ALGORITMA LEAST SIGNIFICANT BIT UNTUK ANALISIS STEGANOGRAFI Indra Yatini 1, F. Wiwiek Nurwiyati 2 Teknik Informatika, STMIK AKAKOM Jln. Raya Janti No 143 Yogyakarta 1 indrayatini@akakom.ac.id, 2 wiwiek@akakom.ac.id, Abstrak Steganografi merupakan salah satu teknik penyembunyian informasi yang sangat banyak dimanfaatkan untuk keamanan data. Steganografi mampu menyembunyikan informasi rahasia dalam media digital, seperti : citra/gambar, audio, video, dan sebagainya. Metode steganografi yang cukup populer adalah least significant bit (LSB). Tujuan penelitian ini adalah menganalisis dan membandingkan waktu yang dibutuhkan dalam proses penyisipan, perubahan ukuran berkas terhadap proses penyisipan, penampakan sebelum dan sesudah proses penyisipan, serta pengaruh proses terhadap aplikasi lain yang sedang berjalan, antara metode LSB 1 bit dan 2 bit. Perbandingan hasil yang diperoleh dari pengujian terhadap obyek gambar dan teks dengan ukuran yang berbeda dilakukan untuk mengetahui performansi masing-masing algoritma. Gambar yang menjadi obyek penelitian yaitu jenis.png dan.jpg. Hasil penelitian menunjukkan waktu yang dibutuhkan pada proses penyisipan metode LSB 1 bit lebih cepat dibanding dengan LSB 2 bit sedangkan ukuran gambar yang dihasilkan oleh LSB 2 bit lebih kecil dibanding LSB 1 bit. Semakin besar ukuran gambar maka akan membutuhkan waktu yang lama untuk penyisipan. Kata kunci :1 bit, 2 bit, java, jpg, LSB, png, steganografi 1. Pendahuluan Komunikasi sudah menjadi salah satu bagian penting pada kehidupan manusia. Terutama dewasa ini, dimana pertukaran informasi begitu cepat dan pesat. Terkadang informasi tertentu bersifat rahasia dan penting, sehingga perlu digunakan suatu metode agar kerahasiaan informasi tersebut tetap terjaga. Dengan berkembangnya kriptografi, ada pihak-pihak yang dapat merusak algoritma kriptografi itu sendiri. Untuk mengatasi masalah ini dapat dilakukan kombinasi pengaman pesan dengan menggunakan kriptografi dan steganografi. Steganografi merupakan seni dan ilmu menyembunyikan pesan tersembunyi dengan cara menyisipkan pesan ke dalam sebuah gambar dengan tujuan tidak ada seorang pun yang mengetahui atau menyadari bahwa ada suatu pesan rahasia selain pengirim dan penerima pesan. Ada beberapa teknik steganografi salah satuya least significant bit (LSB). Steganografi dengan teknik Least Significant Bit (LSB) menggunakan cara penyisipan pada bit rendah atau bit yang paling kanan (LSB) pada data pixel yang menyusun file tersebut pada akhir file. Pada teknik LSB dapat dimodifikasi menggunakan teknik penyisipan sesuai grafik linier, dengan grafik linier menjadi acuan untuk menentukan lokasi penyisipan pesan pada gambar [4] Kelebihan dari teknik least significant bit (LSB) yaitu menghasilkan ukuran citra yang tidak berubah dari ukuran semula tetapi teknik least significant bit (LSB) memiliki kekurangan yaitu terbatasnya penyisipan pesan atau data yang sesuai dengan ukuran citra.[6] Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas maka penulisan ingin melakukan penelitian bagaimana menerapkan dan menganalisis metode steganografi khususnya metode penyisipan least significant bit menggunakan 1 bit dan 2 bit. Penelitian ini membahasa tentang implementasi dan analisis steganografi menggunakan 1 bit dan 2 bit least significant bit dengan menggabaikan perubahan gambar, penekannya pada : - Analisis waktu yang dibutuhkan dalam proses penyisipan. - Analisis perubahan ukuran file terhadap proses penyisipan. - Analisis penampakan sebelum dan sesudah proses penyisipan. - Analisis pengaruh aplikasi yang berjalan terhadap proses penyisipan. 2. Steganografi Steganografi (Steganography) berasal dari bahasa Yunani steganos (hidden) dan gráphein (writing). Jadi, steganografi berarti hidden writing (tulisan tersembunyi). Steganografi adalah seni 694
