BAB 2 TINJAUAN TEORETIS

Transkripsi

1 BAB 2 TINJAUAN TEORETIS 2. Citra Digital Menurut kamus Webster, citra adalah suatu representasi, kemiripan, atau imitasi dari suatu objek atau benda. Citra digital adalah representasi dari citra dua dimensi menggunakan dan (biner). Citra digital dapat dibedakan menjadi dua, yaitu raster dan vektor. Pada umumnya, yang disebut dengan citra digital adalah citra digital dalam bentuk raster atau yang biasa disebut dengan citra bitmap. 2.. Konsep dasar citra digital Citra digital tersusun dalam bentuk raster (grid atau kisi). Setiap kotak yang terbentuk disebut pixel (picture element) dan memiliki koordinat (x,y). Koordinat ini biasanya dinyatakan dalam bilangan bulat positif. Dan setiap pixel memiliki nilai berupa angka digital yang merepresentasikan informasi yang diwakili oleh pixel tersebut. Representasi citra digital dalam sebuah file dapat dianalogikan seperti halnya ketika kita ingin melukis, maka kita harus mempunyai palet dan kanvas. Di mana palet adalah kumpulan warna yang dapat membentuk citra, seperti palet warna yang berisi berbagai warna cat. Lalu setiap warna yang berbeda di dalam palet tersebut diberi nomor. Kemudian kita dapat melukiskan warna-warna tersebut di atas sebuah kanvas. Kanvas tersebut berupa matriks yang setiap elemen matriksnya dapat diisi dengan sebuah warna yang berasal dari palet warna. Kumpulan angka (mewakili warna) dalam bentuk matriks inilah yang disebut dengan citra. Sementara informasi

2 mengenai palet (korespondensi antara warna dengan angka) disimpan di dalam komputer melalui aplikasi untuk membuka citra seperti, Photoshop, dan Paint Format citra digital Format data citra digital berhubungan erat dengan warna. Nilai data digital merepresentasikan warna dari citra. Format citra digital yang banyak digunakan adalah citra biner (monochrome), citra skala keabuan (gray scale), citra warna (true color), dan citra warna berindeks. Berikut ini penjelasan untuk masing-masing format citra digital.. Citra biner (monochrome) Citra biner (monochrome) atau disebut juga binary image, merupakan citra digital yang setiap pixel-nya hanya memiliki 2 kemungkinan derajat keabuan, yaitu dan. Nilai mewakili warna hitam, dan nilai mewakili warna putih, di mana setiap pixel-nya membutuhkan media penyimpanan sebesar bit. Gambar 2. Contoh Citra Biner Berukuran 9x7 Pixel dan Representasinya dalam Data Digital

3 Gambar 2.2 Contoh Citra Biner 2. Citra skala keabuan (gray scale) Citra skala keabuan atau disebut juga dengan citra aras keabuan memberikan kemungkinan warna yang lebih banyak. Format citra ini disebut dengan aras keabuan karena ada warna abu-abu diantara warna minimum (hitam) dan warna maksimum (putih). Jumlah maksimum warna sesuai dengan bit penyimpanan yang digunakan, apakah 4 bit atau 8 bit. Citra dengan skala keabuan 4-bit memiliki 2 4 = 6 kemungkinan warna, yaitu (minimal) hingga 5 (maksimal). Sementara citra digital dengan skala keabuan 8-bit memliki 2 8 = 256 kemungkinan warna, yaitu (minimal) hingga 255 (maksimal). Gambar 2.3 Contoh Citra Skala Keabuan 4-Bit dan Representasinya dalam Data Digital

