STEGANOGRAPHY

STEGANOGRAPHY

Steganografi ialah suatu ilmu untuk menyembunyikan keberadaan suatu pesan. Steganografi berasal dari bahasa Yunani yang berarti tulisan/pesan tertutup. Pesan akan disembunyikan pada suatu media penutup. Tujuan utama dari metode steganografi ialah menghindari munculnya kecurigaan saat mengirim suatu informasi rahasia.
Istilah Steganografi muncul pertama kali pada buku berjudul Steganographie yang ditulis oleh Trimethius pada tahun 1499. Buku ini berisi informasi mengenai metode-metode untuk menyembunyikan informasi rahasia.

Prinsip-prinsip menyembunyikan informasi rahasia telah berkembang lama. Hal ini dapat diketahui dari catatan-catatan sejarah yang ditulis oleh Herodotus yang hidup pada abad ke-4 sebelum Masehi. Prinsip-prinsip ini diimplementasikan pada media yang ada pada waktu itu. Media yang digunakan adalah kulit binatang, kayu, logam dan media lainnya.
Teknologi kian meningkat seiring dengan perkembangan zaman dan telah diimplementasikan pada berbagai bidang kehidupan. Teknologi digital termasuk salah satu jenis teknologi yang mengalami perubahan dan perkembangan pesat. Teknologi digital mengolah sinyal digital yang terdiri dari logika nol dan logika satu. Pada saat ini pengolahan digital telah digunakan secara luas oleh masyarakat. Hal ini mempengaruhi perkembangan steganografi. Kini prinsip-prinsip dan metode steganografi telah dikembangkan agar dapat diterapkan pada data-data digital.

Bentuk umum sistem steganografi

Pesan dapat berupa gambar atau bentuk lain yang dapat diubah menjadi aliran bit data digital. Proses untuk menyembunyikan suatu pesan membutuhkan suatu kunci yang disebut kunci stego (Stegokey). Selain itu keberadaan media penutup (Stego- cover) sangat penting agar informasi rahasia sulit diketahui keberadaannya. Hasil pemrosesan metode steganografi disebut dengan stegomedium. Bila hasil pemrosesan berupa data gambar digital maka hasil pemrosesan disebut stego-image. Formula untuk melakukan proses penyembunyian data ialah seperti di bawah ini:
stego-cover + pesan + stegokey = stegomedium
Gambar digital dapat digunakan sebagai stego-cover yang handal. Hal ini dikarenakan gambar digital telah digunakan secara luas dan diimplementasikan pada berbagai bidang. Penggunaan gambar digital sebagai media penutup dapat mengurangi munculnya kecurigaan saat mengirim informasi rahasia.

Gambar digital merupakan suatu kumpulan data digital yang merepresentasikan intensitas cahaya pada titik tertentu (piksel). Gambar digital memiliki suatu ukuran yang akan menentukan area cakupan gambar. Ukuran gambar digital diukur dalam piksel. Contoh, ukuran gambar digital adalah 640x480 piksel dan 256 warna. Data gambar digital disimpan dalam format 8 bit, 16 bit, 24 atau 32 bit. Semakin besar jumlah bit piksel maka semakin besar pula data yang akan disimpan. Untuk memperkecil jumlah data yang akan disimpan maka diterapkan suatu metode kompresi. Terdapat beberapa metode kompresi antara lain RLE (Run Length Encoding), transformasi diskrit kosinus dan transformasi lainnya.

Aplikasi steganografi yang melibatkan gambar sebagai media penutup dapat di bedakan menjadi dua kelompok, yaitu:

1.Image Domain. Aplikasi ini akan mengolah aliran bit data dari gambar digital secara langsung. Metode yang digunakan antara lain penyisipan LSB dan manipulasi noise. Noise merupakan gangguan yang dapat merusak representasi suatu data. Format dari gambar yang digunakan antara lain BMP.

2.Transform Domain. Aplikasi Transform Domain tidak melibatkan pengolahan data piksel secara langsung akan tetapi melakukan pengolahan gambar digital dengan melibatkan manipulasi algoritma kompresi data gambar digital seperti transformasi diskrit kosinus.

