BAB V IMPLENTASI DAN PENGUJIAN

Transkripsi

1 BAB V IMPLENTASI DAN PENGUJIAN Pada bab V ini dibahas mengenai implementasi hasil analisis dan hasil perancangan perangkat lunak yang telah dilakukan pada bab-bab sebelumnya. Implementasi mencakup lingkungan implementasi, data masukan, data keluaran, implementasi kelas, dan implementasi antarmuka. Pada bab ini, juga dijelaskan pengujian perangkat lunak yang mencakup tujuan pengujian, rancangan kasus uji, data pengujian, skenario pengujian, hasil pengujian, dan analisis hasil pengujian. Perangkat lunak yang dibangun diberi nama CombinoZM. 5.1 Implementasi Perangkat Lunak Lingkungan Implementasi Implementasi yang dilakukan menggunakan sebuah perangkat komputer untuk membangun CombinoZM. Perangkat komputer yang digunakan untuk melakukan implementasi memiliki spesifikasi sebagai berikut: 1. Prosessor AMD Athlon TM RAM 1,5 GB 3. Hard Disk 80 GB 4. Perangkat masukan keyboard dan tetikus 5. Perangkat keluaran monitor Adapun perangkat lunak yang digunakan dalam melakukan implementasi adalah sebagai berikut: 1. Sistem operasi Windows XP Service Pack 3 2. Eclipse SDK Bahasa Java 4. JDK 1.6 V-1

2 V-2 Dalam melaksanakan pembangunan CombinoZM diperlukan tambahan plugin pada Eclipse SDK, tambahan plugin tersebut adalah: 1. Eclipse Modeling Framework Service Data Objects (EMF SDO) v Graphical Editing Framework v Visual Editor v _S Tambahan plugin ini berguna untuk memudahkan membangun interface seperti yang ada pada aplikasi Netbeans. Pada Eclipse SDK, jika ingin menambahkan kemampuan ini harus menginstall 3 plugin ini terlebih dahulu. Pada saat menjalankan aplikasi, harus ditambahkan argument -Xms256m -Xmx512m ke VM arguments. Hal ini dilakukan agar memori yang digunakan oleh aplikasi lebih besar, sehingga dapat beroperasi untuk citra dengan ukuran yang besar. Pada contoh argument diatas, memori yang akan digunakan antara 256MB sampai dengan 512MB Data Masukan Data masukan yang terlibat pada proses pengenkripsian pesan dan penanaman pesan ke dalam citra adalah : 1. Cover Image : citra yang digunakan untuk menanamkan pesan 2. X0 key : kunci yang digunakan untuk membangkitkan sejumlah pilihan pikselpiksel yang akan dimodifikasi (kumpulan angka pseudorandom) 3. File Message : arsip yang merupakan pesan yang akan disisipkan ke citra 4. M LSB key: kunci yang menentukan jumlah least significant bit yang akan termodifikasi dari 3 komponen warna yang ada 5. MARS key: kunci yang digunakan untuk proses enkripsi pesan Sedangkan, data masukan yang terlibat pada proses pendekrpsian pesan dan pengekstrakan pesan dari citra adalah: 1. Stego Image: citra yang menyimpan pesan yang akan diekstrak 2. X0 key: kunci yang digunakan untuk membangkitkan sejumlah pilihan pikselpiksel yang akan dimodifikasi (kumpulan angka pseudorandom)