4 Gambar 2.4 Contoh Citra Skala Keabuan 8-Bit 3. Citra warna (true color) Pada citra warna (true color) setiap pixel-nya merupakan kombinasi dari tiga warna dasar merah, hijau, dan biru, sehingga citra warna ini disebut juga citra RGB (Red Green Blue). Setiap komponen warna memiliki intensitas sendiri dengan nilai minimum dan nilai maksimum 255 (8-bit). Hal ini menyebabkan setiap pixel pada citra RGB membutuhkan media penyimpanan 3 byte. Jumlah kemungkinan kombinasi warna citra RGB adalah 2 24 = lebih dari 6 juta warna. byte byte byte Blue Green Red Gambar 2.5 Format Penyimpanan Warna RGB Gambar 2.6 Contoh Kombinasi Warna RGB sehingga Menghasilkan Warna Kuning

5 Gambar 2.7 Contoh Citra Warna dan Representasinya dalam Data Digital Gambar 2.8 Contoh Citra RGB 4. Citra warna berindeks Setiap pixel pada citra warna berindeks memiliki indeks dari suatu tabel warna yang tersedia (biasanya disebut palet warna). Keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan palet warna ini adalah kita dapat dengan cepat memenipulasi warna tanpa harus mengubah informasi dari setiap pixel pada citra. Indeks R G B Gambar 2.9 Contoh Palet Warna Citra Berindeks 4-Bit

6 Berikut ini adalah gambar derajat keabuan yang mempresentasikan aras abuabu dan aras warna pada citra digital dengan media penyimpanan -bit, 4-bit, 8- bit,dan 24-bit. Gambar 2. Aras Warna Citra Digital -Bit Gambar 2. Aras Abu-Abu dan Aras Warna pada Citra Digital 4-Bit Gambar 2.2 Aras Abu-Abu dan Aras Warna pada Citra Digital 8-Bit

7 Gambar 2.3 Aras Abu-Abu dan Aras Warna pada Citra Digital 24-Bit (RGB) Elemen dasar citra digital Terdapat 6 elemen dasar citra digital sebagai berikut.. Kecerahan (Brightness), yaitu intensitas cahaya rata-rata dari suatu area yang melingkupinya. 2. Kontras (Contrast), yaitu sebaran terang dan gelap pada sebuah citra. Sebuah citra disebut kontras rendah jika komposisi citra tersebut sebagian besar terang atau sebagian besar gelap. Citra dengan kontras yang baik jika sebaran bagian terang dan gelap merata. 3. Kontur (Contour), yaitu keadaan yang ditimbulkan oleh perubahan intensitas pixel-pixel yang berdekatan, sehingga kita dapat mendeteksi tepi objek pada suatu citra. 4. Warna (Color), yaitu persepsi yang dirasakan oleh sistem visual manusia terhadap panjang gelombang cahaya yang dipantulkan oleh objek. 5. Bentuk (Shape), yaitu informasi yang ditangkap oleh sistem visual manusia mengenai citra suatu objek. 6. Tekstur (Texture), yaitu distribusi spasial dari derajat keabuan di dalam pixelpixel yang bertetangga.

8 2...3 Struktur data citra digital Suatu citra digital berbentuk matriks, di mana elemen-elemen matriks dapat diakses melalui indeksnya, yaitu baris dan kolom. Sebuah citra digital berukuran N x M, dengan keterangan sebagai berikut.. N = jumlah baris (panjang/tinggi matriks) 2. M = jumlah kolom (lebar matriks) 3. L = intensitas warna maksimal (derajat keabuan) Gambar 2.4 Contoh Struktur Data Citra Digital 2..2 Citra bitmap Bitmap atau.bmp adalah format citra digital yang paling umum dan merupakan format citra digital standar Windows. Ukuran file bitmap ini bisa sangat besar hingga Megabytes. File bitmap merupakan format citra digital yang belum terkompresi dan menggunakan warna RGB (Red, Green, Blue), sehingga setiap elemen pixel-nya merupakan hasil komposisi 3 komponen warna (merah, hijau, dan biru). Format data file bitmap dapat dilihat pada gambar berikut.

