Stenografi dan WatermarkingEsther Wibowo ‐ esther.visual@gmail.comErick Kurniawan ‐ erick.kurniawan@gmail.com

Stenografi

Teknik menyembunyikan data rahasia didalam media digital.Memerlukan :◦ Wadah penampung : citra, audio, teks, video.◦ Data rahasia : citra, audio, teks, video.

Tujuan :◦ Menyamarkan eksistensi data rahasia.◦ Melindungi hak cipta.

Mengalami perubahan yang tidak dapat dideteksi mata.

Kriteria Stenografi

Fidelity ‐ kualitas citra penampung tidakjauh berubah.Robustness ‐ data yang disembunyikantahan terdapat operasi manipulasi citramis: transformasi, cropping, enkripsi, dll.Recovery ‐ data yang disembunyikanharus dapat diungkap kembali.

Teknik Penyembunyian Data

Mengganti bit‐bit data dalam segmencitra dengan bit‐bit data yang rahasia.Yang paling sederhana : Metode Least Significant Bit Modification (LSB).◦ Most Significant Bit (MSB) → bit yang paling berarti dalam 1 byte (8 bit).◦ Least Significant Bit (LSB) → bit yang paling tidak berarti dalam 1 byte (8 bit).

Contoh LSB

11010010→ MSB = 1, LSB = 0Bit LSB diganti satu lebih tinggi atau satulebih rendah.Perubahan kecil mis. Perubahan warnatidak tertangkap mata.00110011 10100010 11100010

00110010 10100011 11100011

Penggantian Bit LSB

Byte yang akan diganti dipilih secara acak, mis. byte no. 36, 5 , 21 dll.Bilangan acak didapat dengan Pseudo Random Number Generator (PNRG).Menggunakan algoritma enkripsi (dalamkriptografi) → menghasilkan sekumpulanbilangan acak yang sama untuk setiapkunci enkripsi yang sama.

Penyembunyian Dalam Citra 8 bit dan 24 bitTeknik penyembunyian data untuk citra 8 bit dan 24 bit berbeda, karena adaperbedaan susunan berkas : ◦ Citra 8 bit → header ‐ palet RGB ‐ data bitmap◦ Citra 24 bit → tidak punya palet RGB, data bitmap: 1 byte Red ‐ 1 byte Green ‐ 1 byte Blue

Penggantian LSB Pada Citra Bukan24 bitData citra diubah jadi format 24 bit → tiap data pixel punya komponen RGB.1 bit LSB dalam byte diganti dengan bit data rahasia.Mis. Jika yang diganti kebetulan byte komponen Green, perubahan kecilintensitas warna hijau dalam 1 pixel citratidak terdeteksi mata. 

Masalah Untuk Citra 8 bit

Citra 8 bit hanya punya 28 = 256 warna.Pengubahan format ke 24 bit berpotensimenghasilkan warna > 256 warna.Tiap data bitmap punya 3 byte → 3 bit LSB → 23 = 8 kombinasi warna.Bila citra punya 256 warna, makapenggantian bit bisa menghasilkan 256*8 = 2.048 macam warna.

Solusi

Sebelum proses penyembunyian data, warna citra diturunkan jadi 32 warnamaksimum.Jika tiap warna menghasilkan 8 warnabaru, jumlah warna maksimum 32*8 = 256 warna→ masih masuk kuota 8 bit.Bagaimana menurunkan jumlah warna?

Penurunan Jumlah Warna (1)

Kuantisasi warna, citra kuantisasi tampakpersis dengan citra semula.Algoritma diversity :◦ Buat histogram warna. Warna yang tidakmuncul dibuang saja.◦ Pilih warna dengan frekuensi tertinggi sebagaipatokan. Masukkan dalam daftar warnaterpilih.◦ Cari warna yang paling beda dengan warnapatokan. Masukkan dalam daftar.

Penurunan Jumlah Warna (2)Algoritma Diversity (lanjutan) :◦ Perbedaan dua warna dihitung dengan rumusjarak Euclidean :

◦ Untuk tiap warna yang tersisa dalam histogram, hitung jaraknya dari masing‐masing warna dalamdaftar warna terpilih.◦ Ambil warna yang paling jauh berbeda denganwarna yang sudah dipilih. Ulangi pemilihanhingga warna terpilih mencapai maks. 32 warna. 

( ) ( ) ( ){ } 2/1221

221

221 bbggrrd −+−+−=

r1, g1, b1 = komponen warna pertamar2,g2,b2 = komponen warna kedua

Ukuran Data Yang Disembunyikan

Bergantung pada ukuran citra penampung.Citra 8 bit berukuran 256x256 pixel punya65.536 pixel @ 1 byte → diubah 24 bit jadi65.536*3 = 196.608 byte.Tiap byte hanya bisa menyembunyikan 1 bit di LSB maka ukuran data rahasia maks. 196.608 bit = 24.576 byte. Ukuran tersebut harus dikurangi panjangnama berkas rahasia karena yang disembunyikan isi dan nama berkas. 

Teknik Pengungkapan Data

Reveal atau ExtractionPosisi byte yang menyimpan data rahasiadiketahui dengan PRNG lagi→ menggunakan kunci dalam enkripsi untukmembangkitkan bilangan acak yang sama.

Watermarking

Melindungi hak cipta barang digital : teks, musik (MP3, wav), citra, video (VCD).Distribusi offline dan online tidakmencantumkan pemilik atau pemeganghak cipta→ hasil karya SAYA!Teknik perlindungan : menyisipkaninformasi dalam data multimedia → teknik watermarking.

Watermarking

Watermark : informasi yang disisipkandalam data multimedia → merupakandigital signature /kode ID dari pemilik sah.Data yang disisipi watermark tidak bolehrusak atau bakal ketahuan.Kasus sengketa hak cipta→ watermark di‐ekstrak kemudian dibandingkan dengandigital signature yang bersengketa.

Tujuan Watermarking

Melindungi hak cipta (copyright labelling)Tamper‐proofing◦ Menunjukkan bahwa data digital telahmengalami perubahan.

Feature location◦ Mengidentifikasi isi dari data digital padalokasi‐lokasi tertentu.

Annotation/caption◦ Sebagai keterangan tentang data digital tsb.

Stenografi vs Watermarking

Watermarking bagian dari stenografi.Data penampung dalam stenografi tidakberarti apa‐apa, sedangkan data penampung pada watermarking itulahyang ingin dilindungi watermark.Beberapa metode : LSB, adaptif, spread spectrum, dll.

Bentuk Watermark

Data watermark dapat berupa teks, citraatau suara.Teks agak riskan→ kesalahan 1 bit sajadalam proses ekstraksi menghasilkan teksyang berbeda.Perubahan kecil dalam citra atau suaramungkin tidak terdeteksi manusia.Citra yang sering digunakan untukwatermark : logo atau lambang.

Penyisipan Watermark

Encoding : proses penyisipan watermark.Bisa disertai kunci atau tidakFungsi kunci:◦ Hanya pemilik sah yang bisa menge‐ekstraksiwatermark.◦ Mencegah penghapusan watermark olehpihak lain.

Proses Enkripsi

Contoh Watermarking

Perubahan citra ter‐watermark tidakkelihatan oleh manusia.

Verifikasi Watermark

Terdiri dari 2 sub‐proses :◦ Ekstraksi watermark (decoding)Bisa menggunakan citra asal atau tidak, beberapa teknik decoding menggunakan citraasal untuk meningkatkan kinerja.◦ PembandinganMemberi keputusan terhadap watermark tersebut.

Proses Verifikasi