BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Bab 2 akan membahas landasan teori yang bersifat ilmiah untuk mendukung penulisan penelitian ini. Teori-teori yang dibahas mengenai steganografi, kriptografi, algoritma Least Significant Bit (LSB), algoritma vigenere, dan beberapa teori pendukung lain dalam penelitian ini. 2.1. Kriptografi Kriptografi adalah ilmu yang mempelajari teknik teknik matematika yang berhubungan dengan aspek keamanan informasi seperti kerahasiaan, integritas data,serta otentikasi (Munir, 2006). Algoritma dalam kriptografi di bagi menjadi dua, yaitu: 1. Algoritma simetris adalah algoritma yang menggunakan kunci yang sama untuk proses enkripsi dan proses deskripsi. Adapun contoh algoritma kunci simetris adalah DES (Data Encryption Standard), Blowfish, Twofish, MARS, IDEA, 3DES (DES diaplikasikan 3 kali), AES(Advanced Encryption Standard) yang bernama asli Rijndael, Vigenere, dan lain - lain. 2. Algoritma asimetris adalah algoritma yang menggunakan kunci yang berbeda untuk proses enkripsi dan deskripsi. Adapun contoh algoritma yang menggunakan kunci asimetris adalah RSA (Riverst Shamir Adleman) dan ECC (Elliptic Curve Cryptography). Berikut adalah istilah-istilah yang digunakan dalam bidang kriptografi(arjana, et al. 2012):
1. Plaintext adalah pesan yang hendak dikirimkan (berisi data asli). 2. Ciphertext adalah pesan ter-enkrip (tersandi) yang merupakan hasil enkripsi. 3. Enkripsi adalah proses pengubahan plaintext menjadi ciphertext. 4. Dekripsi adalah kebalikan dari enkripsi yakni mengubah ciphertext menjadi plaintext,sehingga berupa data awal/asli. 5. Kunci adalah suatu bilangan yang dirahasiakan yang digunakan dalam proses enkripsi dan dekripsi. Pada Gambar 2.1. dapat dilihat bahwa masukan berupa plaintext akan masuk ke dalam blok enkripsi dan keluarannya akan berupa ciphertext, kemudian ciphertext akan masuk ke dalam blok dekripsi dan keluarannya akan kembali menjadi plaintext semula. Plaintext Ciphertext Plaintext Enkripsi Dekripsi Kunci Gambar 2.1 Proses Enkripsi dan Dekripsi (Kurniawan, 2004) 2.1.1. Vigenere cipher Vigenere Cipher atau biasa di sebut vigenere termasuk dalam cipher abjadmajemuk (Polyalphabetic Substitution Cipher) yang dipublikasikan oleh diplomat (sekaligus seorang kriptologis) Perancis, Blaise de Vigenere pada abad 16 (tahun 1586, meskipun Giovan Batista Belaso telah menggambarkannya pertama kali pada tahun 1553 seperti ditulis dalam bukunya La Cifra Del sig. Giovan Batistan Belaso.. Vigenere Cipher dipublikasikan pada tahun 1586, tetapi algoritma tersebut baru dikenal luas 200 tahun kemudian yang oleh penemunya Cipher tersebut kemudian dinamakan Vigenere Cipher. Cipher ini berhasil dipecahkan oleh Babbage dan Kasiski pada pertengahan abad 19. Vigenere Cipher Digunakan oleh Tentara Konfiderasi pada perang Sipil America (American Civil War). Perang sipil terjadi setelah Vigenere Cipher berhasil dipecahkan. Vigenere Cipher adalah algoritma menyandikan teks alfabet dengan menggunakan deretan sandi Caesar berdasarkan huruf-huruf pada kata kunci.
