Perancangan Program Penyembunyian Pesan Audio Dengan

Perancangan Program Penyembunyian Pesan Audio Dengan Metode Least Significant
Bit Berbasis Android
Afan Galih Salman; Rudini Wibowo; Rojali
ABSTRACT
Steganography to hide data is done in a way to change or shift some information that
is not visible in the media. The method used is the Least Significant Bit. These methods will
be applied to files that included multimedia audio (mp3), this technique is expected to include
a maximum of information in a single frame 1 bit, so the changes are not visible. This study
aims to design a security application program data with steganographic method with Least
Significant Bit method in Mp3, text will be inserted at Mp3 files that are not easily detected
In this paper, we discuss the design of steganography is applied in mobile devices. This
application was tested by randomizing and hiding files into audio files and restore hidden
data and randomized into shape. The time needed to process fast enough, so it can be
concluded that the application of the results of this study can be used in the real world. The
results obtained after the simulation, such as Mp3 reconstruction as measured by objective
assessment parameters based on the value of Peak Signal to Noise Ratio PSNR efficiently
obtained average is 32.02 dB which is worth quite good quality. The amount of PSNR
influenced many digital signal changes in Mp3
Keywords: Encrypt, Hiding Data, Aplikasi Mobile, Steganofrafi, Least Significant Bit
ABSTRAK
Steganografi menyembunyikan data dilakukan dengan cara untuk mengubah atau
menggeser beberapa informasi yang tidak terlihat di media. Metode yang digunakan adalah
Least Significant Bit. Metode-metode ini akan diterapkan file yang dimasukkan ke
multimedia audio (Mp3), teknik ini diharapkan dapat memasukkan informasi dalam frame
tunggal maksimum 1 bit, sehingga perubahan tidak terlihat. Penelitian ini bertujuan untuk
merancang program aplikasi dengan pengamanan data dengan metode steganografi dengan
metode Least Significant Bit pada Mp3, text akan disisipkan pada berkas Mp3 sehingga tidak
mudah dideteksi Dalam tulisan ini, akan dibahas perancangan steganografi yang
diaplikasikan dalam perangkat mobile. Aplikasi ini diuji dengan cara mengacak lalu
menyembunyikan berkas ke dalam file audio dan mengembalikan data yang disembunyikan
dan diacak ke bentuk semula. Waktu yang dibutuhkan untuk proses cukup cepat, sehingga
dapat disimpulkan bahwa hasil aplikasi penelitian ini dapat dipakai pada dunia nyata. Hasil
yang didapat setelah simulasi, berupa Mp3 rekonstruksi yang diukur dengan parameter
penilaian obyektif yang berdasarkan nilai Peak Signal to Noise Ratio yang efisien diperoleh
nilai PSNR rata-rata adalah 32,02 dB yaitu memiliki kualitas bernilai cukup baik. Besarnya
PSNR dipengaruhi dari banyaknya perubahan signal digital pada Mp3
Keywords: Enkripsi, Data Tersembunyi, Aplikasi Mobile, Steganografi, Least Significant Bit
PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi komputer saat ini sangatlah pesat dan menjadi kebutuhan
bagi sebagian besar manusia. Pertukaran data dan informasi semakin mudah dan cepat.
Informasi ada yang bersifat rahasia, perpindahan informasi saat ini yang mudah saat ini
keamanan informasi dapat membahayakan. Dengan tujuan meningkatkan keamanan
petukaran maka berkembang teknologi kriptografi dan steganografi. Steganografi adalah
teknik menyisipkan pesan kedalam suatu media. Pada masa kini, steganografi lebih banyak
digunakan pada data digital yaitu dengan media teks, gambar, audio dan video. 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. Sandi tersebut hanya diketahui oleh pengirim dan penerima.
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. Teknik steganografi yang digunakan
adalah Least Significant Bit. Least significant bit adalah bagian dari barisan data biner (basis
dua) yang mempunyai nilai paling tidak berarti/paling kecil.
Penelitian mengenai steganografi telah banyak dilakukan, seperti “Studi Implementasi
Steganografi Metode LSB dengan Kompresi Data dan Ekspansi Wadah” mengungkapkan
tentang cara kelemahan metode LSB dalam menyisipkan data. Hal ini dilakukan untuk kasus
dengan wadah kecil yang akan disisipkan dengan data yang lebih besar dari wadah itu
sendiri, dengan memampatkan data dan memperbesar berkas wadah.