3 V-3 3. M key: kunci yang menentukan jumlah least significant bit yang akan termodifikasi dari 3 komponen warna yang ada 4. MARS key : kunci dekripsi yang sama dengan kunci yang digunakan untuk melakukan enkripsi 5. STBM key :kunci yang berguna untuk menentukan berapa jumlah piksel yang terlibat untuk menghasilkan pesan 6. File Message Size: ukuran dari pesan yang akan diekstrak Untuk metode LCG, nilai yang diterima oleh pengguna hanya nilai benih awal sedangkan nilai a, c, dan dihasilkan oleh sistem. Nilai m ditentukan dari dimensi citra yang dimasukkan (cover-image dan stego-image); dan nilai a dan c ditentukan berdasarkan syarat pada dasar teori di bagian penjelesan metode LCG Data Keluaran Data keluaran yang dihasilkan pada proses pengekripsian pesan dan penanaman pesan adalah sebuah citra yang telah ditanamkan pesan (stego-image). Sedangkan, data keluaran yang dihasilkan pada proses pendekripsian pesan dan pengekstrakan pesan adalah sebuah pesan yang telah ditanamkan sebelumnya (file message) Implementasi Kelas Kelas-kelas yang telah dirancang diimplementasikan dengan menggunakan bahasa JAVA. Pada Tabel V-1 dapat dilihat daftar implementasi kelas-kelas yang ada pada CombinoZM beserta keterangannya. Operasi dan atribut untuk setiap kelas dapat dilihat di Lampiran C. Tabel V-1 Penjelasan Kelas Implementasi Nama Kelas Nama Arsip Keterangan DefinisiPixel DefinisiPixel.java Kelas ini memodelkan sebuah piksel pada citra 24-bit bitmap. ImageLSB ImageLSB.java Kelas ini memodelkan citra sebagai sekumpulan Definisipiksel- DefinisiPiksel. InterfaceCombinoZM InterfaceCombinoZM.java Kelas ini merupakan turunan dari kelas javax.swing.jframe. yang akan menjadi jendela utama aplikasi. Kelas ini akan memanggil prosedur steganografi dan prosedur kriptografi yang ada pada kelas lainnya

4 V-4 Nama Kelas Nama Arsip Keterangan AboutDialog InterfaceCombinoZM.java Kelas ini merupakan turunan dari kelas javax.swing.jdialog yang menjadi wadah untuk memperlihatkan citra dengan ukuran yang sebenarnya. LCGmtd LCGmtd.java Kelas ini mengimplementasikan operasi LCG untuk menghasilkan sejumlah angka pseudorandom Pesan Pesan.java Kelas ini memodelkan pesan yang akan ditanamkan PointLSB PointLSB.java Kelas ini memodelkan sebuah titik pada piksel ThreeByte ThreeByte.java Kelas ini memiliki atribut yang memodelkan komponen RGB pada format arsip 24-bit bitmap Zhangmtd Zhangmtd.java Kelas ini mengimplementasikan algoritma Steganografi Zhang LSB. MARS_Algorithm MARS_Algorithm.java Kelas ini mengimplementasikan algoritma MARS. MARS_ Properties MARS_Properties.java Kelas ini sebagai wadah untuk meletakkan property algoritma MARS Implementasi Antarmuka Subbab ini berisi gambar-gambar hasil implementasi antarmuka dari perangkat lunak yang telah dibangun. Implementasi antar muka window utama dapat dilihat pada Gambar V-1. Pada Gambar V-1, window utama dibagi menjadi 3 bagian besar yaitu top panel, central panel, dan bottom panel. Top panel terletak di posisi teratas yang terdiri dari : 1. Tombol Cover Image : tombol yang berguna untuk melakukan pemilihan terhadap citra yang akan ditanamkan pesan 2. Tombol File Message : tombol yang berguna untuk melakukan pemilihan arsip pesan yang akan ditanamkan 3. Tombol Stego Image : tombol yang berguna untuk melakukaan pemilihan citra yang berisi pesan, melakukan pemilihan letak dan nama arsip pesan yang akan diekstrak, dan melakukan proses ekstraksi dan dekripsi dari pesan yang ditanamkan sebelumnya.

