Steganografi dan Watermarking

1
Steganografi dan Watermarking
2
Pengantar Prisoners Problem
Pesan rahasia Lari jam satu
3

• Bagaimana Bobi mengirim pesan rahasia kepada
  Alisa tanpa diketahui oleh Fred?
• Alternatif 1 mengenkripsinya
• xjT9uvmY!rc
• Fred pasti curiga!

4

• Alternatif 2 menyembunyikannya di dalam pesan
  lain
• Lupakan asal rumor itu jangan ambil manfaatnya
  setelah aku tutup usia
• Fred tidak akan curiga!
• Information hiding dengan steganografi!

5
Pesan (message)

• 1. Teks
• Torang semua bersodara
• 2. Audio

3. Gambar (image) 4. Video
6
Properti Steganografi

• Embedded message (hiddentext) pesan yang
• disembunyikan.
• Cover-object (covertext) pesan yang digunakan
  untuk menyembunyikan embedded message.
• Stego-object (stegotext) pesan yang sudah
  berisi pesan embedded message.

7
(No Transcript)
8
Contoh-contoh

• Lupakan asal rumor itu jangan ambil manfaatnya
  setelah aku tutup usia
• Covertext
• upakan sal umor tu angan mbil anfaatnya etelah
  ku utup sia
• Hiddentext
• Lari jam satu
• Stegotext
• Lupakan asal rumor itu jangan ambil manfaatnya
  setelah aku tutup usia

9

• Steganografi (steganography) adalah teknik
  menyembunyikan data rahasia di dalam wadah
  (media) digital, sehingga keberadaan data rahasia
  tersebut tidak diketahui oleh orang.
• Steganografi membutuhkan dua properti wadah
  penampung dan data rahasia yang akan
  disembunyikan.

10

• Steganografi digital menggunakan media digital
  sebagai wadah penampung, misalnya citra suara
  (audio), teks, dan video.
• Data rahasia yang disembunyikan juga dapat berupa
  citra, suara, teks, atau video.
• Penggunaan steganografi antara lain bertujuan
  untuk menyamarkan eksistensi (keberadaan) data
  rahasia, sehingga sulit dideteksi, dan melindungi
  hak cipta suatu produk.

11

• Steganografi dapat dipandang sebagai kelanjutan
  kriptografi. Jika pada kriptografi data yang
  telah disandikan (chipertext) tetap tersedia,
  maka dengan steganografi chiperteks dapat
  disembunyikan sehingga pihak ketiga tidak
  mengetahui keberadaannya.
• Data rahasia yang disembunyikan dapat diekstraksi
  kembali persis sama seperti keadaan aslinya.

12
Sejarah Steganografi

• Steganografi dengan media kepala budak
  (Herodatus, penguasa Yunani).
• Kepala budak dibotaki, ditulisi pesan, rambut
  budak dibiarkan tumbuh, budak dikirim.
• Penggunaan tinta tak-tampak (invisible ink).
• Tinta dibuat dari campuran sari buah, susu, dan
  cuka. Tulisan di atas kertas dapat dibaca dengan
  cara memanaskan kertas tersebut.

13
Steganografi vs Kriptografi

• Steganografi dapat dianggap pelengkap kriptografi
  (bukan pengganti).
• Steganografi menyembunyikan keberadaan
  (existence) pesan
• Kriptografi menyembunyikan isi (content) pesan

14
A. Kriteria Steganografi

• Penyembunyian data rahasia ke dalam citra digital
  akan mengubah kualitas citra tersebut. Kriteria
  yang harus diperhatikan dalam penyembunyian data
  adalah
• Imperceptible, keberadaan pesan rahasia tidak
  dapat dipersepsi

15
A. Kriteria Steganografi

• 2. Fidelity, mutu citra penampung tidak jauh
  berubah. Setelah penambahan data rahasia, citra
  hasil steganografi masih terlihat dengan baik.
  Pengamat tidak mengetahui kalau di dalam citra
  tsb terdapat data rahasia.

16
A. Kriteria Steganografi

• 3. Robustness, data yang disembunyikan harus
  tahan (robust) terhadap berbagai operasi
  manipulasi yang dilakukan pada citra penampung,
  seperti pengubahan kontras, penajaman,
  pemampatan, rotasi, perbesaran gambar, pemotongan
  (cropping), enkripsi, dsb.