Tabel 2.1 Bujur Sangkar Vigenere Cipher (Aditya & Nurlifa 2010) Tabel 2.1. merupakan Vigenere Cipher dengan huruf berisi alfabet yang dituliskan dalam 26 baris. Kolom paling kiri dari bujursangkar menyatakan hurufhuruf kunci, sedangkan baris paling atas menyatakan huruf-huruf plaintext. Setiap baris dalam bujursangkar menyatakan huruf-huruf Ciphertext yang diperoleh dengan Caesar Cipher, yang mana jumlah pergeseran huruf plaintext ditentukan nilai numeric huruf kunci tersebut yaitu ( A= 0, B= 1, C= 2,.., Z= 25). Masing-masing baris digeser ke kiri dari baris sebelumnya membentuk ke-26 kemungkinan sandi Caesar setiap huruf disediakan dengan menggunakan baris yang berbeda-beda sesuai kunci yang diulang. Algoritma enkripsi jenis ini sangat dikenal karena mudah dipahami dan diimplementasikan. Teknik untuk menghasilkan ciphertext bisa dilakukan
menggunakan substitusi angka maupun bujursangkar vigènere. Teknik susbtitusi vigenere dengan menggunakan angka dilakukan dengan menukarkan huruf dengan angka, hampir sama dengan kode geser. Tabel 2.2 Tabel Substitusi Algoritma Kriptografi Vigenere Cipher (Munir, 2006) Alfabet A B C D E F G H I J K L M Nilai Vigenere 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Alfabet N O P Q R S T U V W X Y Z Nilai Vigenere 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Tabel 2.2. merupakan langkah untuk mencari ciphertext yaitu dengan substitusi angka, dimana huruf A memiliki nilai 0, B memiliki nilai 1, dan seterusnya. Rumus dalam algoritma vigenere (Cahyadi, 2012) : Enkripsi: Ci = ( Pi + Ki) mod 26..(1) Dekripsi: Pi = ( Ci Ki) mod 26; untukci >= Ki.. (2) Pi = ( Ci + 26 Ki) mod 26; untukci <= Ki..(3) Keterangan: Ci = Nilai desimal karakter ciphertext ke-i Pi = Nilai desimal karakter plaintext ke-i Ki = Nilai desimal karakter kunci ke-i Sebagai contoh jika plaintext adalah TIA : Plaintext : TIA Kunci : SAY Ciphertext : LIY Kemudian akan dilakukan tahap dekripsi dengan menggunakan rumus (2) atau (3). Proses dekripsi merupakan pengembalian plaintext ke Ciphertext.
2.2. Steganografi Steganografi adalah seni menyembunyikan pesan di dalam media digital sedemikian rupa sehingga orang lain tidak menyadari ada sesuatu pesan di dalam media tersebut. Kata steganografi (steganography) berasal dari bahasa Yunani steganos yang artinya tersembunyi/terselebung dan graphein menulis sehingga kurang lebih artinya menulis (tulisan) terselubung. Steganografi membutuhkan wadah penampung (cover) dan data yang akan disembunyikan. Steganografi digital menggunakan media digital sebagai wadah penampung, misalnya citra, suara, teks maupun video. Data yang disembunyikan juga dapat berupa citra, suara, teks, atau video (Sutoyo, et al. 2009). Steganografi merupakan suatu ilmu atau seni dalam menyembunyikan informasi dengan memasukkan informasi tersebut ke dalam pesan lain. Dengan demikian keberadaan informasi tersebut tidak diketahui oleh orang lain. Tujuan dari steganografi adalah menyembunyikan keberadaan pesan dan dapat dianggap sebagai pelengkap dari kriptografi yang bertujuan untuk menyembunyikan isi pesan. Berbeda dengan kriptografi, dalam steganografi pesan disembunyikan sedemikian rupa sehingga pihak lain tidak dapat mengetahui adanya pesan rahasia. Pesan rahasia tidak diubah menjadi karakter aneh seperti halnya kriptografi. Pesan tersebut hanya disembunyikan ke dalam suatu media berupa gambar, teks, musik, atau media digital lainnya dan terlihat seperti pesan biasa (Cahyadi, 2012). Pada masa kini, steganografi lebih banyak digunakan pada data digital dengan media teks, gambar, audio, dan video. Bisa dilihat dari Gambar 2 Ada dua buah proses dalam steganografi yakni proses penyisipan pesan dan proses ekstraksi pesan. Proses penyisipan pesan membutuhkan masukan media penyisipan, pesan yang akan disisipkan, dan kunci. Keluaran dari proses penyisipan ini adalah media yang telah berisi pesan. Proses ekstraksi pesan membutuhkan masukan media yang telah berisi pesan. Keluaran dari proses ekstraksi pesan adalah pesan yang telah disisipkan (Suryani & Martini 2008)
Gambar 2.2 Proses Steganografi (Utami, 2009) Keterangan: FE : Embedding (Penggabungan berkas cover dengan berkas pesan ) FE-1 : Extracting (Pengambilan berkas pesan dari berkas cover) Cover : Berkas data yang akan disisipkan informasi (carrier) Key : Kunci yang digunakan Emb : Pesan yang akan disisipkan Stego : Berkas cover yang sudah berisi pesan Algoritma steganografi yang baik dapat dinilai dari beberapa faktor yaitu: a. Imperceptibility Keberadaan pesan dalam media penampung tidak dapat dideteksi. b. Fidelity Mutu media penampung setelah ditambahkan pesan tidak jauh berbeda dengan mutu media penampung sebelum ditambahkan pesan. c. Recovery Pesan rahasia yang telah disisipkan dalam media penampung harus dapat diungkap kembali (ekstraksi). Hal ini merupakan syarat mutlak dalam sebuah algoritma steganografi, karena ada banyak cara penyisipan pesan yang tidak terdeteksi namun sulit dalam pembacaan kembali (Wasino & Setiawan 2012). Media yang sering digunakan dalam steganografi adalah sebagia berikut : 1. Teks Dalam algoritma steganografi yang menggunakan teks sebagai media penyisipannya, teks yang telah disisipi pesan rahasia tidak boleh mencurigakan untuk orang yang melihatnya.
