5 Pengkonversian Sekuen DNA menjadi Pesan

5 Pengkonversian Sekuen DNA menjadi Pesan
Pesan yang telah disatukan pada tahap
sebelumnya masih belum berupa pesan yang
sesungguhnya. Pesan masih berupa struktur
DNA. Oleh karena itu perlu dilakukan
pengonversian pesan. Aturan konversi pada
tahap ekstraksi merupakan kebalikan dari
konversi pada tahap penyisipan. Contoh
langkah pengektraksian dapat dilihat pada
Lampiran 2.
Setelah tahap penyisipan dan ektraksi pesan
dilakukan, maka selanjutnya adalah analisis
terhadap hasil yang diperoleh. Analisis
dilakukan dengan dua pandangan, yaitu dengan
file DNA sebagai cover-object dan DNA
manusia yang sesungguhnya yang menjadi
cover-object. Analisis yang dilakukan yaitu
analisis imperceptible, analisis fidelity, analisis
recovery, dan analisis keamanan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Imperceptible
Proses penyisipan pesan pada penelitian ini
menghasilkan sebuah file DNA berformat fasta.
File tersebut berisi sekuen DNA yang secara
umum sulit untuk diketahui asli atau tidaknya.
Analisis tahap ini dilakukan untuk menguji
tingkat kecurigaan seseorang berdasarkan
indera penglihatan manusia.
Analisis imperceptible dilakukan dengan
menyebarkan kuisioner yang bertujuan untuk
mencari tahu apakah seseorang dapat
mengetahui keberadaan pesan di dalam suatu
file DNA. Kuisioner diberikan kepada 30
responden dari bidang ilmu yang berbeda.
Sepuluh responden berasal dari Departemen
Ilmu Komputer, sepuluh responden berasal dari
Departemen Biologi dan sepuluh responden
berasal dari Departemen Biokimia. Perbedaan
latar belakang bidang ilmu pada responden
membuat mereka melihat sekuen DNA dengan
cara pandang yang berbeda. Hal tersebut
dilakukan agar pengecekan keberadaan pesan
dilakukan oleh orang yang kurang lebih
mengerti tentang sekuen DNA atau tentang
steganografi.
Kuisioner berisi dua sekuen DNA dan dua
pertanyaan. Salah satu sekuen tersebut telah
disisipkan pesan. Sekuen pertama terdiri atas
1067 pasang basa dan sekuen kedua terdiri atas
1330 pasang basa. Kedua sekuen dipilih karena
memiliki panjang yang wajar untuk dilihat
secara visual manusia. Pertanyaan yang
diberikan berjumlah dua soal pilihan ganda.
Pertanyaan pertama terkait dengan keberadaan
pesan dalam ke dua sekuen DNA. Jika
responden mengetahui adanya pesan maka
responden memilih sekuen yang telah berubah,
tidak sesuai, atau terlihat aneh secara visual
manusia. Di lain pihak, pada pertanyaan kedua,
responden yang dirasa mengetahui bahwa ada
yang aneh pada salah satu atau kedua sekuen
DNA tersebut, untuk menyertakan alasan
mengapa mereka menganggapnya aneh.
Contoh kuisioner dapat dilihat pada Lampiran
3.
Kuisioner dinilai berdasarkan dua kriteria
utama, yaitu benar dalam menjawab dan salah
dalam menjawab. Responden yang menjawab
secara salah ataupun tidak tahu dan menjawab
secara benar dengan alasan yang tidak tepat
diartikan bahwa responden tersebut tidak
mengetahui keberadaan pesan. Responden jenis
ini dikategorikan menjawab salah. Di lain
pihak, responden yang menjawab secara benar
dengan alasan yang tepat diartikan responden
mengetahui bahwa ada yang janggal pada
sekuen DNA tersebut. Responden jenis ini
dikategorikan menjawab benar. Hasil kuisioner
untuk analisis imperceptible dapat dilihat pada
Tabel 1.