5 V-5 Gambar V-1 Window Utama Central panel terletak ditengah-tengah dan terdiri dari image panel dan key and information file panel. Key and information file panel terdiri dari: 1. Label Kunci Metode LCG 2. Label Kunci Metode Zhang 3. Label Kunci X0 4. Label Kunci m LSB 5. Label Kunci STMB 6. TextField Kunci X0 : komponen yang berfunsi untuk tempat memasukkan kunci X0 (benih untuk menghasilkan sekumpulan piksel)

6 V-6 7. TextField Kunci M : komponen yang berfungsi untuk tempat memasukkan kunci M (jumlah least significant bit yang terlibat) 8. TextField Kunci STBM : komponen yang berfungsi untuk menampilkan ukuran piksel yang terlibat pada proses penanaman pesan dan yang berfungsi untuk tempat memasukkan jumlah piksel yang terlibat pada saat pengekstrakan pesan 9. Label Kunci Metode MARS 10. Label Kunci MARS 11. TextField Kunci MARS : komponen yang berfungsi untuk memasukkan kunci MARS 12. Label Informasi Citra dan Arsip Pesan 13. Label Ukuran Maksimal Pesan : label yang berfungsi untuk menunjukkan ukuran maksimum dari arsip pesan yang ingin ditanamkan 14. Label Lebar Citra : label yang berfungsi untuk menunjukkan ukuran lebar sebuah citra 15. Label Tinggi Citra : label yang berfungsi untuk menunjukkan ukuran tinggi sebuah citra 16. Label Ukuran Pesan (byte) 17. TextField Ukuran Pesan : komponen yang menampilkan ukuran pesan yang ditanamkan pada saat mode embedding; dan berfungsi untuk memasukkan nilai ukuran arsip pesan yang ingin diekstrak pada mode extracting. 18. Progress Bar : komponen yang memperlihatkan berapa banyak kemajuan yang telah berlangsung selama proses penanaman pesan dan pengenkripsi pesan; dan juga kemajuan yang telah berlangsung selama proses pengekstrakan pesan dan pendekripsian pesan. Image panel terdiri dari: 1. Cover Image panel: menampilkan citra yang digunakan untuk penanaman pesan dan ukuran citra yang ditampilkan 200x200 piksel. Apabila diklik akan menampilkan citra dalam ukuran yang sebenarnya. 2. Stego Image panel: menampilkan citra yang digunakan untuk pengekstrakan pesan/citra yang dihasilkan dari proses penanaman pesan dan ukuran citra yang

7 V-7 ditampilkan 200x200 piksel. Apabila diklik akan menampilkan citra dalam ukuran yang sebenarnya. Gambar V-2 Menampilkan citra dalam ukuran sebenarnya Bottom panel terletak di posisi paling bawah dan terdiri dari bottom button panel dan bottom mode panel. Bottom button panel terdiri dari: 1. Tombol Lakukan Penanaman : tombol yang berfungsi untuk melakukan proses pengenkripsian, prose penanaman pesan, proses menghasilkan pilihan piksel yang dimodifikasi, dan proses penciptaan stego-image

8 V-8 2. Tombol Hitung Maksimal File : tombol yang berfungsi untuk menghasilkan ukuran arsip yang bisa ditanamkan berdasarkan ukuran kunci M, ukuran lebar citra, dan ukuran tinggi citra. Bottom mode panel terdiri dari: 1. Label Mode Operasi 2. Radio Button Penanaman : komponen yang berfungsi apabila diklik akan berpindah ke mode embedding 3. Radio Button Pengekstrakan : komponen yang berfungsi apabila diklik akan berpindah ke mode extracting Gambar V-3 menunjukkan pesan yang muncul ketika terjadi masukkan yang tidak sesuai dengan harapan. Gambar V-3 Pesan jika terjadi kesalahan masukkan Gambar V-2 menampilkan sebuah window terdepan menampilkan citra dalam ukuran yang sebenarnya ketika dilakukan pengklikan pada salah satu komponen image panel 5.2 Pengujian Perangkat Lunak Pengujian meliputi tujuan pengujian, rancangan kasus uji, data pengujian, skenario pengujian, hasil pengujian, dan analisis hasil pengujian.

