Kriptografi Visual Pada Berkas Video Anselmus Krisma Adi Kurniawan - 13508012 1 Program Studi Teknik Informatika Sekolah Teknik Elektro dan Informatika Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha 10 Bandung 40132, Indonesia 1 if18012@students.if.itb.ac.id Abstract Pada makalah ini akan dibahas mengenai bagaimana melakukan kriptografi visual pada berkas video. Pada bagian pertama akan dijelaskan mengenai latar belakang dibuatnya makalah ini lalu pada bagian kedua akan dijelaskan mengenai apa yang dimaksud dengan image atau gambar. Kemudian setelah kita mengetahui apa itu image, pada bagian ketiga akan dijelaskan mengenai video itu sendiri. Pada bagian keempat pada makalah ini akan dijelaskan secara umum mengenai kriptografi itu sendiri lalu pada bagian kelima akan dijelaskan secara khusus mengenai kriptografi visual beserta contohnya. Setelah kita mengetahui apa itu kriptografi visual, pada bagian keenam akan dilakukan implementasi kriptografi visual pada berkas video dimana proses yang dilakukan secara garis besar sebagai berikut, aplikasi akan membuka berkas video yang akan digunakan lalu, video akan diambil tiap framenya kemudian dilakukan proses pembagian share dengan algoritma yang ada, setelah semua frame video selesai diproses, kumpulan share tersebut akan dirubah kembali menjadi beberapa video sesuai dengan yang diinginkan. Pada bagian ketujuh dan kedelapan makalah ini akan dilakukan analisis serta penarikan kesimpulan dari makalah yang dibuat kali ini. Index Terms Kriptografi, video, enkripsi, dekripsi. I. PENDAHULUAN Perkembangan teknologi yang sangat pesat memungkinkan seseorang untuk melakukan penyebaran informasi dengan cepat. Banyak media yang dapat digunakan dalam penyebaran informasi seperti teks, gambar, video, suara, dan lainya. Dengan bantuan teknologi internet, semua seakan sangat mudah disebarkan. Video yang umumnya memiliki ukuran yang lebih besar daripada media lainnya menjadi tidak menjadi masalah saat muncul internet. Orang dapat dengan mudah menyebarkan video melalui situs-situs yang ada di internet. Namun terkadang kita sendiri tidak ingin video yang kita sebarkan dapat dilihat oleh orang lain, terkadang kita ingin agar apa yang kita sebarkan hanya dapat dilihat oleh orang-orang tertentu saja. Oleh karena itu munculah suatu ilmu mengenai bagaimana menyembunyikan pesan agar hanya orang tertentu saja yang dapat melihat isi pesan tersebut yaitu kriptografi. Dalam perkembangannya, kriptografi semakin banyak jenisnya, salah satunya adalah kriptografi visual. Kriptografi visual memungkinkan suatu informasi disebarkan tanpa diketahui orang lain dengan cara memecah informasi tersebut menjadi beberapa bagian lalu untuk mendapatkan informasinya diperlukan semua ata beberapa bagian dari pecahannya itu. Kritografi visual pada awalnya hanya dilakukan pada berkas gambar hitam putih, namu seiring berjalannya waktu, banyak penelitian yang mengembangkan kriptografi visual ke arah gambar berwarna. Video sendiri adalah kumpulan gambar yang disusun sedemikian rupa sehingga orang yang melihatnya seakanakan melihat sesuatu yang bergerak padahal hal tersebut hanyalah kumpulan sekuen gambar diam. Melihat dari hal tersebut tentunya video juga dapat menjadi objek dalam kriptografi visual. II. IMAGE Image atau biasa kita sebut gambar atau citra merupakan suatu representasi, kemiripan atau imitasi dari suatu objek atau benda. Sedangkan dari sudut pandang matematis, citra merupakan fungsi menerus (continu) dari intensitas cahaya pada bidang 2 dimensi. Citra yang terlihat merupakan cahaya yang direpleksikan dari sebuah objek, objek tersebut kemudian memantulkan kembali sebagian dari berkas cahaya tersebut dan pantulan cahaya ditangkap oleh alat-alat optik misal mata manusia, kamera, scanner dan lainnya untuk kemudian direkam. Citra dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu 1. Citra tampak Contohnya : foto, gambar, lukisan, hologram, dan lainnya 2. Citra tidak tampak Contohnya : data foto/gambar dalam file, citra yang direpresentasikan dalam fungsi matematis (vector) Selain itu citra ada juga yang disebut sebagai citra digital yaitu citra yang disimpan dalam format digital (dalam bentuk file). Hanya citra digital yang dapat diolah menggunakan komputer, sedangkan yang lainnya perlu diubah dahulu menjadi citra digital sebelum dapat diolah dengan komputer.