9 Gambar 2.5 Format Data File Bitmap (Sumber: Gambar 2.6 Berkas Header Bitmap (Sumber:

10 Gambar 2.7 Berkas Image Bitmap berupa Information Header (Sumber: Gambar 2.8 Berkas Image Bitmap berupa Core Header (Sumber:

11 Gambar 2.9 Berkas Palet Warna Bitmap (Sumber: Gambar 2.2 Contoh Berkas Data Bitmap 2x2 Pixel, 24-Bit (Sumber:

12 2.2 Steganografi Steganografi berasal dari Bahasa Yunani, yaitu steganos (rahasia atau tersembunyi) dan graphy (tulisan atau gambar), sehingga steganografi memiliki arti tulisan tersembunyi. Steganografi adalah ilmu dan seni menyembunyikan pesan rahasia di dalam pesan lain sehingga keberadaan pesan rahasia tersebut tidak dapat diketahui. Steganografi dapat dipandang sebagai kelanjutan kriptografi dan dalam prakteknya pesan rahasia dienkripsi terlebih dahulu kemudian cipherteks disembunyikan di dalam media lain sehingga pihak ketiga tidak menyadari keberadaannya (Munir, 26) Konsep dan terminologi Terdapat beberapa istilah yang berkaitan dengan steganografi:. Hiddentext atau embedded message, yaitu pesan yang disembunyikan. 2. Covertext atau cover-object, yaitu pesan yang digunakan untuk menyembunyikan embedded message. 3. Stegotext atau stego-object, yaitu pesan yang sudah berisi embedded message. Di dalam steganografi digital, baik hiddentext maupun covertext dapat berupa teks, citra, audio maupun video.

13 Gambar 2.2 Contoh Covertext, Hiddentext, dan Stegotext (Sumber: Sinaga, 28) Sebenarnya citra stegotext dan covertext tidak sama, citra tersebut mengalami sedikit perubahan akibat steganografi, namun mata manusia mempunyai sifat kurang peka terhadap perubahan kecil ini, sehingga manusia sukar membedakan mana gambar yang asli dan mana gambar yang sudah disisipkan (Munir, 26). covertext covertext hiddentext Encoding (embeddin) stegotext Decoding (extraction) hiddentext key key Gambar 2.22 Diagram Penyisipan dan Ekstraksi Pesan

14 Gambar 2.23 Diagram Penyisipan dan Ekstraksi Pesan Teknik penyembunyian data Teknik penyembunyian data ke dalam covertext dapat dilakukan dalam dua macam ranah:. Ranah spasial (waktu) (spatial time domain) Teknik ini memodifikasi langsung nilai byte dari covertext (nilai byte dapat merepresentasikan intensitas/warna pixel atau amplitudo). Contoh metode yang termasuk ke dalam ranah spasial adalah metode LSB. 2. Ranah transform (transform domain) Teknik ini memodifikasi langsung hasil transformasi frekuensi sinyal. Contoh metode yang tergolong ke dalam ranah frekuensi adalah spread spectrum (Munir, 26) Least significant bit Metode LSB (Least Significant Bit) merupakan metode steganografi yang paling sederhana dan paling mudah diimplementasikan. Untuk menjelaskan metode ini, maka

15 digunakan citra digital sebagai covertext. Setiap pixel di dalam citra berukuran sampai 3 byte. Pada susunan bit di dalam sebuah byte ( byte = 8 bit), ada bit paling berarti (most significant bit atau MSB) dan bit yang paling kurang berarti (least significant bit atau LSB). Misalnya pada byte, bit yang pertama (digarisbawahi) adalah bit MSB dan bit yang terakhir (digarisbawahi) adalah bit LSB. Bit yang cocok diganti dengan bit pesan adalah bit LSB, sebab modifikasi hanya mengubah nilai byte tersebut satu lebih tinggi atau satu lebih rendah dari nilai sebelumnya. Misalkan byte tersebut di dalam gambar memberikan persepsi warna merah, maka perubahan satu bit LSB hanya mengubah persepsi warna merah tidak terlalu berarti. Mata manusia tidak dapat membedakan perubahan yang kecil ini. Untuk membuat hidden text tidak dapat dilacak, bit-bit pesan tidak mengganti byte-byte yang berurutan, namun dipilih susunan byte secara acak. Misalnya jika terdapat 5 byte dan 6 bit data yang akan disembunyikan, maka byte yang akan diganti LSB-nya dipilih secara acak, misalnya byte nomor 36, 5, 2,, 8, 49. Pada citra 8-bit yang berukuran 256 x 256 pixel terdapat pixel, setiap pixel berukuran byte sehingga kita hanya dapat menyisipkan bit pada setiap pixel. Pada citra 24-bit berukuran 256 x 256 pixel, satu pixel berukuran 3 byte (atau byte untuk setiap komponen R, G, dan B), sehingga kita bisa menyisipkan sebanyak x 3 bit = 9668 bit atau byte (Munir, 26). Contoh penyembunyian pesan dengan menggunakan metode LSB ini adalah sebagai berikut. Misalkan data yang ingin disisipkan (disembunyikan) adalah teks berupa kata secret. Kata secret ini kemudian akan direpresentasikan dalam bentuk biner sebagai berikut.

