AUDIO STEGANOGRAFI DENGAN METODE LEAST SIGNIFICANT BIT (LSB) TERHADAP PESAN ...... · TERHADAP...

AUDIO STEGANOGRAFI

DENGAN METODE LEAST SIGNIFICANT BIT (LSB)

TERHADAP PESAN TERENKRIPSI

DENGAN ALGORITMA TWOFISH

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar

Strata Satu Jurusan Informatika

Disusun Oleh:

MARYAM

NIM. M0508050

JURUSAN INFORMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Februari, 2013

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

AUDIO STEGANOGRAFI




SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar

Strata Satu Jurusan Informatika

Disusun Oleh:

MARYAM

NIM. M0508050

JURUSAN INFORMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Februari, 2013


commit to user

ii

SKRIPSI

AUDIO STEGANOGRAFI




Disusun oleh:

MARYAM

M0508050

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan dewan penguji

pada tanggal 7 Februari 2013

Pembimbing I

Esti Suryani, S.Si., M.Kom

NIP. 19761129 200812 2 001

Pembimbing II

Abdul Aziz, S.Kom., M.Cs

NIP. 19810413 200501 1 001


commit to user

iii


commit to user

iv

MOTTO

-

(QS. Ali Imron : 146)

( Booker T.)


commit to user

v

PERSEMBAHAN

Karya ini Penulis persembahkan kepada:

Keluarga besar tercinta, Bapak Ibu & Bapak Ibu mertua

Suamiku dengan kasih sayang dan dukungannya, love u

Kakak & Adek-adek bandel, terimakasih untuk lecutan

semangatnya

Keluarga keduaku, Teman-teman Informatika UNS

-sahabat khususnya 2008

Terimakasih telah berbagi suka dan duka bersama

:-)


commit to user

vi

AUDIO STEGANOGRAFI




MARYAM

Jurusan Informatika. Fakultas MIPA. Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Informasi atau pesan dapat menjadi sesuatu yang sangat berharga dan dijaga kerahasiaannya. Semakin berkembangnya teknologi informasi, maka berbagai cara juga berkembang untuk dapat mengetahui informasi yang bukan haknya. Keamanan informasi dapat dilakukan dengan teknik kriptografi dan steganografi. Penelitian ini berfokus pada enkripsi pesan teks menggunakan algoritma Twofish menghasilkan chiperteks. Selanjutnya chiperteks tersebut disisipkan ke dalam file audio dengan metode LSB sehingga dihasilkan file audio stego.

Pengujian pertama adalah uji kapasitas file audio untuk mengetahui kapasitas pesan terbesar yang mampu ditampung file audio. Pengujian kedua dilakukan dengan menghitung waktu eksekusi enkripsi, dekripsi, penyisipan, dan ekstraksi. Plainteks yang diujikan berformat .txt dengan ukuran kelipatan 5 KB. File audio yang digunakan menggunakan format .mp3 dengan genre musik instrumen, akustik, pop, dan rock. Pengujian ketiga dilakukan dengan menghitung nilai PSNR untuk mengukur kualitas suara file audio stego.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa penerapan steganografi pada file audio mp3 berhasil dilakukan. Kapasitas pesan yang mampu ditampung file mp3 dipengaruhi oleh banyaknya byte homogen. Waktu eksekusi penyisipan dan ekstraksi tercepat berturut-turut dimiliki oleh genre musik instrumen, akustik, rock, dan pop. Genre musik instrumen mempunyai kapasitas pesan terbesar dan waktu eksekusi tercepat. Rata-rata waktu eksekusi untuk enkripsi, dekripsi, penyisipan, dan ekstraksi mengalami kenaikan secara linear. File audio stego mempunyai kualitas baik dengan nilai PSNR yang berkisar antara nilai 30 dB 50 dB. Hasil ekstraksi file audio stego memiliki tingkat kesesuaian karakter pesan 100% terhadap isi pesan asli.

Kata Kunci Audio Steganografi, Least Significant Bit (LSB), Twofish


commit to user

vii

AUDIO STEGANOGRAPHY

WITH LEAST SIGNIFICANT BIT (LSB) METHODS

FOR MESSAGE ENCRYPTED

WITH TWOFISH ALGORITHM

MARYAM

Department of Informatics - Faculty of Mathematics and Natural Sciences

Sebelas Maret University

ABSTRACT Information or message can be something very valuable and confidential. The

continued development of information technology, it is also developing ways to find out information that is not right. Information security can be done with cryptography and steganography techniques. This study focuses on text messaging encryption using Twofish algorithm produces chipertext. Furthermore chipertext is inserted into the audio file that is generated by the method LSB stego audio files.

The first test is a test of the capacity of the audio file to determine the capacity of the largest message that can be accommodated audio files. The second test is done by calculating the execution time of encryption, decryption, insertion and extraction. Tested plaintext extension. txt with multiple size 5 KB. Audio files used to use format. mp3 by genre musical instruments, acoustic, pop, and rock. The third testing done by calculating the value of PSNR for measuring voice quality stego audio files.

The test results showed that the application of steganography in audio mp3 file successfully. Capacity of messages that can be accommodated mp3 files affected by the number of bytes homogeneous. Execution time insertion and extraction of the fastest consecutive owned by genre musical instruments, acoustic, rock, and pop. Genre of music instruments have the greatest message capacity and the fastest execution time. The average execution time for encryption, decryption, insertion and extraction increased linearly. Stego audio files have good quality with PSNR values ranging from 30 dB - 50 dB. Stego audio files extracted own level of fitness characters message 100% of the content of the original message.

Keyword Audio Steganography, Least Significant Bit (LSB), Twofish


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

senantiasa memberikan nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan penelitian dengan judul Audio Steganografi dengan Metode Least

Significant Bit (LSB) terhadap Pesan Terenkripsi dengan Algoritma Twofish , yang

menjadi salah satu syarat wajib untuk memperoleh gelar Sarjana Informatika di

Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

memberikan bimbingan, dan motivasi dalam penelitian ini, terutama kepada:

1. Ibu Esti Suryani, S.Si., M.T. selaku Dosen Pembimbing I yang penuh kesabaran

membimbing, mengarahkan, dan memberi motivasi kepada penulis selama

proses penyusunan skripsi ini,

2. Bapak Abdul Aziz, S.Si, M.Kom selaku Dosen Pembimbing II yang penuh

kesabaran membimbing, mengarahkan, dan memberi motivasi kepada penulis

selama proses penyusunan skripsi ini,

3. Bapak dan Ibu dosen serta karyawan di Jurusan Informatika FMIPA UNS yang

telah mengajarkan ilmu dan membantu selama masa studi,

4. Ibu, Bapak, suami, kakak, dan adek-adek yang telah memberikan motivasi dan

doa sehingga penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan,

5. Sahabat-sahabat Informatika, yang telah membantu penyelesaian skripsi ini.

Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang

berkepentingan.

Surakarta, 7 Februari 2013

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ..................................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................................... iii

HALAMAN MOTTO ................................................................................................. iv

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................................. v

ABSTRAK .................................................................................................................. vi

ABSTRACT ............................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR .............................................................................................. viii

DAFTAR ISI ............................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xiii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. xiv

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah ............................................................................................ 3

1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................................... 4

1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. 5

2.1 Dasar Teori ................................................................................................... 5

2.1.1 Kriptografi ................................................................................................... 5

2.1.2 Algoritma Twofish ..................................................................................... 14

2.1.3 Steganografi ............................................................................................... 28


commit to user

x

2.1.4 Audio Steganografi ................................................................................... 32

2.1.5 LSB (Least Significant Bit) ........................................................................ 33

2.1.6 File Audio .................................................................................................. 34

2.1.7 MP3 ............................................................................................................ 35

2.2 Penelitian Terkait ........................................................................................ 38

2.3 Rencana Penelitian ...................................................................................... 41

BAB III METODOLOGI PENELITIAN................................................................... 42

3.1 Studi Literatur .............................................................................................. 42

3.2 Tahap Identifikasi Masalah ......................................................................... 42

3.3 Tahap Implementasi .................................................................................... 42

3.4 Tahap Enkripsi ............................................................................................ 43

3.5 Tahap Penyisipan Pesan .............................................................................. 45

3.6 Tahap Ekstraksi Pesan ................................................................................. 49

3.7 Tahap Dekripsi Pesan .................................................................................. 51

3.8 Tahap Pengujian .......................................................................................... 53

BAB IV PEMBAHASAN .......................................................................................... 55

4.1 Spesifikasi Perangkat ....................................................................................... 55

4.2 Hasil Pengujian dan Analisa ............................................................................. 55

4.2.1 Pengujian Kapasitas Pesan yang Mampu ditampung File Audio .............. 57

4.2.2 Pengujian Kecepatan Waktu Eksekusi ...................................................... 58

4.2.3 Pengujian Kualitas Suara ........................................................................... 68

BAB V PENUTUP ..................................................................................................... 71

5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 71

5.2 Saran ............................................................................................................ 72

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 73


commit to user

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Kotak S-boxes ....................................................................................

Tabel 4.1 Atribut Data Sample File Audio . 56

Tabel 4.2 Atribut Data Sample File Teks........................................................... 56

Tabel 4.2 Atribut Data Sample File Teks........................................................... 56

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kapasitas Pesan yang Mampu ditampung File ..59

Tabel 4.5 Waktu Eksekusi untuk Plainteks Berbeda pada File Audio mp3 Bergenre

Akustik dengan Kapasitas Pesan 50000 byte 75000 byte .......................................... 59


Intrumen dengan Kapasitas Pesan 10000 byte 35000 byte ........................................ 59


Instrumen dengan Kapasitas Pesan 50000 byte 75000 byte .................................... 60


Pop dengan Kapasitas Pesan 10000 byte 35000 byte ................................................ 60


Pop dengan Kapasitas Pesan 50000 byte 75000 byte .............................................. 60


Rock dengan Kapasitas Pesan 10000 byte 35000 byte .............................................. 61


Rock dengan Kapasitas Pesan 50000 byte 75000 byte ............................................ 61

Tabel 4.12 Rata-rata Waktu Eksekusi Enkripsi, Dekripsi, Penyisipan, dan Ekstraksi

pada Plaintext 1 KB .................................................................................................... 62


pada Plaintext 5 KB .................................................................................................... 62


commit to user

xii


pada Plaintext 10 KB .................................................................................................. 63


pada Plaintext 15 KB .................................................................................................. 63


pada Plaintext dengan Kelipatan 5 KB ....................................................................... 64

Tabel 4.17 Kenaikan Waktu Eksekusi Untuk Enkripsi, Dekripsi, Penyisipan, Dan

Ekstraksi Pada Plainteks Dengan Kelipatan 5 KB ...................................................... 66

Tabel 4.18 Rata-Rata Keseluruhan Waktu Eksekusi Berdasar Genre File mp3......... 67

Tabel 4.19 Tabel Pengujian Kekuatan Sinyal File Audio Steganografi pada Plainteks

Kelipatan 5 KB ............................................................................................................ 68

Tabel 4.20 Tabel Pengujian Kualitas Suara File Audio Steganografi Pada Plainteks

Kelipatan . 69


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Proses Enkripsi dan Dekripsi ................................................................... 5

Gambar 2.2 Contoh Skema Jaringan Fiestel .............................................................. 12

Gambar 2.3 Proses Whitening .................................................................................... 16

Gambar 2.4 Blok Diagram Twofish .......................................................................... 19

Gambar 2.5 Fungsi h ................................................................................................. 23

Gambar 2.6. Satu Putaran Fungsi F ........................................................................... 26

Gambar 2.7 Diagram Sistem Steganografi................................................................ 29

Gambar 2.3 Struktur File mp3 ................................................................................... 36

Gambar 2.8 Struktur Frame mp3 36

Gambar 3.1 Skema Implementasi Kriptografi dan Steganografi ............................... 42

Gambar 3.2 Skema Tahap Enkripsi dengan Agoritma Twofish ................................. 43

Gambar 3.3 Flowchart Proses Enkripsi Agoritma Twofish ....................................... 44

Gambar 3.4 Skema Proses penyisipan pesan ............................................................. 46

Gambar 3.5 Flowchart Tahap Penyisipan Pesan ...................................................... 46

Gambar 3.6. Flowchart Proses Pencarian Byte Yang Sama ...................................... 47

Gambar 3.7 Flowchart Penyisipan Pesan dengan Metode Penggantian Byte ............ 49

Gambar 3.8 Skema Proses Ekstraksi Pesan ............................................................... 49

Gambar 3.9 Flowchart Proses Ekstraksi Pesan.......................................................... 50

Gambar 3.10 Skema Tahap Dekripsi dengan Agoritma Twofish .....51

Gambar 3.11 Flowchart Proses Dekripsi Agoritma Twofish ..................................... 51

Gambar 4.1 Grafik Rata-Rata Waktu Enkripsi Twofish............................................. 64

Gambar 4.2 Grafik Rata-Rata Waktu Dekripsi Twofish ............................................ 65

Gambar 4.3 Grafik Rata-Rata Waktu Penyisipan Chiperteks ke dalam File Audio .. 65

Gambar 4.4 Grafik Rata-Rata Waktu Ekstraksi Chiperteks dari Objek Stego .......... 66

Gambar 4.5 Grafik Keseluruhan Waktu Eksekusi Berdasar Genre File Audio ......... 67


commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN 1 ............................................................................................................ 74


commit to user

15

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Informasi atau pesan dapat menjadi sesuatu yang sangat berharga dan dijaga

kerahasiaannya. Semakin berkembangnya teknologi informasi, maka berbagai cara

juga berkembang untuk dapat mengetahui informasi yang bukan haknya. Maka dari

itu sejalan dengan berkembangnya teknologi informasi harus dibarengi dengan

perkembangan pengamanan kerahasiaan informasi.

