BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Steganografi - Penyisipan Pesan pada Gambar Menggunakan Pixel Indicator Technique (PIT) dan Pseudo Random Number Generator (PRNG)

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Steganografi

  Steganografi berasal dari bahasa Yunani yaitu Steganós yang artinya menyembunyikan dan Graptos yang artinya tulisan sehingga secara keseluruhan steganografi ialah tulisan yang disembunyikan (Alatas, 2009). Secara umum steganografi ialah ilmu dan seni menyembunyikan pesan rahasia agar tidak bisa dideteksi oleh indera manusia sehingga tidak diketahui oleh orang lain.

  Menurut Alatas (2009), steganografi sudah dikenal oleh bangsa Yunani yang digunakan oleh Herodatus, penguasa Yunani, yang mengirimkan pesan rahasia melalui prajurit atau kepala budak dengan membotaki kepala budak, lalu menuliskan pesan dikepalanya. Ketika rambut budak tumbuh, budak tersebut akan diutus untuk menyampaikan pesan. Pada bangsa romawi, steganografi dikenal dengan tinta tak- tampak (invisible ink). Tinta tersebut digunakan untuk menuliskan pesan rahasia yang dituliskan pada kertas. Tinta ini terbuat dari campuran sari buah, sus, dan cuka. Untuk melihat pesan tersebut, kertas yang berisi pesan harus dipanaskan.

  Untuk melakukan steganografi diperlukan data yang mau disembunyikan dan media untuk penyisipan datanya. Media penyisipannya dapat berupa teks, suara, gambar dan video (munir, 2004). Pada teks, data disisipkan pada teks menggunakan salah satu algoritma steganografi sehingga tidak terlihat ada pesan didalamnya.

  Pada suara, data disisipkan melalui frekuensi suara mengikuti media suara yang digunakan dan karena ukuran format pada suara yang relatif besar sehingga memungkinkan untuk menyembunyikan data dengan ukuran besar juga. Pada gambar, data disisipkan kedalam gambar.

  Media penyisipan ini yang biasanya digunakan oleh pengguna internet untuk menyembunyikan data dengan algoritma yang berbeda-beda pula. Proses penyisipan dan ekstraksi pesan pada gambar dapat dilihat pada gambar 2.1.

  Pengirim Data Media yang Telah

  Penyisipan Data Disisipi Data Media

  Data Media yang Telah Ekstraksi

  Disisipi Data Media Penerima

Gambar 2.1 Diagram sistem steganografi (munir, 2004)

  Hasil gambar yang telah disembunyikan dengan gambar aslinya tidak jauh berbeda sehingga tidak akan membuat orang menduga ada data yang disembunyikan didalam gambar tersebut. Begitu juga pada video, data disembunyikan pada video namun jarang digunakan karena format data yang terlalu besar (Alatas, 2009).

  Capacity Transparency Robustness

Gambar 2.2 Parameter tradeoff steganografi (Gutub et al, 2008)

  Berdasarkan pada gambar 2.2 parameter steganografi menurut gutub et al (2008) adalah:

  1. Capacity (Kapasitas) Banyaknya data yang dapat disisipkan tanpa mengubah cover medium secara signifikan.

  2. Robustness (Ketahanan) Daya tahan terhadap modifikasi atau kerusakan pada data yang tidak terlihat (data yang disisipi).

  3. Invisibility (Security or Perceptual Transparency) Proses penyisipan pesan yang dilakukan tidak boleh menimbulkan kecurigaan dari orang yang tidak berkepentingan.

2.2 Warna Digital

  Menurut Ahmad (2005), warna tidak memiliki bentuk fisik yang nyata. Warna tidak lebih dari sekedar respon pshyco psychological dari manusia untuk intensitas penyinaran yang berbeda. Banyak ilmu pengetahuan yang menyatakan bahwa warna didasarkan pada karakteristik sensor dari mata. Akan tetapi kemampuan mata manusia terbatas, yaitu hanya mampu menangkap sejumlah cahaya dengan panjang gelombang tertentu, yang oleh karenanya disebut dengan istilah cahaya atau gelombang tampak. Menurut Mulyanta (2006), secara garis besar, warna terdiri dari 3 warna aditif, yaitu merah, hijau dan biru. Ketiga warna dapat membentuk warna lain yang disebut warna subtraktif, yaitu warna cyan, magenta, dan kuning.