2. Suara Format ini sering dipilih karena biasanya berkas dengan format ini berukuran relatif besar. Sehingga dapat menampung pesan rahasia dalam jumlah yang besar pula. 3. Citra Format ini paling sering digunakan, karena format ini merupakan salah satu format berkas yang sering dipertukarkan dalam dunia internet. Alasan lainnya adalah banyaknya tersedia algoritma steganografi untuk media penampung yang berupa citra. 4. Video Format ini merupakan format dengan ukuran berkas yang relatif sangat besar namun jarang digunakan karena ukurannya yang terlalu besar sehingga mengurangi kepraktisannya dan juga kurangnya algoritma yang mendukung format ini (Cahyadi, 2012). 2.2.1. Citra digital Citra adalah suatu gambaran, kemiripan, atau imitasi dari suatu objek. Citra sebagai keluaran suatu sistem perekaman data dapat bersifat optik berupa foto, bersifat analog berupa sinyal sinyal video seperti gambar pada monitor televisi, atau bersifat digital yang dapat langsung disimpan pada suatu media penyimpanan. (Sutoyo, et al. 2009). Citra adalah gambar pada bidang dua dimensi yang dihasilkan dari gambar analog dua dimensi dan kontinu menjadi gambar diskrit, melalui proses sampling gambar analog dibagi menjadi M baris dan N kolom sehingga menjadi gambar diskrit (Putra, 2010). Citra digital yang tersusun dalam bentuk grid. Setiap kotak terbentuk disebut piksel dan memiliki koordinat (x,y) adalah f(x,y). Sumbu x menyatakan baris sedangkan sumbu y menyatakan kolom disetiap piksel memiliki nilai yang menunjukan intensitas warna pada piksel tersebut.
Gambar 2.3 Koordinat Citra Digital (Putra, 2010) Gambar 2.3. menunjukkan koordinat citra simana x menyatakan baris dan y menyatan kolom dalam setiap pikselnya. Sebuah citra digital dapat didefenisikan sebagai fungsi f(x,y) berukuran M baris dan N kolom. Piksel mempunyai dua parameter, yaitu koordinat dan intensitas warna. Nilai yang terdapat pada koordinat (x,y) adalah besar intensitas atau warna dari piksel di titik itu. (Putra, 2010) 2.3. Citra RGB Citra RGB disebut juga citra truecolor. Citra RGB merupakan jenis citra yang menyajikan warna dalam bentuk komponen R (merah), G (hijau), B (biru). Setiap komponen warna menggunakan delapan bit (nilainya bekisar antara 0 sampai 255). Dengan demikian, kemungkinan warna yang dapat disajikan mencapai 255 x 255 x 255 (Kadir, 2013). Tiap komponen juga memiliki intensitas kecerahan warna yang nantinya saat ketiga komponen digabungkan akan membentuk suatu kombinasi warna baru tergantung besarnya tingkat kecerahan warna yang disumbangkan tiap komponen.