dan ilmu menyembunyikan pesan ke dalam sebuah media dengan suatu cara sehingga selain si pengirim dan si penerima, tidak ada seorangpun yang mengetahui atau menyadari bahwa sebenarnya ada suatu pesan rahasia. Pada steganografi modern, arti steganografi berkembang menjadi penyembunyian informasi pada sebuah media file digital, bisa berupa media gambar, suara ataupun video. [4] Aspek terpenting pada steganografi adalah tingkat keamanan penyembunyian informasinya, yang mengacu pada seberapa besar ketidak mampuan pihak ketiga dalam mendeteksi keberadaan informasi yang tersembunyi. citra digital sebagai cover. Pada susunan bit di dalam sebuah byte (1 byte = 8 bit), ada bit yang paling berarti (most significant bit atau MSB) dan bit yang paling kurang berarti (least significant bit atau LSB). Sebagai contoh byte 11010010, angka bit 1 (pertama, digaris-bawahi) adalah bit MSB, dan angka bit 0 (terakhir, digaris-bawahi) adalah bit LSB. Bit yang cocok untuk diganti adalah bit LSB, sebab perubahan tersebut hanya mengubah nilai byte satu lebih tinggi atau satu lebih rendah dari nilai sebelumnya. Misalkan byte tersebut menyatakan warna merah, maka perubahan satu bit LSB tidak mengubah warna merah tersebut secara berarti. Mata manusia tidak dapat membedakan perubahan kecil tersebut. [1] - 1 bit LSB Misalkan segmen pixel-pixel citra/gambar sebelum penambahan bit-bit adalah: Gambar 1 Konsep dasar steganografi Pada steganografi digunakan beberapa istilah penting. Penjelasannya adalah sebagai berikut :[4] 1. Message, berarti pesan yang ingin disembunyikan. 2. Cover Image, yang berarti gambar asli. 3. Carrier Image, gambar yang sudah dimasukkan message di dalamnya dengan algoritma tertentu. 4. Embedding (Encrypt), yang berarti proses memasukkan message ke cover image. 5. Extracting (Decrypt), yang berarti proses pengambilan message dari carrier image. Kriteria steganografi yang baik adalah sebagai berikut: - Fidelity, mutu citra yang menampung data tidak jauh berubah. 2. - Robustness, pesan yang disembunyikan harus tahan (robust) terhadap berbagai operasi manipulasi yang dilakukan pada stego-object, seperti pengubahan kontras, penajaman, pemampatan, rotasi, perbesaran gambar, pemotongan cropping, enkripsi dan sebagainya. - Recovery, data yang disembunyikan harus dapat diungkapkan kembali (recovery). [6] 3. Least Significant Bit (LSB) Metode LSB merupakan metode steganografi yang paling sederhana dan mudah diimplementasikan. Metode ini menggunakan 00110011 10100010 11100010 10101011 00100110 10010110 11001001 11111001 10001000 10100011 Pesan rahasia (yang telah dikonversi ke sistem biner) misalkan '1110010111', maka setiap bit dari pesan tersebut menggantikan posisi 1 bit terakhir dari segmen pixel-pixel citra menjadi (digaris bawahi): 00110011 10100011 11100011 10101010 00100110 10010111 11001000 11111001 10001001 10100011 Sehingga perubahan maksimal pada setiap pixel citra adalah 1.[2] - 2 bit LSB Misalkan segmen pixel-pixel citra/gambar sebelum penambahan bit-bit adalah: 00110011 10100010 11100010 10101011 00100110 Pesan rahasia (yang telah dikonversi ke sistem biner) misalkan '1110010111', maka setiap bit dari pesan tersebut menggantikan posisi 2 bit terakhir dari segmen pixel-pixel citra menjadi (digarisbawahi): 00110011 10100010 11100001 10101001 00100111 Sehingga perubahan maksimal pada setiap pixel citra adalah 3. 695