Berbagai macam teknik digunakan untuk menjaga keamanan informasi, teknik

yang dapat digunakan adalah teknik kriptografi dan teknik steganografi. Kriptografi

adalah proses mengamankan pesan dengan mengubahnya ke dalam bentuk himpunan

karakter acak yang tidak dapat dibaca (Scheiner, 1996). Terdapat banyak algoritma

yang dapat digunakan dalam teknik kriptografi , diantaranya adalah Algoritma

Twofish. Algoritma Twofish merupakan cipher blok yang beroperasi pada 128

bit (Scheiner, 1998). Sebagaimana penelitian yang dilakukan oleh Alfath (2008) yang

membahas tentang algoritma Twofish, menyatakan bahwa algoritma tersebut

mempunyai level ketangguhan keamanan yang tinggi .

Steganografi adalah ilmu dan seni menyembunyikan pesan rahasia di dalam

pesan lain sehingga keberadaan pesan rahasia tersebut tidak dapat diketahui (Rinaldi,

2004). Steganografi berbeda dengan kriptografi, kriptografi berfokus pada

bagaimana melindungi isi informasi agar tetap terjaga kerahasiaanya, sedangkan

steganografi berfokus pada cara meminimalkan kecurigaan tentang keberadaan

pesan rahasia.

Steganografi membutuhkan dua properti yaitu media penampung dan pesan

rahasia. Media penampung yang umum digunakan adalah media gambar, audio

dan video. Pesan yang disembunyikan dapat berupa sebuah teks, gambar, suara,

maupun video. Perkembangan dunia multimedia membuat file multimedia populer


commit to user

16

digunakan sebagai media penampung pesan , salah satunya adalah file audio. Media

penampung berformat audio dapat berupa Wideband Angular Vibration Experiment

(.wav), Motion Picture Expert Group Audio Stream Layer III (.mp3), dll.

Menurut jurnal yang ditulis oleh Herny dan Setyawan (2010) format mp3

berukuran lebih kecil dibanding format audio lain dan mempunyai kualitas suara

yang setara dengan kualitas CD serta dapat didistribusikan dengan mudah dan

merupakan berkas yang sangat umum dikenal oleh masyarakat pengguna informasi,

sehingga jika berkas tersebut digunakan untuk media pembawa pesan dapat

meminimalkan kecurigaan bahwa berkas tersebut mengandung pesan rahasia

didalamnya.

Steganografi pada file audio dapat memanfaatkan metode Least Significant

Bit (LSB). Least Significant Bit merupakan metode penyembunyian informasi dengan

memodifikasi bit terakhir dari file carrier dengan bit-bit informasi dan hanya

menyebabkan perubahan nilai bit satu lebih tinggi atau satu lebih rendah. Berdasar

penelitian yang dilakukan oleh Ema (2009) disebutkan bahwa dengan metode LSB

pada file audio tidak terkompresi, keuntungan yang didapatkan adalah ukuran pesan

yang disisipkan relatif besar dan tidak mengakibatkan penurunan kualitas suara file

audio yang signifikan.

Pada penelitian Ema (2009), metode LSB digunakan pada steganografi file

audio tidak terkompresi tapi tidak melakukan proses enkripsi pada pesan yang

disisipkan. Berdasar penelitian Alfath (2008) menyebutkan bahwa algoritma Twofish

merupakan algortima yang mempunyai level ketangguhan keamanan yang tinggi.

Selain itu, dalam jurnal yang ditulis oleh Herny dan Setyawan (2010) disebutkan

bahwa file audio berformat mp3 merupakan file yang berukuran cukup kecil dan

umum dikenal oleh masyarakat sehingga dapat didistribusikan dengan mudah tanpa

menimbulkan kecurigaan apabila digunakan sebagai media penampung pada

steganografi. Berangkat dari penelitian-penelitian tersebut, penulis bermaksud untuk

melakukan penelitian penyisipan data pada berkas MP3 dengan metode LSB dengan

terlebih dahulu melakukan proses enkripsi pada pesan rahasia tersebut dengan


commit to user

17

algoritma Twofish. Karena, jika proses steganalisis berhasil mendeteksi dan

menemukan pesan rahasia tersebut, pesan itu masih dapat diselamatkan karena masih

dalam keadaan terenkripsi, karena seorang steganalisis tidak berusaha untuk

melakukan dekripsi terhadap pesan rahasia yang tersembunyi dalam suatu media,

yang dilakukannya adalah berusaha menemukannya.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, rumusan

masalah yang dikemukakan adalah:

a. Bagaimana menerapkan steganografi pada file audio mp3 dengan metode

Least Significant Bit (LSB) terhadap pesan terenkripsi dengan algoritma

Twofish.

b. Bagaimana menganalisis pengaruh variasi ukuran file audio dan ukuran pesan

teks yang ditinjau dari kapasitas pesan yang mampu ditampung file audio,

waktu eksekusi dan kualitas suara yang dihasilkan oleh file audio.

1.3 Batasan Masalah

Dalam penelitian tugas akhir ini diberlakukan beberapa batasan masalah,

antara lain :

a. Pesan rahasia yang akan disisipkan berupa file jenis teks.

b. Media yang digunakan sebagai penampung pesan adalah file audio berformat

mp3

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian tugas akhir ini adalah penerapan steganografi pada file

audio mp3 dengan metode Least Significant Bit (LSB) terhadap pesan terenkripsi

dengan algoritma Twofish dan dilakukan pengujian untuk variasi ukuran file audio

dan ukuran pesan teks yang ditinjau dari kapasitas pesan yang mampu ditampung file

audio, waktu eksekusi dan kualitas suara yang dihasilkan file audio.


commit to user

18

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian tugas akhir ini adalah meningkatkan keamanan pesan

dengan mengenkripsi pesan teks menggunakan algoritma Twofish dan meminimalkan

kecurigaan tentang keberadaan pesan dengan menyisipkan pesan tersebut dalam file

audio dengan steganografi menggunakan metode LSB sehingga hal tersebut dapat

dijadikan alternatif solusi dalam hal pengiriman pesan rahasia dengan aman.

1.6 Sistematika Penulisan

Penelitian ini akan disusun dengan sistematika sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Menguraikan secara umum tentang latar belakang masalah, rumusan masalah,

pembatasan masalah, tujuan, manfaat atas penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Berisi tentang tinjauan pustaka sebagai acuan, dasar teori yang digunakan, serta

rencana penelitian yang dilakukan.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Menguraikan langkah-langkah rinci dari penelitian yang dilakukan meliputi metode

yang dipakai, algoritma, dan bagaimana mengimplementasikannya.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisi tentang implementasi pengujian dari aplikasi yang telah dibuat dengan

menggunakan contoh data yang telah disiapkan untuk kemudian dilakukan analisa

terhadap hasil dari implementasi yang telah dilakukan.

BAB V PENUTUP

Berisi kesimpulan penelitian yang diambil sesuai analisa hasil pengujian serta saran-

saran sebagai bahan pertimbangan untuk pengembangan penelitian selanjutnya.


commit to user

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Kriptografi

Kriptografi merupakan ilmu sekaligus seni untuk menjaga kerahasiaan pesan

(data atau informasi) dengan cara menyamarkannya menjadi bentuk tersandi yang

tidak bermakna (Rinaldi, 2006). Pesan yang dirahasiakan dinamakan plaintext,

sedangkan pesan hasil penyamaran dinamakan Ciphertext. Proses penyamaran dari

plaintext ke ciphertext disebut enkripsi (encryption) dan proses pembalikan dari

ciphertext ke plaintext disebut dekripsi (decryption). Gambar 2.1 memperlihatkan

diagram proses enkripsi dan dekripsi.

Gambar 2.1 Proses Enkripsi dan Dekripsi

2.1.1.1 Terminologi Kriptografi

Terminologi kriptografi diuraikan sebagai berikut (Schneier, 1996) :

a. Pengirim dan Penerima pesan

Seorang pengirim pesan (sender) ingin mengirim pesan kepada seorang

penerima (receiver). Pengirim menginginkan pesan dapat dikirim secara aman,

yaitu ia yakin bahwa pihak lain tidak dapat membaca isi pesan.

b. Pesan, Plaintext, dan Ciphertext

Pesan adalah data atau informasi yang dapat dimengerti maknanya. Nama lain

untuk pesan adalah plaintext (plaintext). Agar pesan tidak dapat dimengerti

maknanya oleh pihak lain, maka pesan disandikan ke bentuk lain. Bentuk pesan

yang tersandi disebut ciphertext (ciphertext).


commit to user

6

c. Enkripsi dan Dekripsi

Proses menyandikan plaintext menjadi ciphertext disebut enkripsi

(encryption). Proses mengembalikan ciphertext menjadi plaintextnya disebut

dekripsi (decryption).

d. Kriptografi

Kriptografi adalah ilmu sekaligus seni untuk menjaga keamanan pesan

(message). Praktisi (pengguna kriptografi) disebut kriptografer (cryptographer).

e. Algoritma kriptografi dan Kunci

Algoritma kriptografi adalah aturan fungsi matematika untuk enkripsi dan

dekripsi. Sedangkan kunci adalah parameter yang digunakan untuk transformasi

enkripsi dan dekripsi.

f. Sistem Kriptografi

Sistem kriptografi adalah algoritma kriptografi, plaintext, ciphertext, dan

kunci.

g. Penyadap

Penyadap (eavesdropper) adalah orang yang mencoba menangkap pesan

selama ditransmisikan.

h. Kriptanalisis dan Kriptologi

Kriptanalisis (cryptanalysis) adalah ilmu dan seni untuk memecahkan

Ciphertext menjadi plaintext tanpa mengetahui kunci yang diberikan, pelakunya

disebut kriptanalis. Sedangkan kriptologi (cryptology) adalah studi mengenai

kriptografi dan kriptanalisis.

2.1.1.2 Teknik Kriptografi

Teknik yang digunakan pada kriptografi ada dua, yaitu : kunci simetris dan

kunci asimetris (Rinaldi,2004).

a. Algoritma Kunci Simetris

Algoritma kunci-simetri mengacu pada metode enkripsi yang dalam hal ini

pengirim maupun penerima memiliki kunci yang sama.


commit to user

Kelebihan :

Algoritma kriptografi simetri dirancang sehingga proses enkripsi/dekripsi

membutuhkan waktu yang singkat.

Ukuran kunci simetri relatif pendek.

Algorima kriptografi simetri dapat disusun untuk menghasilkan cipher yang

lebih kuat.

Otentikasi pengirim pesan langsung diketahui dari ciphertext yang diterima,

karena kunci hanya diketahui oleh pengirim dan penerima pesan saja.

Kekurangan :

Kunci simetri harus dikirim melalui saluran yang aman. Kedua entitas yang

berkomunikasi harus menjaga kerahasisan kunci ini.

Kunci harus sering diubah, mungkin pada setiap sesi komunikasi.

Contoh algoritma : Twofish dan Camellia

Algoritma kunci-simetri modern beroperasi dalam mode bit dan dapat

dikelompokkan menjadi dua kategori yaitu Cipher aliran (stream cipher) dan Cipher

blok(block cipher).

1. Cipher aliran (stream cipher)

Algoritma kiptografi beroperasi pada plaintext/ciphertext dalam bentuk bit

tunggal, yang dalam hal ini rangkaian bit dienkripsikan/didekripsikan bit per bit.

Cipher aliran mengenkripsi satu bit setiap kali tranformasi atau byte per byte (1

karakter = 1 byte). Nama lain untuk cipher stream adalah cipher status sebab enkripsi

tiap bit bergantung pada status saat ini (current state).

Cipher aliran pertama kali diperkenalkan oleh Vernam melalui algoritmanya

yang dikenal dengan nama Vernam cipher. Vernam cipher diadopsi dari one-time pad

cipher, yang dalam hal ini karakter diganti dengan bit (0 dan 1). Ciphertext diperoleh

dengan melakukan penjumlahan modulo 2 satu bit plaintext dengan satu bit kunci.

ci = (pi + ki) mod 2 (1)


commit to user

Yang dalam hal ini :

pi : bit plaintext

ki : bit kunci

ci : bit ciphertext.

Plaintext diperoleh dengan melakukan penjumlahan modulo 2 satu bit ciphertext

dengan satu bit kunci :

pi = (ci + ki) mod 2

oleh karena itu kita dapat menyatakan bahwa cipher aliran merupakan aproksimasi

dari unbreakable cipher yaitu on-time pad cipher.

