DETEKSI STEGANOGRAM UNTUK MENDUKUNG E-GOVERNMENT

Transkripsi

1 DETEKSI STEGANOGRAM UNTUK MENDUKUNG E-GOVERNMENT Bahrawi *), Eko Setijadi 2) dan Wirawan 3) *) Bidang Keahlian Telematika (Konsentrasi CIO) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2,3) Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember *) ABSTRAK Saat ini telah terdapat berbagai cara untuk membuat data steganogram dengan tujuan menyembunyikan pesan rahasia kedalam suatu media digital agar dapat tersimpan dengan aman, salah satu caranya adalah dengan steganografi, teknik steganografi yang banyak digunakan adalah metode Least Significant Bits (LSB). Penelitian ini adalah melakukan deteksi terhadap data steganogram dengan teknik penyisipan steganografi metode LSB. Diterapkan dua metode deteksi yaitu metode modifikasi LSB dan metode statistik uji chi square. Teknik modifikasi LSB mendeteksi citra steganogram dengan cara memodifikasi bitbit terakhir pada citra untuk menghasilkan pola yang tidak normal terhadap citra yang berarti mengindikasikan ada atau tidaknya sisipan pesan. Teknik uji chi-square berbasiskan analisis statistik dari Paris of Values (PoVs) yang bertukar saat penyisipan pesan pada gam bar. Dari hasil pengujian, Teknik modifikasi LSB berhasil mendeteksi steganogram dengan teknik penyisipan secara acak maupun sekuensial sedangkan teknik uji chi square tidak berhasil mendeteksi data steganogram dengan teknik penyisipan secara acak namun sangat baik dalam mendeteksi steganogram dengan teknik penyisipan sequensial, dapat disimpulkan bahwa metode modifikasi LSB bisa direkomendasikan kepada satuan kerja yang terkait dalam lingkup e-government dalam hal pencegahan pemanfaatan negatif teknik penyisipan data citra steganografi. Kata kunci: Deteksi Steganogram, Steganalisis, Steganografi, Citra Digital, Uji Chi-Square, Modifikasi LSB. PENDAHULUAN E-Government, yang merupakan inovasi dalam pengembangan kepemerintahan selama satu dekade terakhir merupakan salah satu langkah upaya untuk mengembangkan penyelenggaraan pemerintahan yang berbasis digital dalam rangka meningkatkan kualitas layanan terhadap masyarakat secara efektif dan efisien (R.Abdelbaset, E.Vandijck, 2009). Pemanfaatan sistem digital mampu menyederhanakan dan menyelesaikan persoalan-persoalan administrasi dan birokrasi yang selama ini menjadi suatu masalah yang sulit terselesaikan. Namun disisi lain tugas e-government menjadi sangat luas seiring dengan perkembangan teknologi internet yang terus mengalami pertumbuhan, pemantau aliran data publik juga harus dilakukan untuk meminimalisir kejahatan cybercrime. Situasi ini mendorong sebagian masyarakat untuk menggunakan steganogram untuk perlindungan privasi mereka. Penggunaan steganogram ini secara tidak langsung bisa menjadi ancaman terhadap kemanan nasional, karena steganogram memungkinkan adanya komunikasi rahasia yang sulit untuk dideteksi. Konsekuensi dari kegagalan mendeteksi komunikasi rahasia bisa menjadi bencana bagi keamanan nasional. C-2-1