Untuk Mp3 sendiri, dilatarbelakangi karena segi kepopuleran yang lebih dibanding
format berkas yang lain. Penggunaan Mp3 sekarang menjadi sangat tinggi karena pada
dasarnya seorang manusia akan lebih suka melakukan hal yang bisa menghibur lebih
dibandingkan hal yang statik dan tidak menghibur. Perbedaan ini membuat Mp3 lebih dipilih
untuk digunakan dibandingkan menggunakan berkas gambar. Dalam melakukan
penyembunyian pesan, akan lebih dipilih format yang lebih lumrah digunakan sehingga tidak
menimbulkan kecurigaan yang terlalu berlebih. Maka dari itu penggunaan Mp3 sebagai salah
satu media steganografi merupakan langkah yang baik. Lalu lintas pertukaran Mp3 di internet
merupakan hal biasa sehingga steganografi menggunakan Mp3 adalah teknik yang baik untuk
mengamankan pesan rahasia melalui media internet.
Pada penelitian “Implementasi Steganography WAV Audio files on low bit using
coding” (Zebua, 2012, p. 15) diungkapkan kualitas suara pengujian kualitas suara dilakukan
untuk mengetahui sama tidaknya suara WAV asli dengan suara WAV stego. Pengujian
dilakukan secara subjektif dan objektif. Pengujian dengan cara subjektif dilakukan dengan
mendengarkan langsung suara WAV asli dan suara WAV stego, kemudian keduanya
dibandingkan. Sedangkan pengujian dengan cara objektif dilakukan dengan membandingkan
sinyal suara WAV asli dengan sinyal suara WAV stego. Kriteria pengujian adalah berhasil
jika data yang telah disisipkan ke dalam berkas audio WAV tidak dapat dapat dideteksi oleh
sistem pendengaran manusia. Sedangkan pengujian ketahanan data hanya dilakukan terhadap
berkas suara WAV stego.
Pada penelitian “Pendekatan metode least bit modification untuk merancang aplikasi
steganografi pada berkas audio digital tidak terkompresi pada Mp3” (Utami, 2009, p. 21)
dibandingkan antara berkas pembawa yang asli (carrier file) dengan berkas pembawa
terlabel (stego file) yaitu dengan melihat perbandingan ukuran kedua berkas tersebut yang
terjadi akibat proses steganografi. Selain membandingkan ukuran berkas, akan dilakukan
perbandingan terhadap perubahan bit-bit LSB dan perbandingan kualitas suara dari kedua
berkas tersebut. Setelah melakukan perbandingan terhadap beberapa kriteria, akan dilakukan
pengujian ketahanan terhadap berkas pembawa terlabel (stego file) untuk tidak terdeteksi oleh
software yang dapat mendeteksi ada atau tidaknya informasi yang disembunyikan pada suatu
berkas (Steganalysis Software).
Dengan memanfaatkan steganografi, maka diharapkan proses berkomunikasi dan berkirim
pesan dapat dilakukan dengan lebih aman dimana dan kapanpun menggunakan perangkat
mobile.
PEMBAHASAN
Steganografi adalah ilmu yang mempelajari penyembunyian informasi pada suatu media
yang bertujuan melindungi sebuah informasi. Teknik steganografi berfungsi
menyembunyikan data rahasia di dalam media digital sehingga keberadaan data rahasia
tersebut tidak diketahui oleh orang lain. Steganografi membutuhkan dua bagian yang sangat
penting yaitu berkas atau media penampung dan data rahasia yang akan disembunyikan.
Penggunaan steganografi adalah untuk menyamarkan keberadaan data rahasia sehingga sulit
dideteksi, dan juga dapat melindungi hak cipta dari suatu produk. Data rahasia yang
disembunyikan dapat diungkapkan kembali sama seperti aslinya.
Tujuan daristeganografi adalah merahasiakan atau menyembunyikan keberadaan dari
sebuah pesan tersembunyi atau sebuah informasi. Dalam prakteknya, kebanyakan pesan
disembunyikan dengan membuat perubahan tipis terhadap data digital lain yang isinya tidak
akan menarik perhatian dari penyerang potensial, sebagai contoh sebuah gambar yang terlihat
tidak berbahaya. Perubahan ini bergantung pada kunci (sama pada kriptografi) dan pesan
untuk disembunyikan. Orang yang menerima gambar kemudian dapat menyimpulkan
informasi terselubung dengan cara mengganti kunci yang benar ke dalam algoritma yang
digunakan. Kata "steganografi" berasal dari bahasa Yunani steganos, yang artinya
“tersembunyi atau terselubung”, dan graphein, “menulis”.