17
A. Kriteria Steganografi

• Bila pada citra penampung dilakukan
  operasi-operasi pengolahan citra tersebut, maka
  data yang disembunyikan seharusnya tidak rusak
  (harus valid jika jika diekstraksi kembali).
• 4. Recovery, data yang disembunyikan harus dapat
  diungkapkan kembali (reveal).

18
A. Kriteria Steganografi

• Karena tujuan steganografi adalah data hiding,
  maka sewaktu-waktu data rahasia di dalam citra
  penampung harus dapat diambil kembali untuk
  digunakan lebih lanjut.

19
B. Teknik Menyembunyikan Data

• Penyembunyian data dilakukan dengan mengganti
  bit-bit data di dalam segmen citra dengan bit-bit
  data rahasia.
• Hingga saat ini sudah banyak dikemukakan oleh
  para ilmuwan metode-metode penyembunyian data.
  Metode yang paling sederhana adalah metode
  modifikasi LSB (Least Significant Bit
  Modification).

20
B. Teknik Menyembunyikan Data

• 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.

21
Contoh metode modifikasi LSB untuk menyisipkan
Steganografi pada citra digital.

• Misalnya pada byte 11010010, bit 1 yang pertama
  (digarisbawahi) adalah bit MSB dan bit 0 yang
  terakhir (digarisbawahi) adalah bit LSB.
• Bit yang cocok untuk diganti adalah bit bit LSB,
  sebab penggantian hanya mengubah nilai byte tsb.
  1 lebih tinggi atau 1 lebih rendah dari nilai
  sebelumnya.

22
Contoh metode modifikasi LSB untuk menyisipkan
Steganografi pada citra digital.

• Misalkan byte tersebut di dalam gambar menyatakan
  warna tertentu, maka perubahan satu bit LSB tidak
  akan mengubah warna tersebut secara berarti, lagi
  pula mata manusia tidak dapat membedakan
  perubahan yang kecil.

23
B. Teknik Menyembunyikan Data

• Bilangan acak dibangkitkan dengan
  pseudo-random-number-generator (PRNG).
• PRNG menggunakan kunci rahasia untuk
  membangkitkan posisi pixel yang akan digunakan
  untuk menyembunyikan bit-bit.
• PRNG dibangun dalam sejumlah cara, salah satunya
  dengan menggunakan algoritma kriptografi DES
  (Data Encryption Standard)

24
B. Teknik Menyembunyikan Data

• Tujuan dari enkripsi adalah menghasilkan
  sekumpulan bilangan acak yang sama untuk setiap
  kunci enkripsi yang sama.
• Bilangan acak dihasilkan dengan cara memilih
  bit-bit dari sebuah blok data hasil enkripsi.

25
Metode LSB (spatial domain)

• Mengganti bit LSB dengan bit data.
• 11010010
• MSB LSB
• LSB Least Significant Bit
• MSB Most Siginificant Bit
• Mengubah bit LSB hanya mengubah nilai byte satu
  lebih tinggi atau satu lebih rendah dari nilai
  sebelumnya

26
LSB

• Misalkan cover-object adalah citra
• 00110011 10100010 11100010 01101111
• (sekelompok pixel berwarna merah)
• Misalkan embedded message 0111
• Encoding
• 00110010 10100011 11100011 01101110
• (pixel berwarna merah berubah sedikit)

27
LSB

• Ukuran data yang akan disembunyikan bergantung
  pada ukuran cover-object.
• Citra 24-bit ukuran 256 ? 256 pixel 65536
  pixel.
• Setiap pixel berukuran 3 byte (komponen RGB),
  berarti ada 65536 ? 3 196608 byte.
• Setiap 1 byte menyembunyikan satu bit di LSB-nya,
  maka ukuran data yang dapat disembunyikan
• 196608/8 24576 byte

28
LSB

• Untuk memperkuat teknik penyembunyian data,
  bit-bit data rahasia tidak digunakan mengganti
  byte-byte yang berurutan, namun dipilih susunan
  byte secara acak.
• Misalnya jika terdapat 50 byte dan 6 bit data
  yang akan disembunyikan, maka maka byte yang
  diganti bit LSB-nya dipilih secara acak, misalkan
  byte nomor 36, 5, 21, 10, 18, 49.

29
LSB

• Keuntungan
• Mudah diimplementasikan dan proses encoding
  cepat
• Kelemahan
• Tidak tahan terhadap pengubahan (modifikasi)
  terhadap cover object.