2.1.2 Metode sistem steganografi

Steganografi memiliki berbagai macam metode dalam menyembunyikan data. Selain metode yang telah dikembangkan menggunakan prinsip teknologi terdahulu terdapat pula metode yang dikembangkan menggunakan teknologi sekarang. Adapun metode-metode ini dapat dimasukkan pada kategori Obscurity, Camouflage, Hiding Location dan Spreading Information

A. Obscurity

Metode steganografi yang dikelompokkan dalam kategori ini memiliki prinsip menyembunyikan data dengan cara mengkonversi informasi rahasia menjadi suatu bentuk lain yang umum dengan menggunakan suatu acuan tertentu. Schott (1608- 1666) dalam bukunya yang berjudul Schola Steganographica menjelaskan bagaimana menyembunyikan suatu informasi dalam tangga nada musik. Tiap nada musik mengacu pada suatu huruf tertentu [1].

Wilkins (1614 - 1672) dalam bukunya yang berjudul Mercury: Or the Secret and Swift Messenger: Shewing, How a Man May with Privacy and Speed Communicate His Thougths to a friend at Any Distance membuktikan bagaimana dua orang musisi dapat saling berkomunikasi seperti berbicara dengakarakteristik di atas terdapat suatu sifat antara satu karakteristik dengan karakteristik lainnya tidak dapat dioptimalkan secara bersamaan. Hubungan antara karakteristik yang satu dengan yang


Hal ini dapat terlihat bila kita akan memperbesar kapasitas daya tampung. Semakin besar daya tampung maka gangguan yang akan muncul pada stegomedium akan menjadi besar. Hal ini akan membuat informasi rahasia menjadi mudah terdeteksi.

2.1.4 Metode Penyisipan LSB

Metode penyisipan LSB merupakan metode yang sederhana. Metode ini diterapkan pada format gambar seperti BMP. Prinsip kerja dari metode ini yaitu mengganti LSB dari data gambar dengan bit informasi. Untuk gambar BMP 24 bit maka dapat disimpan data 3 bit untuk setiap piksel warna. Untuk gambar dengan resolusi 1024x768 maka total data yang dapat disimpan sebanyak 2.359.296 bit atau 294.912 byte. Bila pesan telah dimampatkan sebelum disisipkan maka informasi yang lebih besar dapat disisipkan. Stego-image yang dihasilkan terlihat sama dengan gambar sebelum disisipkan.

Contoh:
Sebuah huruf A dengan data biner = 10000011 akan disisipkan pada gambar digital di bawah ini:
( 00100111 11101001 11001000 )
( 00100111 11001000 11101001 )
( 11001000 00100111 11101001 )
Maka output dari metode penyisipan menjadi seperti di bawah ini:
( 00100111 11101000 11001000 )
( 00100110 11001000 11101000 )
( 11001000 00100111 11101001 )


Keuntungan dari metode penyisipan LSB ialah sistem ini sederhana selain itu metode LSB memiliki nilai perceptual transparency yang tinggi. Hal ini membuat data gambar yang disisipi pesan tidak mengalami perubahan yang merusak gambar secara visual. Mata manusia tidak dapat membedakan perubahan warna yang terjadi akibat penyisipan LSB. Untuk gambar BMP 24 bit terdapat total warna yang mungkin digunakan ialah sebanyak 16.777.216 nilai warna. Penggunaan metode penyisipan LSB akan mengganti 3 bit LSB dari setiap warna yang akan dimunculkan sehingga total kemungkinan perubahan warna sebanyak 23 atau sebanyak 8 perubahan nilai warna. Perubahan yang diakibatkan oleh penyisipan LSB bila dibandingkan dengan total kemungkinan warna yang digunakan ialah sangat kecil. Sehingga mata manusia tidak dapat membedakan perubahan yang terjadi.

Namun demikian, metode penyisipan LSB memiliki beberapa kelemahan. Metode ini sangat sensitif terhadap proses manipulasi dari gambar stego-image. Bila suatu stego-image dimanipulasi nilai warnanya maka data yang tersimpan didalamnya akan rusak. Kelemahan yang lain dari metode ini ialah seseorang dapat merekonstruksi dengan mudah informasi yang tersimpan di dalam stego-image. Hal ini dapat dilakukan dengan cara menyusun kembali informasi yang tersimpan di LSB dari stego-image.

Untuk meningkatkan faktor keamanan data yang tersimpan dalam stego-image maka pada metode penyisipan LSB digunakan suatu metode enkripsi sederhana dengan menggunakan gerbang logika XOR. Penggunaan metode enkripsi ini untuk mencegah penyusunan kembali informasi yang tersimpan dalam stego-image tanpa menggunakan kunci.