2 Penelitian ini bertujuan untuk mengantisipasi penggunaan steganogram untuk kepentingan-kepentingan negatif, seperti pembocoran data penting pegawai, penyebaran pornografi, dan sarana komunikasi rahasia teroris. steganogram yang kami maksud dalam penelitian ini adalah steganogram dalam bentuk citra. Steganogram dideteksi tidak hanya pada citra dengan teknik penyisipan LSB sekuensial, namun juga pada teknik penyisipan acak, jadi keragaman data uji lebih bervariasi. Metode yang akan digunakan pada penelitian ini menggunakan dua metode deteksi steganografi yaitu metode deteksi subjektif dengan teknik modifikasi LSB dan metode statistik dengan teknik uji chi-square. Dengan digunakan kedua teknik tersebut diharapakan dapat memperlihatkan perbedaan dan keunggulan masing-masing teknik deteksi tersebut. METODE Secara garis besar skema penelitian ini terdiri dari input yang merupakan proses awal, data input adalah data citra yang sudah dilakukan proses penyisipan pesan rahasia atau disebut juga steganogram. Proses penyisipan dilakukan dengan dua teknik steganografi yakni sekuansial LSB dan penyisipan secara acak, selain itu pada proses penyisipan juga dilakukan keragaman ukuran dan jenis file pesan rahasia, pesan rahasia yang disisipkan pada data citra mempunyai ukuran mulai dari 5%,10%, dan 13% atau maksimal daya tampung dari ukuran citra sebelum penyisipan serta jenis file yang berbeda-beda yaitu.text,.pdf dan.docx. Untuk mencapai hasil yang diharapkan yakni mendapatkan hasil pengukuran dari setiap metode deteksi yang diuji dan untuk mendapatkan metode terbaik, maka perlu dibuat skema diagram penelitian. Skema diagram penelitian ini dapat digambarkan dalam bentuk diagram alur seperti Gambar 1 sebagai berikut: Pengumpulan sampel data Sistem deteksi: modifikasi LSB Sistem deteksi: uji chi-square Pengujian dan implementasi metode deteksi: modifikasi Pengujian dan implementasi metode deteksi: uji chi-square Perbandingan dan Analisa hasil uji sampel data Kesimpulan: Metode yang paling efektif Gambar 1 Skema Diagram Penelitian Sampel data yang digunakan dalam penelitian ini adalah citra format bitmap yang tidak terkompresi (.bmp) dengan kriteria dan ukuran yang berbeda-beda. C-2-2

3 Gambar 2 berikut ini adalah citra yang digunakan dalam penelitian. Kemkominfo.bmp 215x KB Indonesia.bmp 300x KB Garuda.bmp 215x KB Palapa.bmp 280x KB Telkom.bmp 294x KB Gambar 2 Sampel Data Citra Lima citra uji pada Gambar 2 masing-masing disisipi pesan dengan format file.txt,.pdf dan.doc dengan ukuran file bervariasi, mulai dari ukuran file sisipan yang terkecil yakni 5% dari ukuran file citra yang disisipi menggunakan format.txt, kemudian 10% dari citra yang disisipi menggunakan format.pdf dan terakhir adalah ukuran maksimal yang bisa disisipi oleh citra menggunakan format.docx. Proses penyisipan file terhadap citra uji menggunakan tools bantuan Stegovernment, tools ini membangkitkan citra steganogram dengan menggunakan teknik steganografi dengan dua metode penyisipan yang berbeda yaitu teknik penyisipan LSB sekuensial dan teknik penyisipan secara acak. Deteksi dengan Teknik Uji Chi-Square Metode ini bekerja dengan melakukan perbandingan uji chi-square antara dua buah statistik distribusi frekuensi, yang pertama adalah statistik pada gambar yang dicurigai mengandung pesan tersembunyi dan yang kedua adalah statistik yang diprediksi akan dimiliki oleh gambar tersebut apabila disispi pesan. apabila kedua statistik ini sama atau terdapat suatu bagian yang sama, maka kemungkinan terdapat suatu pesan dalam gambar. Berikut adalah algoritma dari Uji chi-square (Andreas Westfeld and Andreas Pfitzmann, Attacks on Steganographic Systems ): 1. Anggap terdapat k kategori dan sampel acak dari hasil observasi. Tiap hasil observasi harus dimasukkan kedalam satu dan hanya satu kategori. Kategori-kategori ini adalah semua palet warna, pertimbangkan seluruh 8 bit pada setiap byte dapat membentuk suatu warna.. jadi kita memiliki 256 nilai, artinya maksimal terdapat 128 Pairs of values sehingga jumlah kategori k= Anggap menjadi jumlah pixel pada citra yang di observasi dengan nilai warna 2i dimana i =0,1,2,, k-1 3. Anggap adalah jumlah pixel yang diharapkan pada kategori i setelah sebuah pesan disisipkan dan terdistribusi merata pada citra, nilai ini dapat dihitung dengan persamaan (2.1): = 4. Nilai chi-square dengan derajat kebebasan k-1 dapat diperoleh dengan persamaan (2.2): = C-2-3

