UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Program Ganda Teknik Informatika - Matematika Skripsi Sarjana Program Ganda Semester Ganjil 2006/2007 PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI SEKURITI SOAL UJIAN MENGGUNAKAN TWO-SIDED SIDE MATCH PADA CITRA DIGITAL STUDI KASUS : FMIPA UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Raymond Rulin 0600672832 ABSTRAK Untuk meningkatkan keamanan data, steganografi yang bersifat tidak terlihat, merupakan salah satu alternatif daripada kriptografi yang sifatnya terlihat. Metode Two- Sided Side Match akan mengeksploitasi korelasi antara piksel-piksel tetangganya untuk mengukur tingkat kehalusan dari piksel-piksel, sehingga dapat memberikan kapastitas yang besar untuk data embedding dan meminimalisasi distorsi pada stego-image. Dengan kapasitas penanaman data (data embedding) yang besar itu, maka metode ini dapat diterapkan untuk sekuriti soal ujian pada FMIPA UBINUS dimana soal ujian pada umumnya berukuran yang cukup besar. Selain itu juga karena tingkat distorsi yang kecil, maka stego-image yang dihasilkan sangat sulit dibedakan dengan yang aslinya. Kata Kunci : data embedding, steganografi, stego-image, Two-Sided Side Match v
KATA PENGANTAR Sebelumnya penulis mengucapkan syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa Sehingga dapat menyelesaikan Skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada jenjang pendidikan Strata 1, Jurusan Teknik Informatika dan Matematika di Universitas Bina Nusantara. Walaupun tugas membuat Skripsi ini terasa berat oleh penulis, namun berkat bimbingan dari para dosen, akhirnya skripsi ini dapat diselesaikan walaupun masih jauh dari kesempurnaan. Penulis menyadari masih banyak kekurangan-kekurangan di dalam Skripsi, sehingga penulis sangat mengharapkan bantuan berupa kritik dari para dosen serta caracara yang baik untuk menyusun karya ilmiah di masa yang akan datang. Penulis mengucapkan terima kasih kepada para pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk memberikan petunjuk dalam mewujudkan Skripsi ini, terutama kepada : 1. Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara. 2. Bapak Wikaria Gazali, S.Si., MT., selaku Dekan Fakultas MIPA. 3. Bapak Ngarap Imanuel Manik, Drs., M.Kom., selaku Kepala Jurusan MIPA Universitas Bina Nusantara dan dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan selama proses penyusunan skripsi ini. 4. Bapak Syaeful Karim, Ir., M.Sc., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan selama proses penyusunan skripsi ini. 5. Bapak H. Mohammad Subekti, BE., M.Sc., selaku Kepala Jurusan Teknik Informatika Universitas Bina Nusantara. 6. Orangtua tercinta dan keluarga penulis yang telah memberikan dukungan dan doa selama penulisan skripsi ini. 7. Teman-teman yang telah memberikan dorongan, saran dan membantu dalam penulisan skripsi ini. 8. Kepada semua pihak yang telah membantu sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan berguna bagi pembaca dan pihak-pihak yang membutuhkan. Jakarta, Penulis Raymond Rulin 0600672832 vi
DAFTAR ISI Abstrak Kata Pengantar Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Halaman v vi x xi xiii BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang Masalah 1 1.2 Perumusan Masalah 2 1.3 Ruang Lingkup 3 1.4 1.5 1.6 1.7 Tujuan dan Manfaat 1.4.1 Tujuan 1.4.2 Manfaat Definisi Operasional Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan BAB 2 LANDASAN TEORI 6 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 Proses Pengembangan Software Software Testing Interaksi Manusia dan Komputer (IMK) Citra Digital 2.4.1 JPEG 2.4.2 BMP 2.4.3 PNG Unified Modeling Language 2.5.1 Activity Diagram 2.5.2 Use Case Diagram 2.5.3 Class Diagram 2.5.4 State Transition Diagram Steganografi 2.6.1 Sejarah Steganografi 2.6.2 Keuntungan Steganografi 2.6.3 Kerugian Steganografi 2.6.4 Karakteristik Teknik Steganografi 2.6.5 Triangle of Trade-Off 2.6.6 Metode-Metode Steganografi Pada Citra Side Match 2.7.1 Algoritma Penanaman Bit dengan Two-Sided Side Match 2.7.2 Algoritma Ekstraksi dengan Two-Sided Side Match 2.7.3 Proses Pengecekan Falling-Off-Boundary Pseudo-Random Number Generator (PRNG) Koefisien Determinasi (Coefficient of Determination) 3 3 3 4 4 5 6 8 8 11 13 13 13 14 15 16 17 18 19 20 21 21 22 23 24 25 25 27 27 28 29 vii