16 Gambar 2.24 Kata secret Direpresentasikan dalam Bentuk Biner Kemudian, setiap bit dari karakter penyusun kata secret akan disisipkan pada bit terakhir dari setiap byte media penampungnya. Berikut ini gambar contoh data media penampung sebelum disisipi pesan, contoh data (pesan) yang akan disisipkan, dan contoh data media penampung setelah disisipi pesan. Gambar 2.25 Contoh Data Media Penampung Sebelum Disisipi Pesan

17 Gambar 2.26 Contoh Data yang Akan Disisipkan Gambar 2.27 Contoh Data Media Penampung yang Telah Disisipi Pesan Pada Gambar 2.27, angka yang dicetak tebal (bold) pada akhir setiap byte merupakan pesan yang disisipkan.

18 2.3 Steganalisis Steganalisis adalah teknik untuk mengetahui apakah ada pesan tersembunyi dalam suatu media. Teknik steganalisis yang akan digunakan adalah metode Enhanced LSB Enhanced LSB Algoritma Enhanced LSB dikemukakan oleh Andreas Westfeld dan Andreas Pfitzmann. Ide dasar dari algoritma ini adalah bahwa nilai pencahayaan (luminance values) LSB pada suatu gambar tidaklah benar-benar acak, namun tetap menggambarkan bentuk gambar tersebut. Untuk membedakan keacakan gambar dan isi dari suatu gambar, ataupun membedakan bit LSB dan bit acak pada gambar, merupakan hal yang sulit. Namun, pada gambar tersebut akan dilakukan substitusi, dengan maksud agar orang yang melihat dapat menyadari isi gambar tersebut. Walaupun gambar menjadi sedikit kabur, kemampuan manusia berimajinasi akan dapat mengenali gambar tersebut. Kemampuan manusia untuk membedakan apakah terdapat sebuah pesan ataukah hanya isi gambar inilah yang dimanfaatkan untuk melakukan steganalisis dengan pendekatan secara visual (visual attack). Gambar 2.28 Struktur Proses Penyaringan Prosesnya adalah dengan menggantikan nilai seluruh bit menjadi jika nilai LSB pada suatu byte adalah, dan menggantikan seluruh bit menjadi jika nilai LSB pada byte tersebut adalah. Gambar berikut adalah hasil enhanced LSB dari Gambar 2.27.

19 Gambar 2.29 Contoh Hasil Enhanced LSB Gambar 2.3 Contoh Media Penampung dan Hasil Enhanced LSB Gambar Tersebut Gambar hasil penyaringan atau telah di proses dengan metode Enhanced LSB dapat dibandingkan dengan gambar sebelumnya (gambar asal atau gambar stegoimage). Jika pada gambar hasil enhanced LSB objek gambar terlihat menyerupai gambar asal, maka tidak terdapat pesan tersembunyi pada gambar tersebut. Namun, jika objek gambar hasil enhanced LSB tidak terlihat dengan jelas ataupun banyak terdapat kerusakan (noisy), maka pada gambar tersebut tersembunyi pesan rahasia.