Kriptografi Visual pada Citra Berwarna Menggunakan Metode Kombinasi Perluasan Warna Red Green dan Blue - Visual Cryptography for Color Images Using Combining Expanding Color Red Green and Blue Method.

KRIPTOGRAFI VISUAL PADA CITRA BERWARNA

MENGGUNAKAN METODE KOMBINASI PERLUASAN

WARNA RED GREEN DAN BLUE

Amazone Ruwe Munthe (0722059)

Jurusan Teknik Elektro Universitas Kristen Maranatha email: rue.amazone@gmail.com

ABSTRAK

Visual kriptografi, sebuah pengembangan teknik kriptografi, untuk mendeskripsikan citra yang terenkripsi dapat menggunakan penglihatan manusia. Seperti pada teknik kriptografi yang lain, visual kriptografi memiliki persyaratan kerahasiaan, integritas data, otentikasi dan nirpenyangkalan. Sebagai pertimbangan keamanan, hal itu memastikan agar peretas tidak dapat melihat petunjuk apapun dari citra rahasia.

Kriptografi visual adalah teknik kriptografi data berupa citra dengan cara membagi citra menjadi beberapa bagian. Setiap bagian citra tersebut adalah subset dari citra rahasia. Jika dihasilkan n bagian dalam proses enkripsi, maka jika hanya terdapat n-1 bagian, gambar tidak dapat didekripsi. Pada tugas akhir ini menggunakan skema (2,2), sebuah citra rahasia berwarna akan dilakukan pengkodean menjadi dua buah citra bayang dan pendekodeannya diproses dengan menumpuk dua buah citra bayang untuk mendapatkan informasi berupa citra rahasia.

Pengujian dilakukan dengan menggunakan penilaian PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) dan MOS (Mean Opinion Score) untuk mendapatkan kualitas citra hasil dekripsi.

VISUAL CRYPTOGRAPHY FOR COLOR IMAGES USING

COMBINING EXPANDING COLOR RED GREEN AND BLUE

METHOD

Amazone Ruwe Munthe (0722059)

Department of Electrical Engineering Maranatha Christian University email: rue.amazone@gmail.com

ABSTRACT

Visual cryptography, an emerging cryptography technology, uses the human vision to decrypt encrypted images. Like the other cryptographic techniques, visual cryptography has confidentiality requirements, data integrity, authentication and non-repudiation. For security concerns, it also ensures that hackers cannot perceive any clues about a secret image.

Visual cryptography is a cryptographic technique data such as pictures or images by dividing the image into several parts. Each section image is a subset of the first image. If the resulting N part in the encryption process, so if there are only N-1 parts, images cannot be decryption. This essay used (2.2), a secret color image will be encoding into two share images and the decoding are processed by stacking two share images to get the information of the secret image.

The quality of decrypted image is calculate using PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) and MOS (Mean Opinion Score).

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

KATA PENGANTAR ... v

ABSTRAK ... vii

ABSTRACT …………... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan ... 2

1.4 Pembatasan Masalah ... 3

1.5 Metodologi …………... 3

I.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

II.1 Definisi Kriptografi ... 5

II.2 Terminologi ... 6

II.3 Tujuan Kriptografi ... 13

II.4 Pengenalan Kriptografi Visual... 15

II.5 Metode Kriptografi Visual Perluasan RGB ... 18

II.6 Perbaikan Ukuran Citra Dekripsi ... 30

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ... 32

III.1 Perancangan Perangkat Lunak ... 32

III.2 Prosedur Proses Enkripsi ... 33

III.3 Prosedur Proses Dekripsi …………... 38

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA DATA ... 41

IV.2 Analisa Data ... 47

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 52

V.1 Kesimpulan …... 52

V.2 Saran ... 53

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel II.1 Tabel Kebenaran OR ... 21