Mengingat operasi penjumlahan modulo 2 identik dengan operasi bit dengan

operator XOR, maka pada cipher aliran, bit hanya mempunyai dua buah nilai,

sehingga proses enkripsi hanya menyebabkan dua keadaan pada bit tersebut : berubah

atau tidak berubah. Dua keadaan tersebut ditentukan oleh kunci enkripsi yang disebut

aliran kunci (keystream). Aliran kunci dibangkitkan dari sebuah pembangkit yang

dinamakan pembangkit aliran-kunci (keystream generator). Aliran kunci di XOR-kan

dengan aliran bit-bit plaintext -bit

ciphertext.

ci = pi ki (2)

disisi penerima, bit-bit ciphertext di XOR-kan dengan aliran kunci yang sama untuk

menghasilkan bit-bit plaintext :

pi = ci ki

Contoh :

Plaintext : 1100101

Aliran kunci : 1000110

Maka ciphertext didapatkan dengan meng-XOR-kan bit-bit plaintext dengan

aliran kunci pada posisi yang berkoresponden, sehinga didapatkan :

0100011


commit to user

2. Cipher blok (block cipher)

Algoritma kriptografi beroperasi pada plaintext/ciphertext dalam bentuk blok

bit, yang dalam hal ini rangkaian bit dibagi menjadi blok-blok bit yang panjangnya

sudah ditentukan sebelumnya. Misalnya panjang blok adalah 64 bit, maka itu berarti

algoritma enkripsi memerlukan 8 karakter setiap kali enkripsi (1 karakter = 8 bit

dalam pengkodean ASCII). Cipher blok mengenkripsi satu blok bit setiap kali.

Pada cipher blok, rangkaian bit-bit plaintext dibagi menjadi blok-blok bit

dengan panjang sama, biasanya 64 bit (tapi adakalanya lebih). Algoritma

enkripsi menghasilkan blok ciphertext yang pada kebanyakan sistem

kriptografi simetri berukuran sama dengan blok plaintext.

Dengan blok cipher, blok plaintext yang sama akan dienkripsi menjadi blok

ciphertext yang sama bila digunakan kunci yang sama pula. Ini berbeda

dengan cipher aliran dimana bit-bit plaintext yang sama akan dienkripsi

menjadi bit-bit ciphertext yang berbeda setiap kali dienkripsi.

Misalkan blok plaintext (P) yang berukuran m bit dinyatakan sebagai vektor

P = (p1, p2 pm)

yang dalam hal ini pi m, dan blok ciphertext

(C) adalah

C = (c1, c2 cm)

yang dalam hal ini ci m.

Bila plaintext dibagi menjadi n buah blok, barisan blok-blok plaintext

dinyatakan sebagai (P1, P2 Pn). Untuk setiap blok plaintext Pi, bit-bit

penyusunnya dapat dinyatakan sebagai vektor

Pi = (pi1, pi2 pim)

Enkripsi dan dekripsi dengan kunci K dinyatakan berturut-turut dengan

persamaan:

EK(P) = C , DK(C) = P.

dimana, E : Enkripsi C : Chipertext

D : Dekripsi P : Plaintext


commit to user

b. Algoritma Kunci Asimetris

Algorita kunci asimetris adalah suatu algoritma dimana kunci kriptografi yang

digunakan dibuat sepasang, satu kunci untuk enkripsi dan satu kunci untuk dekripsi.

Kunci untuk enkripsi diumumkan kepada publik dan bersifat tidak rahasia sehingga

dinamakan kunci publik (public-key). Kunci untuk dekripsi bersifat rahasia sehingga

dinamakan kunci privat (private-key). Walaupun kunci publik diketahui secara umum

namun sangat sukar mengetahui kunci privat yang digunakan.

Kelebihan :

Hanya kunci privat yang perlu dijaga kerahasiaannya oleh setiap entitas yang

berkomunikasi tetapi otentikasi kunci publik tetap harus terjamin. Tidak ada

kebutuhan mengirim kunci kunci privat sebagaimana pada sistem simetri.

Pasangan kunci publik/kunci privat tidak perlu diubah, bahkan dalam periode

waktu yang panjang.

Kekurangan :

Enkripsi dan dekripsi data umumnya lebih lambat daripada sistem simetri,

karena enkripsi dan dekripsi menggunakan bilangan yang besar dan

melibatkan operasi perpangkatan yang besar.

Ukuran ciphertext lebih besar daripada plaintext (bisa dua sampai empat kali

ukuran plaintext).

Ukuran kunci relatif lebih besar daripada ukuran kunci simetri.

Karena kunci publik diketahui secara luas dan dapat digunakan setiap orang,

maka ciphertext tidak memberikan informasi mengenai otentikasi pengirim.

Contoh Algoritma : RSA (Rivest-Shamir-Adleman) dan El-Gamal.

2.1.1.3. Prinsip-prinsip Perancangan Cipher Blok

Perancangan algoritma kriptografi berbasis blok mempertimbangkan

beberapa prinsip berikut (Rinaldi,2004) :


commit to user

11

1. Prinsip Confusion dan Diffusion dari Shannon.

Confussion bertujuan untuk menyembunyikan hubungan apapun yang ada

antara plaintext, ciphertext, dan kunci. Prinsip confusion membuat kriptanalis

frustasi untuk mencari pola-pola statistik yang muncul pada ciphertext. Confusion

yang bagus membuat hubungan statistik antara plaintext, ciphertext, dan kunci

menjadi sangat rumit.

Diffusion menyebarkan pengaruh satu bit plaintext atau kunci ke sebanyak

mungkin ciphertext. Sebagai contoh, pengubahan kecil pada plaintext sebanyak

satu atau dua bit menghasilkan perubahan pada ciphertext yang tidak dapat

diprediksi.

2. Cipher berulang (Iterated Cipher)

Fungsi transformasi sederhana yang mengubah plaintext menjadi

ciphertext diulang sejumlah kali. Pada setiap putaran digunakan sub-kunci

(subkey) atau kunci putaran (round key) yang dikombinasikan dengan plaintext.

Cipher berulang dinyatakan sebagai

Ci = f(Ci 1, Ki) (3)

dimana,

i r (r adalah jumlah putaran).

Ki = sub-kunci (subkey) pada putaran ke-i

f = fungsi transformasi (didalamnya terdapat operasi substitusi,

permutasi, dan/atau ekspansi, kompresi). Plaintext dinyatakan dengan C0 dan

ciphertext dinyatakan dengan Cr.

3. Jaringan Feistel (Feistel Network)

Jaringan Feistel banyak dipakai pada algoritma kriptografi DES, LOKI,

GOST, FEAL, Lucifer, Blowfish, Twofish, dan lain-lain karena model ini bersifat

reversible untuk proses enkripsi dan dekripsi. Sifat reversible ini membuat kita

tidak perlu membuat algoritma baru untuk mendekripsi ciphertext menjadi

plaintext. Secara formal, operasi transformasi pada jaringan Feistel dapat

dinyatakan sebagai:


commit to user

12

Li = Ri 1 (4)

Ri = Li 1 Xor f(Ri 1, Ki) i= 1,2,3,..,r (5)

dimana :

Li : Bagian plaintext kiri ke-i

Ri : Bagian plaintext kanan ke-i

Ki : Kunci untuk putaran ke-i

f : Fungsi Transformasi

Skema Jaringan Fiestel dapat dilihat pada Gambar 2.1 .

Gambar 2.2 Contoh Skema Jaringan Fiestel (Schneier,1998)


commit to user

4. Kunci lemah (weak key)

Kunci lemah adalah kunci yang menyebabkan tidak adanya perbedaan

antara enkripsi dan dekripsi. Dekripsi terhadap ciphertext tetap menghasilkan

plaintext semula, namun enkripsi dua kali berturut-turut terhadap plaintext akan

menghasilkan kembali plaintextnya. Persamaan berikut menunjukan fenomena

kunci lemah:

EKL(P) = C untuk fungsi enkripsi,dan

DKL(C) = EKL(C ) = P untuk fungsi dekripsi.

Cipher blok yang bagus tidak mempunyai kunci lemah.

5. Kotak-S (S-boxes)

Kotak-S adalah matriks yang berisi substitusi sederhana yang memetakan

satu atau lebih bit dengan satu atau lebih bit yang lain. Pada kebanyakan

algoritma cipher blok, kotak-S memetakan m bit masukan menjadi n bit keluaran,

sehingga kotak-S tersebut dinamakan kotak m n S-box. Kotak-S merupakan

satu-satunya langkah nirlanjar di dalam algoritma, karena operasinya adalah look-

up table. Masukan dari operasi look-up table dijadikan sebagai indeks kotak-S,

dan keluarannya adalah entry di dalam kotak-S. Contoh S-Boxes dapat dilihat

pada Tabel 2.1 yang merupakan contoh kotak-S dalam algoritma DES yaitu 6 x 4

S-box yang berarti memetakan 6 bit masukan menjadi 4 bit keluaran.

Tabel 2.1 Kotak S-Boxes

Baris diberi nomor dari 0 sampai 3. Kolom diberi nomor dari 0 sampai 15.

Masukan untuk proses substitusi adalah 6 bit, yaitu b1b2b3b4b5b6. Nomor baris

dari tabel ditunjukkan oleh string bit b1b6 (menyatakan 0 sampai 3 desimal).

Sedangkan nomor kolom ditunjukkan oleh string bit b2b3b4b5 (menyatakan 0

sampai 15 desimal). Misalnya masukan adalah 110100 Nomor baris tabel = 10


commit to user

14

(artinya baris 2 desimal) .Nomor kolom tabel = 1010 (artinya kolom 10 desimal).

Jadi, substitusi untuk 110100 adalah entry pada baris 2 dan kolom 10, yaitu 0100

(atau 4 desimal).

2.1.2 Algoritma Twofish

Algoritma Twofish merupakan algoritma kunci simetris block cipher dengan

blok masukan 128 bit dan kunci 128 bit, 192 bit, dan 256 bit (Schneier, 1998). Pada

tahun 1972 dan 1974, National of Standart (yang sekarang bernama NIST)

mengumumkan adanya standar enkripsi, yaitu Data Encryption Standart (DES) yang

sangat beralasan karena penggunaannya yang luas dan merupakan algoritma yang

sangat sukses di dunia. Dalam proses perkembangannya ternyata key-key dalam DES

dirasa terlalu pendek bagi keamanan komersial sehingga membuat gusar para

closed door

NIST mengumumkan Advanced Encryption Standard (AES) pada tahun 1997

[NIST97a].

Salah satu kandidat Advanced Encryption Standard (AES) adalah algoritma

Twofish. Twofish memenuhi semua kriteria yang dibutuhkan NIST, yaitu blok 128

bit, kunci 128 bit, 192 bit dan 256 bit, efisien pada platform manapun dan lain-

lain, serta beberapa desain berat lainnya Twofish dapat melakukan:

a. Melakukan enkripsi data pada 285 siklus per block di atas Pentium Pro

setelah menjalankan key setup 12700 siklus clock.

b. Melakukan enkripsi data pada 860 siklus per block di atas Pentium Pro

setelah menjalankan key setup 1250 siklus clock.

c. Melakukan enkripsi data pada 26500 siklus per block di atas sebuah 6805

smart card setelah mejalankan key setup 1750 siklus clock.

2.1.2.1 Unsur Pembangun Algoritma Twofish

Unsur pembangun Twofish terdiri dari Feistel Network (Jaringan Feistel),

S-boxes, Matrix Maximum Distances Separable (MDS), Pseudo-Hadamard


commit to user

15

Transform (PHT), Whitening, dan Key Schedule (penjadwalan kunci). Berikut

merupakan penjabaran dari unsur-unsur pembangun Twofish (Schneier, 1998) :

1. Feistel Network (Jaringan Feistel)

Schneier menjelaskan bahwa Feistel Network adalah metoda umum untuk

mentransformasi suatu fungsi menjadi bentuk permutasi. Bagian paling fundamental

dari Jaringan Feistel adalah Fungsi F yaitu sebuah pemetaan key-dependent dari

suatu input string menjadi output string. Fungsi F selalu tidak linear dan mungkin

tidak surjektif:

(6)

dimana:

n : ukuran blok dari jaringan Fiestel

F : fungsi yang menerima n=2 bit dari blok N bit sebagai kunci input dan

menghasilkan output n=2 bit

Setiap putaran, blok sumber adalah input fungsi F, dan dari fungsi F di-

XORkan dengan blok target, lalu dua blok ini dipertukarkan sebelum masuk ke

putaran berikutnya. Dua putaran pada jaringan Fistel disebut satu cycle, dan dalam

satu cycle setiap bit dari blok teks telah dimodifikasi satu kali. Pada Twofish

dilakukan Feistel Network sebanyak 16 kali atau 8 cycle dengan fungsi bijektif F.

2. S-Boxes (Kotak S)

Sebuah S-boxes adalah operasi subsitusi table-driven non linear yang

digunakan dalam block cipher. S-boxes bervariasi antara setiap ukuran input dan

ukuran outputnya, dan bisa diciptakan secara random atau dengan algoritma.

Twofish menggunakan empat bijekktif, key-dependent dan 8x8-bit S-boxes. S-boxes

ini dibuat menggunakan dua permutasi 8x8-bit dan material key.

3. Matrix MDS (Maximum Distance Separable)

Matrix Maximum Distance Separable (MDS) melalui sebuah pemetaan linear

dari elemen field a ke elemen field b, menghasilkan campuran dari vektor a+b

elemen, dengan jumlah minimum angka tidak nol dalam vektor tidak nol paling


commit to user

16

Distance yang

berbeda antara dua vektor yang berbeda yang dihasilkan oleh MDS paling kurang

b+1. Pemetaan MDS bisa direpresentasikan oleh matriks MDS yang terdiri dari a

x b elemen.