III. VIDEO Video merupakan teknologi untuk menangkap, merekam, memproses, mentransmisikan dan menata ulang gambar bergerak. Secara umum, video dapat dilihat sebagai kumpulan gambar-gambar diam yang disusun sedemikian rupa sehingga mata manusia menangkapnya sebagai sebuah gambar yang bergerak. Dalam suatu video biasanya terdapat jumlah frame per detik. Hal ini merupakan banyaknya gambar diam setiap satuan waktu. Rentangnya sangat bermacam-macam mulai dari 6-9 frame untuk video yang dihasilkan oleh kamera mekanik. Sampai 120 frame per detik atau lebih untuk video yang dihasilkan dengan kamera yang lebih modern. Namun dari banyaknya rentang frame per detik yang ada, diambilah suatu standar untuk beberapa negara seperti Eropa, Asia, dan Australia kemudian Prancis dan Rusia menggunakan standar 25 frame per detik lalu untuk negara USA, Jepang, dan Kanada menggunakan standar 29,97 frame per detik. Untuk menampilkan suatu video terdapat dua buah teknik yang sering digunakan yaitu 1. Interlaced Merupakan teknik yang digunakan untuk menampilkan gambar dalam raster scanned display device seperti CRT televisi analog yang ditampilkan secara bergantian antara garis ganjil dan garis genap secara cepat tiap framenya. Refresh rate yang biasa digunakan adalah 50-80 Hz. 2. Progressive Berbeda dengan interlace, teknik ini menampilkan gambar secara berurutan. Teknik ini digunakan pada CRT monitor komputer. Gambar 3.1 Perbedaan Interlaced dan Progressive Dengan perkembangan teknologi yang ada saat ini, munculah video digital yang merupakan jenis sistem recording video dengan menggunakan sistem digital. Pada awalnya, digital video direkam ke dalam sebuah tape kemudian didistribusikan melalui optical disk misal VCD atau DVD dengan sebelumnya dirubah terlebih dahulu menjadi digital. Namun, seiring berkembangnya teknologi yang ada, proses perekaman yang dilakukan dapat langsung disimpan dalam disk atau solid state. Dengan penggunaan video digital kita diberikan beberapa keuntungan antara lain : 1. Dapat disimpan dalam media penyimpanan yang random seperti magnetic/optical disk. 2. Memberikan respon waktu yang cepat jika ingin mengakses bagian tertentu dari video. 3. Kualitas tidak akan mengalami penurunan meskipun disimpan dalam waktu yang lama. 4. Distribusi mudah. IV. KRIPTOGRAFI Merupakan suatu ilmu atau seni yang digunakan untuk menjaga kerahasiaan suatu informasi. Ada empat aspek dasar kriptografi 1. Kerahasiaan Hanya orang yang memiliki otoritas saja yang dapat memperoleh informasi. 2. Integritas Informasi yang diberikan harus masih sama dengan yang dikirimkan. Disini dimaksudkan bahwa sistem yang ada harus mampu mendeteksi adanya perubahan dalam informasi asal. 3. Autentikasi Hany orang-orang tertentu saja atau orang yang menjadi tujuan yang mampu memperoleh informasinya. 4. Non-repudiasi Tidak dapat dilakukan penyangkalan tentang keaslian pesan atau informasi. Dalam kriptografi sendiri terdapat dua hal utama yang dilakukan yaitu enkripsi dan dekripsi. Enkripsi merupakan suatu peroses dimana pesan dirubah menggunakan aturan dan kunci tertentu sehingga orang awam tidak dapat membacanya lalu dekripsi merupakan proses untuk mengambalikan pesan yang ada menjadi pesan awal yang dapat dibaca. Berdasarkan kesamaan kuncinya, algoritma yang digunakan untuk melakukan enkripsi maupun dekripsi deibedakan menjadi dua yaitu 1. Algoritma kunci simetris Pada proses enkripsi dan dekripsinya digunakan sebuah kunci yang sama. 2. Algoritma kunci asimetris Pada proses enkripsinya menggunakan kunci yang berbeda dengan kunci yang digunakan saat melakukan dekripsi.
