Pembangunan Aplikasi Penyembunyian Pesan yang Terenkripsi dengan Metode MARS pada Citra. dengan Metode Zhang LSB Image

Transkripsi

1 Pembangunan Aplikasi Penyembunyian Pesan yang Terenkripsi dengan Metode MARS pada Citra dengan Metode Zhang LSB Image LAPORAN TUGAS AKHIR Disusun sebagai syarat kelulusan tingkat sarjana oleh : Ferry Pangaribuan / PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA SEKOLAH TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009

2 Pembangunan Aplikasi Penyembunyian Pesan yang Terenkripsi dengan Metode MARS pada Citra dengan Metode Zhang LSB Image LAPORAN TUGAS AKHIR oleh : Ferry Pangaribuan/ Telah disetujui dan disahkan sebagai Laporan Tugas Akhir Bandung, 23 Juni 2009 Pembimbing I Ir. Rinaldi Munir, M.T. NIP

3 ABSTRAKSI Sistem yang mengkombinasikan keunggulan kriptografi dan keunggulan steganografi sangat diperlukan saat ini. Kriptografi yang memberikan manfaat pesan dalam keaadaan tidak dapat dibaca dan steganografi yang memberikan manfaat bahwa pesan tidak dapat diketahui keberadaannya merupakan perpaduan yang saling melengkapi. Perbedaan representasi data yang diperlukan pada operasi internal metode Zhang dan metode MARS, sehingga memerlukan sejumlah perubahan representasi data yang diperlukan untuk menghasilkan hasil yang diharapkan. Perubahan representasi data tersebut harus sedapat mungkin terjaga dengan baik dan dapat dikembalikan ke representasi asalnya. Metode Zhang memiliki beberapa kelemahan untuk beberapa kasus, sehingga dilakukan pemodifikasian metode ini pun dilakukan untuk menangani permasalahan pada beberapa kasus yang ada dan membuat modifikasi metode tersebut dapat berjalan dengan baik. Pembangunan aplikasi pada Tugas Akhir ini menggunakan Eclipse dan bahasa pemrograman JAVA. Beberapa plugin-plugin diperlukan untuk mempermudah pembangunan antarmuka. Pada hasil pengujian, pemilihan nilai m LSB yang lebih besar dari 8 akan terdapat bintik-bintik pada stego-image yang dihasilkan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin besar nilai m LSB yang digunakan untuk ukuran arsip pesan yang tetap akan dihasilkan kualitas stego-image yang semakin tidak baik. Hasil pengujian juga menunjukkan bahwa semakin besar ukuran arsip pesan untuk nilai m LSB yang tetap akan dihasilkan dihasilkan kualitas stego-image yang semakin tidak baik. Kata kunci : LSB, steganografi, kriptografi, plugin, stego-image, dan IDE iii

4 KATA PENGANTAR Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus sehingga berkat rahmat- Nya dan pimpinnan-nya, Penulis dapat melaksanakan tugas akhir serta dapat menyelesaikan laporan tugas akhir sesuai waktu yang telah ditentukan. Laporan ini disusun sebagai syarat kelulusan tingkat sarjana. Pada kesempatan ini, Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah memberikan bantuan dan bimbingan selama pelaksanaan tugas akhir dan penyusunan laporan tugas akhir. Ucapan terima kasih disampaikan kepada : 1. Papa dan Mama atas perhatian, kasih sayang, dukungan dan doa yang tiada hentihentinya diberikan pada Penulis. 2. Paman Herib, Bibi Irma, Echa, dan Gerry; atas kebersamaan, fasilitas akomodasi Penulis selama perkuliahan, dan menjadi bagian keluarga ini. 3. Ibu Alm. Ir. Sri Purwanti Mulyaningtyas, M.Sc selaku dosen wali yang telah membimbing Penulis sejak pertama kali menginjakkan kaki di Teknik Informatika ITB. 4. Ibu Yani Widyani, S.T., M.T. selaku dosen wali yang telah membimbing Penulis sejak semester 6 di Teknik Informatika ITB. 5. Bapak Ir. Rinaldi Munir, M.T selaku pembimbing tugas akhir yang telah memberikan arahan, semangat dan banyak masukan dalam penyusunan Tugas Akhir. 6. Ibu Dra. Harlili, M.Sc selaku penguji prasidang dan sidang tugas akhir. 7. Bapak Achmad Imam Kistijantoro MSc., PhD. selaku penguji proposal tugas akhir. 8. Bapak Dr. Ir. Rila Mandala, M. Eng. selaku penguji sidang tugas akhir. 9. Seluruh dosen Program Studi Teknik Informatika yang telah memberikan didikan dan pengetahuan yang sangat berharga bagi Penulis. 10. Pak Ade, Pak Rasidi, Bu Titi, Bu Sri, Bu Tita serta seluruh karyawan Program Studi Teknik Informatika ITB yang telah membantu dalam memberikan fasilitas selama masa perkuliahan dan penyusunan tugas akhir. iv