Teknik Steganografi LSB dilakukan dengan memodifikasi bit-bit yang termasuk bit LSB
pada setiap byte. Bit-bit LSB ini akan dimodifikasi dengan menggantikan setiap LSB yang
ada dengan bit-bit informasi lain yang ingin disembunyikan. Setelah semua bit informasi lain
menggantikan bit LSB di dalam berkas tersebut, maka informasi telah berhasil
disembunyikan. Ketika informasi rahasia tersebut ingin kembali dibuka, maka bit-bit LSB
yang sekarang ada, diambil satu per satu kemudian disatukan kembali menjadi sebuah
informasi yang utuh seperti semula. Penentuan bit-bit LSB dilakukan secara berurutan, mulai
dari byte awal sampai byte terakhir sesuai panjang dari data rahasia yang akan
disembunyikan. Mengubah bit LSB hanya mengubah nilai byte satu lebih tinggi atau satu
lebih rendah dari nilai sebelumnya tidak berpengaruh terhadap perubahan berkas. Contoh
Penggunaan Metode LSB pada tahap encode (Dian Dwi Hapsari, 2009, p. 121)
1. Misalkan penyisipan
00110011 10100010 11100010
Misalkan embedded message: 010
Encoding: 00110010 10100011 11100010
2. Jika pesan = 10 bit, maka jumlah byte yang digunakan = 10 byte
00110011 10100010 11100010 10101011 00100110
10010110 11001001 11111001 10001000 10100011
Pesan: 1110010111
Hasil penyisipan pada bit LSB:
00110011 10100011 11100011 10101010 00100110
10010111 11001000 11111001 10001001 10100011
Analisis dan perancangan program aplikasi yang dilakukan peneliti pada penelitian ini
akan dilakukan dengan metode Linear Sequential (Waterfall) yang akan dibagi dalam lima
tahapan, yaitu communication, planning, modelling, constraction, dan deployment (Pressman,
2010, p. 39).
Menganalisis masalah yang dihadapi dan dari segi kebutuhan akan suatu proses
pengiriman pesan yang dapat dilakukan dengan aman, cepat, maka dihasilkanlah suatu
program aplikasi yang dapat melakukan pengiriman pesan dengan aman (dalam wujud
steganografi) yang diimplementasikan pada perangkat mobile (mobile phone). Dimana proses
penyisipan pesan rahasia akan dilakukan pada gambar dengan metode Least Significant Bit,
dan nantinya proses pertukaran informasi dilakukan dengan pengiriman Mp3 berisi pesan
rahasia tersebut, sedangkan aplikasi ini akan diimpelmentasikan pada perangkat mobile
dengan sistem operasi Android.
Pilih Mp3
Pilih Berkas
Proses Enkripsi:
StegoMp3 dihasilkan
Pilih StegoMp3
Proses Dekripsi :
StegoFile dihasilkan
Gambar 3 Use Case Diagram
Pada use case diagram, dapat diperhatikan proses-proses yang dapat dilakukan user, baik
sebagai user yang akan melakukan penyisipan pesan (kiri), maupun sebagai user yang akan
melakukan ekstraksi pesan (kanan).
Untuk user yang akan melakukan penyisipan pesan, proses yang dapat dilakukan adalah
memilih audio Mp3 yang akan dijadikan medium pesan dan memilih berkas yang akan
disisipkan. Setelah itu, proses enkripsi penyisipan pesan dalam audio Mp3 akan berlangsung,
dan hasil keluarannya adalah audio Mp3 yang sudah disisipi pesan.
Untuk user yang akan melakukan pengekstraksian pesan. User dapat memilih audio Mp3
yang berisi pesan rahasia, kemudian proses dekripsi (ekstraksi pesan) akan berlangsung dan
hasilnya adalah diperolehnya pesan rahasia yang disisipkan dalam audio Stego Mp3.
Diagram Transisi (State Transition Diagram) merupakan keadaan yang menggambarkan
suatu keadaan pada waktu tertentu, menggambarkan suatu sistem yang real-time dan sistem
yang on-line. Perubahan keadaan dapat terjadi karena suatu aksi yang menyebabkan keadaan
berubah. Digram transisi membantu dalam memberikan gambaran secara keseluruhan dari
program. Diagram transisi untuk program aplikasi ini adalah sebagai berikut.