9 V Tujuan Pengujian Terdapat beberapa hal yang merupakan tujuan dari pengujian perangkat lunak CombinoZM yang dikembangkan dalam Tugas Akhir ini, yaitu: 1. Memeriksa kesesuaian hasil implementasi perangkat lunak dengan spesifikasi kebutuhan yang ada. 2. Mengukur kualitas stego-image setelah ditanamkan pesan. Kualitas dilihat dengan membandingkan antara cover-image dan steg- image Rancangan Kasus Uji Pengujian terhadap perangkat lunak CombinoZM ini terdiri dari tiga kasus uji sebagai berikut Kasus Uji Fungsionalitas Perangkat Lunak Memenuhi tujuan pengujian yang pertama, pengujian fungsionalitas dilakukan untuk memeriksa kesuaian perangkat lunak CombinoZM yang telah diimplementasikan dengan hasil analisis dan perancangan perangkat lunak. Pengujian ini dilakukan untuk memastikan bahwa perangkat lunak CombinoZM telah memenuhi seluruh kebutuhan fungsional yang telah didefinisikan. Gambar V-4 menunjukkan struktur kasus uji yang akan digunakan dalam pengujian fungsionalitas perangkat lunak. Kategori pesan yang akan ditanamkan dibagi menjadi dua yaitu ukuran yang mendekati ukuran maksimal pesan yang dapat ditanamkan dengan m LSB tertentu dan citra tertentu ; dan ukuran pesan yang jauh lebih kecil dari ukuran maksimal pesan yang dapat ditanamkan dengan nilai m LSB tertentu dan citra tertentu. Ekstensi dari arsip pesan dapat berupa ekstensi apa pun Kasus Uji Kualitas Stego-Image Pengujian kualitas stego-image juga merupakan pengujian performansi perangkat lunak. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kualitas citra keluaran hasil proses penanaman, apakah memiliki tingkat kerusakan gambar yang rendah atau tinggi. Kualitas ini diukur dengan membandingkan citra masukan dan citra keluaran. Pembandingan dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan penampilan visual dan menggunakan PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio).

10 V-10 Gambar V-4 Struktur kasus uji fungsionalitas PSNR yang digunakan merupakan ukuran untuk menentukan rasio perbedaan piksel di antara dua buah gambar. Persamaan 5.1 menyatakan perhitungan PSNR yang digunakan dalam pengujian perangkat lunak CombinoZM. (5.1) dimana nilai MAX 1 untuk dokumen citra adalah 255. Sementara nilai MSE dapat dihitung menggunakan persamaan 5.2. (5.2) dimana m dan n adalah ukuran dokumen citra, kemudian I(i,j) dan K(i,j) merupakan nilai piksel pada dokumen citra. Persmaan MSE di atas hanya berlaku untuk citra dengan pewarnaan grayscale. Untuk citra RGB, maka setiap nilai red, green, dan blue digunakan dalam persamaan 5.2, kemudian MSE dibagi dengan tiga. Satuan yang biasanya digunakan untuk pengukuran menggunakan PSNR adalah satuan desibel (db). Nilai PSNR yang wajar pada pembandingan dua dokumen citra berkisar 30 db 50 db.

11 V-11 Gambar V-5 menunjukkan struktur kasus uji yang akan digunakan dalam pengujian kualitas stego-image yang dihasilkan. Pengujian dilakukan untuk nilai m LSB dan nilai ukuran arsip pesan yang bervariasi. Gambar V-5 Struktur kasus uji kualitas stego-image Data Pengujian Cover-image yang digunakan sebagai pengujian dapat dilihat pada Tabel V-2. Citra yang berasal dari hasil fotografi merupakan citra yang memiliki kontras rendah. Tabel V-2 Data Pengujian Cover-Image Nama Ukuran (piksel) Ukuran (byte) Jenis kontras (tinggi/ rendah) kontrasrendah 1536x rendah Tampilan gedung 1024x tinggi