5 v 11. Petra Novandi yang telah memberikan saran/kritik yang membangun dan menyediakan paper bagi Penulis. 12. Abang PA Penulis, Bang Javen dan saudara PA Penulis Bima; atas kebersamaan dan rasa kekeluargaan yang diberikan. 13. Sahabat-sahabat Navos dan PMK 05; Ruth, Rebecca, Dwi, Frida, Laura, Sarah, David, Kiki, Rega, Octa, Julius, Roy, Vina, dan Frisca; atas kegiatan-kegiatan yang Penulis lalui bersama mereka. 14. Teman-teman Modest dan Softaholic; Tahir Arazi, Ella Madanella, EZ Adnan Kashogi, Rama Adhitia, Bayu, Riani Rilanda, Catur Wirawan, M. Riza, Arinta, Indah Kuntum, Shieny Aprillia, Twindania, Ricky Gilbert, Aswin, Steven Wijaya, Dedi, Hendro, Joelian Samuel, Hari, Ivan Saputra, Arief Latu, dan Nurio; atas bantuan dan kerjasama dalam pengerjaan tugas-tugas bersama Penulis selama masa perkuliahan, menjadi sahabat sekaligus penyemangat Penulis selama pengerjaan tugas akhir. 15. Sahabat-sahabat KPMY; Teddy, Ruth Dyas, Rani, Sisi, Irvando, Sorta, Tami, Pamela, Rikardo, Timo, Bang Josua, Bang Basar, Fresly, dan Icon, atas obrolanobrolan membahagiakan di kala Penulis mengalami kejenuhan dalam pengerjaan tugas akhir. 16. Rekan-rekan Y!M dan main kartu di himpunan, Amir Muntaha, Dudin, Aryo, Raka, Monterico, Khoirus Soleh, Glen, Ricky, Adnan, Nawaf, dan Ewa, yang memberikan hiburan setiap saat kepada Penulis. Informatika ITB, khususnya Pacifist, yang sangat luar biasa telah memberikan banyak kenangan manis selama masa perkuliahan. Akhir kata, disadari masih terdapat kekurangan dalam laporan tugas akhir ini. Untuk itu, diharapkan kritik dan saran dari pembaca. Terima kasih. Bandung, Juni 2009 Penulis.

6 DAFTAR ISI ABSTRAKSI... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x BAB I PENDAHULUAN... I Latar Belakang... I Rumusan Masalah... I Tujuan... I Batasan Masalah... I Metodologi... I Sistematika Pembahasan... I-4 BAB II DASAR TEORI... II Citra Dijital... II Representasi Citra Dijital... II Warna pada Citra Dijital... II Duotone (Hitam dan Putih)... II Grayscale... II Citra Dijital Bewarna... II Steganografi... II Metode LSB... II Algoritma Zhang LSB Image Steganography... II Proses Penanaman Pesan... II Proses Ekstraksi Pesan... II Algoritma LCG... II Algoritma MARS... II Proses Enkripsi... II Fase 1 : Forward Mixing... II Fase 2 : Main Keyed Transformation... II Fase 3 : Backwards Mixing... II-20 vi