Gambar 4 Diagram Transisi Program Aplikasi
Dalam perancangan program aplikasi ini, penulis menggunakan komputer dan sistem
operasi dengan spesifikasi sebagai berikut:
1. Processor: 2nd generationIntel Core i5 – 2430M CPU @ 2.4GHz
2. Memory: 4GB (2,8 usable)
3. Sistem Operasi: Windows 7 Home Premium 64-bit (6.1, build 7601)
Kebutuhan perangkat lunak (software) adalah:
1. Platform: Java SE version 1.6, Android SDK, Eclipse 4.0, ADT version 16
2. Bahasa Pemrograman: Android
Dalam proses menjalankan program aplikasi, user memasukkan berkas rahasia melalui
aplikasi secara langsung saat masuk ke menu Encrypt. Medium perantara yang digunakan
dalam penyisipan pesan adalah audio penampung yang memiliki tipe data Mp3, dan setelah
proses penyisipan pesan berhasil dilakukan, data yang dihasilkan adalah Stego_Mp3.
Hasil pembuatan gambar stego yang bertipe data Mp3 tersebut, akan memiliki ukuran file
yang sedikit berbeda dari Mp3 aslinya (audio penampung) karena perubahan terjadi akibat
pebedaan antara bit terakhir Mp3 dengan bit dari berkas.
Berikut adalah hasil pengolahan
Medium perantara adalah audio yang mempunyai format Mp3, dan hasil encode, audio
berformat .mp3 (Stego-object). Di mana ukuran Stego-object sedikit berubah dibandingkan
dengan Mp3 aslinya.
Berikut adalah hasil pengolahan audio sebelum disisipi pesan dan sesudah disisipkan
pesan dengan isi pesan yang sama.
No
Nama
Berkas
Mp3 asli
1.
08.mp3
2.676 KB
2.
15.mp3
1.956 KB
3.
23.mp3
2.388KB
4.
08.mp3
2.676 KB
5.
15.mp3
1.956 KB
6.
23.mp3
2.388KB
7.
08.mp3
2.676 KB
8.
15.mp3
1.956 KB
9.
23.mp3
2.388KB
10.
08.mp3
2.676 KB
11.
15.mp3
1.956 KB
12.
23.mp3
2.388KB
Nama
Berkas
cat.jpg
cat.jpg
cat.jpg
ipsum2.txt
ipsum2.txt
ipsum2.txt
Ro.jpg
Ro.jpg
Ro.jpg
Turtle.jpg
Turtle.jpg
Turtle.jpg
Stego
Besar
Berkas
142 KB
142 KB
142 KB
127 KB
127 KB
127 KB
137 KB
137 KB
137 KB
208 KB
208 KB
208 KB
Mp3
2.681
KB
1.961
KB
2.392
KB
2681
KB
1.961
KB
2.392
KB
2.681
KB
1.961
KB
2.392
KB
2.684
KB
1.963
KB
2.394
KB
PSN
R
34,88
35,56
24,98
40,88
31,36
26,61
37,16
21,52
35,48
33,16
35,27
27,38
Hasil pembuatan audio stego yang bertipe data Mp3 tersebut, akan memiliki ukuran
berkas yang sedikit berbeda dari audio aslinya (gambar penampung). Namun kualitas audio
akan tetap baik dalam kapasitas pendengaran manusia dengan sedikit noise.
Pengujian berikutnya dengan memeriksa gelombang dan spektrum dari berkas asli dan
berkas stego dengan menggunakan program Cool Edit Pro:
Berkas Asli
Berkas Stego
Pada perbandingan spektrum diatas dapat dilihat berubahnya spektrum dari berkas asli
dan berkas stego. Perubahan yang terjadi dikarenakan perubahan nilai biner berkas asli yang
disisipkan berkas rahasia.
Analisis PSNR menggunakan model matematika standar untuk mengukur perbedaan
antara dua gambar yang obyektif. Hal ini umumnya digunakan dalam pengembangan dan
analisis algoritma kompresi, dan untuk membandingkan kualitas visual antara sistem
kompresi yang berbeda (Bucklin, Davidson, Newman, Sergaves, Taylor, 2009).
2.6 PSNR (Peak Signal to Noise Ratio)
Analisis PSNR menggunakan model matematika standar untuk mengukur perbedaan
antara dua audi yang obyektif. Hal ini umumnya digunakan dalam pengembangan dan
analisis algoritma kompresi (Bucklin, 2009).
PSNR pada penelitian ini digunakan untuk mengetahui perbandingan kualitas citra
sebelum (audio penampung) dan sesudah disisipkan pesan (audio stego). Peak Signal to
Noise Ratio (PSNR) adalah perbandingan antara nilai maksimum dari sinyal yang diukur
dengan besarnya derau yang berpengaruh pada sinyal tersebut (Herianto, p. 4).
