Steganografi Cryptography

Pendahuluan Steganography adalah Teknik menyembunyikan data rahasia di dalam media digital sehingga keberadaannya tidak diketahui orang. Steganografi menggunakan algoritma simetri, yakni menggunakan kunci yana sama Steganography membutuhkan 2 properti : Media Penampung Data yang akan disembunyikan

Pendahuluan Format yang biasa digunakan diantaranya : Format image : bitmap (bmp), gif, pcx, jpeg, dll. Format audio : wav, voc, mp3, dll. Format lain : teks file, html, pdf, dll. Kegunaan Steganography : Data Hiding, bertujuan untuk menyamarkan eksistensi (keberadaan) data rahasia sehingga sulit dideteksi. Watermarking, bertujuan melindungi hak cipta suatu produk

Sejarah Steganography Steganography sudah dikenal oleh bangsa Yunani. Penguasa Yunani dalam mengirimkan pesan rahasia menggunakan kepala budak atau prajurit sebagai media. Rambut budak dibotaki, lalu pesan rahasia ditulis pada kulit kepala budak. Ketika rambut budak tumbuh, budak tersebut diutus untuk membawa pesan rahasia di kepalanya. Bangsa Romawi mengenal steganography dengan menggunakan tinta tak tampak (invisible ink) untuk menuliskan pesan. Tinta tersebut dibuat dari campuran sari buah, susu dan cuka. Jika tinta digunakan untuk menulis maka tulisannya tidak tampak. Tulisan tersebut dapat di baca dengan cara memanaskan kertas tersebut

Kriteria Steganography Media ataupun data yang disembunyikan bisa berupa teks,citra,audio maupun video. Kriteria yang harus diperhatikan dalam penyembunyian data : Fidelity, Mutu citra penampung tidak jauh berubah Setelah penambahan data rahasia, citra hasil steganography masih terlihat baik. Pengamat tidak mengetahui kalau di dalam citra tersebut terdapat data rahasia Robustness Data yang disembunyikan harus tahan (robust) terhadap berbagai operasi manipulasi yang dilakukan pada citra penampung, seperti pengubahan kontras,penajaman,kompresi,rotasi,zooming,croping,enkripsi, dsb. Recovery Data yang disembunyikan harus dapat diekstraksi kembali.

Pesan rahasia: “Lari jam satu” Prisoner’s Problem Pesan rahasia: “Lari jam satu”

LariJamSatu  xjT#9uvmY!r$ Bagaimana Bob mengirim pesan rahasia kepada Alice tanpa diketahui oleh Fred? Alternatif 1: mengenkripsinya LariJamSatu  xjT#9uvmY!r$ Fred pasti curiga!

Alternatif 2: menyembunyikannya di dalam pesan lain Lupakan asal rumor itu, jaga agar matamu sehat aku turunkan ubanmu Fred tidak akan curiga! Information hiding dengan steganografi!

Pesan (message) 1. Teks 3. Gambar (image) “Torang semua bersodara” 2. Audio 3. Gambar (image) 4. Video

Properti Steganografi Embedded message (hiddentext): pesan yang disembunyikan. Cover-object (covertext): pesan yang digunakan untuk menyembunyikan embedded message. Stego-object (stegotext): pesan yang sudah berisi pesan embedded message. Stego-key: kunci yang digunakan untuk menyisipan pesan dan mengekstraksi pesan dari stegotext.

Properti Steganografi

Contoh-contoh: Lupakan asal rumor itu, jaga aga matamu sehat atau turunkan ubanmu Covertext: upakan sal umor tu aga aga atamu ehat tau turunkan banmu Hiddentext: Lari jam satu Stegotext:

erakan rang-rang ari ogya nggan mbil esiko Hiddentext: Good year Gerakan orang-orang dari yogya enggan ambil resiko Covertext: erakan rang-rang ari ogya nggan mbil esiko Hiddentext: Good year Stegotext:

Steganografi di dalam film Mercury Rising dan Beautiful Mind

Steganografi vs Kriptografi Steganografi dapat dianggap pelengkap kriptografi (bukan pengganti). Steganografi: menyembunyikan keberadaan (existence) pesan Tujuan: untuk menghindari kecurigaan (conspicuous) Kriptografi: menyembunyikan isi (content) pesan Tujuan: agar pesan tidak dapat dibaca

Metode Steganografi

METODE STEGANOGRAFI Least Significant Bit Insertion (LSB). Transformation. Redundant Pattern Encoding. Spread Spectrum method.