4. Pseudo-Hadamard Transform (PHT)

Transformasi Pseudo-Hadamard (PHT) adalah operasi sederhana yang

bekerja dengan cepat dalam software. Diberikan dua input, a dan b, dan PHT 32 bit

didefinisikan :

A0 = a + b mod 232 (7)

B0 = a + 2b mod 232 (8)

Twofish menggunakan PHT 32 bit untuk melakukan mixing terhadap

outputnya dari dua buah fungsi g 32 bit paralel. PHT ini dapat dieksekusi

dalam dua opcode diatas kebanyakan microprocessor modern, termasuk keluarga

Pentium.

5. Whitening

Schneier menjabarkan bahwa whitening merupakan teknik meng-XOR-kan

key material sebelum putaran pertama dan sesudah p

serangan terhadap Twofish, terbukti bahwa whitening secara substansial

meningkatkan kesulitan menyerang cipher, dengan jalan menyembunyikan input

spesifik untuk awal dan akhir putaran dari Twofish. Twofish meng-XOR-kan 128 bit

sub kunci sebelum putaran Fiestel pertama dan 128-bit lagi setelah putaran Fiestel

terakhir. Proses Whitening dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Proses Whitening (Scheiner,1998)


commit to user

17

6. Key Schedule (Penjadwalan Kunci)

Key schedule adalah suatu cara dimana bit-bit key diubah menjadi key-key

bulat yang dapat digunakan oleh chipper. Twofish memerlukan material key yang

sangat banyak, dan memiliki key schedule yang rumit. Jadi secara singkat,

penjadwalan kunci adalah proses pengacakan kunci untuk melakukan proses

enkripsi sehingga tingkat kerumitannya menjadi tinggi.

2.1.2.2 Struktur Algoritma Twofish

Twofish menggunakan sebuah Struktur Feistel-like 16-round dengan

tambahan whitening pada masukan dan keluaran. Satu-satunya unsur non-Feistel

adalah 1-bit rotasi. Perputaran dapat dipindah ke dalam fungsi F untuk membuat

suatu struktur Feistel murni, tapi memerlukan suatu tambahan perputaran kata-

kata yang tepat sebelum langkah keluaran whitening. Plaintext 128 bit dipecah

menjadi empat word 32-bit yaitu P0, P1, P2, dan P3. P0 dan P1 akan menjadi bagian

kiri, sedangkan P2 dan P3 akan menjadi bagian kanan. Plaintext tersebut dipecah

menggunakan konvensi little-endian.

(6)

summation

P = Input plaintext yang dipecah menjadi 4 word

j = indeks dengan batas bawah 0 dan batas atas 3

Plaintext akan melalui proses input whitening yaitu input akan di-XOR

dengan empat word kunci yang telah terjadwal yaitu K0, K1, K2, dan K3. Secara

formalnya adalah sebagai berikut :

(7)


commit to user

R = Proses Whitening

P = Input plaintext yang dipecah menjadi 4 word

K = Kunci terjadwal

= XOR

Proses berikutnya input akan melalui proses pada fungsi F yang meliputi

didalamnya adalah fungsi g dan dilanjutkan dengan PHT (Pseudo Hadamard

Transform), dan dilakukan penambahan hasil PHT dengan kunci. Proses fungsi F

tersebut dilakukan secara bertahap.

Pada setiap 16 putaran, dua word pertama digunakan sebagai masukan kepada

fungsi F, yang juga mengambil angka bulat itu sebagai masukan. Word ketiga di-

XOR dengan keluaran pertama F dan kemudian diputar ke kanan satu bit. Word

keempat diputar ke kiri satu bit kemudian di-XOR dengan kata keluaran F yang kedua

. Akhirnya, keduanya saling ditukar menghasilkan persamaan :

(Fr,0,Fr,1) = F(Fr,0,Fr,1,r) (8)

Rr+1,0 = ROR(Rr,2 Fr,0,1) (9)

Rr+1,1 = ROL(Rr,3,1) Fr,1 (10)

Rr+1,2 = Rr,0 (11)

Rr+1,3 = Rr,1 (12)

ROR dan ROL adalah berfungsi memutar argumentasi

pertama (32-bit word) ke kanan dengan angka bit-bit diindikasikan dengan

argumentasi keduanya. Langkah output whitening

terakhir dan meng-XOR-kan 4 word dengan 4 kunci yang diperluas yaitu K0, K1, K2,

dan K3. Empat word dari ciphertext kemudian ditulis sebagai 16 byte c0 15.

Gambar 2.5 menunjukkan gambar dari blok diagram Twofish.


commit to user

19

Gambar 2.4 Blok Diagram Twofish (Schneier, 1998)

1. Fungsi F

Fungsi F adalah suatu permutasi key-dependent di atas nilai 64-bit. Untuk

mengambil tiga argumentasi, dua masukan R0 dan R1, dan angka bulat r digunakan

untuk memilih subkey yang sesuai. R0 yang dilewati fungsi g, menghasilkan T0. i

diputar 8 bit ke kanan kemudian melewati fungsi g untuk menghasilkan T1. Hasil T0

dan T1 selanjutnya dikombinasikan dalam sebuah PHT dan ditambahkan 2 word dari

kunci yang diperluas menghasilkan persamaan :


commit to user

T0 = g(R0) (13)

T1 = g(ROL(R1,8)) (14)

F0 = (T0 + T1 + K2r+8) mod 232 (15)

F1 = (T0 + 2T1 + K2r+9) mod 232 (16)

Dimana ( F0, F1) adalah hasil dari F. Kita juga menggambarkan fungsi F

menganalisa. adalah identik dengan fungsi F, kalau tidak tambahkan beberapa

blok kunci pada output (PHT masih dilakukan.)

2. Fungsi g

Fungsi g merupakan inti dari Twofish. Word masukan X dipecah menjadi

empat byte. Masing-masing byte dijalankan melewati S-box key-dependent. Masing-

masing S-box adalah bijective, mengambil 8 bit masukan, dan menghasilkan 8 bit

keluaran. Ke empat hasil diinterpretasikan sebagai vektor yang panjangnya 4 di atas

GF (28), dan dikalikan dengan yang matriks MDS 4x4 (menggunakan bidang GF (28)

untuk perhitungannya). Untuk menghasilkan vektor diinterpretasikan sebagai 32-bit

sebagai hasil dari fungsi g :

xi = iX 82/ mod 28

yi = si ix

3

2

1

0

z

z

z

z

=

.

.

.

MDS .

3

2

1

0

y

y

y

y

Z = 83

0

2.i

iz (17)

Di mana si adalah S-Box key-dependent dan Z adalah hasil dari g. Untuk merumuskan

dengan baik, kita harus menetapkan koresponden antara nilai-nilai byte dan elemen-

elemen bidang GF (28). Kita merepresentasikan GF (28) sebagai GF(28)[x]/v(x) di

mana v(x)=x8+x6+x5+x3+1 adalah suatu polynomial primitif dari 8 tingkat di atas

GF(2). Unsur Bidang a=7

0iaix

i dengan ai GF (28) adalah dikenal dengan nilai


commit to user

byte 7

0i aix

i. Ini adalah beberap penambahan di

dalam GF (28) berkorespondensi dengan suatu XOR dalam byte. Matriks MDS-nya

adalah sebagai berikut :

MDS =

BEFEF

EFBEF

EFEFB

BBEF

501

015

015

5501

Di mana elemen-elemen ditulis sebagai nilai-nilai byte heksadesimal.

3. Penjadwalan Kunci

Penjadwalan kunci harus menyediakan 40 buah kunci yang diperluas

K0 39, dan 4 buah S-Box key-dependent yang digunakan di dalam fungsi g.

Twofish didefinisikan untuk kunci-kunci dengan panjang N= 128, N= 192, dan N=

256. Beberapa kunci yang lebih pendek dari 256 bit dapat digunakan oleh lapisannya

dari nol hingga yang lebih besar yang didefinisikan sebagai panjang kunci. Kita

mendefinisikan k=N/64. Kunci M terdiri dari 8k byte m0 8k-1. Byte-byte yang

pertama diubah ke dalam 2k word 32 bit masing-masing adalah:

Mi = j

jjim 8

3

0)4( 2. -1 (18)

dan ke dalam dua vektor word dari panjang k :

Me = (M0,M2 2k-2) (19)

Mo = (M1,M3 2k-2) (20)

Sepertiga vektor word dari panjang k adalah juga diperoleh dari kunci itu.

Hal ini dilakukan dengan mengambil byte-byte kunci dan

menginterpretasikannya sebagai vektor di atas GF (28), dan mengalikannya dengan

matriks 4x8 yang diperoleh dari suatu kode R. Masing-masing hasil dari 4 byte

kemudian diinterpretasikan sebagai suatu word 32 bit. Word ini menyusun vektor

yang ketiga :


commit to user

3,

2,

1,

0,

i

i

i

i

s

s

s

s

=

.

.

.

RS .

7

6

5

4

3

2

1

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

m

m

m

m

m

m

m

m

Si = j

jjiS 8

3

0, 2. (21)

-1, dan S = (Sk-1,Sk-2 0)

Catat bahwa daftar S word itu di ntuk perkalian

matriks RS, GF (28) diwakili oleh GF (28)[x]/w(x), di mana w(x)= x8+x6+x3+x2+1

adalah polynomial primitif derajat dari 8 tingkat di atas GF(28). Pemetaan antara

nilai-nilai byte dan elemen-elemen GF (28) menggunakan defnisi yang sama

sebagaimana yang digunakan untuk perkalian matriks MDS. Dalam pemetaan ini,

matriks RS ditunjukkan sebagai berikut :

RS =

03958

19347

56861

9585

587554

1102

382564

8755401

EDB

DAE

ECE

EDBA

AA

CFCA

FA

A

Ke tiga vektor Me, Mo, dan S ini membentuk basis dari jadwal kunci.

3.1 Penambahan Panjang Kunci

Twofish dapat menerima kunci-kunci dengan panjang byte di atas 256 bit.

Untuk ukuran-ukuran kunci yang tidak didefinisikan di atas, kunci diisi pada bagian

akhir dengan nol byte. Sebagai contoh, suatu kunci 80-bit m0 9 akan diperluas

dengan mengatur mi pada kunci

128-bit.


commit to user

3.2 Fungsi h

Fungsi h adalah suatu fungsi yang mengambil dua input 32 bit word X dan

sebuah daftar L = ( L0 k-1) dari word X 32 dengan panjang k dan menghasilkan

satu word pada outputnya. Pada setiap langkah, empat byte masing-masing melintasi

suatu fixed S-Box, dan di-XOR dengan sebuah byte dari daftar. Akhirnya, byte-byte

sekali lagi digeser melewati sebuah fixed S-box dan empat byte itu dikalikan dengan

matriks MDS seperti halnya dalam g.

li,j = 82/iL mod 28 (22)

xj = jX 82/ mod 28 (23)

- XOR diterapkan :

yk,j = xj (24)

Fungsi h ditunjukkan pada Gambar 2.5 sebagai berikut :

Gambar 2.5 Fungsi h


commit to user

:

y3,0 = q1[y4,0] l3,0

y3,1 = q0[y4,1] l3,1

y3,2 = q0[y4,2] l3,2

y3,3 = q1[y4,3] l3,3

jika k = 4 didapatkan :

y2,0 = q1[y3,0] l3,0

y2,1 = q1[y3,1] l3,1

y2,2 = q0[y3,2] l3,2

y2,3 = q0[y3,3] l3,3

Dalam seluruh kasus didapatkan :

y0 = q1[q0[q0[y2,0] l1,0] l0,0] (25)

y1 = q0[q0[q1[y2,1] l1,1] l0,1] (26)

y2 = q0[q1[q0[y2,2] l1,2] l0,2] (27)

y3 = q1[q1[q1[y2,3] l1,3] l0,3] (28)

Di sini, q0 dan q1 ditetapkan permutasi di atas nilai 8-bit yang akan didefinisikan

segera. Menghasilkan vektor yang merupakan perkalian matriks MDS, seperti halnya

dalam fungsi g :

3

2

1

0

z

z

z

z

= .

.

.

MDS .

3

2

1

0

y

y

y

y

Z = i

iiz 8

3

0

2. (29)

di mana Z adalah hasil dari fungsi h.

3.3 S-Box Key-dependent

Sekarang dapat didefinisikan S-Box dalam fungsi g oleh :


commit to user

g(x)= h(X; S) (30)

S-Box Key-Dependent si dibentuk oleh pemetaan dari

xi ke yi di dalam fungsi h, di mana daftar L = vektor S yang diperoleh dari kunci itu.

3.4 Kunci yang Diperluas Kj

Kunci yang diperluas didefinisikan menggunakan fungsi h :

= 224 + 216 + 28 + 20 (31)

Ai = h(2 ,Me) (32)

Bi = ROL(h((2i o),8) (33)

K2i = (Ai + Bi) mod 232 (34)

K2i+1 = ROL((Ai + 2Bi) mod 232,9) (35)

Konstanta digunakan untuk menduplikat byte yang mempunyai properti untuk i=

jika terdiri dari empat byte yang sama, masing-masing dengan nilai i.