4 5. p adalah probabilitas bahwa distribusi dari dan adalah sama. Nilai p diperoleh dengan persamaan (2.3): Dimana merupakan fungsi gamma dan x adalah nilai normal dari chi-square. Jika distribusi sama dengan maka akan mendekati 0, beradasarkan persamaan 2.2. maka nilai p akan mendekati 1, berdasarkan persamaan 2.3 Deteksi dengan teknik modifikasi LSB Proses modifikasi dilakukan dengan cara mengganti nilai bit pada byte disetiap pixel dengan mengacu pada nilai LSB nya, proses modifikasi ini hanya dilakukan pada bagian pixel data saja dan tidak dilakukan pada header ataupun bagian lain dari citra, ini karena diasumsikan bahwa proses steganografi dengan teknik LSB hanya melakukan substitusi pada bagian pixel data saja. Output dari proses modifikasi pixel data ini nantinya akan dibandingkan dengan hasil modifikasi dari pixel data citra yang belum tersisipi pesan rahasia, dengan begitu maka diharapkan akan terlihat pola perbedaan yang jelas diantara kedua citra tersebut yang pada akhirnya kita dapat menentukan ada tidaknya pesan rahasia yang disisipi pada citra tersebut. Proses utama dari metode subjektif dengan teknik modifikasi LSB ini adalah setiap pixel memiliki tiga buah komponen yaitu red, green, blue. Setiap komponen direpresentasikan oleh satu byte, setiap byte memiliki sebuah bit LSB. Apabila bit LSB tersebut adalah 1, maka semua bit pada byte tersebut diganti dengan bit 1 sehingga nilai byte tersebut adalah (biner) atau 255 (desimal). Sedangkan, apabila bit LSB tersebut adalah 0, maka semua bit pada byte tersebut diganti dengan bit 0 sehingga nilai byte tersebut adalah (biner) atau 0 (desimal). HASIL DAN PEMBAHASAN Dalam pengujian ini, citra uji dibagi menjadi dua kelompok, yakni citra steganogram dengan teknik penyisipan LSB sekuensial serta citra steganogram dengan teknik penyisipan acak. Deteksi Steganogram dengan Teknik Penyisipan LSB Sekuensial Pengujian sistem deteksi steganogram dengan teknik penyisipan secara LSB sekuensial dilakukan terhadap sampel data citra uji yang telah disipi pesan dengan jenis dan ukuran file sisipan pesan yang berbeda-beda. Salah satu hasil pengujian terhadap citra dengan nama file Kemkominfo.bmp, dimensi 215x186 dengan ukuran 117 kilobyte, file yang disisipkan sebesar 5% (5.85 kb) dari citra penampung dengan jenis file.txt adalah: 1 Terdeteksi 0 Gambar 3 Hasil Deteksi Menggunakan Uji Chi-Square dengan Sisipan Pesan Sekuensial Sebesar 5.85 KB C-2-4

