TUGAS KHUSUS 3 KRIPTOGRAFI & STEGANOGRAFI : WATERMARKING & DATA ENCRYPTION STANDARD (DES)

 

WATERMARKING & DATA ENCRYPTION STANDARD (DES)

 

WATERMARKING 

Secara hierarkis, watermarking merupakan suatu proses yang berakar pada konsep ilmu

steganography. Steganography sendiri sudah dikenal sejak jaman Mesir kuno. Menurut

Cachin dalam, steganography diartikan sebagai suatu seni dan ilmu untuk

menyembunyikan pesan yang sebenarnya sehingga orang awam tidak dapat mendeteksinya.

Menurut Popa dalam, steganography dapat dibagi menjadi 2 (dua) bagian yaitu

protection against detection (data hiding) dan protection against removal (document

marking). Watermarking merupakan salah satu jenis dari document marking.

 

Steganography juga digunakan selama perang dunia kedua, antara lain untuk mengirim

pesan-pesan rahasia agar tidak diketahui oleh musuh. Sebagai contoh, seorang mata-mata

German pernah mengirimkan pesan “Apparently neutral’s protest is thoroughly

discounted and ignored. Isman hard hit. Blockade issue affects for pretext embargo on

by-products, ejecting suets and vegetable oils.” Rangkaian pesan tersebut ternyata

memiliki pesan tersembunyi yang akan terlihat dengan mengambil huruf kedua dari tiap kata.

Pesan sebenarnya adalah “Pershing sails for NY June 1”.

Perkembangan dunia internet yang memungkinkan semua bentuk media dapat

menyebar dengan mudah, mendorong pembuat dokumen multimedia untuk menambahkan

suatu tanda di dalam dokumen multimedia yang dibuat. Tanda (marking) yang ditambahnya

umumnya berupa identitas atau copyright dari dokumen tersebut

 

gambar asli akan di-encode dengan menambahkan
gambar rahasia dan kunci tertentu. Gambar yang sudah di-encode, selanjutnya dapat
ditransfer melalui suatu jalur komunikasi dan jika akan diperiksa keasliannya atau ingin
mendapatkan gambar aslinya, maka dilakukan proses decoder. Proses decoder key (kunci)
yang sama dengan kunci pada proses encode.

 

teknik digital watermarking dapat diaplikasikan dalam berbagai hal, antara lain:

1.Ownership Assertion. Kepemilikan dari dokumen multimedia dapat dilindungi dengan
menambahkan watermark yang berisi informasi pemilik dari dokumen multimedia.
Pemilik juga dapat mempublikasikan dokumen multimedia yang sudah disisipi
watermark dengan aman tanpa harus mempublikasikan dokumen multimedia yang asli.
Jika terjadi terjadi klaim dari orang lain mengenai dokumen multimedia tersebut, tentu
dapat diketahui secara otentik siapa pemilik sebenarnya.
2. Fingerprinting. Watermarking dan fingerprinting pada dasarnya sama, hanya saja pada
fingerprinting, penyisipan watermark biasanya bersifat unik untuk suatu dokumen
multimedia. Dokumen multimedia yang sama dapat memiliki fingerprint yang berbeda. 

3. Copy prevention or control. Teknik watermarking juga dapat dilakukan untuk mencegah
dokumen multimedia untuk diduplikasi dengan hardware atau software tertentu.
Misalnya untuk mencegah suatu dokumen multimedia yang tersimpan dalam CD atau
DVD agar tidak diduplikasi dengan CD atau DVD copier  

4. Fraud and tamper detection. Watermarking juga dapat digunakan untuk mendeteksi
adanya pembajakan terhadap suatu dokumen digital.
5. ID card security. Informasi berupa passport atau ID juga dapat disertakan sebagai
watermark ke dalam foto orang yang bersangkutan, sehingga jika suatu saat dokumen
seperti passport dimanipulasi oleh orang lain dengan mengganti fotonya maka dapat
dideteksi.  

 

Teknik-teknik Watermarking terhadap Berbagai Bentuk Multimedia
Setiap bentuk dan jenis multimedia memiliki katakteristik tersendiri sehingga dalam
proses watermarking juga memiliki teknik yang berbeda-beda. Namun secara umum, teknik
watermarking yang baik harus memenuhi kriteria sebagai berikut:
• Imperceptibility. Secara kasat mata manusia, antara media asli dan media yang sudah
disisipi watermark harus tidak dapat dibedakan.
• Trustworthiness. Watermark harus dapat menjamin kepemilikan asli dari media tersebut,
artinya watermark harus sulit untuk dipalsukan.
• Robustness. Watermark yang dihasilkan harus tangguh dan tahan terhadap perubahan
yang terjadi pada media.  

 

Berikut ini teknik-teknik watermarking untuk jenis media text, image, audio dan video.
1. Text Watermarking
Proses watermarking terhadap dokumen teks sebenarnya telah dilakukan di dalam
kehidupan sehari-hari, misalnya dengan mencetak dokumen teks pada media khusus seperti
kertas segel. Namun untuk melakukan watermarking pada teks yang tersimpan dalam
dokumen digital, teknik yang dilakukan tidaklah sama. Berikut ini beberapa teknik
watermarking terhadap teks.
• Line Shift Coding Protocol
Teknik watermarking ini dilakukan dengan mengurangi jarak antar teks dari sisi baris.
Jarak yang dikurangi tersebut dibuat sekecil mungkin (misalnya 1/300 inch) sehingga
tidak akan terdeteksi oleh mata telanjang, namun dapat dideteksi dengan mudah dengan
komputer.
• Word Shift Coding Protocol
Word Shift Coding Protocol pada dasarnya sama dengan teknik Line Shift Coding
Protocol, hanya saja yang dikurangi bukan spasi antar baris, namun spasi antar kata
(word).
• White Space Manipulation
• Text Content  