V. KRIPTOGRAFI VISUAL Kriptografi visual merupakan suatu teknik kriptografi yang memanfaatkan indra penglihatan manusia dimana teknik yang digunakan adalah dengan mengubah suatu informasi visual yang dienkripsi dengan suatu cara tertentu dimana pada saat melakukan dekripsi tidak diperlukan proses komputational. Teknik yang paling terkenal dalam kriptografi visual adalah teknik yang diperkenalkan oleh Moni Naor dan Adi Shamir pada tahun 1994. Mereka mendemonstrasikan teknik kriptografi visual dengan cara membagi sebuah gambar menjadi sebanyak n dimana akan kembali seperti semula jika semua n bagian digabungkan. Namu jika hanya terdapat n-1 saja maka tidak akan tampil gambar asalnya. Masing-masing bagian gambar dicetak dalam sebuat plastik transparan dan dekripsi yang dilakukan adalah dengan menumpuk semua bagiannya. Teknik ini disebut dengan teknik (N,N) karena membutuhkan n buah bagian untuk melakukan dekripsinya. Kemudian Moni Naor dan Adi Shamir juga memperkenalkan tenkin lain dimana hanya memerlukan 2 bagian saja untuk melakukan dekripsinya yaitu teknik (2,N). Seiring perkembangan yang ada, kriptografi visual sekarang tidak hanya terbatas pada teknik (N,N) saja atau (2,N) namun sekarang sudah dapat dilakukan dengan menggunakan (K,N), dimana k dalah suatu nilai lebih besar dari 2 dan kurang dari n, yang proses dekripsinya membutuhkan k bagian untuk mendapatkan gambar secara sempurna. Gambar 5.3 Gabungan Gambar Pertama dan Gambar Kedua Gambar 5.4 Gambar Asli VI. IMPLEMENTASI Tujuan akhir dari makalah ini adalah melakukan implementasi kriptografi visual pada berkas video. Seperti yang sudah dipaparkan sebelumnya, video merupakan kumpulan berkas gambar yang disusun secara berurutan. Oleh karena itu, proses yang akan dilakukan adalah seperti pada Gambar 6.1 Gambar 5.1 Pecahan Gambar Bagian Pertama Gambar 5.2 Pecahan Gambar Bagian Kedua
Mulai Mulai Buka berkas video Buka kumpulan berkas video Ambil frame gambar Share-share yang dimasukan Pecah gambar menjadi beberapa bagian share Ulangi sampai frame pada video habis Ambil frame gambar tiap video Simpan dalam array yang berisi kumpulan gambar share Lakukan proses OR pada masing-masing gambar Ulangi sampai frame pada video habis Buat kumpulan gambar menjadi video kembali Simpan hasil dalam suatu array Share-share yang dihasilkan Buat kumpulan gambar menjadi video kembali Selesai Gambar 6.1 Diagram Alir Proses Pembentukan Share Video Selesai Gambar 6.2 Diagram Alir Pembentukan Video Asli Sedangkan untuk melakukan penggabungannya dilakukan proses seperti pada Gambar 6.2 Sedangkan algoritma yang digunakan saat melakukan pemecahan gambar adalah 1. Tentukan panjang dan lebar gambar 2. Tentukan nilai k dan n 3. Ambil nilai recons ((n-k)+1) 4. Buat array 4 dimensi (n,w,h,32) 5. Ambil tiap piksel gambar 6. Translasikan ke dalam format 32 bit Alpha, Red, Green, Blue 7. Lakukan metode angka acak untuk membuat share dari 32 bit angkat tersebut