2.10 2.11 Root Mean Squarred Error (RMSE) Peak Signal-to-Noise Ration (PSNR) 29 30 BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN APLIKASI 31 3.1 Analisis Sistem Yang Berjalan 31 3.1.1 Sejarah Universitas Bina Nusantara 3.1.2 Tujuan Universitas Bina Nusantara 3.1.3 Visi Universitas Bina Nusantara 3.1.4 Misi Universitas Bina Nusantara 3.1.5 Gambaran Umum Sistem Yang Berjalan 3.1.6 Sistem Yang Diusulkan 3.1.6.1 Proses Penanaman File 3.1.6.2 Proses Ekstraksi File 31 32 33 33 34 35 36 38 3.2 Perancangan Program Aplikasi 3.2.1 Perancangan Fungsi Penggunaan 3.2.2 Hirarki Menu 3.2.3 Perancangan Modul 3.2.3.1 Perancangan Modul Embed 3.2.3.2 Perancangan Layar Menu Extract 3.2.3.3 Perancangan Layar Menu Analyze 3.2.3.4 Perancangan Layar Pesan Error 3.2.3.5 Perancangan Layar Pesan Informasi 3.2.4 Class Diagram 3.2.5 Perancangan Spesifikasi Proses 3.2.5.1 Perancangan Spesifikasi Proses Embedding 3.2.5.2 Perancangan Spesifikasi Proses Extracting 3.2.5.3 Perancangan Spesifikasi Proses Analyzing BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI 61 4.1 Implementasi Aplikasi 4.1.1 Kebutuhan Perangkat Keras 4.1.2 Kebutuhan Perangkat Lunak 4.1.3 Cara Pengoperasian Program Aplikasi 4.1.3.1 Cara Mengoperasikan Penanaman File 4.1.3.2 Cara Mengoperasikan Ekstraksi File 4.1.3.3 Cara Mengoperasikan Analisis 61 61 61 62 62 68 71 4.2 Evaluasi Aplikasi 4.2.1 Evaluasi Delapan Aturan Emas 4.2.2 Analisis Kemampuan Penanaman Data 4.2.3 Analisis Kualitas Stego-Image 4.2.4 Perbandingan Dengan Metode Lain 4.2.4.1 Perbandingan Kecepatan Dan Kapasitas 4.2.4.2 Perbandingan Kualitas Stego-Image BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 83 5.1 Kesimpulan 83 5.2 Saran 84 38 39 39 41 41 48 52 57 58 58 59 59 73 73 74 77 80 80 81 viii
DAFTAR PUSTAKA 86 RIWAYAT HIDUP 89 LAMPIRAN ix
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hasil percobaan penanaman file A.test 75 Tabel 4.2 Hasil percobaan penanaman file B.test 75 Tabel 4.3 Hasil percobaan penanaman file C.test 75 Tabel 4.4 Rata-rata hasil percobaan 75 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Hasil analisis kualitas stego-image Perbandingan kecepatan dan kapasitas antara Casper, BattleSteg, dan FilterFirst Perbandingan kualitas antara Casper, BattleSteg, dan FilterFirst Halaman 77 81 82 x
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Model Waterfall 6 Gambar 2.2 Model warna RGB dipetakan ke kubus 12 Gambar 2.3 Perbandingan antara JPEG dan PNG 14 Gambar 2.4 Diagram hirarki UML 15 Gambar 2.5 Contoh use case diagram 16 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 3.10 Gambar 3.11 Gambar 3.12 Gambar 3.13 Gambar 3.14 Gambar 3.15 Gambar 3.16 Gambar 3.17 Gambar 3.18 Gambar 3.19 Gambar 3.20 Gambar 3.21 Gambar 3.22 Gambar 3.23 Gambar 3.24 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Contoh class pada class diagram Contoh hubungan asosiatif pada class diagram Contoh state transition diagram Triangle of Trade-Off antara capacity, transparency, dan robustness Two-sided Side Match dengan urutan raster-scan Activity diagram sistem yang berjalan Activity diagram sistem yang diusulkan Proses penanaman file pada Casper Proses ekstraksi file pada Casper Use case diagram pada Casper Hirarki menu State transition diagram menu Rancangan layar menu Embed Rancangan layar menu Get Cover Image Rancangan layar menu Get File Rancangan layar menu Save To State transition diagram pada menu Embed Rancangan layar menu Extract Rancangan layar menu Get Stego-Image Rancangan layar menu Save To Directory State transition diagram pada menu Extract Rancangan layar menu Analyze Rancangan layar menu Get Cover Image Rancangan layar menu Get Stego-Image State transition diagram pada menu Analyze Rancangan layar Analysis Results Rancangan layar pesan error Rancangan layar pesan informasi Class diagram program aplikasi Tampilan menu Embed Tampilan menu Get Cover Image Tampilan menu Get File Tampilan menu Save To Tampilan menu Extract Tampilan menu Get Stego-Image Tampilan menu Save To Directory Halaman 17 17 19 23 26 35 36 37 38 39 40 40 41 43 44 44 45 48 49 50 51 52 53 54 55 57 62 64 65 66 68 69 70 xi
Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar 4.10 Gambar 4.11 Gambar 4.12 Tampilan menu Analyze Contoh tampilan hasil analisis Sebelah kiri Lena asli, sebelah kanan Lena stego-image Sebelah kiri Baboon asli, sebelah kanan Baboon stegoimage Sebelah kiri Pepper asli, sebelah kanan Pepper stego-image 71 72 79 79 80 xii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 GUI.java L.1 Lampiran 2 EmbedTab.java L.2 Lampiran 3 ExtractTab.java L.12 Lampiran 4 AnalyzeTab.java L.17 Lampiran 5 Embed.java L.24 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8 Lampiran 9 Lampiran 10 Lampiran 11 Extract.java IQM.java OpenFiles.java MersenneTwisterFast.java ExampleFileFilter.java Surat Keterangan Survey L.31 L.37 L.39 L.49 L.78 L.85 xiii