Least Significant Bit Insertion (LSB) Contohnya pada file image pesan dapat disembunyikan dengan menggunakan cara menyisipkannya pada bit rendah atau bit yang paling kanan (lsb) pada data pixel yang menyusun file tersebut

TRANSFORMATION Metode Steganography yang lain adalah menyembunyikan data dalam fungsi matematika yang disebut algoritma compression. Dua fungsi tersebut adalah Discrete Cosine Transformation (DCT) dan Wavelet Transformation. Fungsi Wavelet yaitu mentransformasi data dari satu tempat (domain) ke tempat (domain) yang lain. Fungsi DCT yaitu mentransformasi data dari tempat spatial (spatial domain) ke tempat frekuensi (frequency domain).

REDUNDANT PATTERN ENCODING Ide dari Redundant Pattern Encoding adalah untuk menggambar pesan kecil pada kebanyakan gambar. Keuntungan dari metode ini adalah dapat bertahan dari cropping (kegagalan), kerugiannya yaitu tidak dapat menggambar pesan yang lebih besar

SPREAD SPECTRUM METHOD Spread Spectrum steganography terpencar-pencar sebagai pesan yang diacak (encrypt) melalui gambar (tidak seperti dalam LSB). Untuk membaca suatu pesan, penerima memerlukan algoritma yaitu crypto-key dan stego-key. Metode ini juga masih mudah diserang yaitu penghancuran atau pengrusakan dari kompresi dan proses image (gambar)

Teknik Penyembunyian Data Penyembunyian data dilakukan dengan mengganti bit-bit data di dalam segmen citra dengan bit-bit data rahasia. Metode yang paling sederhana adalah metode adalah modifikasi LSB (Least Significant Bit Modification) Pada susunan bit di dalam sebuah byte (1 byte = 8 bit), terdapat : MSB (Most Significant Bit), bit yang paling berarti LSB (Least Significant Bit), bit yang kurang berarti Contoh : 11011000 *merah = MSB *hijau = LSB

Teknik Penyembunyian Data Contoh: Data Penampung : Dalam byte = {10,10,14,21} Dalam bit = {00001010,00001010,00001110, 00010101} Data rahasia : 14 (dalam bit : 1110) Hasil Steganography : Dalam bit = {00001011,00001011,00001111, 00010100} Dalam byte = {11, 11, 15, 20}

Metode LSB (spatial domain) Mengganti bit LSB dengan bit data. 11010010 MSB LSB LSB = Least Significant Bit MSB = Most Siginificant Bit Penyembunyian data dilakukan dengan mengganti bit-bit data di dalam segmen citra dengan bit-bit data rahasia. Mengubah bit LSB hanya mengubah nilai byte satu lebih tinggi atau satu lebih rendah dari nilai sebelumnya  tidak berpengaruh terhadap persepsi visual/auditori. Pada susunan bit di dalam sebuah byte (1 byte = 8 bit), terdapat :

Metode LSB Misalkan penyisipan pada citra 24-bit. Setiap pixel panjangnya 24 bit (3 x 3 byte, masing-masing komponen R (1 byte), G (1 byte), dan B (1 byte)) 00110011 10100010 11100010 (misal pixel berwarna merah) Misalkan embedded message: 010 Encoding: 00110010 10100011 11100010 (pixel berwarna “merah berubah sedikit”, tidak dapat dibedakan secara visual dengan citra aslinya)

Jika pesan = 10 bit, maka jumlah byte yang digunakan = 10 byte Contoh susunan byte yang lebih panjang: 00110011 10100010 11100010 10101011 00100110 10010110 11001001 11111001 10001000 10100011 Pesan: 1110010111 Hasil penyisipan pada bit LSB: 00110011 10100011 11100011 10101010 00100110 10010111 11001000 11111001 10001001 10100011

Metode LSB Ukuran data yang akan disembunyikan bergantung pada ukuran cover-object. Citra 24-bit ukuran 256  256 pixel = 65536 pixel. Setiap pixel berukuran 3 byte (komponen RGB), berarti ada 65536  3 = 196608 byte. Setiap 1 byte menyembunyikan satu bit di LSB-nya, maka ukuran data yang dapat disembunyikan: 196608/8 = 24576 byte

LSB Untuk memperkuat teknik penyembunyian data, bit-bit data rahasia tidak digunakan mengganti byte-byte yang berurutan, namun dipilih susunan byte secara acak. Pembangkit bilangan acak-semu (PRNG: pseudo-random number generator) digunakan untuk membangkitkan bilangan acak. Umpan (seed) untuk bilangan acak berlaku sebagai kunci (stego-key). Misalnya jika terdapat 50 byte dan 6 bit data yang akan disembunyikan, maka maka byte yang diganti bit LSB-nya dipilih secara acak, misalkan byte nomor 36, 5, 21, 10, 18, 49.