Tabel II.2 Tabel Kebenaran XOR ... 21

Tabel II.3 Kombinasi warna dan alamat kriptografi visual citra berwarna... 22

Tabel II.4 Hasil Inverse Setiap Kombinasi Warna ... 31

Tabel IV.1 Parameter Penilaian MOS ………... 49

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar II.1 Pesan Plainteks Menjadi Cipherteks ... 6

Gambar II.2 (a)Skema enkripsi dan dekripsi, (b) contoh ilustrasi enkripsi dan dekripsi ……… 10

Gambar II.3 Codebreaker ... 11

Gambar II.4 Kriptografi dan kriptanalisis adalah cabang bidang ilmu kritologi……….………. 13

Gambar II.5 Cara Kerja Kriptografi Visual ………...…... ₁₆

Gambar II.6 Contoh Penggunaan Skema k dari n (k = 2, n = 3) ……….. ₁₇

Gambar II.7 Contoh Kriptografi Visual Citra Lena: (a) Share 1, (b) share 2, (c) gabungan share 1 dan share 2. ……… 18

Gambar II.8 Kombinasi perpaduan warna RGB ………. ₁₉

Gambar II.9 Proses penguraian warna dan halftone ……… 20

Gambar II.10 (a) Citra continuous tone. (b) Citra halftone... ₂₀

Gambar II.11 Proses penguraian warna cyan …………... ₂₃

Gambar II.12 Proses penguraian warna magenta ……… ₂₄

Gambar II.13 Proses penguraian warna yellow ……… ₂₄

Gambar II.14 Proses pemguraian warna red ………... ₂₅

Gambar II.15 Proses penguraian warna green ……….. ₂₅

Gambar II.16 Proses penguraian warna blue ………. ₂₆

Gambar II.17 Proses penguraian warna hitam ……… ₂₆

Gambar II.19 Perhitungan Matematis pada Pembentukan Pixel

Rekonstruksi ……… 28

Gambar III.1 Diagram Blok Kriptografi Visual Citra Berwarna ……… ₃₁

Gambar III.2 Diagram Alir Proses Enkripsi ………... ₃₃

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran LIST PROGRAM MATLAB ……… L - 1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang Masalah

Saat ini komunikasi data melalui media internet merupakan hal yang umum. Kendala keamanan informasi dari data yang dikirimkan merupakan masalah yang dihadapi dalam komunikasi data. Berikut ini merupakan salah satu cara untuk meningkatkan keamanan informasi data yang berbentuk citra berwarna.

Dalam kriptografi terdapat dua konsep utama yaitu enkripsi dan dekripsi. Enkripsi adalah proses dimana informasi atau data yang hendak dikirim diubah menjadi bentuk yang hampir tidak dikenali dengan istilah sebagai informasi awalnya dengan menggunakan algoritma tertentu. Dekripsi adalah kebalikan dari enkripsi yaitu mengubah kembali bentuk tersamar tersebut menjadi informasi atau data awal.

Pada tahun 1994, Moni Naor dan Adi Shamir mengembangkan suatu skema yang menggunakan minimal dua buah gambar dan gambar-gambar tersebut harus memiliki transparansi. Skema rahasia ini disebut Kriptografi Visual. Lapisan pertama berisi piksel acak dan lapisan berikutnya berisi informasi rahasia. Kriptografi Visual dapat dikatakan merupakan bentuk visual dari operasi XOR.

Sistem Kriptografi visual adalah salah satu teknik dalam kriptografi yang memungkinkan informasi yang bersifat visual untuk dienkripsi dengan metode tertentu untuk mendekripsinya dapat dilakukan dengan penglihatan manusia. Pada kriptografi visual, gambar diurai menjadi n-bagian yang disebut share (yang tidak

Bab I Pendahuluan

dapat dikenali). Kerahasiaan ini dapat terjadi karena citra dapat dideskripsikan apabila terdapat n buah share, sedangkan n-1 share tidak akan memberikan informasi visual.