4. Pembahasan Sistem Program yang dibuat adalah aplikasi penyisipan dan ekstraksi pada algoritma least significant bit menggunakan 1 bit dan 2 bit. Berkas yang akan dipakai adalah gambar berekstensi.png,.jpg dan teks berekstensi.txt. Untuk mengetahui perhitungan kinerja algoritma dalam hal waktu eksekusi satuan yang dipakai adalah millisecond (ms) dan besaran ukuran berkas dalam satuan Byte. Implementasi algoritma least significant bit pada penelitian ini menggunakan bahasa pemrograman JAVA dan menggunakan editor NetBeans IDE 7.4.[5] Tabel 2. Perbandingan Waktu Proses Penyisipan No Ukuran Ukuran LSB Nama Berkas Teks Berkas 1 bit 2 bit (Byte) (Byte) (ms) (ms) 1 asli0.png 555104 6972 77 80 2 asli1.png 684254 6972 96 97 3 asli2.png 853964 6972 121 124 4 asli3.png 1057629 6972 144 153 5 asli4.png 1262918 6972 170 174 6 asli0.png 555104 11366 81 81 7 asli1.png 684254 11366 98 99 8 asli2.png 853964 11366 135 140 9 asli3.png 1057629 11366 147 163 10 asli4.png 1262918 11366 185 191 11 asli0j.jpg 87784 6972 69 71 12 asli1j.jpg 98806 6972 71 75 13 asli2j.jpg 120731 6972 99 104 14 asli3j.jpg 157352 6972 119 120 15 asli4j.jpg 185417 6972 145 151 16 asli0j.jpg 87784 11366 71 72 17 asli1j.jpg 98806 11366 80 83 18 asli2j.jpg 120731 11366 105 114 19 asli3j.jpg 157352 11366 121 129 20 asli4j.jpg 185417 11366 147 159 Rerata Waktu 114.05 119 Gambar 4. Grafik Perbandingan Waktu Penyisipan Tabel 3. Perbandingan Waktu Ekstraksi Nama LSB No Berkas 1 bit 2 bit Asli (ms) (ms) 1 asli0.png 16 16 2 asli1.png 35 35 3 asli2.png 41 45 4 asli3.png 51 53 5 asli4.png 52 58 6 asli0.png 31 33 7 asli1.png 36 40 8 asli2.png 47 47 9 asli3.png 56 58 10 asli4.png 59 61 11 asli0j.jpg 15 16 12 asli1j.jpg 33 34 13 asli2j.jpg 40 47 14 asli3j.jpg 49 50 15 asli4j.jpg 51 51 16 asli0j.jpg 16 16 17 asli1j.jpg 33 32 18 asli2j.jpg 42 47 19 asli3j.jpg 50 54 20 asli4j.jpg 54 61 Rerata 40.35 42.7 696
15 185417 6972 1105774 1101370 16 87784 11366 491406 484047 17 98806 11366 605927 597427 18 120731 11366 749302 740961 19 157352 11366 934222 926129 20 185417 11366 1113261 1105494 Rerata 844387.35 839906.5 Gambar 5. Grafik Perbandingan Waktu Ekstraksi Dari tabel 1, grafik 2, tabel 2 dan grafik 3, dapat diperhatikan bahwa semakin besar ukuran berkas gambar, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk proses penyisipan dan ekstraksi. Hal ini disebabkan karena semakin besar ukuran berkas gambar maka semakin besar pula resolusi pixel-nya. Rerata waktu penanganan proses penyisipan pada LSB 1 bit lebih cepat yaitu 114.05 ms, dibanding LSB 2 bit yaitu 119 ms. Sedangkan waktu yang dibutuhkan dalam penanganan proses ekstraksi pada LSB 1 bit lebih cepat yaitu 40.35 ms, dibanding LSB 2 bit yaitu 42.7 ms. Tabel 4. Perbandingan Ukuran Berkas Hasil Proses Penyisipan Ukuran Ukuran Ukuran Berkas Stego Berkas No Teks Asli 1bit 2bit (byte) (bytes) (bytes) (bytes) 1 555104 6972 576405 574923 2 684254 6972 708242 706360 3 853964 6972 882233 880589 4 1057629 6972 1091442 1089981 5 1262918 6972 1300923 1298822 6 555104 11366 579204 576859 7 684254 11366 712339 708775 8 853964 11366 886758 882686 9 1057629 11366 1095847 1091903 10 1262918 11366 1305338 1301183 11 87784 6972 484237 479220 12 98806 6972 597569 592944 13 120731 6972 741252 736510 14 157352 6972 926066 921947 Gambar 6. Grafik Perbandingan Ukuran Berkas Hasil Proses Penyisipan Dari tabel 3 dan grafik 4, dapat diamati bahwa ukuran berkas sebelum dan sesudah proses penyisipan tidak mengalami perubahan yang terlalu signifikan. Perubahan ukuran terjadi karena perubahan bit dari 0 ke 1 atau sebaliknya pada saat proses penyisipan berlangsung. Rerata ukuran berkas sesudah penyisipan pada metode LSB 1 bit adalah 844387.35 bytes, lebih besar dibanding metode LSB 2 bit yaitu 839906.5 bytes. Tabel 5. Perbandingan Waktu Proses Penyisipan Normal Ukuran Ukuran LSB No Berkas Teks 1 bit 2 bit (bytes) (bytes) (ms) (ms) 1 555104 6972 77 80 2 684254 6972 96 97 3 853964 6972 121 124 4 1057629 6972 144 153 5 1262918 6972 170 174 6 87784 6972 69 71 7 98806 6972 71 75 697