Fungsi h diberlakukan bagi word jenis ini. Untuk Ai nilai-nilai byte itu adalah 2i, dan

argumentasi yang kedua dari h adalah Me. Bi dihitung dengan cara yang sama

menggunakan 2i+1 sebagai byte nilai dan Mo sebagai argumentasi yang kedua,

dengan suatu putaran ekstra di atas 8 bit. Nilai-nilai Ai dan Bi Dua dikombinasikan

dalam PHT. Salah satu dari hasil itu selanjutnya diputar dengan 9 bit. Kedua hasil

tersebut membentuk dua buah kunci yang diperluas.

3.5 Permutasi q0 dan q1

Permutasi q0 dan q1 ditetapkan sebagai permutasi di atas nilai-nilai 8 bit dan

dibangun dari 4-bit permutasi yang berbeda. Untuk nilai masukan x didefinisikan

sebagai nilai output y sebagai berikut :

a0, b0 = 16/x , x mod 16

a1 = a0 b0

b1 = a0 ROR1(b0,1) 8a0 mod 16

a2, b2 = t0[a1],t1[b1]


commit to user

a3 = a2 b2

b3 = a2 ROR1(b2,1) 8a2 mod 16

a4, b4 = t2[a3],t3[b3]

y = 16b4 + a4 (36)

di mana ROR4 adalah suatu fungsi yang serupa dengan ROR yang merupakan putaran

nilai 4-bit. Pertama, byte dipecah menjadi dua bagian dan dikombinasikan secara

bijective. Masing-masing bagian melintasi 4-bitfixed S-Box. Ini diikuti oleh yang lain.

Akhirnya, dua bagian dikombinasikan kembali ke dalam satu byte. Untuk permutasi

q0 S-Box 4-bit :

t0 = [8 1 7 D 6 F 3 2 0 B 5 9 E C A 4]

t1 = [E C B 8 1 2 3 5 F 4 A 6 7 0 9 D]

t2 = [B A 5 E 6 D 9 0 C 8 F 3 2 4 7 1]

t3 = [D 7 F 4 1 2 6 E 9 B 3 0 8 5 C A]

di mana masing-masing S-Box 4-bit diwakili oleh daftar masukan yang menggunakan

notasi hexadecimal

yang sama, untuk q1 S-Box 4-bit :

t0 = [2 8 B D F 7 6 E 3 1 9 4 0 A C 5]

t1 = [1 E 2 B 4 C 3 7 6 D A 5 F 9 0 8]

t2 = [4 C 7 5 1 6 9 A 0 E D 8 2 B 3 F]

t3 = [B 9 5 1 C 3 D E 6 4 7 F 2 0 8 A]

Gambar 2.6 menunjukkan satu putaran dalam fungsi F.


commit to user

27

Gambar 2.6. Satu putaran fungsi F (kunci 128-bit)

2.1.3 Steganografi

Steganografi adalah ilmu dan seni menyembunyikan pesan rahasia di dalam

pesan lain sehingga keberadaan pesan rahasia tersebut tidak dapat diketahui (Rinaldi,

2004). Kata steganorafi berasal

covered writing). Steganografi membutuhkan dua properti: wadah


commit to user

28

penampung dan data rahasia yang akan disembunyikan. Steganografi digital

menggunakan media digital sebagai wadah penampung, misalnya citra berformat

JPG, GIF, BMP, atau di dalam musik MP3, atau bahkan di dalam sebuah film dengan

format WAV atau AVI. Data rahasia yang disembunyikan juga dapat berupa citra,

suara, teks, atau video. Semua dapat dijadikan tempat bersembunyi, asalkan berkas

tersebut memiliki bit-bit yang tidak signifikan atau terdapat redundant bits yang

dapat dimodifikasi. Setelah dimodifikasi, berkas media tersebut tidak akan terganggu

fungsinya dan kualitasnya tidak akan jauh berbeda dengan aslinya.

2.1.3.1 Karakteristik Steganografi

Steganografi dikenal dengan nama data hiding atau data embedding, yang

merupakan rangkaian proses dalam menyembunyikan data ke dalam berbagai media,

seperti citra, audio atau teks dengan meminimalisir penampakan degradasi sinyal

media penampung (Forouzan, 2008). Hal ini tampak familiar dengan enkripsi.

Namun jika ditelusuri lebih jauh maka penyembunyian data dalam steganografi

sangat kontras dengan kriptografi. Perbedaannya terletak pada bagaimana proses

penyembunyian data dan hasil akhir dari proses tersebut.

Kriptografi merahasiakan makna pesan sementara keberadaan pesan tetap

dapat diamati oleh indera manusia. Kriptografi melakukan proses pengacakan data

asli sehingga menghasilkan data terenkripsi yang benar-benar acak dan berbeda

dengan aslinya. Sedangkan steganografi menyembunyikan keberadaan pesan tersebut,

data disisipkan dalam media penampung tanpa mengubah keadaan media

penampung tersebut. Dengan kata lain keluaran steganografi ini memiliki bentuk

persepsi yang sama dengan bentuk aslinya. Diagram steganografi ditunjukkan pada

Gambar 2.7.


commit to user

29

Gambar 2.7 Diagram Sistem Steganografi (Forouzan, 2008)

Penyisipan data rahasia ke dalam media digital harus memperhatikan

beberapa aspek keamanan sebagai berikut (Renaldi, 2004) :

a. Fidelity

Mutu media penampung tidak jauh berubah. Setelah penambahan data rahasia,

berkas hasil steganografi tidak mengalami degradasi yang signifikan, sehingga

perubahan atau degradasi tersebut tidak dapat dipersepsi oleh indera manusia. Pada

kasus audio steganografi, audio hasil steganografi masih dapat didengar dengan baik.

Pengamat tidak menyadari bahwa di dalam audio tersebut terdapat data rahasia. Atau

dengan kata lain penyisipan data rahasia tidak mempengaruhi kualitas sinyal asli,

sehingga keberadaan pesan tidak dapat ditangkap oleh pendengaran manusia.

b. Recovery

Data yang disembunyikan harus dapat diungkapkan kembali (recovery).

Karena tujuan steganografi adalah data hiding, maka sewaktu-waktu data rahasia

didalam media penampung harus dapat diambil kembali untuk digunakan lebih lanjut.

c. Robustness

Robustness merupakan salah satu isu desain algoritma steganografi yang

utama. Data rahasia yang disisipkan harus tahan terhadap pengolahan sinyal yang

mungkin dilakukan termasuk konversi digital-analog dan analog-digital, linear dan

non-linear filtering, kompresi dan perubahan ukuran (scaling).


commit to user

30

2.1.3.2 Terminologi dalam Steganografi

Terdapat beberapa istilah yang berkaitan dengan steganografi (Rinaldi,

2004) :

1. Hiddentext atau embedded message: pesan atau informasi yang

disembunyikan.

2. Covertext atau cover-object: pesan atau objek yang digunakan untuk

menyembunyikan embedded message.

3. Stegotext atau stego-object: pesan atau objek yang sudah berisi embedded

message.

Steganografi pada media digital baik hiddentext atau covertext dapat

berupa teks, gambar, audio, maupun video.

2.1.3.3 Metode dalam Steganografi

Proses penyisipan pesan rahasia dalam sistem steganografi pada dasarnya

dilakukan dengan mengidentifikasi media digital pembawa pesan, yaitu bit redundant

yang mana dapat dimodifikasi tanpa merusak integritas dari media digital itu sendiri.

Pengaplikasikan steganografi pada berkas digital dapat dilakukan dengan

berbagai metode. Berikut adalah beberapa metode yang dapat digunakan (Yusrian,

2007) :

a. Least Significant Bit (LSB).

LSB lazim digunakan dalam teknik digital steganografi yaitu mengganti LSB

input setiap samplingnya dengan data yang dikodekan. Dengan metode ini

keuntungan yang didapatkan adalah ukuran pesan yang disispkan relatif besar, namun

berdampak pada hasil file digital yang berkualitas kurang dengan banyaknya noise.

b. Phase Coding

Metode phase coding merekayasa fasa dari sinyal masukan. Teori yang

digunakan adalah dengan mensubstitusi awal fasa dari tiap awal segment dengan fasa

yang telah dibuat sedemikian rupa dan merepresentasikan pesan yang disembunyikan.

Fasa dari tiap awal segment ini dibuat sedemikian rupa sehingga setiap segmen masih

memiliki hubungan yang berujung pada kualitas suara yang tetap terjaga. Teknik ini


commit to user

31

menghasilkan keluaran yang jauh lebih baik daripada metode pertama namun

dikompensasikan dengan kerumitan dalam realisasinya.

c. Spread Spectrum

Metode yang ketiga adalah penyebaran spektrum. Dengan metode ini pesan

dikodekan dan disebar ke setiap spektrum frekuensi yang memungkinkan. Maka dari

itu akan sangat sulit bagi yang akan mencoba memecahkannya kecuali ia memiliki

akses terhadap data tersebut atau dapat merekonstruksi sinyal random yang

digunakan untuk menyebarkan pesan pada range frekuensi.

d. Echo Hiding

Metode terakhir yang sering digunakan adalah menyembunyikan pesan

melalui teknik echo. Teknik menyamarkan pesan ke dalam sinyal yang membentuk

echo. Kemudian pesan disembunyikan dengan menvariasikan tiga parameter dalam

echo yaitu besar amplitude awal, tingkat penurunan atenuasi, dan offset. Dengan

adanya offset dari echo dan sinyal asli maka echo akan tercampur dengan sinyal

aslinya, karena sistem pendengaran manusia yang tidak memisahkan antara echo dan

sinyal asli.

2.1.4 Audio Steganografi

Audio Steganografi merupakan teknik menyembunyikan pesan pada suara

digital. Pesan tersebut disisipkan dengan cara merubah urutan biner dari file audio

tersebut. (Bender, 1996). Audio Steganografi dapat diterapkan pada file audio WAV,

midi, AU, dan bahkan MP3.

Menyisipkan pesan ke dalam suara digital umumnya mempunyai proses yang

lebih sulit dibanding menyisipkan pesan kedalam media lainnya, seperti media

gambar. Metode sederhana yang dapat digunakan untuk audio steganografi yaitu

menyisipkan pesan dalam bentuk gangguan sinyal sampai kepada cara yang lebih

sulit seperti menggunakan teknik pengolahan sinyal yang rumit untuk meyisipkan

pesan. Audio Steganografi menggunakan kelemahan dari sistem pendengaran

manusia untuk menyembunyikan pesan ke dalam file audio.


commit to user

32

2.1.5 LSB (Least Significant Bit)

Metode LSB (Least Significant Bit) ini merupakan metode yang

komputasinya tidak terlalu kompleks dan pesan yang disembunyikan cukup aman

serta dapat menyimpan pesan dengan ukuran relatif besar. Metode ini memodifikasi

nilai yang paling kurang signifikan dari jumlah bit dalam 1 byte file carrier. Bit yang

memiliki signifikansi paling tinggi adalah numerik yang memiliki nilai tertinggi

(misal, 27 = 128), artinya bila terjadi perubahan pada bit ini akan menghasilkan

perubahan yang sangat signifikan. Bit yang memiliki signifikansi paling rendah

adalah numerik yang memiliki nilai terendah (misal, 20 = 1), artinya bila terjadi

perubahan pada bit ini akan menghasilkan perubahan yang tidak terlalu signifikan.

pada

berkas carrier yang berukuran 8 byte. Least Significant Bit dari file carrier ditandai

dengan garis bawah. Berkas carrier dalam biner dengan ukuran 8 byte :

1 00001101 11001001 10010110

00001111 11001011 10011111 00010000

byte :

Kedelapan bit ini nantinya akan dimasukan kedalam Least Significant Bit dari tiap-

tiap byte pada file carrier seperti berikut ini :

Berkas carrier dalam biner dengan ukuran 8 byte :

1 00001101 11001001 10010110

00001111 11001011 10011111 00010000

byte :

Proses Least Significant Bit Modification :

0 00001101 11001000 10010110

00001110 11001011 10011111 00010001

Pada contoh diatas, hanya sebagian dari Least Significant Bit filecarrier yang berubah

(ditunjukkan dengan karakter berwarna merah). Berdasarkan teori yang didapat


commit to user

33

adalah bahwa kemungkinan terjadinya perubahan bit adalah sekitar 50%, karena

peluangnya perubahannya adalah antara 0 atau 1 dan dengan mengubah Least

Significant Bit maka ukuran dari file pembawa tidak akan berubah sehingga akan sulit

untuk terdeteksi (Bender, 1996).

2.1.6 File Audio

Audio (suara) adalah fenomena fisik yang dihasilkan oleh getaran suatu benda

yang berupa sinyal analog dengan amplitudo yang berubah secara kontinyu terhadap

waktu yang disebut frekuensi. Selama bergetar, perbedaan tekanan terjadi di udara

sekitarnya. Pola osilasi yang terjadi dinamakan sebagai gelombang. Gelombang

mempunyai pola sama yang berulang pada interval tertentu, yang disebut sebagai

periode. Contoh suara periodik adalah instrumen musik, nyanyian burung sedangkan

contoh suara non periodik adalah batuk, percikan ombak dan lain-lain (Binanto,

2010).

Suatu format file audio adalah format file untuk menyimpan data audio digital

pada sistem komputer. Data ini dapat disimpan tanpa dikompresi, atau dikompresi

untuk mengurangi ukuran file. Ini bisa menjadi sebuah raw bitstream, tetapi biasanya

merupakan sebuah container format atau format data audio dengan lapisan

penyimpanan yang telah ditetapkan.

Penting untuk membedakan antara format file dan codec audio. Codec

melakukan encoding dan decoding data audio mentah sementara data itu sendiri

disimpan dalam file dengan format file audio tertentu. Meskipun sebagian besar

format file audio hanya mendukung satu jenis data audio (dibuat dengan coder audio),

multimedia container format (seperti Matroska atau AVI) dapat mendukung beberapa

jenis data audio dan video. Ada tiga kelompok utama format file audio (Rassol,2002):

1. Format audio yang tidak terkompresi, seperti WAV, AIFF, AU atau raw

header-less PCM.

2. Format audio dengan kompresi lossless, seperti FLAC, Monkey Audio (yang

berekstensi APE), WavPack (yang berekstensi WV), TTA, ATRAC Advance


commit to user

34

Lossless, Apple Lossless yang berekstensi m4a), MPEG-4 SLS, MPEG-4 ALS,

MPEG -4 DST, Windows Media Audio Lossless (WMA Lossless), dan Shorten

(SHN);

3. Format audio dengan kompresi lossy, seperti MP3, Vorbis, Musepack, AAC,

ATRAC dan Windows Media Audio lossy (WMA lossy).

2.1.7 MP3 (Moving Picture Expert Group Audio Layer III)

MPEG (Moving Picture Expert Group) Audio Layer III atau yang lebih

dikenal dengan MP3, adalah salah satu dari pengkodean dalam file audio dan juga

merupakan format kompresi audio loseless

Istilah menghilangkan yang dimaksud adalah kompresi audio ke dalam format mp3

menghilangkan aspek-aspek yang tidak signifikan pada pendengaran manusia untuk

mengurangi besarnya file audio.

MP3 adalah pengembangan dari teknologi sebelumya sehingga dengan ukuran

yang lebih kecil dapat menghasilkan kualitas yang setara dengan kualitas CD.

Spesifikasi dari Layer-Layer sebagai berikut:

a. Layer 1: paling baik pada 384 kbit/s

b. Layer 2: paling baik pada 256...384 kbit/s, sangat baik pada 224...256 kbit/,

baik pada 192...224 kbit/s

c. Layer 3: paling baik pada 224...320 kbit/s, sangat baik pada 192...224 kbit/s,

baik pada 128...192 kbit/s

Mp3 tidak mempertahankan bentuk asli dari sinyal input. Melainkan yang

dilakukan adalah menghilangkan suara-suara yang keberadaannya kurang/tidak

signifikan bagi sistem pendengaran manusia. Proses yang dilakukan adalah

menggunakan model dari sistem pendengaran manusia dan menentukan bagian yang

terdengar bagi sistem pendengaran manusia. Setelah itu sinyal input yang memiliki

domain waktu dibagi menjadi blok-blok dan ditransformasi menjadi domain

frekuensi. Kemudian model dari sistem pendengaran manusia dibandingkan dengan

sinyal input dan dilakukan proses pemfilteran yang menghasilkan sinyal dengan


commit to user

35

range frekuensi yang signifikan bagi sistem pendengaran manusia. Proses diatas

adalah proses konvolusi dua sinyal yaitu sinyal input dan sinyal model sistem

pendengaran manusia. Langkah terakhir adalah kuantisasi data, dimana data yang

terkumpul setelah pemfilteran akan dikumpulkan menjadi satu keluaran dan

dilakukan pengkodean dengan hasil akhir file dengan format mp3. Berikut adalah

beberapa kelemahan dari sistem pendengaran manusia yang digunakan dalam

pemodelan:

a. Terdapat beberapa suara yang tidak dapat didengar oleh manusia (di luar

jangkauan frekuensi 30-30.000 Hz).

b. Terdapat beberapa suara yang dapat terdengar lebih baik bagi pendengaran

manusia dibandingkan suara lainnya.

c. Bila terdapat dua suara yang dikeluarkan secara simultan, maka pendengaran

manusia akan mendengar yang lebih keras sedangkan yang lebih pelan akan

tidak terdengar.

Kepopuleran dari mp3 yang sampai saat ini belum tersaingi disebabkan oleh

beberapa hal. Pertama mp3 dapat didistribusikan dengan mudah dan hampir tanpa

biaya., walaupun sebenarnya hak paten dari mp3 telah dimiliki dan penyebaran mp3

seharusnya dikenai biaya. Walaupun begitu, pemilik hak paten dari mp3 telah

memberikan pernyataan bahwa penggunaan mp3 untuk keperluan perorangan tidak

dikenai biaya. Keuntungan lainnya adalah kemudahaan akses mp3, dimana banyak

sofware yang dapat menghasilkan file mp3 dari CD dan keberadaan file mp3 yang

bersifat ubiquitos (kosmopolit).

Struktur file mp3 terdiri dari banyak frame ditambah ID3 tag . ID3 tag ini

tidak selalu ada dalam file mp3 (bersifat opsional), karena ID3 tag ini hanya berisi

informasi mengenai judul lagu, artis, tahun terbit lagu, dan lain-lain yang tidak

diperlukan. Struktur file mp3 ditunjukkan pada Gambar 2.8.


commit to user

36

Gambar 2.8 Struktur File mp3

Frame merupakan bagian terbesar dari sebuah file mp3. Sebuah file mp3

dapat mempunyai ribuan hingga puluhan ribu frame tergantung dari ukuran dan

kualitas lagu. Setiap frame dalam mp3 mempunyai panjang frame yang berbeda-beda

untuk itu perlu diketahui struktur dari suatu frame agar dapat mengetahui posisi frame

berikutnya. Struktur frame mp3 ditunjukkan pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Struktur Frame mp3

Main data adalah bagian dimana data audio dari sebuah file MP3 berada dan

mempunyai panjang yang bervariasi. Bagian frame yang akan digunakan dalam

steganografi ini adalah dengan mengganti isi dari Main Data tersebut. Teknik

kompresi MP3 juga menerapkan metode Huffman coding untuk mendapatkan hasil

kompresi yang lebih baik. Jika sebuah frame MP3 mempunyai suara/audio yang sama

persis (biasanya terdapat pada frame yang tidak mempunyai nada/suara apapun) maka

isi dari Main Data-nya cukup ditulis dalam satu macam nilai saja. Nilai homogen

yang dimaksud disini dapat berupa nilai heksadesimal berapapun. Sebuah frame

hanya menyumbangkan waktu selama 0,026 detik saja.


commit to user

37

2.2 Penelitian Terkait

Least Significant Bit Modification Untuk

Merancang Aplikasi Steganography Pada File Audio Digital Tidak

o. 1 Maret 2009

Penelitian ini menggunakan metode modifikasi LSB (Least Significant Bit

Modification) pada aplikasi steganografi pada file audio digital tidak terkompresi.

Least Significant Bit Modification merupakan metode penyembunyian informasi

rahasia dengan memodifikasi LSB file carrier. Modifikasi LSB dilakukan dengan

memodifikasi bit terakhir dalam satu byte data dengan bit-bit informasi dan hanya

menyebabkan perubahan nilai bit satu lebih tinggi atau satu lebih rendah. File carrier

yang digunakan dalam proses steganografinya berupa file audio tidak terkompresi

(.wav) dan menganalisis pengaruh besar kecilnya informasi terhadap kualitas suara

file audio dan melakukan uji coba keberhasilan terhadap kemungkinan terjadinya

pendeteksian.

Manfaat yang diharapkan bisa dicapai dalam penelitian ini adalah membantu

pengguna dalam proses pengamanan informasi untuk menjaga kerahasiaan (privacy)

informasi, keutuhan informasi (integrity), ukuran file dan keaslian informasi

(authentication) sehingga informasi yang didistribusikan tidak mengalami perubahan

oleh pihak yang tidak berwenang.

Pengujian dilakukan selain dengan membandingkan ukuran file, dilakukan

pula perbandingan terhadap perubahan bit-bit LSB dan perbandingan kualitas suara

dari kedua file tersebut. Setelah melakukan perbandingan terhadap beberapa kriteria,

akan dilakukan pengujian ketahanan terhadap file pembawa terlabel (stego file) untuk

tidak terdeteksi oleh software yang dapat mendeteksi ada atau tidaknya informasi

yang disembunyikan pada suatu file (Steganalysis Software).

Perbandingan yang dilakukan menunjukkan bahwa ukuran file antara file

carrier dengan file asli tidak mengalami perubahan setelah mengalami proses

Steganografi dengan ukuran file pesan yang berbeda. File stego tidak dapat dideteksi

secara kasat telinga karena penurunan kualitas suara yang terjadi sangat kecil.


commit to user

38

Kelemahannya adalah file pembawa bisa dideteksi jika pihak lain membandingkan

file stego dengan file carrier yang asli.

Video Steganography

Dengan Metode Least Significant Bit (LSB

Konferensi Nasional Sistem dan Informatika 2009. Bali, November 14, 2009

Penelitian ini merupakan pembuatan aplikasi steganografi yang mampu

menyembunyikan informasi rahasia di dalam media video. Media video yang

digunakan berformat avi, 3gp, flv, dan mpeg. Tujuan penelitian ini adalah untuk

mengembangkan aplikasi video steganografi yang dapat memberikan keamanan pada

suatu informasi rahasia dengan menyembunyikannya dalam file video.

Pendekatan yang digunakan untuk melakukan penyembunyian informasi

adalah pendekatan Least Significant Bit (LSB). Dalam program ini, dilakukan uji

coba berbagai format video. Ternyata semua format video tetap tersimpan dalam

format yang sama dan hasil dari embedding dan retrieving tidak merusak video.

Secara garis besar pelaksanaan uji coba dibedakan dalam dua tahap yaitu tahap

embedding dan tahap retrieving. Dalam tahap embedding, pengujian hanya dilakukan

dalam lingkup proses penyisipan data dengan melakukan tahap pengambilan file

pembawa, pengambilan data pesan rahasia, dan kemudian hasil keluaran tahap

embedding. Pada tahap retrieving, pengujian dilakukan pada proses pengembalian

data yaitu dengan pengambilan data carrier, dan hasil keluaran tahap retrieving.

Proses penyisipan dan ekstraksi data membutuhkan waktu yang lebih lama

apabila ukuran media penampung dan data atau informasi yang disisipkan dan

diekstraksi besar. Salah satu kekurangan aplikasi ini adalah informasi yang disimpan

belum dapat lebih besar memorinya dari objek video itu sendiri. Sehingga untuk

pengembangan lebih lanjut dapat menggunakan metode yang lebih efisien dalam

pemrosesannya sehingga proses steganografi yang dilakukan bisa lebih cepat dan

dapat menampung banyak data atau informasi. Ditambah lagi alangkah baiknya


commit to user

39

sebelum dilakukan proses penyisipan, terlebih dahulu dilakukan proses enkripsi

terhadap data atau informasi.

Alfath Yanuarto Analisis Algoritma dan Keamanan Sandi Blok Twofish dalam

Penelitian ini membahas mengenai analisis dan keamanan sandi blok

algoritma Twofish. Pengujian yang dilakukan mengenai analisis algoritma, analisis

keamanan, uji kecepatan waktu eksekusi enkripsi dan dekripsi dari hasil implementasi

algoritma twofish. Hasil pengujian menunjukkan bahwa waktu eksekusi dipengaruhi

oleh ukuran input plaintext. Dari analisis keamanan diperoleh level ketangguhan

keamanan yang tinggi jika dilihat dari jumlah putaran twofish. Twofish dikategorikan

memliki level ketangguhan keamanan yang tinggi. Analisis hasil implementasi

terlihat bahwa running time proses enkripsi dan dekripsi mengalami peningkatan

secara linear berdasar tingkat ukuran plaintextnya. Hal tersebut terjadi karena

semakin besar ukuran plaintext maka iterasi proses yang dilakukan semakin besar.

Irfan Encryption and

Decryption of Data Using Twofish Algorithm

Journal Science and Technology 2012, 2(3) : 157-161. ISSN : 2231-2587.

Jurnal ini membahas enkripsi dan dekripsi data menggunakan algoritma

Twofish. Twofish menerima plaintext dengan panjang 128 bit dan menerima kunci

dengan panjang 128 bit , 192 bit, atau 256 bit. Penelitian yang dilakukan adalah

menguji algoritma Twofish yang dilihat dari keberagaman panjang plaintext yang

berbeda serta panjang kunci yang berbeda.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa algoritma Twofish hanya menerima

input plaintext dengan panjang 128 bit. Jika kurang dari 128 bit maka program

mendefinisikan plaintext dengan menambahi nilai bit sehingga bernilai sama dengan

128 bit. Jika lebih dari 128 bit maka pada saat proses enkripsi plaintext akan terbagi

menjadi blok yang tidak beraturan sehingga menyebabkan Ciphertext yang dihasilkan


commit to user

40

juga terpisah. Untuk panjang kunci, algoritma Twofish menerima panjang kunci 128

bit, 192 bit, atau 256 bit. Jika panjang kunci kurang dari 128 bit, maka panjang bit

ditambah sehingga bernilai sama dengan 128 bit begitu juga dengan panjang kunci

192 bit dan 256 bit. Algoritma Twofish tidak menerima panjang kunci lebih dari

256bit . Algoritma Twofish dengan panjang kunci 128 bit mempunyai kompleksitas

2128 , 192 bit mempuyai kompleksitas 2192, 256 bit mempuyai kompleksitas 2256.