Tiap layer memiliki ukuran 8 bit sehingga setiap piksel membutuhkan 24 bit, berarti setiap warna mempunyai gradasi sebanyak 256 warna. Artinya tiap layer warna dapat menyumbang tingkat kecerahan warnanya dari rentang level 0 sampai level 255. Dimana 0 merepresentasikan warna hitam dan 255 merepresentasikan warna putih. (Wahana Komputer, 2013) Gambar 2.4 Citra RGB (Wahana Komputer, 2013) Gambar 2.4. menunjukkan nilai piksel citra pada red, green, dan blue. Dimana masing masing piksel terdiri dari 8 bit. 2.3.1. Citra bitmap Bit merupakan elemen primitive dalam dunia digital. Bit menunjukkan pada angka biner, sedangkan map merupakan matriks 2 dimensi dari bit ini. Bitmap berarti matriks sederhana dari titik titik kecil yang membentuk sebuah image dan ditampilkan di layar komputer atau dicetak. Elemen gambar dikenal sebagai piksel. File bitmap merupakan format file citra yang tidak mengalami kompresi, sehingga kualitas gambar yang dihasilkan lebih baik daripada file citra dengan format lain. Pada file bitmap, nilai intensitas piksel dalam citra dipetakan ke dalam sejumlah bit tertentu yang panjang setiap pikselnya adalah 8 bit. Delapan bit ini
merepresentasikan nilai intensitas piksel. Dengan demikian ada sebanyak 2⁸ = 256 derajat keabuan, mulai dari 0 sampai 255. ( Binanto, 2010) Citra bitmap menyimpan kode citra secara digital dan lengkap (cara penyimpanannya per piksel). Citra bitmap dipresentasikan dalam bentuk matriks atau dipetakan dengan menggunakan bilangan biner atau sistem bilangan lain. Tampilan bitmap mampu menunjukkan kehalusan gradasi bayangan dan warna dari sebuah gambar. Oleh karena itu, bitmap merupakan media elektronik yang paling tepat untuk gambar-gambar dengan perpaduan gradasi warna yang rumit seperti foto dan lukisan digital. Citra bitmap biasanya diperoleh dengan cara scanner, kamera digital, video capture dan lain lain. (Sutoyo, et al. 2009) Salah satu format citra bitmap yang sering digunakan adalah BMP. BMP merupakan format gambar yang paling umum dan merupakan format standard windows. Ukuran file-nya sangat besar karena bisa mencapai ukuran megabyte. File ini merupakan format yang belum terkompresi sehingga ukurannya besar dan menggunakan sistem warna RGB (Red, Green, Blue) di mana masing-masing warna pikselnya terdiri dari 3 komponen. (Hidayat, 2010) 2.4. Least Significant Bit ( LSB) Algoritma penyisipan LSB bekerja dengan cara mengganti bit terakhir dari masing - masing piksel dengan pesan yang akan disisipkan. LSB mempunyai kelebihan yakni ukuran gambar tidak akan berubah. Sedangkan kekuranganya adalah pesan/atau data yang akan disisipkan terbatas, sesuai dengan ukuran citra (Krisnawati, 2008). Sebagai contoh, urutan bit berikut ini menggambarkan 3 piksel pada cover image 24-bit. piksel 1 = (00100111 11101001 11001000) piksel 2 = (00100111 11001000 11101001) piksel 3 = (11001000 00100111 11101001) Pesan yang akan disisipkan adalah karakter A, yang nilai biner-nya adalah 01000001, maka akan dihasilkan stego image dengan urutan bit sebagai berikut:
piksel 1 = (00100110 11101001 11001000) piksel 2 = (00100110 11001000 11101000) piksel 3 = (11001000 00100111 11101001) Ada dua jenis teknik yang dapat digunakan pada algoritma LSB, yaitu penyisipan pesan secara sekuensial(berurut) dan secara acak. Sekuensial berarti pesan rahasia disisipkan secara berurutan dari data titik pertama yang ditemukan pada file gambar, yaitu titik pada sudut kanan bawah gambar. Sedangkan acak berarti penyisipan pesan rahasia dilakukan secara acak pada gambar dengan masukan kata kunci (stego-key) (Aditya & Nurlifa 2010). Pada penelitian ini penulis melakukan penyisipan pesan hanya pada gradasi titik hijau seperti contoh di bawah ini : Pesan yang akan disisipkan adalah kata LIY (ciphertext pada tahap kriptografi) dimana bilangan binernya adalah 01001100 (76), 01001001 (73), 01011000 (88). Pesan akan di sisip pada gambar berukuran 24 piksel dengan cover image 24-bit. Gambar 2.5 Bunga (Citra Cover RGB 8x3 Piksel) Gambar 2.5. adalah