Ekstraksi pesan dari Stego-object Pesan yang disembunyikan di dalam citra dapat diungkap kembali dengan mengekstraksinya. Posisi byte yang menyimpan bit pesan dapat diketahui dari bilangan acak yang dibangkitkan oleh PRNG. Jika kunci yang digunakan pada waktu ekstraksi sama dengan kunci pada waktu penyisipan, maka bilangan acak yang dibangkitkan juga sama. Dengan demikian, bit-bit data rahasia yang bertaburan di dalam citra dapat dikumpulkan kembali.

Steganography dengan Transformsi Wavelet Penyisipan Data

Steganography dengan Transformasi Wavelet Ekstraksi Data

Watermarking

Watermarking Salah satu karya intelektual yang dilindungi adalah barang dalam bentuk digital. Penyalahgunaan hak cipta pada bidang multimedia tidak hanya mengenai penggandaan dan pendistribusiannya saja, tetapi juga mengenai kepemilikan. Kebanyakan produk digital tersebut tidak mencantumkan siapa pemegang hak ciptanya. Kalaupun bukti kepemilikan itu ada, biasanya informasi kepemilikan disertakan pada sampul pembungkusnya. Masalahnya : distribusi produk multimedia ini tidak hanya secara off line tapi secara online.

Watermarking Salah satu cara untuk melindungi hak cipta : dengan menyisipkan informasi ke dalam data multimedia tersebut dengan Teknik Watermarking Informasi yang disisipkan ke dalam data multimedia disebut watermark Watermark dapat dianggap sebagai label hak cipta dari pemiliknya.

Perbedaan Steganografi dengan Watermarking Watermarking merupakan salah satu bentuk penerapan dari steganografi. Namun tetap ada perbedaan diantara keduanya, yaitu: STEGANOGRAFI Tujuan: Mengirim pesan rahasia apapun tanpa menimbulkan kecurigaan Persyaratan: aman, sulit dideteksi, sebanyak mungkin menampung pesan (large capacity) Media penampung tidak punya arti apa-apa (meaningless) WATERMARKING Tujuan: Perlindungan copyright, pembuktian kepemilikan (ownership), fingerprinting Persyaratan: robustness, sulit dihapus (remove) Media penampung justru yang diberi proteksi, watermark tidak rahasia, tidak mementingkan kapasitas watermark

Watermarking Beberapa karya intelektual yang dilindungi adalah produk dalam bentuk digital, seperti software dan produk multimedia seperti teks, musik (dalam format MP3 atau WAV), gambar/citra (image), dan video digital (VCD). Selama ini penggandaan atas produk digital tersebut dilakukan secara bebas dan leluasa. Pemegang hak cipta atas produk digital tersebut tentu dirugikan karena ia tidak mendapat royalti dari usaha penggandaan tersebut. Salah satu cara untuk melindungi hak milik intelektual atas produk multimedia (gambar/foto, audio, teks, video) adalah dengan menyisipkan informasi ke dalam data multimedia tersebut dengan teknik digital watermarking.

Watermarking (Cont’d) Informasi yang disisipkan ke dalam data multimedia disebut watermark, dan watermark dapat dianggap sebagai tanda tangan digital (digital signature) atau stempel digital dari pemilik yang sah atas produk multimedia tersebut. Pemberian signature dengan teknik watermarking ini dilakukan sedemikian sehingga informasi yang disisipkan tidak merusak data digital yang dilindungi. Watermark di dalam data digital tidak dapat dideteksi oleh orang yang tidak mengetahui rahasia skema penyisipan watermark, dan juga watermark tidak dapat diidentifikasi dan dihilangkan. Watermark dapat digunakan sebagai bukti kepemilikan untuk membantu digital publisher melindungi materi yang mempunyai hak cipta (copyright).

Klasifikasi Watermarking Visible watermarking Dapat terlihat/terdengar oleh indra manusia.