Keamanan skema ini dianggap baik dan hampir tidak dapat dipecahkan. Cara untuk mendeskripsikan pesan tersebut juga sangat mudah. Untuk proses dekripsi Kriptografi Visual Citra Berwarna cukup dengan menumpukkan share 1 dan 2 yang dimaksudkan untuk menggabungkan warna RGB. Setelah digabungkan, maka dapat melihat informasi yang terkandung di dalamnya.

I.2 Perumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini meliputi :

1. Bagaimana membuat sistem yang dapat membuat suatu citra asli menjadi tidak dikenali informasinya.

2. Bagaimana cara mengembalikan citra yang tidak dikenal informasinya, menjadi citra asal yang dikenali.

I.3 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dari Tugas Akhir ini adalah merancang dan merealisasikan perangkat lunak yang mampu melakukan proses pengkodean citra berwarna menjadi dua buah citra bayang dan pendekodean menjadi citra asal menggunakan MATLAB.

Bab I Pendahuluan

I.4 Pembatasan Masalah

1. Dimensi citra yang digunakan adalah 200 x 200

2. Percobaan dilakukan pada 6 citra berwarna standar pengujian dan 6 citra berwarna dasar (red, green, blue, cyan, magenta dan yellow).

I.5 Metodologi

Metodologi dalam Tugas Akhir ini adalah dengan eksperimental sehingga hasilnya dapat diuji. Langkah-langkahnya adalah :

1. Mempelajari teori kriptografi visual.

2. Perancangan perangkat lunak kriptografi visual citra berwarna. 3. Melakukan uji coba perangkat lunak kriptografi visual citra berwarna.

I.6 Sistematika Penulisan

Sistematika pembahasan laporan Tugas Akhir ini disusun menjadi lima bab, yaitu sebagai berikut :

 Bab I PENDAHULUAN

Pada bab pendahuluan ini dibahas tentang latar belakang, identifikasi masalah, perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, metodologi, dan sistematika penulisan.

Bab I Pendahuluan

 Bab II LANDASAN TEORI

Untuk memudahkan pembahasan tentang Tugas Akhir ini, disertakan teori pendahuluan yang membahas definisi kriptografi, termonologi, tujuan kriptografi, pengenalan kriptografi visual, cara kerja kriptografi visual, serta model kriptografi.

 Bab III PERANCANGAN DAN REALISASI

Untuk merealisasikan Tugas Akhir, perancangan perangkat lunak dibuat dengan menggunakan perangkat lunak Matlab. Pada bab ini akan dijelaskan cara kerja dan proses enkripsi serta dekripsi untuk perangkat lunak kriptografi visual.

 Bab IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA

Untuk melihat hasil rancangan perangkat lunak, maka dibuat pengujian perangkat lunak

 Bab V KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan dan saran disusun untuk memberikan gambaran tentang Tugas Akhir yang dilakukan.

Lampiran disusun untuk memudahkan pemahaman tentang perangkat lunak Pengkodean Citra Menjadi Dua Buah Citra Bayang dan Pendekodean Menjadi Citra Asal. Lampiran pada tugas akhir ini adalah listing program.

Bab V Kesimpulan dan Saran

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan-kesimpulan yang diambil berdasarkan hasil pengamatan dan saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut dari Tugas Akhir yang berjudul “Kriptografi Visual Pada Citra Berwarna Menggunakan Metode Kombinasi Perluasan Warna Red Green dan Blue”.

V.1 Kesimpulan

1. Perangkat lunak yang digunakan untuk pengkodean citra menjadi 2 buah share dan pendekodean citra bayang menjadi citra asal berjalan dengan baik.

2. Kriptografi visual pada citra yang hanya memiliki warna tunggal mengakibatkan share 1 memiliki pola warna rekonstruksi yang sama.

3. Penggabungan share dengan fungsi XOR menghasilkan citra rekonstruksi yang lebih baik daripada penggabungan (dekripsi) share dengan fungsi OR. 4. Hasil dari percobaan perangkat lunak pengkodean citra menjadi 2 buah share

dan pendekodean citra menjadi citra asal pada penggabungan (dekripsi) menggunakan OR memiliki kualitas yang tidak mirip sampai agak mirip dengan citra input, nilai pengujian dekripsi menggunakan XOR memiliki kualitas yang agak mirip dan mendekati mirip dengan citra input dan nilai pengujian citra hasil perbaikan ukuran memiliki kualitas agak mirip dan mendekati mirip dengan citra input.