contoh citra 24 piksel dengan cover imager 24-bit yang memiliki nilai piksel- piksel yang akan ditampilkan pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.3 Nilai Piksel Citra Cover RGB 8x3 Piksel (x,y) 0 1 2 R G B R G B R G B 0 111 110 25 86 134 31 14 126 22 1 183 60 20 120 74 17 19 159 32 2 199 41 16 143 104 30 67 142 32 3 198 45 19 199 57 25 156 65 22 4 170 49 18 188 34 13 154 50 13 5 120 86 25 182 76 31 183 40 15 6 95 85 21 164 70 27 189 30 15 7 54 90 15 129 74 18 181 19 8 Tabel 2.3. di atas menunjukkan nilai RGB dari citra 24 piksel pada cover image 24- bit, yang nantinya nilai dari setiap piksel akan dikonversi ke bilangan biner. Yang kemudian akan disisipi dengan pesan rahasia. Tabel 2.4. Nilai Biner Piksel Citra Cover dan Proses Penyisipan Pesan (x,y) 0 1 2 R G B R G B R G B 0 01101110 01101110 00011001 01010111 10000110 00011110 00001110 01111110 00010110 1 10110111 00111101 00010100 01111000 01001011 00010001 00010011 10011111 00100000 2 11000111 00101000 00010000 10001110 01101000 00011111 01000011 10001110 00100000 3 11000110 00101100 00010011 11000111 00111000 00011001 10011100 01000001 00010110 4 10101010 00110001 00010011 10111101 00100011 00001100 10011010 00110011 00001101 5 01111000 01010111 00011001 10110110 01001100 00011111 10110111 00101000 00001111 6 01011111 01010100 00010100 00000110 00000000 00000000 10111101 00011110 00001111 7 00110110 01011010 00001111 10000001 01001011 00010010 10110101 00010010 00001000 Tabel 2.4. menunjukkan penyisipan pada piksel gradasi titik hijau di setiap bit terakhir. Dan proses ekstraksi dilakukan dengan mengambil bit - bit terakhir dari gradasi titik hijau hingga bit - bit penyisip habis dan setiap 8 bit dikonversikan kedalam karakter sesuai dengan kode ASCII sehingga didapatkan pesan penyisip.
Pesan penyisip yang didapatkan merupakan ciphertext yang akan didekripsikan untuk mendapatkan pesan yang sebenarnya. Kombinasi kriptografi vigenere dan steganografi LSB yaitu penggabungan dua algoritma dalam pengamanan pesan. Pada tahap kriptografi vigenere, plaintext akan dienkripsi dengan kunci yang digunakan dan akan menghasilkan ciphertext, kemudian pada tahap steganografi LSB ciphertext tersebut akan disisipkan hanya digradasi titik hijau pada gambar dan akan menghasilkan stego image. Setelah memperoleh stego image proses ekstraksi akan dilakukan untuk mendapatkan ciphertext. Dan proses yang terakhir pada tahap kriptografi ciphertext tersebut akan didekripsi agar mendapatkan pesan asli/sebenarnya. 2.5. Peneliti Terdahulu Beberapa Penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya adalah: a. Penelitian Basuki Rakhmat dengan judul Steganografi Steganografi Menggunakan metode Least Significant Bit Ddengan Kombinasi Algoritma Kriptografi Vigenere dan Rc4. Pada penelitian ini, dibuat aplikasi untuk memberikan pengamanan ganda pada pesan dengan menggunakan kombinasi algoritma kriptografi vigenere dan Rc4 dengan steganografi LSB. Hasil dari aplikasi ini adalah bisa melakukan enkripsi pada teks yang kemudian di hasilkan plaintext yang kemudian akan disisip pada citra bmp dan kemudian di lakukan ekstraksi untuk bisa didekripsi kembali agar bisa di baca oleh penerimanya, kelemahan dari penelitian ini adalah pesan yang bisa digunakan sebagai pensyisip adalah pesan berupa teks karakter (Rakhmat & Fairuzabadi 2012). b. Penelitian Esti Suryani dengan judul Kombinasi Kriptografi Dengan Hillcipher dan Steganografi dengan LSB untuk Keamanan Data teks. Pada penelitian ini penulis menggunakan algoritma simetris yaitu Hillcipher pada tahap kriptografi sedangkan pada tahap Steganografi penulis menggunakan algoritma LSB. Pesan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pesan text yang
akan dienkripsi dengan metode Hillcipher, sedangkan pada tahap steganografi citra yang digunakan adalah grayscale 8 bit dengan skala 0-255, dimana ciphertext akan disisip pada citra grayscale pada setiap akhir bit pada piksel citra yang sudah di konversi ke bilangan biner (Suryani & Martini 2008).