Aditya, et al. 2010).
Dengan melihat ketiga jenis metode steganografi tersebut, penulis mengadopsi
ciri atau karakteristik dari masing-masing metode untuk keperluan penyembunyian
pesan. Ide dasarnya adalah penyembunyian garis atau gradasi warna hitam (dari metode
FOF dan EOF) dan ukuran dimensi citra yang tidak bertambah (mengadopsi kelebihan
metode LSB) dengan cara menyisipkan garis (titik-titik) hitam ke dalam pixels berwarna
hitam pada citra dua dimensi. Kemungkinan kekurangan yang akan diperoleh dari
metode tersebut adalah pesan rahasia yang akan disisipkan terbatas sesuai dengan
jumlah pixels berwarna hitam pada citra.
Alasan mengapa dipilih warna hitam adalah karena warna hitam memiliki
rentang nilai yang kecil dibandingkan dengan warna lain dan hal ini berkaitan dengan
nilai pesan yang akan disembunyikan, nilai dari pesan yang disembunyikan akan
disesuaikan dengan nilai dalam rentang warna hitam dengan cara melakukan parsing
(penguraian). Sebelum menyisipkan pesan diperlukan pemetaan titik (pixels) hitam
dengan pencarian sekuensial untuk memperoleh jumlah titik hitam (ruang) yang dapat
digunakan untuk menyisipkan data. Jika jumlah titik hitam tidak cukup, maka
diperlukan penggantian media yang memiliki warna hitam yang sesuai.
Berdasarkan latar belakang yang telah penulis uraikan, maka dilakukan
penelitian dengan judul “Implementasi Sistem Keamanan Data Menggunakan
Steganografi Teknik Pemetaan Titik Hitam dengan Pencarian Sekuensial dan Rabin
Cryptosystem”.
Universitas Sumatera Utara
3
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah penulis uraikan, rumusan masalah pada
penelitian ini adalah bagaimana agar garis atau gradasi warna hitam pada citra hasil
steganografi FOF/EOF dapat disembunyikan ke dalam citra penampung dan ukuran
dimensi citra penampung tidak berubah sehingga tidak terlihat mencurigakan?
1.3. Batasan Masalah
Untuk menghindari penyimpangan atau perluasan yang tidak diperlukan dalam
melakukan penelitian, berikut ini adalah beberapa batasan yang sudah ditetapkan.
1. Penelitian ini tidak membandingkan algoritma Sistem Kripto Rabin dengan
algoritma kriptografi lainnya.
2. Metode steganografi yang digunakan adalah penyisipan pesan rahasia pada titik
hitam di dalam citra digital dua dimensi. Pemetaan titik hitam terhadap citra
atau gambar menggunakan pencarian sekuensial.
3. Rentang warna yang dianggap hitam pada pixel ditentukan oleh penulis.
4. Pesan rahasia yang disisipkan pada titik hitam terletak sebelum penanda berupa
pixel dengan nilai RGB sama dengan 254.
5. Data yang dapat diolah adalah string atau karakter yang terdapat pada tabel
American Standard Code for Information Interchange (ASCII) 8 bit (menurut
ISO 8859-1 dan Microsoft® Windows Latin-1 increased characters) yang
berasal dari masukkan (input) langsung, file format teks (*.txt) atau dokumen
(*.doc), selain dari itu maka diabaikan.
6. Panjang maksimal kunci publik yang digunakan adalah 64 bit.
7. Pengujian bilangan prima menggunakan algoritma Miller-Rabin.
8. Media untuk menyimpan pesan adalah citra format bitmap (*.bmp) yang
memiliki warna hitam.
1.4. Tujuan Penelitian
Penelitian ini memiliki tujuan yaitu untuk melakukan teknik steganografi yang
mengadopsi ciri atau karakteristik dari metode FOF/EOF dan LSB, yaitu dengan
menyisipkan garis atau gradasi warna hitam yang merupakan ciphertext hasil dari Rabin
Cryptosystem ke dalam citra dua dimensi yang memiliki warna hitam tanpa menambah
Universitas Sumatera Utara
4
ukuran dimensi dari citra tersebut dan tampilan citra stego tidak jauh berbeda dengan
citra asli sehingga dapat mengamankan pesan teks.
1.5. Manfaat Penelitian
1. Menghasilkan sebuah metode steganografi baru yang mengadopsi ciri atau
karakteristik dari metode FOF/EOF dan LSB.
2. Menghasilkan aplikasi sistem keamanan data berupa pesan menggunakan Rabin
Cryptosystem dan metode steganografi teknik pemetaan titik hitam dengan
pencarian sekuensial.
1.6. Metodologi Penelitian
1. Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan peninjauan terhadap buku-buku, artikel-artikel, jurnaljurnal maupun hasil penelitian terdahulu yang terkait dengan algoritma Rabin
Cryptosystem, algoritma Miller-Rabin, algoritma pencarian sekuensial dan
steganografi.
2. Analisis dan Perancangan
Dengan adanya rumusan dan batasan masalah, permasalahan dan kebutuhan
dianalisis disertai pembuatan flowchart, pseudocode, diagram use-case, diagram
activity, diagram sequence dan perancangan antarmuka dari aplikasi.
3. Implementasi
Dilakukan
implementasi
algoritma
Rabin
Cryptosystem
dan
metode
steganografi teknik pemetaan titik hitam dengan pencarian sekuensial dalam
bentuk aplikasi sistem keamanan data pesan teks sesuai dengan analisis dan
perancangan yang telah dilakukan sebelumnya.
4. Pengujian
Aplikasi diuji berdasarkan hasil analisis dan perancangan.
5. Dokumentasi
Selama penelitian berlangsung hingga
penelitian berakhir dilakukan
pendokumentasian dalam bentuk laporan penelitian (skripsi).
Universitas Sumatera Utara
5
1.7. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari beberapa bagian utama yang dijelaskan
seperti berikut.
BAB 1
PENDAHULUAN
Menjelaskan latar belakang dari penelitian yang dilakukan, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian,
metodologi penelitian dan sistematika penulisan dari skripsi ini.
BAB 2
LANDASAN TEORI
Berisi penjelasan singkat mengenai sistem kriptografi, teori-teori
dasar yang digunakan dalam algoritma kriptografi Rabin, sistem
kriptografi Rabin,
penjelasan singkat
tentang citra
digital,
steganografi dan beberapa penelitian terdahulu yang relevan.
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
Membahas analisis terhadap masalah penelitian, analisis kebutuhan
dalam membangun sistem dan perancangan terhadap sistem yang
akan dibangun.
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Merupakan hasil penelitian yang dilakukan. Berisi tentang penjelasan
implementasi sistem berdasarkan analisis dan perancangan sistem,
skenario pengujian terhadap sistem yang telah dibangun serta
pembahasan hasil pengujian.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan dari keseluruhan penelitian dan saran berdasarkan
hasil
pengujian
yang
diharapkan
dapat
bermanfaat
untuk
pengembangan selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara