ABSTRAK



Kebutuhan akan keamanan data telah mendorong orang untuk mencari cara alternatif agar informasi yang akan dikirim pada orang lain tidak dapat diubah tanpa seizin pemiliknya.Salah satu cara untuk menandai hak milik pada suatu data digital adalah dengan teknik watermarking.

Pada tugas akhir ini dilakukan pembuatan aplikasi watermarking digital pada citra berwarna. Bertujuan untuk menghasilkan suatu metoda keamanan data dan penandaan hak cipta pada citra digital. Dengan menyisipkan informasi pada citra digital, informasi yang disisipkan tidak akan terlihat dengan kasat mata.

Metode penyisipan informasi pada citra digital menggunakan metode LSB (Least Significant Bit). Dimana penyisipan LSB adalah penyisipan pesan dengan cara menyisipkan bit terendah pada data pixel yang menyusun file gambar. 

Pembangunan aplikasi ini melakukan penyisipan pesan kedalam citra digital, dan menampilkan pesan yang telah disisipkan  berupa teks

Arief H Suardi, DS

LEDHI SHOLITA K, ALUMNI

MELLYA PEBRIANA NUR HASANAH DAN TATA KARTASUDJANA,.M.Ds, DS

Universitas Pasundan

PAGE  II - 17Landasan Teori	                                         BAB IILANDASAN TEORIPada bab ini akan dibahas beberapa konsep dasar yang berhubungan dengan  watermarking digital pada citra berwarna, seperti definisi citra digital , framework, karakteristik dan klasifikasi teknik watermarking digital pada citra berwarna. 2.1	Citra DigitalCitra atau image diartikan sebagai gambaran dari objek dua dimensi atau tiga dimensi  dari suatu pemandangan atau gambar [STE95]. Sedangkan digital yaitu suatu teknologi yang diterapkan pada logika manusia menggunakan  peralatan elektronik.Jadi Citra Digital adalah penggambaran objek  dua dimensi atau tiga dimensi dengan menggunakan teknologi yang berdasarkan pola logika manusia yang diterapkan dalam sistem peralatan elektronika. Yang disebut peralatan elektronika disini yaitu komputer. Sehingga citra digital dapat disebutkan sebagai penggambaran objek pada sistem komputer.2.1.1 Representasi Citra Digital	  Citra digital merupakan representasi dari matriks bernilai numerik yang merepresentasikan nilai perhitungan intensitas cahaya. Citra dapat didefinisikan sebagai suatu fungsi yang kontinue dari suatu intensitas cahaya f(x,y) pada suatu bidang dua dimensi (x,y) menyatakan suatu koordinat spatial, dan nilai  f  pada titik (x,y)  menyatakan intensitas cahaya.	Fungsi  f(x,y) bisa juga disebut suatu matriks berbentuk array dengan ukuran NxM, dimana N menyatakan indeks baris dan M menyatakan indeks kolom. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar 2.1 Gambar 2.1 Matrik citra digital2.1.2	Citra BerwarnaCitra berwarna adalah sebuah  istilah yang digunakan dalam tugas akhir ini, dimana sebuah citra yang akan digunakan untuk melakukan penyisipan pesan rahasia didalam citra itu dengan menggunakan format *.BMP (Bitmap).  Proses pembacaan data citra dilakukan dengan cara mengambil data setiap byte dari citra tersebut lalu disimpan dalam variabel sementara dengan tipe array.Untuk lebih jelas, dibawah ini akan digambarkan ilustrasi  dari pernyataan diatas. Dengan contoh  citra true color  24 Bit (RGB). Dengan ukuran 3x3 pixel :Gambar 2.2 Citra AsliData citra dalam bentuk array tersebut disimpan pada variabel dengan tipe array of integer. Pada tugas akhir ini nama variabel untuk menyimpan nilai array pada citra adalah ” Type DataPixel ”.2.1.3 PixelMasing-masing elemen pada citra digital disebut image element, picture element atau pixel.  Jadi, citra yang berukuran N x M mempunyai NM buah pixel [MUN04]. Sebagai contoh, misalkan sebuah citra 24 bit berukuran 256x256 pixel dan direpresentasikan secara numerik dengan matriks yang terdiri dari 256 buah baris dan 256 buah kolom. Seperti contoh berikut :Gambar 2.3  Pixel pada gambarPixel pertama pada koordinat (0,0) mempunyai nilai intensitas 0 yang berari warna pixel tersebut hitam, pixel kedua pada koordinat (0,1) mempunyai intensitas 134 yang berarti warnanya antara hitam dan putih, dan seterusnya.2.1.4 Rgb  Warna pada dasarnya merupakan hasil persepsi dari cahaya. Ruang warna atau yang sering juga disebut sebagai model warna merupakan sebuah cara atau metode untuk mengatur, membuat dan memvisualisasikan warna.Citra berwarna yang selama ini biasa kita kenal umumnya memiliki ruang warna RGB. Ruang warna RGB dapat divisualisasikan sebagai sebuah kubus seperti pada gambar 2.3 dibawah ini, dengan tiga sumbunya yang mewakili komponen warna merah (red) R, hijau (green) G dan biru (blue) B. Salah satu pojok alas kubus ini menyatakan warna hitam ketika R = G = B = 0, sedangkan pojok atasnya yang berlawanan menyatakan warna putih ketika R = G = B = 255 (untuk sistem warna 8 bit bagi setiap komponennya). RGB sering digunakan didalam sebagian besar aplikasi komputer karena dengan ruang warna ini, tidak diperlukan transformasi untuk menampilkan informasi di layar monitor. Alasan diatas juga menyebabkan RGB banyak dimanfaatkan sebagai ruang warna dasar bagi sebagian besar aplikasi.Gambar 2.4 Ruang warna RGBRGB Color mode masing-masing mempunyai 24 bit warna (8 bits/channels x 3 channels) [SWA98]. Dimana nilai range tiap channels berjumlah 256 dengan nilai dimulai dari 0 sampai 255. Sehingga jumlah warna yang dihasilkan oleh pewarnaan RGB adalah 3 channels dikali 8-bit sama dengan 24-bit. Jadi pewarnaan RGB disebut juga pewarnaan 24-bit dan jumlah warna yang dihasilkan oleh pewarnaan RGB sama dengan 224 = 16.777.216 warna. Sebagai penjelasan, akan digambarkan pada gambar berikut :Gambar 2.5 Penjelasan RGBDimana nilai derajat keabuan pada masing masing channel (Red, Green, Blue) memiliki nilai 0 sampai 255.2.1.5 Format Citra  Format citra yang digunakan disini yaitu format Bitmap (*.BMP) 24 Bit. Bitmap adalah representasi atau gambaran yang terdiri dari baris dan kolom pada titik image graphics di komputer. Nilai dari titik disimpan dalam satu atau lebih data bit. Pada Gambar 2.6  dibawah ini akan dijelaskan tentang Struktur File Bitmap :Gambar 2.6 Struktur File BitmapPada Struktur File Bitmap terdiri dari File Header, Bitmap Information, Color table dan Image data atau Color index array. Dibawah ini akan dijelaskan tentang bagian – bagian dari Struktur File Bitmap : 1.	File Header. Merupakan bagian dari file bitmap yang berisi informasi header dari file gambar bitmap. Dan berisi informasi tipe file (”BM”), ukuran file dalam byte, dan informasi jumlah offset byte antara header dan data bitmap yang sebenarnya.2.	Bitmap Information Header.Bitmap Information header adalah bagian dari header yang berisi informasi lebih detail dari file gambar bitmap. Letaknya setelah bagian header. Bitmap information header juga menyimpan informasi ukuran panjang dan lebar file dalam satuan pixel, format warna (jumlah bidang warna / bits-per-pixel),  dan informasi apakah bitmap terkompresi atau tidak serta tipe kompresinya, jumlah data bitmap dalam byte, resolusi, dan jumlah warna yang digunakan.3.	Color Table.Color table adalah tabel yang berisi warna-warna yang ada pada gambar bitmap. Ukurannya adalah 4 dikalikan dengan ukuran banyaknya warna. Color table berisi RGB-red green blue. Strukturnya teriri dari 1 bytes untuk bagian Rgbblue yang berisi intensitas warna biru 0...255, 1 bytes untuk bagian RgbGreen yang berisi intensitas warna hijau 0...255, 1 bytes untuk bagian RgbRed yang berisi intensitas warna merah 0...255, 1 bytes untuk bagian RgbReserved yang selalu di set sama dengan 0.4.	Image Data atau Color indexMerupakan data file bitmap yang sebenarnya, pada bagian inilah informasi dapat disimpan dengan metode LSB (Least Significant Bit).2.2	Sejarah Watermarking Ide Watermarking pada data digital ( sehingga disebut digital watermarking) dikembangkan di Jepang tahun 1990 dan di Swiss tahun 1993. Digital  Watermarking  semakin  berkembang seiring dengan semakin meluasnya penggunaan internet, objek digital seperti video, citra, dan suara yang dapat dengan mudah digandakan dan disebarluaskan [MUN04]. 2.3	Definisi Watermarking DigitalWatermark merupakan suatu pola yang terbentuk oleh kumpulan bit data tertentu, yang disisipkan kedalam file citra, audio ataupun video yang mengidentifikasikan informasi hak cipta file tersebut [WEB03]. Lebih jauh lagi watermark bisa juga berupa kode yang membawa informasi mengenai pemilik hak cipta, pencipta, pembeli yang sah dan segala sesuatu yang diperlukan untuk menangani hak kepemilikan media digital. Watermark sengaja ditanamkan secara permanen pada data digital sedemikian hingga pengguna yang berwenang dapat dengan mudah membacanya, disisi lain watermark tersebut haruslah tidak mengubah isi media kecuali sedikit atau perubahan tersebut tidaklah tampak atau kurang begitu tampak bagi indera manusia[BAR98]. Dari beberapa definisi diatas dapat disimpulkan bahwa watermark digital merupakan sebuah pola/kode/data tertentu yang membawa informasi tertentu sesuai dengan tujuannya dan sengaja ditanamkan secara permanen kedalam data media induknya.2.4  Framework Watermarking DigitalJika watermark merupakan sesuatu yang ditanamkan, maka watermarking merupakan proses penanaman watermark tersebut. Secara umum framework sebuah algoritma watermarking tersusun atas tiga bagian, yaitu [DUA99] dan [MOH99] :1.	WatermarkWatermark dapat berupa representasi identitas kepemilikan media digital, maupun informasi lain yang dipandang perlu untuk ditanamkan kedalam media yang bersangkutan.2.	Algortima Penyisipan Watermark (Encoder)Proses penyisipan watermark ke dalam citra disebut encoding dan ditunjukkan pada gambar 2.7  dibawah ini :Gambar  2.7 Proses penyisipan watermark pada citra bewarna3.	Algoritma Pendeteksian Watermark (Dekoding)	Algoritma pendeteksian watermark atau dekoding bertujuan mengungkap watermark dari dalam citra. Dekoding dapat mengikutsertakan  citra asal (yang belum diberi watermark) atau tidak sama sekali, karena beberapa skema watermarking memang menggunakan citra asal dalam proses dekoding untuk meningkatkan  unjuk kerja yang lebih baik. Sub proses pembandingan bertujuan membandingkan watermark yang diungkap dengan watermark asli dan memberi keputusan tentang watermark tersebut. Proses decoding ditunjukkan pada gambar 2.7 dibawah ini.Gambar 2.8 Proses pendeteksian watermark pada citra berwarna2.5	 Karateristik  Watermarking DigitalAda beberapa karakteristik atau sifat khusus tertentu yang harus dimiliki oleh sebuah watermark. Sifat-sifat tersebut sangat bergantung kepada aplikasi watermarking yang akan dibuat, atau dengan kata lain tidak ada sekelompok sifat tertentu yang harus dipenuhi oleh semua teknik watermarking. Meskipun demikian ada beberapa sifat yang secara umum dipunyai aplikasi watermarking.Sifat-sifat tersebut diantaranya adalah sebagai berikut   [SWA98] dan [LAN00] :1.     Perceptual transparencySebagian besar aplikasi watermarking mengharuskan algoritma watermarking digital menanamkan watermark sedemikian hingga ia tidak mempengaruhi kualitas media yang disisipi watermark. Media yang telah ditanami watermark haruslah sulit dibedakan dengan media aslinya oleh indera manusia. Atau dengan kata lain penanaman watermark pada citra haruslah tidak terdeteksi oleh indera penglihatan manusia. ·2.   RobustnessUntuk watermark yang memang ditujukan untuk membuktikan keotentikan media induk, atau yang disebut dengan fragile watermark, tidak disyaratkan memiliki sifat ini. Tetapi jika watermark digunakan untuk aplikasi yang lain, diperlukan watermark yang selalu tertanam didalam media induk, meskipun media induknya mengalami penurunan kualitas akibat serangan.3.    SecurityDalam banyak aplikasi watermarking, proses penanaman watermark haruslah aman sedemikian hingga pihak yang tidak berhak harus tidak dapat mendeteksi keberadaan data yang ditanamkan, dan mampu menghilangkan data tersebut. Sekali lagi keamanan disini juga sangat bergantung pada aplikasinya. Sebuah prosedur penanaman watermark dikatakan aman jika ia tidak dapat dipecahkan kecuali pihak yang tidak berhak tersebut memiliki akses terhadap kunci yang mengendalikan proses penyisipan data pada media induk.4.    Public vs Private WatermarkingDalam beberapa aplikasi, seperti copyright protection, pengekstrakan watermark bisa saja membutuhkan media aslinya. Teknik ini disebut dengan private atau nonoblivious watermarking. Sedangkan pada aplikasi yang lain, seperti copy protection dan indexing, proses pendeteksian watermark seharusnya tidak memiliki akses terhadap media asli yang belum terwatermak. Teknik ini sering disebut sebagai public, blind, atau oblivious watermarking.2.6	Klasifikasi Teknik Watermarking DigitalDalam satu dasawarsa terakhir ini cukup banyak teknik-teknik watermarking yang sudah diusulkan oleh para peneliti. Teknik-teknik tersebut berdasarkan domain kerjanya, dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu:1.	Teknik watermarking yang bekerja pada domain spasial (spatial domain watermarking). Teknik ini bekerja dengan cara menanamkan watermark secara langsung kedalam domain spasial dari suatu citra. Istilah domain spasial sendiri mengacu pada piksel-piksel penyusun sebuah citra. Teknik watermarking jenis ini beroperasi secara langsung pada piksel-piksel tersebut. Beberapa contoh teknik yang bekerja pada domain spasial adalah teknik penyisipan pada Least Significant Bit (LSB).2.  Teknik watermarking yang bekerja pada domain transform / frekuensi (transform domain watermarking).Pada transform domain watermarking (sering juga disebut dengan frequency domain watermarking) ini penanaman watermark dilakukan pada koefisien frekuensi hasil transformasi citra asalnya. Ada beberapa transformasi yang umum digunakan oleh para peneliti, yaitu: discrete cosine transform (DCT), discrete fourier transform (DFT), discrete wavelet transform (DWT) maupun discrete laguerre transform (DLT).Berikut ini beberapa contoh algoritma watermarking digital pada domain frekuensi [KOC95]. Pada domain ini  memperkenalkan teknik randomly sequenced pulse position modulated code (RSPPMC) yang bekerja pada domain DCT.  Teknik lain yang memanfaatkan DCT adalah yang diusulkan oleh [BAR98], ia memanfaatkan pseudo-random number sequence sebagai watermark yang disisipkan ke dalam vektor koefisien DCT citra yang disusun secara zig-zag seperti dalam algortima JPEG [WAL91]. Pemanfaatan domain DLT dalam watermarking digital dapat ditemui pada teknik yang berbasiskan wavelet ternyata juga tidak kalah populer digunakan dalam watermarking digital. Salah satu alasan pemanfaatan wavelet dalam watermarking adalah kemampuan watermark untuk bertahan dalam berbagai skala resolusi citra.3.	Teknik yang bekerja pada kedua domain diatas (hybrid techniques watermarking).Teknik watermarking jenis ini bekerja dengan menggabungkan kedua teknik diatas. Pada teknik ini biasanya penanaman watermark dilakukan pada domain frekuensi beberapa bagian citra yang dipilih berdasarkan karakteristik spasial citra tersebut.3.1	Metode LSB (least significant bit).Metode LSB (Least Significant Bit) digunakan untuk melakukan penyembunyian pesan rahasia dengan cara menyisipkan pesan kedalam bit terendah pada data pixel yang menyusun file gambar BMP 24 Bit.Didalam  file gambar 24 Bit setiap pixel pada gambar terbagi tiga warna yaitu merah, hijau, biru yang biasa dikenal dengan RGB.  Setiap RGB disusun oleh bilangan 8 Bit (1 Byte) dari 0 sampai 255 atau dengan format biner 00000000 sampai 11111111. Contoh file gambar BMP 24 Bit  dengan warna merah murni dalam format biner akan terlihat seperti di bawah ini ;00000000    00000000  1111111100000000    00000000  11111111Sedangkan untuk warna hijau murni dalam format biner akan terlihat sebagai berikut :00000000    11111111  00000000  00000000    11111111  00000000  Sedangkan untuk warna biru murni dalam format biner akan terlihat sebagai berikut :11111111    00000000   00000000                                   11111111   00000000   00000000  Dari contoh diatas dapat dilihat bahwa informasi dari warna biru berada pada bit pertama sampai bit delapan, dan infomasi warna hijau berada pada bit sembilan sampai dengan bit enam belas. Sedangkan informasi warna merah   berada pada bit tujuhbelas sampai dua puluh empat. Metode penyisipan LSB (Least Significant Bit)  adalah menyisipi pesan dengan cara mengganti bit ke delapan,  enambelas, dan duaempat pada representasi biner file gambar dengan representasi biner pesan rahasia yang akan disembunyikan. Pada setiap pixel file gambar BMP 24 Bit dapat disisipkan 3 bit pesan, misalnya terdapat dat raster original file gambar sebagai berikut : 00100111    11101001  11001000 00100111    11001000  11101001                      11001000    00100111  11101001Sedangkan representasi biner huruf A adalah 01000001, dengan menyisipkannya kedalam pixel diatas maka akan dihasilkan :00100110    11101001  1100100000100110    11001000  1110100011001000    00100111  11101001Terlihat pada bit kedelapan, enam belas dan dua empat diganti dengan representasi biner huruf A, dan hanya 3 bit terendah yang berubah (Cetak tebal). 	Contoh 24 bit pixel : Contohnya huruf A dapat kita sisipkan dalam 3 pixel, misalnya data raster original adalah sebagai berikut :            (   00100111 11101001   11001000   )                    red      blue            green            (   00100111   11001000   11101001   )                    red              green           blue            (   11001000   00100111   11101001   )                green                red             blue Sedangkan representasi biner huruf A adalah 10000011. Dengan menyisipkan-nya pada data pixel diatas maka akan dihasilkan :             (   00100111 11101000   11001000   )                    red           green             green            (   00100110   11001000   11101000   )                   white          green           green            (   11001001   00100111   11101001   )                    blue             red              blue  Terlihat hanya empat bit rendah yang berubah, untuk mata manusia maka tidak akan tampak perubahannya. Secara rata-rata dengan metoda ini hanya setengah dari data bit rendah yang berubah, Laporan Tugas Akhir Pembangunan Aplikasi Watermarking Digital pada Citra Berwarna

PEMBANGUNAN APLIKASI WATERMARKING DIGITAL PADA CITRA BERWARNA

http://repository.unpas.ac.id/31814/2/bab%20ii.doc

PEMBANGUNAN APLIKASI WATERMARKING DIGITAL PADA CITRA BERWARNA

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Universitas Pasundan