Tabel 1 Hasil Kuisioner untuk Analisis Sifat
Imperceptible
Bidang Ilmu
Pilihan Jawaban
Salah
Benar
Ilmu
Komputer
9 orang
1 orang
Biokimia
9 orang
1 orang
Biologi
9 orang
1 orang
Total
27 orang
3 orang
Berdasarkan pada Tabel 1, dapat dilihat
bahwa bahwa 9 responden dari masing-masing
bidang ilmu tidak mengetahui secara pasti atau
tidak mengetahui adanya pesan dalam sekuen
DNA. Hanya 3 orang dari keseluruhan jumlah
responden
yang
berpendapat
mereka
mengetahui adanya perbedaan dan memberikan
7
Jumlah Pemilih
alasan yang tepat. Grafik hasil kuisioner dapat
dilihat pada Gambar 6.
100.00%
90.00%
80.00%
70.00%
60.00%
50.00%
40.00%
30.00%
20.00%
10.00%
0.00%
muncul suatu sekuen DNA baru pada coverobject.
Sekuen baru
yang terbentuk
dikhawatirkan akan mengurangi kualitas
cover-object.
Proses analisis ini dilakukan dengan cara
mencari nilai e-value dan query coverage yang
dihasilkan dari file DNA. Untuk mendapatkan
nilai tersebut, digunakan alat yang sudah
disediakan di situs www.ncbi.nlm.nih.gov. Alat
bantu yang digunakan bernama BLAST.
Biologi
Biokimia
Ilmu
Komputer
Salah
BLAST menerima input berupa file DNA
yang telah disisipi pesan. File tersebut yang
kemudian dihitung tingkat kemiripannya secara
otomatis oleh BLAST sehingga didapatkan
daftar sekuen DNA berserta nilai e-value dan
query coverage yang dihasilkan.
Benar
Jawaban
Gambar 6 Diagram Hasil Kuisioner.
Percobaan dilakukan sebanyak 16 kali
dengan menginputkan file DNA yang berbeda
dan telah berisi pesan di dalamnya. Dari tiap
percobaan tersebut, media penyimpanan yang
digunakan sama yaitu file DNA yang terdiri
atas 6498 pasang basa dan berukuran 6,4 Kb.
Masing-masing dari file DNA disisipkan pesan
dengan banyaknya karakter sebanyak kelipatan
50 beserta kapasitas maksimalnya. Jumlah
karakter mulai dari 0 hingga 700 dan 702
karakter (kapasitas maksimal). Nilai query
coverage yang dihasilkan dari setiap percobaan
dapat dilihat pada Gambar 7.
Pada Gambar 6 terlihat bahwa sebagian
besar atau 90% responden tidak mengetahui
keberadaan pesan. Hanya 10% responden yang
berpendapat bahwa mereka mengetahui dan
menjawab dengan alasan yang tepat.
Hasil kuisioner menunjukkan bahwa
sebagian besar orang tidak mengetahui bahwa
ada pesan dalam sekuen DNA yang telah
disisipkan pesan atau dengan kata lain sebagian
besar orang tidak curiga terhadap sekuen
tersebut. Jadi, dapat disimpulkan bahwa teknik
steganografi pada file DNA berformat fasta
telah memenuhi salah satu kriteria utama yaitu
imperceptible.
Pengaruh Jumlah Karakter terhadap Nilai Query Coverage
Query Coverage
100.00%
80.00%
60.00%
40.00%
20.00%
0.00%
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Jumlah Karakter
Gambar 7 Grafik Pengaruh Jumlah Karakter terhadap Nilai Query Coverage.
Analisis Fidelity
Penyisipan suatu pesan ke dalam media file
DNA akan mengubah sekuen DNA tersebut.
Perubahan tersebut akan mengubah mutu
cover-object.
Pada
proses
penyisipan,
perubahan struktur DNA dilakukan pada
fragmen tertentu yang telah terpilih. Fragmen
yang telah terpilih tersebut diganti dengan
fragmen baru yang berisi pesan, sehingga
Pada Gambar 7 terlihat bahwa terjadi
penurunan nilai query coverage. Penurunan
terus terjadi seiring dengan penambahan
jumlah
karakter.
Penurunan
tersebut
mengakibatkan penurunan tingkat kemiripan
antara stego-object dengan cover-object-nya.
Penurunan
query
coverage
tersebut
menandakan adanya perubahan yang terjadi
dan bukan menandakan mutu pada file DNA.