12 V-12 Nama Ukuran (piksel) Ukuran (byte) Jenis kontras (tinggi/ rendah) kontrastinggi 301x tinggi Tampilan duck 500x tinggi senyum 1024x rendah lena 512x ,486 rendah

13 V-13 Arsip Pesan yang digunakan untuk pengujian dapat dilihat pada Tabel V-3 Tabel V-3 Data Pengujian Arsip Pesan Nama Ukuran(byte) Jenis ekstensi Testing.java 103 java Testing.zip 207 zip JadwalKuliah.docx docx Kalender_0910.pdf pdf mrh.jpg jpg Skenario Pengujian Untuk memenuhi tujuan pengujian, skenario pengujian yang dilakukan adalah: 1. Melakukan enkripsi pesan dan penanaman pesan ke dalam sebuah cover-image. Kemudian membuat stego-image-nya. 2. Melakukan ekstraksi pesan dari stego-image dan melakukan dekripsi dari pesan yang diekstrak tersebut, sehingga mendapatkan arsip pesan yang sama sebelum dienkripsi dan ditanamkan ke citra Hasil Pengujian Pada subbab ini dijelaskan mengenai pelaksanaan pengujian dan hasil pengujian setiap kasus uji yang telah didefinisikan pada subbab Data pengujian yang digunakan dapat dilihat pada subbab Pengujian Fungsionalitas Perangkat Lunak Tabel V-5 menunjukkan ringkasan hasil pengujian fungsionalitas perangkat lunak. Hasil pengujian fungsionalitas dapat dilihat di Lampiran D. Tabel V-4 Ringkasan Pengujian Fungsionalitas Perangkat Lunak Pengujian Kriteria Keberhasilan Status Proses enkripsi penanaman Citra keluaran telah ditanamkan arsip pesan Berhasil yang terenkripsi Proses ekstraksi dekripsi Perangkat lunak mengeluarkan arsip pesan Berhasil yang diekstraksi dari stego-image dan menghasilkan arsip pesan yang sama dengan arsip pesan yang ditanamkan ke cover-image

14 V-14 Pengujian Kriteria Keberhasilan Status Perangkat lunak mengeluarkan pesan bahwa Berhasil format citra bitmap harus memiliki representasi 24-bit Proses penanaman pesan dengan format citra bitmap namun tidak dalam 24-bit Proses penanaman dengan ukuran pesan yang lebih besar dibandingkan dengan kapasitas maksimal ukuran arsip pesan yang dapat ditanamkan Proses ekstraksi dekripsi dengan masukan kunci yang salah Perangkat lunak menampilkan pesan bahwa penanaman tidak dapat dilakukan karena ukuran pesan yang lebih besar dibandingkan dengan kapasitas penanaman Perangkat lunak mengeluarkan arsip pesan yang diekstraksi dari stego-image, namun bukan merupakan arsip pesan yang sesungguhnya Berhasil Berhasil Pengujian Kualitas Stego-Image Pengujian kualitas stego image dilakukan dengan 2 cara, yaitu 1. Menanamkan sebuah arsip pesan pada beberapa cover-image dengan nilai m LSB yang bervariasi 2. Menanamkan ukuran arsip pesan yang berbeda dan ekstensi yang berbeda dengan nilai m LSB yang sama pada sebuah beberapa cover-image. Hasil pengujian dapat dilihat pada Lampiran D Analisis Hasil Pengujian Dari hasil pengujian, perangkat lunak CombinoZM dapat menangani beberapa ekstensi arsip pesan seperti jpg, java (arsip teks), zip, docx, dan pdf. Teknik gabungan steganografi dan kriptografi berjalan sesuai dengan fungsinya masing-masing. Pemilihan cover-image yang memiliki kontras tinggi dan cover-image yang kontras rendah tidak akan mempengaruhi hasil dari stego-image. Dari hasil pengujian, parameter kontras suatu citra tidak mempengaruhi kualitas dari stego-image yang dihasilkan. Parameter yang menentukan suatu cover-image akan menghasilkan stegoimage yang baik adalah nilai m LSB yang dipilih. Seperti yang dijelaskan di atas dan diperkuat dengan Gambar V-6, kualitas stego-image yang dihasilkan bergantung pada nilai m LSB yang dipilih, semakin besar nilai m LSB

