Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Multimedia Cryptography Oleh: Rinaldi Munir Bahan Kuliah IF3058 Kriptografi Program Studi Informatika - ITB 1.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Multimedia Cryptography Oleh: Rinaldi Munir Bahan Kuliah IF3058 Kriptografi Program Studi Informatika - ITB 1."— Transcript presentasi:

1 Multimedia Cryptography Oleh: Rinaldi Munir Bahan Kuliah IF3058 Kriptografi Program Studi Informatika - ITB 1

2 Rinaldi Munir/IF3058 Kriptografi2 Multimedia 1. AudioAudio 2. Gambar (image)Gambar (image) 3. VideoVideo

3 • Teknologi multimedia berkembang sangat pesat

4 Permasalahan: Penyalahgunaan Akses Perlu Keamanan Enkripsi privacy Copyright

5 Aplikasi: enkripsi video (PayTV, video on demand, dll) 5

6 • Algoritma enkripsi konvensional untuk pesan teks (DES, AES, RSA, IDEA, Blowfish, dll) tidak cocok dipakai untuk enkripsi data multimedia.  Terutama untuk aplikasi komunikasi yang real-time (teleconference, live video streaming, video on demand) • Alasan: - data multimedia umumnya bervolume relatif sangat besar Akibatnya: proses enkripsi data multimedia dengan algoritma- algoritma konvensional menjadi lambat. 6

7  Perlu metode yang lebih efisien untuk mengenkripsi data multimedia  Solusi: enkripsi data multimedia secara selektif! • Enkripsi selektif: - mengenkripsi hanya sebagian komponen data multimedia - namun efeknya terhadap keseluruhan data multimedia. 7

8 Video MPEG Picture • Menyimpan data untuk satu frame • Terdiri dari 3 tipe : I, P, dan B • Picture I (intracoded) – Semua data disimpan utuh • Picture P – Menggunakan data dari Picture I /P sebelumnya melalui Motion Compensation • Picture B – Menggunakan data dari Picture I/P sebelumnya dan/atau sesudahnya

9 Tipe Frame Frame I •Interframe tanpa referensi Frame P •Prediktif dari frame I atau P sebelumnya Frame B •Interpolasi dari dua arah (I dan P)

10 Struktur Data MPEG (3)

11 Algoritma Enkripsi Video • Naïve Approach – mengenkripsi keseluruhan data multimedia dengan menggunakan enkripsi standar • Selective Encription – mengenkripsi hanya bagian-bagian tertentu dari bitstream

12 Enkripsi Selektif • Disebut juga sebagai soft-encryption • Teknik untuk mengenkripsi data terformat seperti video, image, dan sebagainya • Enkripsi dilakukan pada sebagian porsi data • Berguna untuk meningkatkan performansi • Dalam kasus MPEG, enkripsi pada frame I

13 VEA • VEA = Video Encryption Algorithm • Termasuk ke dalam Stream Cipher • Beroperasi pada bit-bit dari frame I – Bitstream di-XOR dengan kunci rahasia • VEA sangat efisien karena hanya mengenkripsi sejumlah kecil bit dari video • VEA ini sangat rentan terhadap serangan plainteks.

14 14 Sumber: Makalah TA Dian Intania Savitri : Perancangan dan Implementasi Modifikasi Algoritma VEA (Video Encryption Algorithm) untuk Video Streaming

15 15 Sumber: Makalah TA Dian Intania Savitri : Perancangan dan Implementasi Modifikasi Algoritma VEA (Video Encryption Algorithm) untuk Video Streaming

