Steganografi dan Watermarking Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Pengantar: Prisoner’s Problem Pesan rahasia: “Lari jam satu” Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Bagaimana Bobi mengirim pesan rahasia kepada Alisa tanpa diketahui oleh Fred? Alternatif 1: mengenkripsinya xjT#9uvmY!rc$ Fred pasti curiga! Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Alternatif 2: menyembunyikannya di dalam pesan lain Lupakan asal rumor itu jangan ambil manfaatnya setelah aku tutup usia Fred tidak akan curiga! Information hiding dengan steganografi! Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Apa Steganografi itu? “steganos” (B.Yunani)  tulisan tersembunyi (covered writing) Steganography: ilmu dan seni menyembunyikan (embedded) informasi dengan cara menyisipkan pesan di dalam pesan lain [1]. Steganografi digital: steganografi pada data digital dengan menggunakan komputer digital Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Pesan (message) 1. Teks “Torang semua bersodara” 2. Audio 3. Gambar (image) 4. Video Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

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. Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Contoh-contoh: Lupakan asal rumor itu jangan ambil manfaatnya setelah aku tutup usia Covertext: upakan sal umor tu angan mbil anfaatnya etelah ku utup sia Hiddentext: Lari jam satu Stegotext: Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Sejarah Steganografi Steganografi dengan media kepala budak (Herodatus, penguasa Yunani). Kepala budak dibotaki, ditulisi pesan, rambut budak dibiarkan tumbuh, budak dikirim. Penggunaan tinta tak-tampak (invisible ink). Tinta dibuat dari campuran sari buah, susu, dan cuka. Tulisan di atas kertas dapat dibaca dengan cara memanaskan kertas tersebut. Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Steganografi vs Kriptografi Steganografi dapat dianggap pelengkap kriptografi (bukan pengganti). Steganografi: menyembunyikan keberadaan (existence) pesan Kriptografi: menyembunyikan isi (content) pesan Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Kriteria Steganografi yang Bagus Imperceptible Keberadaan pesan rahasia tidak dapat dipersepsi. Fidelity. Mutu cover-object tidak jauh berubah akibat embedded. Robustness. Data yang disembunyikan harus tahan terhadap manipulasi yang dilakukan pada cover object. Recovery. Data yang disembunyikan harus dapat diungkapkan kembali Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Teknik yang Digunakan Spatial (time) domain Memodifikasi langsung nilai byte dari cover-object (nilai byte dapat merepresentasikan intensitas/warna pixel atau amplitudo) Frequency domain Memodifikasi hasil transformasi frekuensi sinyal. Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Metode LSB (spatial domain) Mengganti bit LSB dengan bit data. 11010010 MSB LSB LSB = Least Significant Bit MSB = Most Siginificant Bit Mengubah bit LSB hanya mengubah nilai byte satu lebih tinggi atau satu lebih rendah dari nilai sebelumnya Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi LSB Misalkan cover-object adalah citra 00110011 10100010 11100010 01101111 (sekelompok pixel berwarna merah) Misalkan embedded message: 0111 Encoding: 00110010 10100011 11100011 01101110 (pixel berwarna “merah berubah sedikit”) Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi 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 Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi LSB Untuk memperkuat teknik penyembunyian data, bit-bit data rahasia tidak digunakan mengganti byte-byte yang berurutan, namun dipilih susunan byte secara acak. 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. Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi LSB Keuntungan Mudah diimplementasikan dan proses encoding cepat Kelemahan Tidak tahan terhadap pengubahan (modifikasi) terhadap cover object. Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Digital Watermarking Aplikasi dari steganografi. Menyisipkan informasi pada produk digital (citra, audio, video, teks) dengan maksud: 1. memberikan perlindungan copyright 2. meyediakan cara untuk validasi data. Informasi yang disisipkan disebut watermark Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Citra Watermark Citra ber-watermark Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Watermark dapat dianggap sebagai sidik digital (digital signature) atau stempel digital (finger print) 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. Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Sejarah Watermarking Abad 13, pabrik kertas di Fabriano, Italia, membuat kertas yang diberi watermark dengan cara menekan bentuk cetakan gambar pada kertas yang baru setengah jadi. Ketika kertas dikeringkan terbentuklah suatu kertas yang ber-watermark. Kertas ini biasanya digunakan oleh seniman/sastrawan untuk menulis karya seni. Kertas yang sudah dibubuhi tanda-air dijadikan identifikasi bahwa karya seni di atasnya adalah milik mereka. Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Penyisipan Watermark (embedding) Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Verifikasi Watermark Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Watermark umumnya data audio atau gambar. Watermark berupa teks mengandung kelemahan karena kesalahan satu bit akan menghasilkan hasil teks yang berbeda pada waktu verifikasi (ektraksi). Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Fitur-fitur Watermarks Imperceptible Robustness Non-removable Unambiguous Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Contoh robustness Citra asli Citra ber-watermark Citra berwatermark dikompresi 75% Citra ber-watermark di-crop Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Teknik watermarking Secara umum, mirip dengan teknik steganografi (spatial/time domain, frequency domain). Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Kegunaan Watermark Memberi label kepemilikan (ownership) pada karya digital Melindungi isi karya digital (copyright). Memeriksa integritas isi karya digital (tamper proofing)  Data authentication User authentication/fingerprinting: mengotentikasi pengguna spesifik. Contoh: distribusi DVD Aplikasi medis: foto sinar-X diberi watermark berupa ID pasien (memudahkan identifikasi pasien). Covert communication: untuk sistem komunikasi di negara2 di mana kriptografi tidak dibolehkan. Piracy protection: mencegah penggandaan yang tidak berizin. Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Perbedaan Steganografi dan Watermarking Tujuan: mengirim pesan rahasia apapun tanpa menimbulkan kecurigaan Persyaratan: aman, sulit dideteksi, sebanyak mungkin menampung pesan (large capacity) Komunikasi: point-to-point Komentar lain: media penampung tidak punya arti apa-apa (meaningless) Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Watermarking: Tujuan: perlindungan copyright, pembuktian kepemilikan (ownership), fingerprinting Persyaratan: robustness, sulit dihapus (remove) Komunikasi: one-to-many Komentar lain: media penampung justru yang diberi proteksi, watermark tidak rahasia, tidak mementingkan kapasitas watermark Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Jenis-jenis Watermarking Image Watermarking Video Watermarking Audio Watermarking Text Watermarking Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Jenis-jenis Watermarking Blind watermarking Proses verifikasi watermark tidak membutuhkan media asal (yang belum diberri watermark) Non-blind watermarking Proses verifikasi watermark membutuhkan media asal Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Jenis-jenis Watermarking Fragile watermarking Tujuan: untuk menjaga integritas/keorisinila data Robust watermarking Tujuan: untuk menyisipkan informasi kepemilikan Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Jenis-jenis Watermarking (khusus pada citra) Visible Watermarking Invisible Watermarking Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Image Watermarking Visible Watermarking (khusus untuk citra yang dicetak) Invisible Watermarking (khusus untuk citra digital) Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Visible Watermarking Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Visible Watermarking Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Invisible Watermarking Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Saat ini, Microsoft sedang meneliti untuk mengembangkan sistem watermarking untuk audio digital, yang akan dimasukkan ke dalam media player Windows. Data seperti informasi lisensi disisipkan ke dalam musik/lagu; media player tidak akan memainkan file audio yang memuat watermark yang salah. Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Beberapa situs yang berguna Perangkat lunak digital watermarking dari Blue Spike’s GiovanniTM (www.bluespike.com) menggunakan kunci kriptografi untuk membangkitkan watermark ke dalam musik dan citra digital. Perusahaan software yang menawarkan solusi digital watermarking adalah Digimarc (www.digimark.com) dan Cognicity (www.cognicity.com). Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi

Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi Situs web yang lain tentang steganografi dan digital watermaking 1. www.outguess.org Menyediakan secara gratis kakas steganografi. 2. www.demcom.com Perangkat lunak Steaganos Security Suite dari DemCom mengizinkan anda untuk mengenkripsi dan menyembunyikan arsip ke dalam berkas audio, video, teks, atau HTML. 3. www.cl.cam.ac.uk/~fapp2/steganography/index.html Homepage mengenai information hiding yang memiliki informasi teknis, berita, dan link yang berkaitan dengan digital watermarking dan steganografi. 4. www.digimarc.com Homepage lainnya dari Digimarc. Rinaldi Munir/IF5054 Kriptografi