  1. Warna Aditif (RGB) Warna Aditif adalah suatu warna yang dibentuk dengan mengkombinasikan 3 warna pokok yaitu merah (red), hijau (green) dan biru (blue). Layar monitor komputer biasanya menggunakan sistem warna aditif. Monitor terdiri dari warna piksel-piksel yang muncul dari kombinasi ketiga warna pokok tersebut dengan berbagai variasi kecerahan, sehingga menghasilkan warna saat ditangkap oleh mata manusia. Warna aditif ini juga yang diterapkan pada televisi/video.

  2. Warna Subtraktif (CMYK) Warna subtraktif adalah pembentukan suatu warna yang dihasilkan dari pantulan cahaya dari tinta atau pigmen yang digunakan pada sistem. Warna subtraktif ini terdiri dari warna cyan, magenta, yellow dan black yang biasanya digunakan pada mesin cetak.

  2.3 Format Penyimpanan File Gambar

  Format gambar yang digunakan untuk menyisipkan pesan Bitmap (BMP), Joint Photographic Experts Group (JPEG) dan Portable Network Graphics (PNG).

  2.3.1 Bitmap (BMP) merupakan format baku citra pada sistem operasi windows dan IBM OS/2.

  Bitmap

  Citra berformat BMP merupakan citra yang tidak terkompresi, sehingga pada umumnya citra berformat BMP mempunyai ukuran yang relatif lebih besar dibandingkan dengan format citra lainnya. Intensitas pixel dari citra berformat BMP dipetakan ke sejumlah bit tertentu. Panjang setiap pixel pada bitmap yaitu 4 bit, 8 bit, sampai 24 bit yang merepresentasikan nilai intensitas pixel. Dengan demikian ada sebanyak 28 = 256 derajat keabuan, mulai dari 0 sampai 255.

  2.3.2 Joint Photographic Experts Group (JPEG)

  

Joint Photographic Experts Group (JPEG) adalah sebuah format gambar yang

  berguna membuat gambar jenis fotografi berkualitas tinggi dengan ukuran gambar yang kecil. JPEG dikembangkan oleh Joint Photographic Expert Group pada tahun 1980. Ukuran gambar yang dihasilkan bisa dalam ukuran kecil karena gambarnyanya telah terkompresi (dimampatkan). Oleh karena itu, gambar berformat JPEG ukurannya lebih kecil dari gambar berformat bitmap. Kompresi gambar JPEG sangat efisien dan selalu menyimpan gambar dalam kategori warna 24 bit namun bersifat lossy, maksudnya kualitas gambar akan berkurang bila tingkat kompresi semakin tinggi.

  2.3.3 Portable Network Graphics (PNG) PNG atau Portable Network Graphics adalah salah satu format penyimpanan citra yang menggunakan kompresi lossless, yaitu kompresi yang tidak menghilangkan informasi citra digital. PNG dimaksudkan untuk menggantikan Graphic Interchange

  

Format (GIF) untuk diimplementasikan pada website. File PNG terbagi atas PNG-8

  dan PNG-24. PNG-8 dapat mengkompresi gambar dengan ukuran file lebih kecil daripada GIF. Sementara PNG-24 menyimpan file dengan ukuran yang lebih besar. PNG-24 biasa digunakan untuk gambar foto ataupun bergradasi, karena gambar yang dihasilkan akan lebih tajam. Kelebihan lainnya, PNG mendukung gambar transparansi.

  2.4. Add-ons pada Email Client Mozilla Thunderbird

Add-ons merupakan fitur yang digunakan untuk meningkatkan dan menyesuaikan

  aplikasi berbasis Mozilla. Add-ons bisa digunakan oleh seluruh user mozilla. Add-ons merupakan bagian dari browser extention yang dapat memodifikasi tampilan web

  

browser . Dalam hal ini, add-ons dibuat pada email client mozilla thunderbird. Mozilla

thunderbird merupakan email client yang dikembangkan oleh mozilla foundation dan

  bersifat open sources (Barus, 2012). Sistem penyembunyian pesan pada gambar dengan Pixel Indicator Technique (PIT) dan Pseudo Random Number Generator (PRNG) dibuat dalam bentuk add-ons.