Bab V Kesimpulan dan Saran

5. Proses resize hasil penggabungan share 1 dan 2 sehingga didapatkan citra hasil dekripsi yang berukuran sama dengan citra input dapat dilakukan dengan mengambil sampel. Sampel tersebut merupakan warna pada setiap pixel pada koordinat ganjil ((1,1), (1,3)….(3,1), (3,3)… dan seterusnya)

V.2 Saran

1. Perangkat lunak yang dibuat dapat dikembangkan agar menggunakan penguraian warna standar CMY (cyan, magenta dan yellow).

Daftar Pustaka

DAFTAR PUSTAKA

1. Young-Chang Hou. 2002. Visual cryptography for color images. Taiwan: Department of Information Management, National Central University. 2. Munir, Rinaldi, Kriptografi, Penerbit Informatika, 2006

3. N.Naor and A.Shamir, Visual Cryptography Advances in Cryptography : Eurocrypt’94, Springer Verleg, Berlin, ppi-129(1995).

4. Vishal M onga, Niranjan Damera-Venkat a, Hamood Rehman and Brian L. Evans.

Halft oning Toolbox for M ATLAB. Aust in: The Universit y of Texas.

5. Tanama, Albert (2013). Pengkodean Cit ra M enjadi Dua Buah Cit ra Bayang dan Pengkodean M enjadi Cit ra Asal. Bandung: Universit as Krist en M aranat ha. 6. ht t ps:/ / w w w .ceremade.dauphine.fr/ ~peyre/

Bab I Pendahuluan

dapat dikenali). Kerahasiaan ini dapat terjadi karena citra dapat dideskripsikan apabila terdapat n buah share, sedangkan n-1 share tidak akan memberikan informasi visual.

Keamanan skema ini dianggap baik dan hampir tidak dapat dipecahkan. Cara untuk mendeskripsikan pesan tersebut juga sangat mudah. Untuk proses dekripsi Kriptografi Visual Citra Berwarna cukup dengan menumpukkan share 1 dan 2 yang dimaksudkan untuk menggabungkan warna RGB. Setelah digabungkan, maka dapat melihat informasi yang terkandung di dalamnya.

I.2 Perumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini meliputi :

1. Bagaimana membuat sistem yang dapat membuat suatu citra asli menjadi tidak dikenali informasinya.

2. Bagaimana cara mengembalikan citra yang tidak dikenal informasinya, menjadi citra asal yang dikenali.

I.3 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dari Tugas Akhir ini adalah merancang dan merealisasikan perangkat lunak yang mampu melakukan proses pengkodean citra berwarna menjadi dua buah citra bayang dan pendekodean menjadi citra asal menggunakan MATLAB.

Bab I Pendahuluan

I.4 Pembatasan Masalah

1. Dimensi citra yang digunakan adalah 200 x 200

2. Percobaan dilakukan pada 6 citra berwarna standar pengujian dan 6 citra berwarna dasar (red, green, blue, cyan, magenta dan yellow).

I.5 Metodologi

Metodologi dalam Tugas Akhir ini adalah dengan eksperimental sehingga hasilnya dapat diuji. Langkah-langkahnya adalah :

1. Mempelajari teori kriptografi visual.

2. Perancangan perangkat lunak kriptografi visual citra berwarna. 3. Melakukan uji coba perangkat lunak kriptografi visual citra berwarna.

I.6 Sistematika Penulisan

Sistematika pembahasan laporan Tugas Akhir ini disusun menjadi lima bab, yaitu sebagai berikut :

 Bab I PENDAHULUAN

Pada bab pendahuluan ini dibahas tentang latar belakang, identifikasi masalah, perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, metodologi, dan sistematika penulisan.