2.3 Rencana Penelitian

Penelitian yang akan dilakukan pada tugas akhir ini adalah menerapkan

steganografi pada file audio terhadap pesan terenkripsi. Metode yang digunakan pada

proses steganografi adalah metode Least Significant Bit (LSB) untuk file audio

terhadap pesan teks seperti yang digunakan di penelitian Ema Utami (2009) pada file

audio tidak terkompresi dan di penelitian Dian Dwi Hapsari, Lintang Yuniar (2009)

pada file video. Penelitian tersebut hanya meminimalkan kecurigaan terhadap

keberadaan pesan dengan steganografi tetapi belum ada usaha peningkatan keamanan

pesan menggunakan proses kriptografi. Untuk itu dapat dilakukan proses kriptogafi

untuk mengenkripsi pesan yang disembunyikan.

Algoritma kriptografi yang digunakan adalah algoritma Twofish. Pada

penelitian Alfath (2008) algoritma Twofish dinyatakan mempunyai level ketangguhan

keamanan yang tinggi. File audio yang digunakan berupa file mp3 karena dapat

menampung pesan dengan kapasitas besar serta mudah cara mendistribusikannya dan

pesan teks yang digunakan berupa pesan teks dengan format .txt. Pengujian dilakukan

dengan menganalisis pengaruh variasi ukuran pesan teks yang disisipkan terhadap

kapasitas pesan yang mampu ditampung file audio, kualitas suara yang dihasilkan

oleh file audio, serta akan dihitung waktu enkripsi dan dekripsi pesan teks, dan

dilakukan pula perhitungan waktu penyisipan dan ekstraksi pesan terhadap variasi

ukuran pesan teks dan file audio.


commit to user

41

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan melakukan pemahaman mengenai

konsep dari kriptografi dan steganografi, serta file audio yang berkonsentrasi pada

algoritma Twofish, metode Least Significanti Bit (LSB), dan file audio mp3.

Literatur pendukung ini dapat berupa jurnal, paper, makalah, artikel, buku, atau

sumber lainnya. Hasil yang ingin diperoleh dari tahap ini adalah ringkasan dasar

teori serta tinjauan penelitian sebelumnya.

3.2 Tahap Identifikasi Masalah

Tahap ini dilakukan untuk penentuan hal-hal penting seperti

pengumpulan data file audio, pengelompokan file audio berdasar kapasitas

maksimum pesan yang dapat ditampung file mp3 dan pengelompokan berdasar

genre masing-masing file audio, serta pengumpulan data file pesan teks. Tahapan

ini digunakan sebagai dasar permasalahan yang akan dianalisis. Tahapan ini juga

merupakan tahap mengkaji dan membatasi masalah yang akan diimplementasikan

dalam sistem.

3.3 Tahap Implementasi

Ada 4 tahapan dalam implementasi aplikasi ini dengan

mengkombinasikan proses kriptografi yang terdiri dari tahap enkripsi dan dekripsi

pesan teks dari chiperteks menjadi plainteks serta proses steganografi yang terdiri

dari tahap penyisipan pesan teks ke dalam file audio dan tahap ekstraksi audio

stego sehingga menjadi file audio dan chipertext. Penjelasan lebih rinci dari

perancangan aplikasi dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Tahap EnkripsiTahap Penyisipan

Pesan Tahap Ekstraksi Tahap Dekripsi

Gambar 3.1 Skema Implementasi Kriptografi dan Steganografi


commit to user

42

File audio menjadi masukan sebagai media penampung atau disebut

file audio pembawa dan file teks menjadi masukan pesan rahasia yang akan

disisipkan. File teks terlebih dahulu melalui tahap enkripsi menghasilkan

chipertext, kemudian chipertext disisipkan ke dalam file audio. Hasil dari proses

penyisipan pesan tersebut adalah file audio-stego. File audio stego mengandung

pesan teks rahasia didalamnya. File audio-stego ini diharapkan mempunyai

kualitas suara yang tidak jauh berbeda dengan file audio asli. Tahap ekstraksi

digunakan untuk memisahkan antara file audio pembawa dan pesan teks yang

disisipkan. Pesan teks yang didapat masih dalam keadaan terenkripsi sehingga

harus melalui tahap dekripsi terlebih dahulu agar menghasilkan pesan rahasia

yang dapat diketahui maknanya. Pembahasan secara lebih detail mengenai

tahapan implementasi kriptografi dan steganografi akan dijelaskan pada sub-bab

selanjutnya.

3.4 Tahap Enkripsi

Tahap enkripsi melakukan penyandian pesan teks berupa pesan rahasia

berformat .txt untuk menghasilkan chipertext menggunakan algoritma Twofish.

Skema tahapan enkripsi algoritma Twofish secara umum yang dapat dilihat pada

Gambar 3.2.

PlaintextTahap Enkripsi

Algoritma TwofishChipertext

Gambar 3.2 Skema Tahap Enkripsi dengan Agoritma Twofish

Flowchart dari tahap enkripsi pesan teks menggunakan agoritma Twofish

dapat dilihat pada Gambar 3.3.


commit to user

43

Mulai

Plaintext(blok=128 bit)

Blok / 4 = P0...P3

i = 0

R0, i = Pi XOR Ki

(Fr,0,Fr,1) = F(Rr,0,Rr,1,r)Rr+1,0 = ROR (Rr,2 XOR Fr,0,1)Rr+1,1 = ROL (Rr,3,1) XOR Fr,1Rr+1,2 = Rr,0Rr+1,3 = R,r,1

i = 16

i = i + 1

Tukar ROR dan ROL

Ci=R16(i+2)mod 4 XOR Ki+4

Satukan kembali ROR dan ROL

Chipertex t(blok=128 bit)

Selesai

ya

tidak

Gambar 3.3 Flowchart Proses Enkripsi Agoritma Twofish

Keterangan Gambar 3.3:

1. Input berupa plaintext sebesar 128 bit dibagi menjadi empat word

32 bit yaitu P0, P1, P2, P3 . P0 dan P1 akan menjadi bagian

kiri, sedangkan P2 dan P3 akan menjadi bagian kanan.

2. Plaintext akan melalui proses input whitening yaitu plaintext di-

XOR dengan empat sub kunci yang telah terjadwal yaitu K0, K1,

K2, dan K3.

3. Proses berikutnya plaintext akan melalui proses pada fungsi F

(Feistel) yang meliputi di dalamnya adalah fungsi g dan

dilanjutkan dengan PHT (pseudo hadamard transform), dan

dilakukan penambahan hasil PHT dengan kunci. proses fungsi F


commit to user

44

tersebut dilakukan secara bertahap. R0 dan R1 yang merupakan

hasil whitening akan menjadi input untuk fungsi F.

4. R0 dan R1 akan dimasukkan ke dalam fungsi g yang

merupakan bagian awal dari fungsi F. Untuk R1 sebelum

dimasukkan ke dalam fungsi g akan dirotasi ke kiri sejauh 8 bit. R0

dan R1 melalui S-box dan selanjutnya akan dikalikan dengan

matriks MDS. Hasil dari fungsi g ini masing-masing menjadi

T0 dan T1.

5. T0 dan T1 akan melalui proses PHT yang merupakan

penggabungan T0 dan T1 dimana T0 + T1 dan T0 + 2T1. Setelah

itu hasil dari PHT tersebut masing-masing akan ditambahkan

dengan kunci yang sudah terjadwal yaitu K2r+8 dan K2r+9.

Hasil dari fungsi F adalah F0 dan F1, maka dengan demikian

fungsi F telah terpenuhi.

6. Setelah itu F0 dan F1 masing-masing di-XOR dengan R2 dan

R3. Hasil dari R2 XOR F0 dirotasi ke kanan sejauh 1 bit.

Sedangkan R3 XOR F1, sebelumnya R3 dirotasi ke kiri sejauh 1

bit.

7. Setelah itu, maka akan dilakukan iterasi sebanyak 16 kali.

Setiap iterasi sama dengan proses sebelumnya.

8. Terakhir adalah penukaran blok bagian kanan dan kiri.

9. Hasil dari 16 round enkripsi melalui output whitening yaitu proses

peng-XORan 16 round enkripsi dengan K4, K5, K6, dan K7.

Tahap enkripsi pesan teks dilakukan dengan menggunakan

penjadwalan kunci. Algoritma Twofish menggunakan kunci private.

3.5 Tahap Penyisipan Pesan

Tahap penyisipan pesan dilakukan pada file audio MP3 dengan

menggunakan metode LSB. Tahap penyisipan pesan ini secara lebih rinci terdiri

dari 2 proses , yaitu proses pencarian byte dan proses penggantian byte yang sama.

Skema tahapan penyisipan pesan secara umum dapat dilihat pada Gambar 3.4.


commit to user

45

Chipertext + MP3Tahap Penyisipan

Pesan denganmetode LSB

Objek Stego

Gambar 3.4 Skema Proses penyisipan pesan

Langkah-langkah penyisipan pesan teks ke dalam media audio MP3

menggunakan metode LSB dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Mulai

Masukkan kuncienkripsi,

pesan_text,file_mp3

Enkripsi pesanteks dengan

Algoritma Twofish

Penyisipan pesan denganmengganti byte homogen

pada mp3

Keluaran filemp3_stegged

Selesai

kapasitas pesan >chipertext

PesanError

ya

tidak

Kapasitas = jumlahbyte homogen / 8

Menghitung jumlahbyte homogendalam file mp3

Gambar 3.5 Flowchart Tahap Penyisipan Pesan

Keterangan Gambar 3.5 :

1. Masukkan kunci yang digunakan sebagai kunci enkripsi, pesan

rahasia dalam bentuk text , dan file mp3 sebagai media

penampung.

2. Pesan text ditampung dalam temporary file kemudian dienkripsi

mengunakan algoritma Twofish menghasilkan chipertext.

3. Dihitung jumlah byte homogen dalam mp3 kemudian dihitung

kapasitas pesan yang mampu ditampung oleh file MP3 dengan


commit to user

46

perhitungan jumlah byte homogen dibagi 8. Jika ukuran chipertext

lebih besar dari kapasitas yang mampu ditampung MP3 maka

penyisipan pesan tidak dapat dilakukan.

4. Penyisipkan pesan dilakukan dengan mengganti byte homogen

terakhir pada file mp3 menggunakan metode LSB menghasilkan

keluaran file mp3-stego.

3.5.1 Tahap Pencarian Byte Yang Sama

Pencarian byte-byte yang sama pada file mp3 dilakukan untuk

mengetahui byte-byte yang dapat digunakan sebagai tempat penyisipan pesan.

Byte-byte yang sama pada file mp3 disubstitusi dengan byte-byte chipertext.

Flowchart dari proses pencarian byte yang sama pada file mp3 yang dapat

dilihat pada Gambar 3.6.

Mulai

Masukkanfile_mp3 cover

Pencarian framemp3

Mencari informasiukuran framedalam byte

i=1

Apakah [i] <= panjangframe mp3 ? i = i + 1

Frame dapatdigunakan sebagaipenampung pesan

Selesai

Nilaibyte[i]=byte

[i+1] ?

ya

tidak

tidak

ya

Gambar 3.6 Flowchart Proses Pencarian Byte Yang Sama


commit to user

47


1. Stream file mp3 dibaca dari awal sampai akhir dengan tujuan

mencari informasi ukuran frame dalam byte.

2. Frame ke-i=1 didapat, byte pertama dibandingkan dengan byte

selanjutnya.

3. Pembacaan byte terus dilakukan, jika byte pertama bernilai sama

dengan byte selanjutnya maka dilakukan perulangan sampai

mencapai ukuran panjang file.

4. Jika hasil pemeriksaan dalam satu frame mengandung byte sama

maka frame tersebut dapat digunakan sebagai tempat penyisipan

pesan.

3.5.2 Proses Penyisipan Pesan

File MP3 terdiri dari ribuan frame, jika byte-byte dalam frame

tersebut sama atau mengandung byte homogen maka frame tersebut dapat

disisipi pesan. Frame pertama yang dapat disisipi pesan diberikan string

penanda, semisal string yang terdiri dari ukuran dan ekstensi pesan text,

byte dengan

format txt. Penanda berupa ukuran file pesan berguna pada saat proses

ekstraksi pesan. Pada setiap frame yang digunakan juga diberikan penanda

berupa string nda pada saat

ekstraksi pesan. Setelah seluruh chipertext disisipkan ke dalam MP3, maka

proses penyisipan pesan selesai. Tahap penyisipan pesan dengan metode

penggantian byte dapat dilihat pada Gambar 3.7.


commit to user

48

Mulai

frame yang digunakan

Mensubstitusi byte-byte yang samadengan chipertext setelah string penanda

Selesai

ukuran pesan pada frame MP3 pertamayang digunakan

Proses substitus i telahmencapai ukuran

chipertext ?

ya

tidak

Gambar 3.7 Flowchart Penyisipan Pesan dengan Metode Penggantian Byte


1. Frame pertama yang digunakan sebagai tempat menampung

chipertext diberi string string ukuran

chipertext.