  

Add-ons tersebut diinstal didalam email client mozilla thunderbird agar pesan rahasia

  yang mau dikirim melalui email ini bisa disisipkan terlebih dahulu. Pihak penerima juga bisa mengekstrak pesan yang disisipi dengan menginstal add-ons ini pada mozilla

  thunderbird .

  2.5. Pseudo Random Number Generator (PRNG)

Pseudo random number generator (PRNG) adalah sebuah fungsi matematika yang

  menghasilkan bilangan acak (Manchanda, 2010). PRNG digunakan untuk mengacak

  

channel pada setiap pixel gambar akan disisipi pesan dengan metode PIT. PRNG yang

  digunakan adalah linear congruential method. Linear Congruential Method adalah Metode pembangkit bilangan acak yang dinyatakan dengan rumus dibawah ini : X i+1 = f(x i , ,x i-1 ,..,x i-n+1 )(mod m) = (a

  1 x i + a 2 x i-1 n x i-n+1 + c) (mod m)

• … + a Sehingga :

  X i+1 = (a

  1 x i + c) (mod m) (2.1)

  Dimana : m = modulus, 0<m a = multiplier, 0 < a < m c = increment

  ,0 ≤ c < m X i = start value atau seed i < m

  , 0 ≤ X Proses kerja linear congruential method dengan menentukan bilangan modulo (m) yang telah ditetapkan. Nilai a x , dan c akan diperoleh dari bilangan biner panjang

  , i pesan yang telah di XOR. Bilangan biner terdiri dari 8 bit sedangkan ada 3 variabel yang harus diberi nilai pada persamaan 2.1. Agar setiap variable memiliki banyak bit yang sama untuk nilainya, maka ditambahkan bit ‘0’ pada bilangan biner tersebut. Jadi masing-masing nilai variable terdiri dari 3 bit dari bilangan biner tersebut. Bit tersebut dikonversikan ke bilangan desimal.

2.6. Pixel Indicator Technique (PIT)

  

Pixel Indicator Technique adalah teknik steganografi berdasarkan gambar yang

  menggunakan dua bit tidak signifikan dari salah satu channel warna tertentu yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan data yang disembunyikan pada gambar. PIT merupakan pengembangan dari metode Least Significant Bit (LSB) dan Stego Color Cycle (SCC). LSB adalah pendekatan umum dan sederhana untuk menanamkan informasi dalam file gambar (Joshi et al, 2013). Cara kerja teknik steganografi ini adalah mengganti bit paling tidak signifikan atau bit akhir dengan bit pesan (informasi) yang akan disisipkan pada gambar sebanyak 1 bit. Karena hanya bit yang tidak signifikan yang disisipi pesan, maka perubahan pada gambar stego tidak kelihatan. Dengan kata lain, secara kasat mata tidak tampak perbedaan gambar asli (cover) dengan gambar stego. Menurut joshi (2013), tipe terbaik dari file gambar untuk disisipkan pesan kedalamnya adalah 24 bit gambar bitmap. Sebuah gambar dengan kualitas dan resolusi yang tinggi lebih mudah untuk disisipkan pesan ke dalam gambar. Pada 24 bit bisa disisipkan 3 bit pada 1 pixel dengan menyisipkan 1 bit pada setiap channel warna Red, Green dan

  Blue .

  Teknik SCC merupakan pengembangan lebih lanjut, dengan menggunakan saluran warna sebagai tempat penyimpan pesan rahasia. Saluran warna tersebut dirotasikan secara berkala untuk setiap bit berdasarkan suatu pola yang telah ditentukan (Cahyo, 2009). Maksudnya jika bit pertama pesan disisip kedalam saluran warna merah, maka bit berikutnya disisp ke dalam saluran warna hijau dan bit selanjutnya disisip kedalam saluran warna biru. Saluran warna yang digunakan sifatnya rotasi. Jika saluran warna dimulai dari merah, maka selanjutnya hijau dan biru.

  Teknik indikator pixel ini diusulkan digunakan pada gambar format RGB (Red,

  

Green, Blue ). Teknik ini menggunakan setidaknya dua bit tidak signifikan dari salah satu channel merah, hijau atau biru untuk disisipkan pesan dimana channel tersebut terpilih berdasarkan bit akhir indikator. Bit indikator ditetapkan secara acak (berdasarkan sifat gambar) dalam channel. Warna indikator dipilih dari panjang pesan.