Dimana P1 adalah kekuatan sinyal berkas audio setelah proses penyembunyian
pesan dan P0 adalah kekuatan sinyal awal.
Nilai PSNR yang baikadalah lebih besar dari 30 dB. Dalam prakteknya, menjadi
sangat sulit untuk melihat perbedaan untuk PSNR yang lebih besar dari 50 dB antara gambar
sumber dan gambar terkompresi (Bucklin et.al, 2009).
Berikut adalah tabel nilai ukuran piksel file, ukuran file sebelum dan sesudah disisipi
pesan, beserta nilai PSNR gambar.
PENUTUP
Metode Least Significat Bit dapat diterapkan dalam steganografi, dan dapat meningkatkan
keamanan dari pihak luar yang tidak bertanggung jawab. Program aplikasi steganografi
dapat diterapkan pada citra Mp3 dengan Metode Least Significat Bit pada perangkat mobile
phone sehingga lebih mudah dan praktis untuk digunakan.Dari hasil percobaan dan evaluasi,
ternyata dihasilkan kualitas gambar yang baik setelah disisipi pesan, yaitu dengan kisaran
rata-rata nilai PSNR adalah 32,02 dB.
Beberapa saran yang diajukan dengan kemungkinan dilakukan pengembangan lebih lanjut
adalah sebagai berikut :
1. Pengembangan dengan metode lain sehingga program semakin bervariasi dan
berkembang seperti metode Low Bit Encoding, Phase Coding, Echo Hiding,
BPCS, Spread Spectrum.
2. Penggunaan media lain untuk lebih dikembangkan.
3. Pengembangan lebih lanjut dapat difokuskan pada penerapan metode LSB
sebagai steganografi untuk tipe file lain seperti video
4. Pengembangan lebih lanjut diarahkan agar audio stego yang dihasilkan dapat
langsung dikirimkan ke pengguna (user) lain.
Daftar Pustaka
Anton. (2005). SUARA DAN AUDIO. Retrieved Febuari 10, 2012, from
http://lecturer.ukdw.ac.id/anton/download/multimedia3.pdf
Bennet, S. M. (2005). Object-Oriented System Analysis and Design Using UML (3th ed.). Sine
Nomine.
Bucklin, T. C. (2009, April 1). PSNR Quality Analysis Methodology. Retrieved Maret 2012, 2012,
from http://techblog.cineform.com/
Debbabi, M., Hassaine, F., Jarraya, Y., Soeanu, A., & Alawneh, L. (2010). Verification &
Validation in System Engineering (Assessing UML/SysML Design Models). New York:
Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010 .
Dharwiyanti, S., & Wahono, R. S. (2003). Pengantar Unified Modeling Language (UML).
Retrieved from ilmukomputer.com.
Hapsari, D. D. (2009). APLIKASI VIDEO STEGANOGRAPHY. 121.
Hendrikus Zebua, H. Z. (2012). Implementasi Steganography WAV Audio files on low bit using
coding. 15-17.
Herianto. (n.d.). Pembangunan Perangkat Lunak Steganografi Audio MP3 dengan Teknik Parity
Coding. 4.
Johnson, Z. S. (2002). Steganography and Watermarking : Attacks and Countermeasures (3th
ed.). United State: Kluwer Academic Publishers.
K.P.Adhiya, & Patil, S. A. (2012). Hiding Text in Audio Using LSB Based Steganography. II (3), 24.
Miles, R., & Hamilton, K. (2006). Learning UML 2.0: A Pragmatic Introduction to UML.
California, United States of America: O'Reilly Media, Inc.
Munir, R. (2004). Steganografi dan Watermarking. 4-5.
Muslimin, M. (2012, Februari 2). Tata Suara. Retrieved Maret 15, 2012, from
http://www.scribd.com/: http://www.scribd.com/doc/48023135/Tata-Suara
Nurhayati, O. D. (2009). Multimedia Kompresi Audio / Video. Semarang.
Pressman, R. S. (2010). Software Engineering A Practitioner's Approach (7th ed.). New York:
McGraw-Hill.
Priyanta, F. (2012). Pemrograman ANDROID untuk Pemula. Jakarta – Indonesia: Cerdas Pustaka
Publisher.
Romdoni, A. (2010). Pengertian Aplikasi Mobile. Retrieved Maret 30, 2012
Skeldrak, A. (2010). Pengertian Android OS. Retrieved Maret 30, 2012
Utami, E. (2009). Pendekatan Metode Least Significant Bit Untuk Merancang Aplikasi
Steganografi Pada File Audio Digital Tidak Terkompresi. 21.