16 MVEA • Merupakan peningkatan VEA • Enkripsi dilakukan pada frame I, P, dan B • Cara kerja sama dengan VEA

17 Gambar Hasil Enkripsi  Contoh hasil enkripsi MVEA  Contoh hasil enkripsi VEA

18 Bagian 2: Sharing Riset Kriptografi di ITB 18

19 Riset Kriptografi yang Saya Kerjakan • Judul: ALGORITMA ENKRIPSI CITRA DIGITAL DENGAN KOMBINASI DUA CHAOS MAP DAN PENERAPAN TEKNIK SELEKTIF TERHADAP BIT-BIT MSB. • Sumber dana penelitian: Program Riset dan Inovasi KK (Kelompok Keilmuan), ITB • Jangka waktu: 10 bulan (Februari – November 2012) 19

20 ALGORITMA ENKRIPSI CITRA DIGITAL DENGAN KOMBINASI DUA CHAOS MAP DAN PENERAPAN TEKNIK SELEKTIF TERHADAP BIT-BIT MSB Oleh: Rinaldi Munir Sekolah Teknik Elektro dan Informatika (STEI) Institut Teknologi Bandung 20

21 21 Sebuah prolog… ”Sebuah gambar bermakna lebih dari seribu kata” (A picture is more than words)

22 22 Kebanyakan citra tampil dalam bentuk plain-image  Masalah: tidak terlindungi dari pengaksesan ilegal

23 Latar Belakang • Banyak citra yang bersifat privat atau mengandung informasi rahasia. Contoh: - citra hasil foto satelit - citra rekam medis pasien 23

24 • Citra privat/rahasia perlu dilindungi dari pengaksesan oleh pihak-pihak yang yang tidak memiliki otoritas. 24

25 • Solusi: Mengenkripsi citra 25

26 Aplikasi: enkripsi video (PayTV, video on demand, dll) 26

27 • Algoritma enkripsi konvensional untuk pesan teks (DES, AES, RSA, IDEA, Blowfish, dll) tidak cocok dipakai untuk enkripsi citra.  Terutama untuk aplikasi komunikasi yang real-time (teleconference, live video streaming, video on demand) • Alasan: - citra bervolume data relatif sangat besar Akibatnya: proses enkripsi citra dengan algoritma- algoritma konvensional menjadi lambat.  Perlu metode yang lebih efisien untuk mengenkripsi citra  Usulan: algoritma enkripsi citra berbasis dua buah chaos map + enkripsi citra secara selektif! 27

28 Teori Chaos • Karakteristik fungsi chaos: sensitif terhadap perubahan kecil parameter nilai awal (sensitive dependence on initial condition). • Sensitivitas: perubahan kecil pada nilai awal fungsi menghasilkan perbedaan yang sangat besar pada nilai fungsinya. • Karakteristik ini penting di dalam keamanan dan bersesuaian dengan prinsip diffusion yang dikemukakan oleh Shannon. • Fungsi chaos berguna sebagai pembangkit bilangan acak (PRNG) 28

29 • Chaos map 1D: x i+1 = r x i (1 – x i ) ; 0  x i  1; 0  r  4. • Misal r = 4.0 dan nilai awal x 0 = (kunci) x 1 = 4.0x 0 (1 – x 0 ) =  nilai-nilai chaos (acak) x 2 = 4.0x 1 (1 – x 1 ) = … x 99 = 4.0x 98 (1 – x 98 ) = x 100 = 4.0x 99 (1 – x 99 ) = Chaos 1: Logistic Map

30 x 0 = x 0 =

31 Chaos 2: Arnold Cat Map • Chaos map 2D: • p dan q integer positif, determinan = 1 • Ditemukan oleh Vladimir Arnold (1960) yang menggunakan citra seekor kucing sebagai eksperimennya. • Punya periode sebesar T (setelah iterasi T kali kembali ke citra semula) 31

32 32

33 Enkripsi Selektif pada Bit-bit MSB 33 • Susunan bit pada setiap byte: b 7 b 6 b 5 b 4 b 3 b 2 b 1 b 0. • Citra bitplane dari setiap bit MSB ke LSB: • Pengubahan bit-bit MSB membuat citra menjadi “rusak” atau tidak bermakna lagi  MSB LSB-  • Enkripsi selektif: cukup menengkripsi hanya bit-bit MSB  keseluruhan citra menjadi tidak dapat dikenali lagi. • Tradeoff: Hanya 4-bit MSB yang dienkripsi