 

2. Image Watermarking
Watermarking terhadap gambar (image) paling banyak dilakukan untuk melindungi
gambar seperti foto. Saat ini cukup banyak teknik maupun algoritma watermarking terhadap
gambar yang ditawarkan. Beberapa diantaranya sebagai berikut:
• Simple Watermarking
Teknik ini merupakan teknik yang paling sederhana dimana watermarking dilakukan
dengan menambahkan gambar atau teks tertentu pada gambar asli. Dan untuk
mendapatkan gambar asli kembali, watermark yang ditambahkan dapat dibuang
dengan teknik, tool dan keahlian tertentu. 

• Least Significant Bit Hiding (Image Hiding)
metode LSB (Least Significant Bit) merupakan salah satu metode watermarking yang bekerja dalam mode warna RGB (Red, Green, Blue). Metode ini bekerja dengan cara menyisipkan informasi pada bit-bit paling kanan dari setiap elemen RGB. Perubahan bit paling kanan hanya menimbulkan perubahan nilai RGB sebesar 1 dari 256 warna yang ada. Perubahan tersebut tidak dapat dideteksi dengan mata telanjang. Namun dengan komputer, misalnya menggunakan metode Enhanced LSB, dapat dideteksi dengan mudah apakah gambar mengandung watermark atau tidak. Metode LSB mudah untuk dideteksi karena penyisipan informasi dilakukan secara langsung dalam bit-bit dokumen tanpa melalui proses pengacakan.
• Hue Saturation Lightness (HSL)
Metode watermarking dengan HSL pada dasarnya mirip dengan metode LSB. Metode
HSL bekerja pada mode warna HSL sedangkan metode LSB bekerja pada mode RGB.
Evan dalam mencoba memanfaatkan metode HSL ini untuk melakukan
watermarking pada citra bitmap. Hasilnya metode HSL lebih baik dibanding metode
LSB.
• Discrete Cosine Transformation (DCT)
Sebelum dilakukan encoding, gambar asli dibagi terlebih dahulu menjadi beberapa
bagian, misalnya matriks 8 x 8. Algoritma dalam teknik DCT ini selain digunakan
untuk menyembunyikan informasi, juga digunakan untuk melakukan kompresi
terhadap gambar, terutama yang bertipe JPEG. Menurut [14], teknik DCT memiliki
kelebihan dalam optimasi dan kecepatannya.
• Discrete Wavelet Transformation (DWT)
Teknik ini merupakan teknik yang lebih efektif dibanding DCT, dimana memiliki
tingkat kompresi yang lebih tingg
• Independent Component Analysis (ICA)
Dijelaskan mengenai prinsip dasar independent component analysis
(ICA) dan penerapannya dalam signal processing. Saat ini ICA juga diterapkan dalam
teknik watermarking, misalnya dalam algoritma ICA diterapkan dalam blok dari
host image dan watermark image. didiskusikan mengenai penerapan
blind content based watermarking dengan memanfaatkan konsep ICA dan DCT.
Hasilnya jauh lebih baik dan akurat dibanding teknik tanpa ICA, akan tetapi memiliki
kelemahan dalam hal kecepatannya.
• Singular Value Decomposition (SVD)
Pemanfaatan teknik SVD dalam watermarking miliki Teknik ini dapat
digunakan untuk melakukan autentifikasi citra berdasarkan nilai korelasi watermark
yang di-ekstrak. Teknik ini cukup robust terhadap beberapa pengolahan citra.
• Spread Spectrum Watermarking
Metode spread spectrum watermarking melakukan penyisipan dan pendeteksian
watermark dalam ranah transform. Mula-mula citra ditransformasikan ke dalam
ranah frekuensi, lalu bit watermark disisipkan pada koefisien transformasi (misalnya
koefisien DCT, FFT, DWT). Metode ini lebih robust terhadap gangguan atau
serangan seperti kompresi, cropping dan low pass filtering

3. Sound Watermarking
Selain untuk dokumen berupa image, teknik Spread Spectrum juga dapat diterapkan di
dokumen multimedia jenis audio. Teknik Spread Spectrum merupakan teknik yang cukup
populer saat ini. Pesan yang akan disampaikan dianggap sebagai sinyal narrowband bukan
sinyal wideband. Teknik yang digunakan dalam Spread Spectrum adalah dengan
menyebarkan bit-bit watermark di atas saluran frekuensi rendah.

4. Video Watermarking
Watermarking terhadap dokumen multimedia berupa video dapat melibatkan beberapa
teknik watermarking, misalnya watermarking terhadap gambar dan suara. Dalam melakukan
watermarking terhadap video, beberapa hal perlu diperhatikan yaitu robustness terhadap
kompresi, perubahan geometris maupun pemotongan frame, kebenaran pengkodean frame
tanpa visual artefact dan harus memperhatikan runtime atau performa kecepatan dari video
yang dihasilkan. Beberapa contoh algoritma yang dapat diterapkan dalam video watermarking antara lain algoritma Zhao Koch dan algoritma Fridrich. algoritma Zhao Koch memiliki kelebihan jika diterapkan pada video jenis MPEG   sementara algoritma Fridrich memiliki keuntungan karena dapat menyisipkan lebih banyak
informasi.

 

DES