7 vii Proses Dekripsi... II Ekspansi Kunci... II Fungsi-E... II-23 BAB III ANALISIS MASALAH... III Analisis Struktur Citra... III Analisis Struktur Data yang Terlibat... III Proses Enkripsi dan Dekripsi... III Proses Pemilihan Piksel... III Proses Penanaman Pesan dan Pengekstrakan Pesan... III Penentuan Ukuran Pesan yang Dapat Ditanamkan... III Algoritma Penanaman Pesan pada Citra... III Penentuan LSB dari Setiap Elemen RGB Piksel... III-10 BAB IV ANALISIS DAN PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK... IV Analisis Perangkat Lunak... IV Deskripsi Umum Perangkat Lunak... IV Arsitektur Perangkat Lunak... IV Fitur Utama Perangkat Lunak... IV Kebutuhan Fungsional... IV Kebutuhan Non-Fungsional... IV Model Use Case... IV Diagram Use Case... IV Definisi Aktor... IV Definisi Use Case... IV Realisasi use case tahap analisis... IV Use case Menanamkan Pesan... IV Use Case Mengekstrak Pesan... IV Use Case Mengenkripsi Pesan... IV Use Case Mendekripsi Pesan... IV Use Case Memilih Piksel yang Digunakan... IV Diagram Kelas Keseluruhan... IV Perancangan Perangkat Lunak... IV Deskripsi Diagram Perancangan Kelas... IV-11

8 viii Operasi dan Atribut... IV Perancangan Antarmuka... IV-16 BAB V IMPLENTASI DAN PENGUJIAN... V Implementasi Perangkat Lunak... V Lingkungan Implementasi... V Data Masukan... V Data Keluaran... V Implementasi Kelas... V Implementasi Antarmuka... V Pengujian Perangkat Lunak... V Tujuan Pengujian... V Rancangan Kasus Uji... V Kasus Uji Fungsionalitas Perangkat Lunak... V Kasus Uji Kualitas Stego-Image... V Data Pengujian... V Skenario Pengujian... V Hasil Pengujian... V Pengujian Fungsionalitas Perangkat Lunak... V Pengujian Kualitas Stego-Image... V Analisis Hasil Pengujian... V-14 BAB VI PENUTUP... VI Kesimpulan... VI Saran... VI-1 DAFTAR PUSTAKA... xii LAMPIRAN A STRUKTUR CITRA TIDAK TERKOMPRESI... A-1 LAMPIRAN B PSEUDOCODE METODE MARS... B-1 LAMPIRAN C OPERASI DAN ATRIBUT KELAS IMPLEMENTASI... C-1 LAMPIRAN D HASIL PENGUJIAN... D-1