Jenis-Jenis Watermarking Invisible watermarking: Tidak dapat terlihat/terdengar oleh indra manusia. Blind watermarking: Proses verifikasi watermark yang tidak membutuhkan citra asal. Non-blind watermarking: Proses verifikasi watermark yang membutuhkan citra asal. Fragile watermarking: Untuk menjaga integritas/keorisinilan data Robust watermarking: Untuk menyisipkan informasi kepemilikan. *mengenai verivikasi watermark akan dibahas di bahasan berikutnya

Penyisipan Watermark Proses penyisipan watermark ke citra disebut encoding. Proses encoding bisa saja membutuhkan sebuah kunci, bisa saja tidak. Kegunaan sebuah kunci dalam proses watermarking adalah supaya watermark hanya dapat di ekstraksi oleh pihak yang sah. Selain itu, kunci juga dimaksudkan agar watermark tidak dapat dihapus oleh pihak yang tidak berwenang.

Tampak gambar (image) paprika yang disisipi dengan watermark berupa gambar hitam putih yang menyatakan identifikasi pemiliknya (Shanty). Perhatikanlah bahwa setelah disisipi watermark, gambar paprika tetap kelihatan mulus, seolah-olah tidak pernah disisipi watermark sebelumnya. Sebenarnya tidaklah demikian, gambar paprika tersebut mengalami sedikit perubahan akibat watermarking, namun mata manusia mempunyai sifat kurang peka terhadap perubahan kecil ini, sehingga manusia sukar membedakan mana gambar yang asli dan mana gambar yang sudah disisipi watermark.

Verifikasi Watermarking Verifikasi watermark diperlukan untuk membuktikan status kepemilikan citra tersebut. Terdapat dua sub-proses dalam verifikasi ini, yaitu: ekstraksi watermark pembandingan Pada sub-proses ekstraksi (decoding) ada yang memerlukan citra asal (citra yang belum ada watermark), namun ada juga yang tidak memerlukan citra asal. Akan tetapi banyak metode yang menggunakan citra asal, dengan tujuan meningkatkan kinerja dan akurasi pada proses verifikasi watermark. Pada sub-proses pembandingan, watermark hasil ekstraksi/decoding dibandingkan dengan watermark asli kemudian dicocokkan, apakah terdapat kemiripan atau terdapat perbedaan yang signifikan.

Verifikasi Watermarking

Kasus Watermarking Jika ada orang lain yang mengklaim bahwa produk digital yang didapatkannya adalah miliknya, maka pemegang hak cipta atas karya multimedia tersebut dapat membantah klaim tersebut dengan proses verifikasi. Caranya: watermark diekstraksi dari produk digital yang disengketakan. Watermark yang diekstraksi tersebut dibandingkan dengan watermark pemegang hak cipta. Jika sama, berarti memang dialah pemegang hak cipta produk multimedia tersebut.

Kegunaan Watermarking Watermarking dapat dimanfaatkan untuk berbagai tujuan seperti: Tamper-proofing: watermarking digunakan sebagai alat untuk mengidentifikasikan atau alat indikator yang menunjukkan data digital (host) telah mengalami perubahan dari aslinya. Feature location: watermarking sebagai alat untuk identifikasikan isi dari data digital pada lokasi-lokasi tertentu, seperti contohnya penamaan objek tertentu dari beberapa objek yang lain pada suatu citra digital. Annotation/caption: watermarking hanya digunakan sebagai keterangan tentang data digital itu sendiri. Copyright-Labeling: watermarking dapat digunakan sebagai metoda untuk penyembunyikan label hak cipta.

Image Watermarking Video Watermarking Audio Watermarking Jenis-Jenis Watermarking Image Watermarking Video Watermarking Audio Watermarking Text Watermarking

Watermarking Pada Citral Digital (Image Watermarking) Terdapat banyak metoda watermarking untuk citra digital yang sudah diteliti. Ada yang bekerja pada domain spasial atau waktu, dan ada yang mengalami transformasi terlebih dahulu (seperti DCT, FFT, dsb) misalnya ke domain frekuensi. Bahkan ada yang menerapkan teknologi-teknologi lain seperti fraktal, spread spectrum untuk telekomunikasi dan sebagianya. Beberapa metoda yang pernah diteliti, diantaranya adalah : LSB (Least Significant Bit) Coding Metode Cox, dll Disini hanya akan dibahas penggunaan metode LSB

Related Research Ada beberapa hal yang dapat menjadi fokus penelitian dalam steganography Teknik Penyisipan Lokasi Penyisipan Peningkatan Kriteria