5 Hasil pengujian pada Gambar 3 diatas merupakan hasil perhitungan dari metode uji chi square yang diubah kedalam bentuk gambar grafik sederhana dengan menggunakan bahasa pemrograman java. Penjelasan Gambar 3 diatas adalah garis vertikal berwarna biru merupakan jumlah berapa besar ukuran data yang mampu ditampung oleh citra penampung. Terlihat pada gambar hampir mencapai 9 KB ini berarti pesan yang bisa disisipi pada citra tersebut maksimal sekitar 8-9 KB. Garis atau kurva yang berwarna merah merupakan hasil uji chi square, jika kurva merah tersebut mendekati atau berada pada angka satu berarti terdapat sisipan pesan dan jika berada pada angka nol maka tidak terdapat sisipan pesan. Kurva merah ini juga menunjukkan estimasi seberapa besar data yang disisipkan pada citra yang diobservasi. Pada Gambar 3 terlihat kurva merah berada pada posisi satu hingga hampir mencapai 6 KB setelah itu kurva turun keposisi nol, ini dapat disimpulkan panjang pesan kurang lebih 5-6 KB. Gambar 4 Hasil Deteksi Menggunakan Sistem Modifikasi LSB dengan Teknik Penyisipan LSB Sekuensial Serta Ukuran Data yang Disisipkan sebesar 5.85 KB Pada Gambar 4 di atas merupakan hasil deteksi dengan menggunakan system modifikasi LSB terhadap data citra steganogram dengan teknik penyisipan secara LSB sekuensial, dapat dilihat hasil deteksi dari citra steganogram dengan teknik penyisipan secara sekuensial dengan ukuran pesan yang disisipkan sebesar 5.85 KB terlihat pola bergaris-garis dibagian bawah sebesar 5% dari keseluruhan citra hasil deteksi. Hasil dari keseluruhan sampel data citra yang diuji dengan teknik penyisipan secara LSB sekuensial ditampilkan dalam bentuk Tabel 1 berikut: Tabel 1 Hasil Pengujian Data Steganogram dengan Teknik Penyisipan LSB Sekuensial Citra uji Dimensi Deteksi Uji Chi Deteksi modifikasi Ukuran Square LSB (KB) 5% 10% Maks. 5% 10% Maks Kemkominfo.bmp 215 x Palapa.bmp 200 x Garuda.bmp 215 x Indonesia.bmp 300 x Telkom.bmp 294 x Keterangan: = Terdeteksi, = Tidak terdeteksi Deteksi Steganogram dengan Teknik Penyisipan Acak Salah satu hasil pengujian terhadap data citra steganogram dengan teknik penyisipan acak adalah file Kemkominfo.bmp, dimensi 215x186 dengan ukuran 117 kilobyte, file yang disisipkan sebesar 5% (5.85 kb) dari citra penampung dengan jenis file.txt adalah: C-2-5

6 Tidak terdeteksi Gambar 5 Hasil Deteksi Menggunakan Uji Chi Square dengan Sisipan Pesan Secara Acak Sebesar 5.85 KB Terlihat kurva merah langsung turun dan berada pada posisi nol hingga mencapai akhir grafik pada ketiga citra hasil deteksi, ini dapat disimpulkan bahwa dengan uji chi square pada citra tersebut tidak berhasil mendeteksi adanya pesan yang disisipi oleh citra. Gambar 6 Hasil Deteksi Menggunakan Sistem Modifikasi LSB dengan Teknik Penyisipan Secara Acak Serta Ukuran Data yang Disisipkan Sebesar 5.85 Kb Hasil deteksi dari citra steganogram dengan teknik penyisipan secara acak dengan ukuran pesan yang disisipkan sebesar 5.85 KB pada Gambar 6 terlihat pola bintik-bintik menyebar di keseluruhan citra, semakin besar data yang disisipkan maka semakin banyak pula pola bintik-bintik yang terlihat. Hasil dari keseluruhan sampel data citra yang diuji dengan teknik penyisipan secara acak ditampilkan dalam bentuk Tabel 2 berikut: Tabel 2 Hasil Pengujian Data Steganogram dengan Teknik Penyisipan Acak Citra uji Dimensi Deteksi Uji chi Deteksi modifikasi Ukuran square LSB (KB) 5% 10% Maks. 5% 10% Maks Kemkominfo.bmp 215 x Palapa.bmp 200 x Garuda.bmp 215 x Indonesia.bmp 300 x Telkom.bmp 294 x Keterangan : = Terdeteksi, = Tidak terdeteksi Hasil pengujian terhadap data steganogram dengan teknik penyisipan secara acak pada Tabel 2, dengan menggunakan metode modifikasi LSB semua sampel data yang diuji berhasil dideteksi sedangkan menggunakan metode uji chi-square tidak berhasil dideteksi, ini membuktikan bahwa metode modifikasi LSB masih lebih baik dibandingkan dengan uji chisquare. C-2-6