Gambar 2.3 merupakan flowchart penyisipan dari Pixel Indicator Technique. Start Gambar yang akan disisipi pesan Panjang pesan yang akan disisipi Simpan panjang pesan ke dalam 8 byte pada baris pertama gambar dan dalam variabel ukuran gambar yang tersisa (RMS) Dimulai dari baris kedua

  Pilih channel _{indikator dari channel RGB} Cek 2 bit akhir dari _{channel indikator} Jika bit akhir _{Jika bit akhir} bernilai ‘0 0’ ^{Tidak ada perubahan Lanjut ke pixel berikutnya} bernilai ‘0 1’ ^{Simpan 2 bit data ke 2 bit akhir dari channel 1 RMS = RMS} – 2 _{Lanjut ke pixel berikutnya Jika bit akhir} bernilai ‘1 0’ ^{Simpan 2 bit data ke 2 bit akhir dari channel 2 RMS = RMS – 2} _{Lanjut ke pixel berikutnya Jika bit akhir} bernilai ‘1 1’ ^{Simpan 2 bit data ke 2 bit akhir dari channel 1 dan channel} _{Lanjut ke pixel berikutnya} ² _{RMS = RMS – 4} Jika sisa pesan _{> 0 end} ^{no yes yes no yes no yes no yes}

Gambar 2.3. Flowchart penyembunyian pesan PIT (Gutub et al, 2008)Tabel 2.1 menunjukkan hubungan antara indikator dan data yang tersembunyi di dalam channel lainnya.Tabel 2.1 Indicator value based

  Indicator Channel Channel 1 Channel 2

  00 No hidden data No hidden data

  01 No hidden data 2 bits of hidden data 10 2 bits of hidden data No hidden data 11 2 bits of hidden data 2 bits of hidden data

  Untuk meningkatkan keamanan, channel indikator tidak tetap. Indikator-indikator yang dipilih berdasarkan urutan. Pixel pertama Merah adalah indikator, sedangkan Hijau adalah channel 1 dan Biru adalah channel 2. Dalam pixel kedua, Hijau adalah indikator, sedangkan Merah adalah channel 1 dan Biru adalah channel 2. Dalam pixel ketiga Biru adalah indikator, sementara Merah adalah channel 1 dan Hijau adalah channel 2 (Gutub et al, 2008).

  Kriteria penentuan indikator didasarkan pada panjang pesan yang akan disembunyikan. Apabila panjang pesan menghasilkan nilai bilangan prima maka indikator yang digunakan Blue (B), apabila bilangan genap maka indikatornya warna

  

Red (R), selain itu indikatornya menggunakan warna Green (G). Hal tersebut dapat

dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Indicator channel selection criteria

  Type of Length (N)

  I Level Selection Select

  II Level Selection Binary N of secret message Indicator Channel, First Parity-Bit element of sequence Odd Parity Even Parity

  Even R GB BG Prime B RG GR

  Else G RB BR Kelebihan algoritma ini adalah perubahan warna yang terjadi tidak terlalu signifikan dan lebih sulit ditentukan di pixel mana terdapat pesan yang disembunyikan karena tidak seperti Least Signiifikan Bit (LSB) dimana setiap pixel pada gambar pasti disembunyikan 1 bit dari pesan yang disembunyikan. Orang lain yang ingin mengetahui isi pesan tersebut juga harus mengetahui warna indikator apa yang digunakan di setiap pixel yang terdapat bit yang berasal dari pesan yang disembunyikan. Kekurangan algoritma ini adalah tidak semua pixel bisa disisipkan pesan karena apabila nilai indicatornya bernilai 0 maka tidak ada pesan yang bisa disisipkan didalam pixel gambar sesuai dengan tabel 2.1.