9 DAFTAR TABEL Tabel II-1 Contoh proses penanaman pesan pada citra... II-15 Tabel II-2 Contoh proses pengekstrakan pesan pada citra... II-15 Tabel III-1 Contoh piksel yang mengalami perubahan arti yang berarti... III-9 Tabel IV-1 Daftar Kebutuhan Fungsional Perangkat Lunak... IV-4 Tabel IV-2 Daftar Kebutuhan Non-Fungsional Perangkat Lunak... IV-5 Tabel IV-3 Definisi Aktor Perangkat Lunak... IV-6 Tabel IV-4 Definisi Use Case Perangkat Lunak... IV-6 Tabel IV-5 Skenario Use Case Menanamkan Pesan... IV-7 Tabel IV-6 Skenario Use Case Mengekstrak Pesan... IV-8 Tabel IV-7 Skenario Use Case Mengenkripsi Pesan... IV-8 Tabel IV-8 Skenario Use Case Mendekripsi Pesan... IV-9 Tabel IV-9 Skenario Use Case Memilih Piksel yang Digunakan... IV-9 Tabel IV-10 Kelas keseluruhan beserta stereotype-nya... IV-10 Tabel IV-11 Kelas keseluruhan, daftar tanggung jawab, dan atributnya... IV-11 Tabel IV-12 Daftar Atribut Kelas Antarmuka... IV-13 Tabel IV-13 Daftar Operasi Kelas Antarmuka... IV-14 Tabel IV-14 Daftar Atribut Kelas MARSmtd... IV-14 Tabel IV-15 Daftar Operasi Kelas MARSmtd... IV-14 Tabel IV-16 Daftar Atribut Kelas LCGmtd... IV-14 Tabel IV-17 Daftar Operasi Kelas LCGmtd... IV-15 Tabel IV-18 Daftar Atribut Kelas ZHANGmtd... IV-15 Tabel IV-19 Daftar Operasi Kelas ZHANGmtd... IV-15 Tabel IV-20 Daftar Atribut Kelas Pesan... IV-15 Tabel IV-21 Daftar Operasi Kelas Pesan... IV-15 Tabel IV-22 Daftar Atribut Kelas LSBImage... IV-16 Tabel IV-23 Daftar Operasi Kelas LSBImage... IV-16 Tabel V-1 Penjelasan Kelas Implementasi... V-3 Tabel V-2 Data Pengujian Cover-Image... V-11 Tabel V-3 Data Pengujian Arsip Pesan... V-13 Tabel V-4 Ringkasan Pengujian Fungsionalitas Perangkat Lunak... V-13 ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar II-1 Identifikasi redundant data [PRO03]... II-1 Gambar II-2 Represntasi citra dijital dalam matriks dan gambar... II-2 Gambar II-3 Pewarnaan piksel pada citra dijital 8-bit (256 colors) [LYN02]... II-4 Gambar II-4 Proses pewarnaan dengan menggunakan indexed color [LYN02]... II-5 Gambar II-5 Proses menampilkan gambar dengan warna 24-bit [LYN02]... II-6 Gambar II-6 Contoh hiddentext, cover-image, dan stego-image [PRO03]... II-8 Gambar II-7 Diagram penyisipan pesan dan ekstraksi pesan [KAT00]... II-8 Gambar II-8 Penyisipan pesan pada gambar [PRO03]... II-10 Gambar II-9 Pseudo-code penanaman pesan pada citra... II-14 Gambar II-10 Pseudocode proses ekstraksi... II-14 Gambar II-11 Struktur Algoritma MARS [BUR99]... II-17 Gambar II-12 Struktur Fase Forward Mixing [BUR99]... II-19 Gambar II-13 Feistel Network tipe-3 dari main keyed transformation [BUR99]... II-21 Gambar II-14 Struktur Fase Backward Mixing [BUR99]... II-22 Gambar II-15 Fungsi-E dan mainkeyed transformation[bir99]... II-24 Gambar III-1 Proses Keseluruhan... III-1 Gambar III-2 Represntasi data yang terlibat... III-4 Gambar III-3 Perubahan representasi dari array of integer ke array of integer[3]... III-5 Gambar III-4 Pemodifikasian algoritma tahap 1... III-8 Gambar III-5 Pemodifikasian algoritma tahap 2... III-9 Gambar IV-1 Arsitektur perangkat lunak... IV-2 Gambar IV-2 Use case global... IV-6 Gambar IV-3 Diagram Kelas Analisis Global... IV-10 Gambar IV-4 Diagram kelas perancangan... IV-12 Gambar IV-5 Perancanangan Antarmuka Utama... IV-18 Gambar V-1 Window Utama... V-5 Gambar V-2 Menampilkan citra dalam ukuran sebenarnya... V-7 Gambar V-3 Pesan jika terjadi kesalahan masukkan... V-8 Gambar V-4 Struktur kasus uji fungsionalitas... V-10 Gambar V-5 Struktur kasus uji kualitas stego-image... V-11 x

11 xi Gambar V-6 Nilai PSNR dengan nilai m LSB yang bervariasi dan ukuran arsip pesan yang sama... V-15 Gambar V-7 Nilai PSNR dengan nilai m LSB tetap dan nilai ukuran pesan yang berubah-ubah... V-16