7 KESIMPULAN DAN SARAN Uji chi-square dapat melakukan deteksi dengan baik pada citra yang disisipi pesan secara sekuensial dan mengestimasi panjang pesan yang disisipi namun tidak tidak dapat mendeteksi citra yang disisipi pesan secara acak. Metode modifikasi LSB dapat mendeteksi semua citra yang diuji dalam penelitian ini baik citra yang disisipi secara sekuensial maupun secara acak. Deteksi citra steganogram ini diusulkan ditempatkan pada blok proses Proteksi/Security dalam Blok Panduan Sistem Manajemen Informasi dan Dokumen Elektronik yang mengacu pada kerangka pelaksanaan kebijakan dan strategi nasional pengembangan e-government namun harus lebih dikembangkan lagi, mengingat teknik embeding/penyisipan terus berkembang. DAFTAR PUSTAKA Abdelbaset Rabaiah, Vandijck Eddy, (2009), A Strategic Framework of e -Government: Generic and Best Practice, The Electronic Journal of e-government, Volume 7, Issue 3, Andreas Westfeld and Andreas Pfitzmann, Attacks on Steganographic Systems, Dresden University of Technology, Department of Computer Science D Dresden, Germany. Chi-Kwong Chan, L.M. Cheng, (2004), Hiding data in images by simple LSB substitution, Pattern Recognition, Volume 37, Desmawati. (2011), Analisis Dan Perancangan Aplikasi Steganalisis Pada Media Citra Bmp dengan Metode Enhanced Least Significant Bit, Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan D. Rijmenants, 2005, Steganography with StegaNote akses: Mei Duncan Sellars. An Introduction to Steganography Juni EC-Council Press. ( 2010), Computer Forensics - Investigating Data and Image Files, Image-Files-2010-WW, akses: Mei Fraga, E. (2002) Trends in e-government How to Plan, Design, Secure, and Measure e- Government, Government Management Information Sciences (GMIS) Conference, Santa Fe, New Mexico. Ghazali Moenandar Male, 2011, Pengamanan Data Dengan Teknik Steganografi Untuk Mendukung E-Government, Telematika Konsentrasi CIO jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Guillermito. (2004). A Few Tools to Discover Hidden Data, akses: Maret Huayin Si and Chang-Tsun Li, Maintaining Information Security in E-Government through Steganology, Department Of Computer Science, University Of Warwick, Coventry Cv4 7al, UK. C-2-7

8 Instruksi Presiden R.I Nomor 3 Tahun 2003 Tentang Kebijakan dan Strategi Nasional Pengembangan E-Government. Subhash Bhatnagar, "Building Trust through E-Government: Leadership and Managerial Issues, Indian Institute of Management, Ahmedabad. T Morkel, JHP Eloff and MS Olivier, "An Overview of Image Steganography," in Proceedings of the Fifth Annual Information Security South Africa Conference (ISSA2005), Sandton, South Africa, June/July 2005 Wen Chen. (2000) Study Of Steganalysis Methods. C-2-8