8
Penilaian mutu file DNA dilihat dari nilai evalue yang dihasilkan.
Nilai e-value yang dihasilkan selalu bernilai
0,0. Nilai e-value 0,0 berarti kemiripannya
dengan suatu DNA tinggi. Jadi, berdasarkan
percobaan tersebut, dapat disimpulkan bahwa
file yang telah dilakukan penyisipan masih
memiliki mutu yang baik dan masih dianggap
sebagai suatu DNA, sehingga teknik
steganografi ini dapat dikatakan memenuhi
kriteria fidelity.
Analisis Recovery
a = 12
b=4
c = 1/b = 1/4
p = ca =(1/4)12 = 5,7 x 10-7
Peluang kegagalan sebesar 5,7 x 10 -7
berarti kecil kemungkinan untuk proses
ekstraksi gagal dilakukan. Jadi, dapat
disimpulkan bahwa metode ini dapat
diekstraksi dan memenuhi kriteria sifat
recovery.
Analisis Keamanan
Proses penyisipan pesan menghasilkan
sebuah file DNA baru yang telah disisipi pesan.
Keberhasilan dalam pengambilan kembali
pesan tersebut menandakan ektraksi pesan atau
recovery dapat dilakukan.
Analisis ini dilakukan dengan cara
mengekstraksi pesan yang telah disisipkan pada
percobaan tahap analisis fidelity sebelumnya.
Percobaan dilakukan sebanyak 16 kali
pengekstraksian pesan.
Pada seluruh percobaan mengekstraksi
pesan, mendapatkan hasil bahwa seluruh pesan
dapat diekstraksi. Pesan yang terekstraksi
merupakan pesan yang benar dan sesuai.
Berdasarkan
hasil
percobaan,
peluang
kemungkinan pesan dapat diekstraksi adalah
100 %. Hasil ini menandakan bahwa proses
ektraksi dapat dilakukan.
Namun,
secara
teoritis
peluang
kemungkinan kegagalan hasil masih mungkin
terjadi. Hal ini dapat terjadi karena
ditemukannya struktur yang sama dengan
marker dan enzim pada fragmen pesan,
sehingga terjadi kesalahan pencarian fragmen
pada tahap ektraksi pesan. Hal ini
mengakibatkan pesan tidak dapat terekstraksi.
Peluang kemungkinan kegagalan dapat terjadi
dapat dihitung dengan penghitungannya
sebagai berikut:
p = ca
a : jumlah pasang-basa sekuen marker dan
enzim
b : banyaknya kejadian yang mungkin dari
tiap pasang-basa
c : kemungkinan tiap pasang-basa untuk
terjadi
Analisis imperceptible telah menandakan
keamanan yang diberikan yaitu dari segi visual.
Jika seseorang tidak mencurigai bahwa di
dalam file DNA tersebut ada pesan, maka
secara visual dapat dikatakan aman.
Keamanan yang diberikan pada metode ini
tidak hanya dari segi visual saja, tetapi juga
dari adanya fungsi pembangkit bilangan secara
acak.
Tingkat
keamanan
pengacakan
bergantung pada metode yang digunakan,
dalam hal ini adalah metode LCG.
Seseorang yang dapat mendeteksi pesan,
belum dapat mengetahui isi pesannya karena
masih berbentuk sekuen DNA dan fragmennya
masih dalam urutan acak. Untuk dapat
mengetahui pesannya harus dibangkitkan
urutannya dan dikonversikan terlebih dahulu.
Ketahanan informasi dengan metode ini
dinilai kurang baik. Informasi yang disisipkan
dapat menjadi rusak apabila seseorang
mengubah fragmen pesan. Jika hal tersebut
terjadi, maka pesan yang disembunyikan pada
media menjadi tidak sesuai lagi.
Berdasarkan uraian di atas dapat
disimpulkan bahwa teknik steganografi dengan
metode DNA rekombinan dikatakan aman
karena memiliki beberapa sistem keamanan.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari hasil percobaan yang dilakukan pada
penelitian ini diperoleh beberapa kesimpulan:
1 Metode DNA rekombinan dapat dilakukan
untuk menyisipkan pesan ke dalam file
DNA
p : kemungkinan untuk tiap karakter
membentuk sekuen marker dan enzim
9