8 120731 6972 99 104 9 157352 6972 119 120 10 185417 6972 145 151 Rerata 111.1 114.9 Tabel 6. Perbandingan Pengaruh Aplikasi Berjalan pada Proses Penyisipan Ukuran Ukuran LSB No Berkas Teks 1 bit 2 bit (bytes) (bytes) (ms) (ms) 1 555104 6972 79 81 2 684254 6972 109 108 3 853964 6972 142 119 4 1057629 6972 160 149 5 1262918 6972 174 192 6 87784 6972 71 71 7 98806 6972 89 81 8 120731 6972 101 138 9 157352 6972 128 154 10 185417 6972 157 172 Rerata 121 126.5 1. Aplikasi yang dibangun dapat menangani proses penyisipan dan ekstraksi metode LSB 1 bit dan 2 bit, mampu memberikan hasil performansi algoritma steganografi tersebut. 2. Gambar yang dapat menjadi masukan adalah gambar berekstensi.png dan.jpg, sedangkan hasil keluarannya berekstensi.png. 3. Pada uji coba proses penyisipan menggunakan berkas gambar dengan ukuran yang berbeda beda, dapat disimpulkan bahwa semakin besar ukuran berkas gambar maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk proses penyisipan atau ekstraksi. 4. Dalam hal penanganan proses penyisipan, waktu yang dibutuhkan oleh metode LSB 1 bit lebih cepat dibanding metode LSB 2 bit. 5. Besaran ukuran berkas gambar yang dihasilkan pada proses penyisipan metode LSB 2 bit lebih kecil dibanding metode LSB 1 bit. 6. Ukuran byte array teks harus lebih kecil dari ukuran byte array gambar. 7. Terhadap pengaruh aplikasi yang sedang berjalan, dapat disimpulkan bahwa banyaknya aplikasi yang berjalan sangat mempengaruhi kecepatan proses penyisipan maupun ekstraksi. 6. SARAN Berbagai macam aplikasi dapat terus dikembangkan dan disempurnakan, begitu pula dengan aplikasi ini. Berikut adalah beberapa saran yang dipandang perlu dalam proses pengembangan berikutnya : 1. Perlu diadakan pengacakan posisi penyisipan bit-bit pesan pada pixel gambar. 2. Perlu ditambahkan media selain gambar/citra, misalnya audio atau video. Gambar 7. Grafik Perbandingan Pengaruh Aplikasi Berjalan pada Proses Penyisipan Daftar Pustaka: Dari tabel 5 dan grafik 5, dapat dicermati bahwa aplikasi yang sedang berjalan pada komputer mempengaruhi waktu yang diperlukan proses penyisipan maupun proses ekstraksi. Hal ini disebabkan adanya fungsi schedulling pada sistem operasi yang mengatur prosesor untuk membagi waktu proses untuk setiap aplikasi yang sedang berjalan. 5. KESIMPULAN Setelah melalui tahap perancangan sistem dan implementasi, serta berdasarkan uraian dan pembahasan sebelumnya maka dapat diambil kesimpulkan, yaitu: [1] [2] [3] Abdullah Bamatraf, Rosziati Ibrahim and Mohd. Najib Mohd. Salleh. 2011. A New Digital Watermarking Algorithm Using Combination Of Least Significant Bit (LSB) And Inverse Bit.. Journal of Computing Volume 3, ISSUE 4. Basuki Rahmat Muhammad Fairuzabadi, M.Kom. 2010. Steganografi Menggunakan Metode Least Significant Bit Dengan Kombinasi Algoritma Kriptografi Vigenere Dan Rc4. Jurnal dinamika Informatika Rizqi Firmansyah - Wahyu Suadi. S.Kom., M.M., M.Kom. 2011. Implementasi 698
[4] [5] Kriptografi Dan Steganografi Pada Media Gambar Dengan Menggunakan Metode Des Dan Region-Embed Data Density. Informatika. ITS Rinaldi Munir, 2006. Kriptografi. penerbit INFORMATIKA Bandung. Suarga. 2009. Dasar Pemrograman [6] Komputer Dalam Bahasa Java, Yogyakarta: Penerbit ANDI. T. Sutoyo. et al. 2009. Teori Pengolahan Citra Digital, Yogyakarta: Penerbit ANDI. 699