15 V-15 maka kualitas gambar semakin berkurang/rusak. Pada hasil pengujian, bila m LSB lebih besar dari 8 maka akan terdapat bintik-bintik pada stego-image yang dihasilkan. Stegoimage yang baik dapat dihasilkan dengan memilih nilai m LSB lebih kecil dari 8. Pada saat memilih nilai m LSB yang lebih kecil dengan nilai ukuran arsip pesan yang sama, akan terjadi peningkatan kualitas stego-image yang dihasilkan. Pesan yang disebar pada piksel yang lebih banyak dengan pemilihan m LSB ini menyebabkan perubahan yang terjadi pada cover-image semakin sedikit dan semakin meningkat kualitas dari stego-image. Gambar V-6 Nilai PSNR dengan nilai m LSB yang bervariasi dan ukuran arsip pesan yang sama Parameter yang juga ikut menentukan kualitas dari stego-image yang dihasilkan adalah ukuran dari arsip pesan yang ingin ditanamkan. Pada pengujian dengan menggunakan PSNR yang ditunjukkan pada Gambar V-7, dihasilkan kesimpulan bahwa semakin besar ukuran arsip pesan yang ditanamkan maka kualitas dari stego-image semakin menurun. Penentuan ukuran arsip yang sangat berbeda jauh dengan ukuran cover-image akan menentukan kualitas dari stego-image yang dihasilkan, seperti yang ditunjukkan oleh hasil pengujian pada cover-image kontrasrendah di Gambar V-6 dan Gambar V-7, hasil cover image-nya menghasilkan kualitas yang paling baik dari semua hasil coverimage yang ada karena ukuran cover-image-nya paling besar. Pemilihan ukuran arsip pesan dan ukuran cover-image akan mempengaruhi lamanya proses untuk melakukan penanaman arsip pesan maupun proses sebaliknya. Dari proses besar enkripsi penanaman terdiri dari bagian-bagian proses yang kecil yaitu proses

16 V-16 pembacaan cover-image, proses pembacaan arsip pesan, proses enkripsi arsip pesan, proses penentuan piksel mana yang akan dimodifikasi, proses transformasi represntasi dari arsip pesan, proses modifikasi piksel yang digunakan untuk menanam arsip pesan, dan proses pembentukan stego-image; proses pembentukan cover-image dan proses modifikasi piksel yang digunakan untuk menanam arsip pesan merupakan proses yang menyumbang waktu terlama dalam proses besar enkripsi penanaman. Sehingga performansi dari CombinoZM akan bergantung dari ukuran cover-image dan ukuran arsip pesan. Gambar V-7 Nilai PSNR dengan nilai m LSB tetap dan nilai ukuran pesan yang berubah-ubah Pengukuran performansi untuk proses besar ekstraksi dan dekripsi sama halnya dengan proses besar enkripsi penanaman. Proses besar ekstraksi dekripsi terdiri dari bagianbagian proses yang kecil yaitu proses penentuan piksel mana yang akan dimodifikasi, proses pengekstrakan arsip pesan, proses perubahan representasi arsip pesan, proses dekripsi dari arsip pesan, dan proses pembentukan arsip pesan. Dari bagian kecil tersebut, proses pembentukan arsip pesan adalah proses yang menentukan berapa lama proses besar ekstraksi dekripsi berlangsung.