Bab I Pendahuluan

 Bab II LANDASAN TEORI

Untuk memudahkan pembahasan tentang Tugas Akhir ini, disertakan teori pendahuluan yang membahas definisi kriptografi, termonologi, tujuan kriptografi, pengenalan kriptografi visual, cara kerja kriptografi visual, serta model kriptografi.

 Bab III PERANCANGAN DAN REALISASI

Untuk merealisasikan Tugas Akhir, perancangan perangkat lunak dibuat dengan menggunakan perangkat lunak Matlab. Pada bab ini akan dijelaskan cara kerja dan proses enkripsi serta dekripsi untuk perangkat lunak kriptografi visual.

 Bab IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA

Untuk melihat hasil rancangan perangkat lunak, maka dibuat pengujian perangkat lunak

 Bab V KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan dan saran disusun untuk memberikan gambaran tentang Tugas Akhir yang dilakukan.

Lampiran disusun untuk memudahkan pemahaman tentang perangkat lunak Pengkodean Citra Menjadi Dua Buah Citra Bayang dan Pendekodean Menjadi Citra Asal. Lampiran pada tugas akhir ini adalah listing program.

Bab V Kesimpulan dan Saran

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan-kesimpulan yang diambil berdasarkan hasil pengamatan dan saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut dari Tugas Akhir yang berjudul “Kriptografi Visual Pada Citra Berwarna Menggunakan Metode Kombinasi Perluasan Warna Red Green dan Blue”.

V.1 Kesimpulan

1. Perangkat lunak yang digunakan untuk pengkodean citra menjadi 2 buah share dan pendekodean citra bayang menjadi citra asal berjalan dengan baik.

2. Kriptografi visual pada citra yang hanya memiliki warna tunggal mengakibatkan share 1 memiliki pola warna rekonstruksi yang sama.

3. Penggabungan share dengan fungsi XOR menghasilkan citra rekonstruksi yang lebih baik daripada penggabungan (dekripsi) share dengan fungsi OR. 4. Hasil dari percobaan perangkat lunak pengkodean citra menjadi 2 buah share

dan pendekodean citra menjadi citra asal pada penggabungan (dekripsi) menggunakan OR memiliki kualitas yang tidak mirip sampai agak mirip dengan citra input, nilai pengujian dekripsi menggunakan XOR memiliki kualitas yang agak mirip dan mendekati mirip dengan citra input dan nilai

Bab V Kesimpulan dan Saran

5. Proses resize hasil penggabungan share 1 dan 2 sehingga didapatkan citra hasil dekripsi yang berukuran sama dengan citra input dapat dilakukan dengan mengambil sampel. Sampel tersebut merupakan warna pada setiap pixel pada koordinat ganjil ((1,1), (1,3)….(3,1), (3,3)… dan seterusnya)

V.2 Saran

1. Perangkat lunak yang dibuat dapat dikembangkan agar menggunakan penguraian warna standar CMY (cyan, magenta dan yellow).

Daftar Pustaka

DAFTAR PUSTAKA

1. Young-Chang Hou. 2002. Visual cryptography for color images. Taiwan: Department of Information Management, National Central University. 2. Munir, Rinaldi, Kriptografi, Penerbit Informatika, 2006

3. N.Naor and A.Shamir, Visual Cryptography Advances in Cryptography : Eurocrypt’94, Springer Verleg, Berlin, ppi-129(1995).

4. Vishal M onga, Niranjan Damera-Venkat a, Hamood Rehman and Brian L. Evans.

Halft oning Toolbox for M ATLAB. Aust in: The Universit y of Texas.

5. Tanama, Albert (2013). Pengkodean Cit ra M enjadi Dua Buah Cit ra Bayang dan

Pengkodean M enjadi Cit ra Asal. Bandung: Universit as Krist en M aranat ha.

6. ht t ps:/ / w w w .ceremade.dauphine.fr/ ~peyre/