Presentasi Penelitian Tugas Akhir STEGANOGRAFI BERBASIS LEAST SIGNIFICANT BIT (LSB) DENGAN PENYISIPAN VARIABLE SIZE Oleh: Lindayati (G64103005) Dosen Pembimbing: 1 Dr. Sugi Guritman 2 Shelvie Nidya Neyman S.Kom, M.Si

Outline Pendahuluan Tinjauan Pustaka Metode Penelitian Latar Belakang Penelitian Tujuan Penelitian Ruang Lingkup Penelitian Manfaat Penelitian Tinjauan Pustaka Metode Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran

Latar Belakang Penelitian Informasi kadang merupakan aset yang berharga bagi suatu organisasi sehingga perlu dilindungi agar tidak mengalami perubahan/manipulasi oleh pihak lain yang tidak berwenang Perkembangan internet saat ini dibarengi juga perkembangan kejahatan sistem informasi oleh karena itu perlu adanya perlindungan informasi

Latar Belakang (cont.) Ada 3 teknik melindungi informasi, yaitu: 1. Secara fisik Lemari Besi 2. Secara organisasi Penunjukkan Personil 3. Secara logik Kriptografi, steganografi, Antivirus Topik penelitian kali ini lebih ke teknik pengamanan yang ke-3, yaitu teknik keamanan dengan steganografi

Tujuan Penelitian Mengimplementasikan metode Least Significant Bit (LSB) dengan penyisipan variable size untuk menyembunyikan pesan rahasia pada media gambar grayscale dan RGB. Menghasilkan stego-image yang memiliki kesamaan tampilan dan ukuran dengan cover-image sehingga tidak menimbulkan kecurigaan pihak ‘lawan’. Memaksimumkan kapasitas penyisipan pesan rahasia (lebih dari 50% jumlah pixel cover-image tidak termasuk border).

Ruang Lingkup Penelitian cover-image yang digunakan untuk menyembunyikan pesan rahasia adalah media gambar grayscale 8 bit format BMP dan gambar RGB 24 bit format BMP. Informasi yang dapat disembunyikan bisa berupa file gambar dan teks dengan ukuran file tidak melebihi ukuran file cover-image. Jumlah bit cover-image yang dapat disisipkan pesan terdiri atas 4 level, yaitu level 1, 2, 3, dan 4.

Manfaat Penelitian Dapat dijadikan sebagai alternatif dalam menyembunyikan informasi karena teknik ini dirasa cukup aman dalam menyembunyikan informasi sebab keberadaan pesan rahasia tidak akan terdeteksi oleh penglihatan manusia karena teknik ini akan menghasilkan stego-image yang secara visual tidak akan terlihat mencurigakan bahkan hampir sama dengan cover-imagenya.

Tinjauan Pustaka Steganografi Cover-image/Stego-image Steganalisis Least Significant Bit (LSB) Capacity Evaluation (CE) Minimum Error Replacement (MER) Improved Grayscale Compensation (IGSC) Peak Signal-to-Noise Ratio ( PSNR)

Gambaran Umum Proses Steganografi Dalam bahasa Yunani steganographia berarti “tulisan yang dilindungi atau ditutupi” Gambaran Umum Proses Steganografi

Cover-image/Stego-image Cover-image: media gambar sebagai tempat menyembunyikan informasi agar tidak diketahui oleh pihak ‘lawan’ Stego-image: istilah yang digunakan untuk cover-image yang sudah ditanamkan informasi tersembunyi ke dalamnya

Steganalisis Steganalisis: teknik yang digunakan untuk mematahkan teknik steganografi Ada dua kategori umum steganalisis, yaitu: Steganalisis pasif: Mendeteksi keberadaan informasi dan mengidentifikasi algoritma yang digunakan pada sistem steganografi Steganalisis aktif: Memperkirakan panjang informasi, memperkirakan lokasi di mana informasi disembunyikan, memperkirakan kunci rahasia, mendapatkan informasi yang tersembunyi pada stego.