34 Proposed Method 34 Enkripsi: Permutasi dengan Arnold Cat Map Enkripsi selektif citra Citra teracak Citra terenkripsi Dekripsi: Enkripsi selektif Invers Permutasi dengan Arnold Cat Map Citra terenkripsiCitra teracakCitra semula Logistic Map keystream Logistic Map x0x0 x0x0 p, q, n

35 • Nilai-nilai chaotik  ranah bilangan real • Enkripsi/dekripsi  ranah integer • Nilai-nilai chaotik perlu ditransformasi menjadi integer dengan size tertentu • Contoh: x = dan size =  10 6 = • Ekstrak empat bit terakhir dari representasi biner 3176  ‘1000’ sebagai keystream 35 Pembangkit Keystream

36 Operasi Enkripsi/Dekripsi • Enkripsi: c i = p i  k i • Dekripsi: p i = c i  k i • Keterangan: p i  4-bit MSB dari suatu pixel pada plain-image, c i  4-bit MSB suatu pixel pada cipher-image, k i  keystream 4-bit yang dibangkitkan dari Logistic Map. 36

37 Eksperimen • Kakas: Matlab • Parameter kunci: (1)Arnold Cat map: p = 15, q = 27, n = 5. (2) Nilai awal logistic map: x 0 = (3) x i+1 = r x i (1 – x i )  r = 3.98 • Citra uji: grayscale dan berwarna 37

38 Hasil-hasil Eksperimen Enkripsi citra berwarna

39 39 2. Enkripsi citra grayscale

40 Analisis Hasil Eksperimen 1.Analisis histogram Histogram cipher-image: flat  terdistribusi uniform  Menyulitkan serangan dengan analisis frekuensi 40

41 41 RedGreenBlue RedGreen Blue

42 2. Analisis Sensitivitas  Uji coba dekripsi dengan mengubah sedikit x 0 x 0 = (benar)x 0 =

43 3.Analisis Hasil Iterasi Arnold Cat Map (ACM) 43 ACM

44 4. Ruang kunci • Kunci: p, q, n (integer positif) x 0, r (riil) • Unsigned integer 32-bit  2 32 = 4.3  10 9 kemungkinan nilai • Double precision 64-bit standard IEEE  presisi  krmungkinan • Jumlahkemungkinan kunci seluruhnya: H(p, q, n, x 0, r)  (4.3  10 9 )  (4.3  10 9 )  (10 15 )  (10 15 )    cukup besar bertahan terhadap serangan brute-force attack. 44

45 Kesimpulan • Telah diusulkan algoritma enkripsi citra digital berbasis chaos menggunakan kombinasi dua buah chaos map dan enkripsi selektif. • Pixel-pixel di dalam cipher-image mempunyai distribusi relatif uniform • Eksperimen perubahan kecil parameter nilai chaos memperlihatkan bahwa algoritma ini aman dari serangan exhaustive attack. • Ruang kunci sangat besar sehingga aman dari brute force attack 45

46 Tugas Akhir Mahasiwa Bimbingan Muhammad Anwari Leksono: Aplikasi Klien Surel dengan Algoritma Rabbit pada Ponsel Android 46

47 Alwi Alfiansyah Ramdan: Selective Encryption Algorithm Implementation for Video Call on Skype Client • Mengunakan algoritma RVEA dan CbVEA 47

48 48

49 Danang Tri Massandy: Pengembangan Secured Video Streaming pada Smartphone dengan Platform Android • Menggunakan algoritma AES 49


Download ppt "Multimedia Cryptography Oleh: Rinaldi Munir Bahan Kuliah IF3058 Kriptografi Program Studi Informatika - ITB 1."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google