8. Masukkan hasilnya ke array 9. Buat array satu dimensi (n) untuk menyimpan gambar keluaran 10. Simpan share-share ke dalam array (n) 11. Bangkitkan hasil gambar yang ada pada array (n) Jika dituliskan dalam bahasa algoritmik maka akan menjadi ambil panjang (w) dan lebar (h) dapatkan recons = (n-k)+1 buat array[n,w,h,32] iterasi tiap piksel gambar ambil piksel yang bersangkutan konversi menjadi 32 bit ARGB lakukan metode angka acak untuk membagi share masukkan ke array[n,w,h,32] untuk setiap n, lakukan iterasi buat gambar berukuran w*h isi gambar tersebut dengan piksel yang ada di array simpan hasil tiap share Dengan menggunakan metode diatas dibuatlah aplikasi untuk melakukan pembangkitan sekaligus penggabungan share-share video seperti pada Gambar 6.3 Gambar 6.3 Aplikasi Kriptografi Visual Dari aplikasi yang diimplementasikan, salah satu frame yang diambil dari video yang dihasilkan terlihat pada Gambar 6.4 dan Gambar 6.5 Gambar 6.5 Bagian Gambar Kedua Gambar 6.4 Bagian Gambar Pertama
VII. ANALISIS Proses yang dilakukan aplikasi yang diimplementasikan sudah sesuai dengan tujuan dari makalah ini yaitu melakukan proses kriptografi visual pada berkas video. Share-share yang dihasilkanpun dapak kembali seperti semula setelah digabungkan kembali. Namun terdapat beberapa hal yang dapat digaris bawahi yaitu proses pembangkitan yang cukup lama. Untuk membangkitkan sebuah video berukuran 400x300 dengan 5 frame per detik dan memiliki durasi 10 detik diperlukan waktu cukup lama yaitu sekitar 5 menit. Hal ini menjadi kendala yang cukup signifikan dikarenakan video yang digunakan sebagai contoh bukanlah video yang umum. Video yang umum tersebar memiliki ukuran yang lebih besar daripada video yang digunakan sebagai contoh, maka dari itu sistem yang digunakan untuk pembangkitan share harus lebih modern. VIII. KESIMPULAN Kriptografi visual pada berkas video memungkinkan untuk dilakukan, namun dalam proses pembangkitan maupun penggabungannya diperlukan sistem yang cukup canggih sehingga waktu yang diperlukan dalam pembangkitan maupun penggabungan akan relatif lebih cepat. REFERENSI [1] Horng, G, dkk. Cheating in Visual Cryptography, Designs, Codes and Cryptography, 2006, pp. 219-236. [2] Munir, Rinaldi, Diktat Kuliah IF3058 Kriptografi, Program Studi Teknik Informatika ITB, 2008. [3] S. Kandar dan A. Maiti, K-N Secret Sharing Visual Cryptography Scheme For Color Image Using Random Number, International Journal of Engineering Science and Technology, pp. 1851-1857, 2011. [4] Tanpa Nama, Slide Mata Kuliah Sistem Multimedia, Progam Studi Teknik Informatika ITB. PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa makalah yang saya tulis ini adalah tulisan saya sendiri, bukan saduran, atau terjemahan dari makalah orang lain, dan bukan plagiasi. Bandung, 13 Mei 2012 Anselmus Krisma A K. - 13508012