Least Significant Bit (LSB) LSB pada image adalah bit-bit yang jika diubah tidak akan berpengaruh secara nyata terhadap kombinasi warna yang dihasilkan pada image. Bit-bit LSB ini biasanya terdapat pada 4 bit terakhir dalam 1 Byte (8 bit). Disamping ini adalah contoh LSB

Capacity Evaluation (CE) CE bertujuan untuk menentukan kapasitas maksimum LSB dari masing-masing pixel cover-image. Cara Menentukan CE: Asumsikan bahwa grayscale dari satu pixel p pada koordinat (x,y) dinotasikan f(x,y) Nilai f(x,y) pada pixel p akan diubah berdasarkan kapasitas penyisipan, di mana bergantung pada grayscalenya dan variasi grayscale dari tetangga atas dan kiri

Capacity Evaluation (CE) (cont.) Di bawah ini adalah gambar delapan ketetanggan dari pixel p pada koordinat (x,y)

Capacity Evaluation (CE) (cont.) Dari tetangga atas dan kiri dihitung: Max(x,y) = max{f(x – 1, y - 1), f(x – 1, y), f(x – 1, y + 1), f(x, y - 1)}, Min(x, y) = min{f(x – 1, y - 1), f(x – 1, y), f(x – 1, y + 1), f(x, y - 1)}, D(x, y) = Max(x, y) - Min(x, y). Kapasitas penyisipan Kn(x,y) dari setiap pixel (x,y) didefinisikan sebagai: Kn(x,y) = log2D(x,y) Batas atas untuk kapasitas penyisipan pada pixel (x,y) didefinisikan sebagai berikut: U(x,y) = 4, jika f(x,y) ≤ t 5, selainnya

Capacity Evaluation (CE) (cont.) Batas bawah untuk kapasitas penyisipan diset 4 bit sehingga kapasitas penyisipan K(x,y) dari setiap pixel bisa dihitung dengan persamaan berikut: K(x,y)= min{max{Kn(x,y),4},U(x,y)}.

Minimum Error Replacement (MER) MER dipakai untuk memperkecil tingkat kesalahan saat penyisipan. langkah-langkah untuk menghitung nilai MER: f(x,y) Penyisipan k LSB g(x,y) Pengubahan bit ke k + 1 g’(x,y) e(x,y) = | f(x,y) – g(x,y) | e’(x,y) = | f(x,y) – g’(x,y) | Jika e(x,y)e’(x,y), maka g(x,y) akan digunakan untuk menggantikan f(x,y), selainnya g’(x,y) akan menggantikan f(x,y)

Minimum Error Replacement (MER) (cont.) Berikut ini adalah gambar tahapan dari komponen MER:

Improved Grayscale Compensation (IGSC) IGSC digunakan untuk memisahkan kesalahan penempelan (jika terjadi kesalahan) agar tidak berdekatan pada tempat pixel bekerja. Dalam komponen IGSC, error penyisipan biasanya disebarkan pada tetangga kanan dan bawah pixel

Improved Grayscale Compensation (IGSC) (cont.) 4 tetangga bawah-kanan grayscale kemudian dimodifikasikan dengan persamaan berikut: f(x, y + 1) = f(x, y + 1) + ¼ e(x, y), f(x + 1, y - 1) = f(x + 1, y - 1) + ¼ e(x, y), f(x + 1, y) = f(x + 1, y) + ¼ e(x, y), f(x + 1, y + 1) = f(x + 1, y + 1) + ¼ e(x, y).

Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) Untuk mengukur distorsi yang terjadi digunakan persamaan berikut: Mean Squared Error (MSE) Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR):

Metodologi Penelitian Proses penyisipan pesan adalah seperti gambar di samping: Rumus yang digunakan untuk menyisispkan pesan adalah sebagai berikut: Is(x,y) = Ic(x,y) – mod(Ic(x,y), 2k) + B(x,y)

Metodologi Penelitian (cont.) Proses Mendapatkan Pesan:

Metodologi Penelitian (cont.) Analisis Hasil Implementasi Pada tahap ini akan dilakukan analisis terhadap Komponen CE, MER (extended CE) , IGSC (extended MER). Dari stego-image yang dihasilkan, akan diamati: Nilai PSNR dari cover grayscale dan RGB yang dihasilkan pada level 1, 2, 3 dan 4. Daya tampung cover grayscale dan RGB pada level 1, 2, 3 dan 4. Rata-rata jumlah bit per pixel dari cover grayscale dan RGB pada level 1, 2, 3 dan 4. Waktu penyisipan dengan menggunakan komponen CE,MER dan IGSC dari cover grayscale dan RGB pada level 1, 2, 3 dan 4.

Metodologi Penelitian (cont.) Analisis Berbagai Nilai t untuk Menentukan U(x,y) pada Komponen CE Dengan nilai t yang berbeda-beda untuk setiap level, pada komponen IGSC, akan diamati : Nilai PSNR dari cover grayscale dan RGB. Daya tampung cover grayscale dan RGB. Rata-rata jumlah bit per pixel dari cover grayscale dan RGB. Waktu penyisipan dari cover grayscale dan RGB.