2.7. Peak Signal to Noise Ratio (PSNR)

  

Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) adalah perbandingan antara nilai maksimum dari

  sinyal yang diukur dengan besarnya derau yang berpengaruh pada sinyal tersebut dengan satuan desibel. PSNR digunakan untuk mengetahui perbandingan kualitas citra sebelum dan sesudah disisipkan pesan. Untuk menentukan PSNR, tentukan nilai rata- rata kuadrat dari error (MSE - Mean Square Error) terlebih dahulu. Perhitungan MSE adalah sebagai berikut :

  2

  1

  3

  (2.2) ∑ ∑

  = √ ∑ [ ′( , ) – ( , ) ]

  

=1 =1 =1

3 Dimana :

  MSE = Nilai Mean Square Error dari citra tersebut M = panjang citra tersebut (dalam pixel) N = lebar citra tersebut (dalam pixel) (x,y) = koordinat masing-masing pixel I = nilai bit citra pada koordinat x,y pada gambar asli I’ = nilai bit citra pada koordinat x,y pada gambar stego i = index matrix (Red = 1, Green = 2, Blue = 3)

  Sementara nilai PSNR dihitung dari kuadrat nilai maksimum sinyal dibagi dengan MSE. Apabila diinginkan PSNR dalam desibel, maka nilai PSNR akan menjadi sebagai berikut :

  2

  (2.3)

  = 10 log ( ) = 20 ( )

  Dimana : PSNR = nilai PSNR citra (dalam dB)

  = nilai maksimum pixel MSE = nilai MSE

2.8. Penelitian Terdahulu

  Penelitian mengenai metode PIT dan fungsi acak sudah dilakukan oleh beberapa peneliti sebelumnya. Beberapa penelitian tersebut dapat dilihat pada table 2.3 berikut :

Tabel 2.3 Penelitian terdahulu

  No Judul Peneliti Kelebihan Kekurangan

  1 Pixel Indicator Gutub et Pengenalan teknik Ketahanan tidak

  High Capacity al (2008) baru yang merupakan dibahas dalam

  perkembangan dari penelitian ini

  Technique for RGB Image Based LSB dan SCC dengan Steganography hasil kapasitas lebih

  besar dari teknik lama dan keamanan menjanjikan karena perubahan yang tidak tampak

  2 Pixel Indicator Gutub Penelitian ini Keamanan

  Technique for (2010) membandingkan PIT (perceptual RGB Image dengan SCC 2 bit dan transparency ) Steganography 4 bit dengan hasil dengan menyisipkan

  kapasitas yang lebih lebih dari 2 bit tidak besar untuk tingkat direkomendasikan keamanan yang sama dan PIT masih bisa dilakukan perbaikan lebih lanjut

  3 Histogram Meiamai Teknik histogram

  Technique with et al dalam penyembunyian Pixel Indicator (2013) data membuat channel for High Fidelity pixel indicator lebih Steganography fleksibel dan efisien

  dan hasil MSE membuat gambar asli dengan gambar stego sulit dibedakan

Tabel 2.3 Penelitian Terdahulu (Lanjutan)

  No Judul Peneliti Kelebihan Kekurangan

  4 Pengembangan Random Number Generator dengan Video dan Suara

  Andika, 2012

  Dengan menggunakan tes uji statistik NIST, didapatkan bahwa algoritma pembangkitan bilangan acak telah mencukupi kriteria keacakan bilangan acak dengan melewati pengujian untuk berbagai kriteria keacakan. Digunakan sumber luar video dan suara sebagai seed dan sumber keacakan.

  Pada penggunaannya, jika suara dan video jadi sumber keacakan diperlukan proses tambahan karena ada keadaan dimana bit-bit dari suara dan video yang monoton

  5 Perancangan Add On Keamanan E-mail Mozilla Thunderbird dengan Algoritma Kriptografi XOR dan Three Pass Protocol serta Kompresi Lempel Ziv Welch

  Barus, 2012

  Kombinasi algoritma kriptografi

  XOR, Pembangkit kunci Linear Congruential Generator, Kompresi data Lempel Ziv Welch (LZW) dan base64 encoding dapat diterapkan menggunakan Three Pass Protocol.

  Berdasarkan pengujian diperoleh bahwa kompresi data LZW menghasilkan rasio kompresi terkecil 47.212 % dengan panjang dictionary 13 bit.

  Implementasi XOR dengan Three Pass Protocol memiliki kelemahan, yaitu sangat rentan terhadap serangan jenis chipertext only attack selama pesan dikirimkan mengikuti mekanisme yang terdapat pada Three Pass Protocol.