XOR merupakan suatu proses logika output akan didasarkan pada dua input masukan. Nilai output didasarkan pada tabel di bawah ini:

Tabel 2.1 Output Operasi XOR
A B output
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Suatu informasi yang akan disisipkan terlebih dahulu akan di XOR dengan kunci,

Contoh:
Terdapat data 11110000 dan kunci 11111111 maka output yang akan didapat di dasarkan pada tabel XOR didapat 00001111.
n hanya memainkan alat musik. Ia juga menjelaskan bagaimana seseorang dapat menyembunyikan pesan rahasia dalam bentuk gambar geometri menggunakan titik, garis atau segitiga [1].

B. Camouflage.

Metode steganografi yang masuk dalam kategori ini memiliki prinsip menyembunyikan data dengan cara menyamarkan keberadaan data terhadap media penutup yang lain. Metode ini telah berkembang dan diterapkan cukup lama.
Herodotus (486 - 425 SM) pada bukunya yang berjudul Histories menceritakan bahwa pada tahun 440 SM Histiaeus memotong rambut pelayannya yang setia. Pada kepala pelayan di tuliskan pesan yang tidak akan terlihat bila rambut pelayan telah tumbuh kembali [1].
Prinsip camouflage telah berkembang dengan menerapkan teknologi pembuatan gambar yang kecil. Teknologi ini dapat membuat dan menyimpan informasi gambar pada media yang sangat kecil. Teknologi ini digunakan pada tahun 1870 - 1871 ketika terjadi perang antara Perancis dengan Prussia. Pada saat itu digunakan microfilm yang disisipkan pada kaki merpati. Pada tahun 1905, ketika terjadi perang antara Russia-Jepang digunakan gambar microscopic yang disembunyikan di telinga.

C. Hiding Location

Metode steganografi yang termasuk dalam kategori ini memiliki prinsip untuk menyembunyikan data dengan cara menyembunyikan lokasi data. Metode ini dikembangkan pada zaman Cina kuno. Pengirim dan penerima data memiliki lembaran kertas kunci yang sama. Pada kertas ini terdapat sejumlah lubang yang dibuat pada lokasi yang acak. Pengirim akan meletakkan lembaran kertas kunci di atas kertas lain lalu menulis informasi rahasia pada lubang yang tersedia. Kertas kunci dipisahkan lalu kertas yang telah berisi informasi diberi tulisan-tulisan lain sehingga keberadaan posisi informasi rahasia menjadi tidak terlihat. Informasi rahasia dibaca dengan cara meletakkan kertas kunci di atas kertas yang berisi informasi.

D. Spreading Information

Metode steganografi yang termasuk dalam kategori ini memiliki prinsip untuk menyembunyikan data dengan cara menyebar data sehingga data tidak hilang atau rusak bila objek tempat penyisipan data terjadi perubahan. Perubahan data dapat terjadi saat dikirim melalui media komunikasi atau dirusak oleh pihak lain.

Suatu metode sederhana untuk menyebar informasi ialah dengan cara menyisipkan pesan yang sama berulang kali pada media penutup yang sama. Metode ini tidak efisien akan tetapi sederhana dan cukup handal penerapannya dalam aplikasi tertentu.

Metode lain untuk menyebar informasi ialah menggunakan operasi transformasi seperti transformasi diskrit kosinus atau transformasi diskirit fourier. Terdapat metode menyebar informasi lain pada data digital audio dengan cara memanfaatkan sinyal Echo. Sinyal echo ialah sinyal yang pantul yang memiliki keterlambatan untuk waktu tertentu. Suara echo tidak akan terdengar oleh manusia bila delay yang terjadi dalam orde beberapa milidetik. Data disisipkan pada sinyal audio dengan membuat dua macam sinyal echo dengan delay yang berbeda untuk mempresentasikan logika satu dan logika nol.

2.1.3 Karakteristik metode steganografi

Terdapat beberapa karakteristik yang akan mempengaruhi kekuatan dan kelemahan dari metode steganografi, yaitu:

1.Daya tampung maksimum pesan yang akan disisipkan.
2.Perceptual Transprency. Karakteristik ini menunjukkan penampakkan gangguan dari stegomedium akibat penyisisipan suatu pesan.
3.Robustness. Karakteristik ini berkaitan dengan kemampuan data untuk tetap ada bila terjadi gangguan terhadap gambar yang mengandung suatu informasi.