Metodologi Penelitian (cont.) Analisis Keamanan Dilakukan dengan membandingkan secara visual gambar asli dengan gambar yang sudah disisipkan pesan (stego-image) Penyebaran kuisioner Aman, jika memiliki tampilan yang hampir sama dengan covernya

Metodologi Penelitian (cont.) Lingkungan Penelitian Lingkungan penelitian yang digunakan adalah sebagai berikut: a Perangkat keras: Processor: Intel Pentium IV 2,4 GHz Memory: 256 MB Harddisk 80 GB Mouse dan Keyboard Monitor VGA dengan resolusi 1024×768 b Perangkat lunak Sistem operasi: Microsoft® Windows XP Professional 2002 SP1 bahasa pemrograman: MATLAB 7.0.0.

Hasil dan Pembahasan Analisis Hasil implementasi Nilai PSNR komponen CE, MER, IGSC dan Fix LSB Cover grayscale Cover RGB

Hasil dan Pembahasan (cont.) Daya tampung komponen CE, MER dan IGSC Cover grayscale Cover RGB

Hasil dan Pembahasan (cont.) Rata-rata jumlah bit per pixel komponen CE, MER dan IGSC Cover grayscale Cover RGB

Hasil dan Pembahasan (cont.) Waktu jumlah bit per pixel komponen CE, MER dan IGSC Cover grayscale Cover RGB

Hasil dan Pembahasan (cont.) Analisis Berbagai Nilai t untuk Menentukan U(x,y) pada Komponen CE Level 1 Nilai PSNR Daya tampung

Hasil dan Pembahasan (cont.) Level 1 Rata-rata jumlah Waktu penyisisipan bit per pixel

Hasil dan Pembahasan (cont.) Level 2 Nilai PSNR Daya tampung

Hasil dan Pembahasan (cont.) Level 2 Rata-rata jumlah Waktu penyisisipan bit per pixel

Hasil dan Pembahasan (cont.) Level 3 Nilai PSNR Daya tampung

Hasil dan Pembahasan (cont.) Level 3 Rata-rata jumlah Waktu penyisisipan bit per pixel

Hasil dan Pembahasan (cont.) Level 4 Nilai PSNR Daya tampung

Hasil dan Pembahasan (cont.) Level 4 Rata-rata jumlah Waktu penyisisipan bit per pixel

Hasil dan Pembahasan (cont.) Analisis Keamanan Cover Komponen CE Komponen MER Komponen IGSC Penyisipan Fix LSB

Hasil dan Pembahasan (cont.) Analisis Keamanan Cover Komponen CE Komponen MER Komponen IGSC Penyisipan Fix LSB

Hasil dan Pembahasan (cont.) Analisis Keamanan Hasil penyebaran kuisioner Cover Grayscale Cover RGB

Kesimpulan dan Saran Kesimpulan: Pengimplementasian steganografi berbasis least significant bit (LSB) pada gambar dengan penyisipan variable size sudah dapat menghasilkan stego-image yang bila dilihat secara visual memiliki tampilan hampir sama dengan covernya. Penyisipan pesan menggunakan metode variable size memiliki kapasitas lebih dari 50% jumlah pixel cover-imagenya tidak termasuk border dengan jumlah bit pesan pada setiap pixel minimal berjumlah 4.

Kesimpulan dan Saran (cont.) Banyaknya bit pesan yang dapat disisipkan tidak hanya berjumlah 4 atau 5 saja, tetapi bisa juga 3 atau 4, 2 atau 3, dan 1 atau 2 tergantung dari ukuran cover dan pesan yang digunakan. Jadi, penggunaannya sangat fleksibel berdasarkan keperluan. Banyaknya bit pesan yang dapat disisipkan tergantung dari nilai t pada komponen CE dan nilai t di sini dapat diubah-ubah sesuai dengan yang kita inginkan pada setiap levelnya dengan syarat nilai U(x,y) harus konsisten pada modul penyisipan dan ekstraksi.

Kesimpulan dan Saran (cont.) Saran yang dapat diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah lebih ke peningkatan security, antara lain dengan menerapkan kriptografi untuk mengenkrip pesan sebelum disisipkan ke dalam cover. Selain itu juga dapat menerapkan security lain, misalnya dari komponen CE didapat banyaknya bit pesan yang akan disisipkan adalah k (bisa 4 atau 5), kemudian dari k LSB tersebut tidak semuanya digunakan untuk menyisipkan pesan tetapi posisi tertentu saja dari k bit tersebut yang akan disisipkan pesan. Di sini diperlukan sebuah kunci untuk membangkitkan suatu bilangan dan selanjutnya akan menentukan posisinya.

Sekian dan Terima Kasih