2. Frame selanjutnya yang dapat digunakan sebagai tempat

menampug chipertext diberi string

3. Substitusi byte homogen terakhir mp3 dengan 1 bit chipertext

setelah string penanda sampai mencapai ukuran chipertext.

3.6 Tahap Ekstraksi Pesan

Tahap ekstraksi pesan berfungsi untuk mengungkap pesan berupa

chipertext yang tersembunyi dalam file mp3. Skema dari proses ekstraksi pesan

secara umum dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Objek Stego

Tahap EkstraksiFile MP3 Chipertext

Gambar 3.8 Skema Proses Ekstraksi Pesan


commit to user

49

Langkah-langkah dalam proses ekstraksi chipertext dapat dilihat pada

Gambar 3.9.

Mulai

Masukkan kuncienkripsi dan filemp3_stegged

Ekstraksi pesan byte demibyte dari mp3

Dekripsi chipertext

Selesai

Apakah kuncisesuai ?

tidak

Pencarian frame pertamaMP3 yang memuat string

string ukuran chipertext

Mencari informasi ukuranchipertext yang disisipkan

dalam MP3

Pencarian frame yang

frame MP3

Ukuran byteterekstraksi = ukuran

chipertext

tidak

ya

ya

Gambar 3.9 Flowchart Proses Ekstraksi Pesan


a. Masukkan kunci dekripsi dan file mp3 terlabel.

b. Jika kunci yang dimasukkan sesuai maka dilakukan pencarian

frame pertama yang bertanda string string ukuran

chipertext sehingga didapat ukuan chipertext

c. Pencarian frame bertanda string

mendapatkan frame yang berisi byte-byte chipertext kemudian

dilakukan ekstraksi pesan byte demi byte hingga mencapai ukuran

chipertext yang disisipkan.


commit to user

50

d. Chipertext didekripsi sehingga menghasilkan plaintext dalam

bentuk file teks.

3.7 Tahap Dekripsi

Tahap dekripsi pesan dilakukan untuk mengembalikan chipertext

menjadi plaintext berformat.txt menggunakan algoritma Twofish. Skema tahap

dekripsi pesan menggunakan algoritma Twofish dapat dilihat pada Gambar 3.10.

ChipertextTahap Dekr ipsi

Algor itma TwofishPlaintext

Gambar 3.10 Skema Tahap Dekripsi dengan Agoritma Twofish

Langkah-langkah proses dekripsi dari algoritma Twofish dapat dilihat

pada Gambar 3.11.

Mulai

Chipertext(blok=128 bit)

i = 0

R0, i = Pi XOR Ki

(Fr,0,Fr,1) = F(Rr,0,Rr,1,r)Rr+1,0 = ROR (Rr,2 XOR Fr,0,1)Rr+1,1 = ROL (Rr,3,1) XOR Fr,1Rr+1,2 = Rr,0Rr+1,3 = R,r,1

i = 16

i = i + 1

Plaintext(blok=128 bit)

Selesai

ya

tidak

Tukar ROR dan ROL

Ci=R16(i+2)mod 4 XOR Ki+4

Blok / 4 = P0...P3

Gambar 3.11 Flowchart Proses Dekripsi Agoritma Twofish


commit to user

51

Keterangan Gambar 3.11:

1. Input chipertext sebesar 128 bit

2. Penukaran bagian kanan dan kiri.

3. Setelah itu F0 dan F1 masing-masing di-XOR dengan R2 dan R3.

Hasil dari R2 XOR F0 dirotasi ke kanan sejauh 1 bit. Sedangkan

R3 XOR F1, sebelumnya R3 dirotasi ke kiri sejauh 1 bit.

4. Hasil dari 16 round dekripsikan melalui output whitening yaitu

proses peng-XORan 16 round enkripsi dengan K4, K5, K6, dan K7.

5. Proses berikutnya input akan melalui proses pada fungsi F yang

meliputi di dalamnya adalah fungsi g dan dilanjutkan dengan

PHT (pseudo hadamard transform), dan dilakukan penambahan

hasil PHT dengan kunci. Proses fungsi F tersebut dilakukan secara

bertahap. R0 dan R1 yang merupakan hasil whitening akan menjadi

input untuk fungsi F.

6. R0 dan R1 akan dimasukkan ke dalam fungsi g yang

merupakan bagian awal dari fungsi F. Untuk R1 sebelum

dimasukkan ke dalam fungsi g akan dirotasi ke kiri sejauh 8 bit. R0

dan R1 melalui S-box dan selanjutnya akan dikalikan dengan

matriks MDS. Hasil dari fungsi g ini masing-masing menjadi T0

dan T1.

7. T0 dan T1 akan melalui proses PHT yang merupakan

penggabungan T0 dan T1 dimana T0 + T1 dan T0 + 2T1. Setelah

itu hasil dari PHT tersebut masing-masing akan ditambahkan

dengan kunci yang sudah terjadwal yaitu K2r+8 dan K2r+9.

Hasil dari fungsi F adalah F0 dan F1, maka dengan demikian

fungsi F telah terpenuhi.

8. Setelah itu, maka akan dilakukan iterasi sebanyak 16 kali.

Setiap iterasi sama dengan proses sebelumnya.

9. Chipertext akan melalui proses input whitening yaitu input akan

di-XOR dengan empat word kunci yang telah terjadwal yaitu K0,

K1, K2, dan K3 menghasilkan plaintext.


commit to user

52

10. Plaintext sebesar 128 bit akan dibagi menjadi empat word yaitu P0,

P1, P2, P3 yang masing-masing sebesar 32 bit. P0 dan P1

akan menjadi bagian kiri, sedangkan P2 dan P3 akan menjadi

bagian kanan.

3.8 Tahap Pengujian

Pengujian dilakukan pada 12 data sample yang terdiri dari 4 buah plaintext

dan 8 buah file audio. Plaintext yang diujikan menggunakan format .txt dan

ukuran tiap plaintext dinaikkan kelipatan 5 KB. File audio terdiri dari file musik

mp3 ber-genre akustik, instrumen, pop, dan rock.

Musik adalah kumpulan dari bunyi atau suara dan keadaan diam (sounds

and silences) dalam alur waktu dan ruang tertentu (Eagle Jr, 1996). Musik

instrumen merupakan musik yang mengalun tanpa lirik, hanya berupa alunan alat

musik saja. Musik instrumen identik memiliki karakteristik irama yang lembut

dan mempunyai banyak keadaan nada diam (Syukur,2005). Berbeda dengan

alunan musik akustik, rock dan pop memiliki karakteristik irama yang kompleks

dengan ketukan yang relatif cepat sehingga tidak banyak mempunyai keadaan

nada diam. Semakin banyak nada yang sama persis atau keadaan nada diam maka

semakin banyak byte homogen yang dikandung file audio tersebut. Musik akustik

dapat dihasilkan dari alat musik akustik seperti gitar akustik, piano akustik, violin,

maupun cello. Musik rock dan pop berkisar antara permainan gitar listrik

dikombinasikan dengan gitar bass dan drum.

Masing- masing file audio tersebut berukuran 4 MB yang dibedakan

berdasar ukuran kapasitas pesan yang mampu ditampung file mp3 dan dalam

pengujian ini ditentukan dua cakupan ukuran kapasitas pesan yang berbeda yaitu

antara 10000 byte 35000 byte dan 50000 byte 75000 byte. Ukuran kapasitas

pesan yang mampu ditampung file mp3 diperoleh dari banyaknya byte yang sama

dibagi 8, karena dalam metode LSB, 1 byte file audio digunakan untuk 1 bit

karakter pesan.

Aspek pertama yang diuji adalah uji kapasitas pesan teks yang mampu

ditampung oleh file mp3, tiap file mp3 disisipkan pesan teks dengan ukuran


commit to user

53

kelipatan 5 KB. File mp3 terakhir yang masih mampu menampung pesan berarti

mempunyai kapasitas yang paling besar. Aspek kedua yang diuji adalah

perhitungan waktu eksekusi. Waktu eksekusi yang dihitung antara lain : waktu

enkripsi, waktu dekripsi, waktu penyisipan pesan ke dalam file audio, dan waktu

ekstraksi file mp3 stego. Aspek ketiga yang diuji adalah perhitungan kualitas

suara file mp3 stego yang dihasilkan. Kualitas suara file mp3 stego diuji secara

obyektif dengan terlebih dahulu mengukur kekuatan sinyal file audio

menggunakan alat berupa Sound Level Meter Extech tipe 407736, lalu dihitung

nilai Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) dengan rumus :

(1)

P0 adalah kekuatan sinyal awal (dB) dan P1 adalah kekuatan sinyal fie audio

setelah disisipi (dB). Jika nilai PSNR berkisar antara 30-50 dB maka file MP3

hasil steganografi dinyatakan mempunyai kualitas suara yang baik (Jiang, 2011).


commit to user

54

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Spesifikasi Perangkat

Perangkat yang digunakan untuk melakukan implementasi pengujian

sistem berupa perangkat keras dan perangkat lunak yang meliputi :

1. Spesifikasi Perangkat Lunak

a. Sistem Operasi Windows 7

b. Borland Delphi 7.0 dengan library DcpCrypt untuk proses enkripsi dan

dekripsi algoritma Twofish.

c. Sound Level Meter Extech tipe 407736 untuk mengukur kekuatan sinyal

audio.

2. Spesifikasi Perangkat Keras

Pembangunan aplikasi ini menggunakan Personal Computer dengan

spesifikasi:

a. Processor Intel Atom

b. RAM 2 GB dan HardDisk dengan kapasitas 32GB

4.2 Hasil Pengujian dan Analisa

Pengujian yang dilakukan terdiri dari tiga macam yaitu pengujian

kapasitas pesan yang mampu ditampung file audio, kecepatan waktu eksekusi

berupa waktu enkripsi, dekripsi, penyisipan, dan ekstraksi serta pengujian kualitas

suara audio yang telah mengalami proses steganografi. Data sample pada

penelitian ini menggunakan 8 file mp3 dengan genre musik akustik, instrumen,

pop, dan rock serta 4 buah file teks .txt dengan ukuran 1 KB, 5 KB, 10 KB, dan 15

KB. Atribut dari data sample file mp3 dan file teks dijelaskan pada Tabel 4.1 dan

Tabel 4.2.


commit to user

55

Tabel 4.1 Atribut Data Sample File Audio

Genre Nama File mp3 Ukuran (MB)

Jumlah Byte Homogen

(byte)

Kapasitas Pesan MP3

(byte) Akustik everything you want.mp3 4.08 278184 34773

my immortal(akustik).mp3 4.12 417264 52158 Instrumen because tomorrow.mp3 4.22 273336 34167

love in the ice.mp3 4.59 586864 73358 Pop Saat kau pergi.mp3 4.47 146632 19653

Lelaki untukmu.mp3 4.12 602944 57829 Rock a sing for absolution.mp3 4.49 160256 20032

snow white queen.mp3 4.02 471696 58962

Tabel 4.2 Atribut Data Sample File Teks

Nama File Teks Ukuran (KB) 1.txt 1 5.txt 5 10.txt 10 15.txt 15

Pesan teks dapat disisipkan ke dalam file audio dengan mengganti byte

homogen terakhir pada file audio dengan metode LSB. Byte homogen adalah byte

yang sama dan berurutan pada satu frame. Sebuah file mp3 dapat mempunyai

ribuan hingga puluhan ribu frame tergantung dari kualitas lagu. Jika dalam suatu

frame mengandung byte homogen maka frame tersebut dapat dijadikan tempat

menyisipkan pesan. Banyaknya byte homogen menentukan seberapa besar ukuran

kapasitas pesan yang mampu ditampung file audio, dengan perhitungan banyak

byte homogen dibagi 8 dimana hal itu bersesuaian dengan metode LSB, 1 byte

file audio digunakan untuk 1 bit pesan. Jika suatu file audio mempunyai banyak

byte homogen berarti semakin banyak pula ukuran kapasitas pesan yang mampu

ditampung file audio tersebut.


commit to user

56

4.2.1. Pengujian Kapasitas Pesan yang Mampu ditampung File Audio

Pengujian kapasitas pesan yang mampu ditampung file audio

menggunakan file audio yang terdiri dari file musik mp3 bergenre akustik,

instrumen, pop, dan rock sesuai dengan data sample yang dibedakan berdasar

genre file audio berukuran sama yaitu 4 MB, tetapi untuk pesan teks yang

disisipkan menggunakan data pesan teks berformat .txt dengan ukuran kelipatan

10 KB. Proses penyisipan dilakukan hingga seluruh file mp3 dinyatakan gagal

dalam menyisipkan pesan karena pesan yang disisipkan lebih besar dari ukuran

kapasitas pesan yang mampu ditampung file mp3, file mp3 terakhir yang berstatus

gagal berarti mempunyai kapasitas terbesar dibandingkan file mp3 lain. Hasil

pengujian kapasitas pesan ditunjukkan pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kapasitas Pesan yang Mampu ditampung File Audio

Gen re

Nama File mp3

STATUS PENYISIPAN dengan Ukuran Pesan Teks (KB)

Prosentase Penyisipan Sukses per-genre (%)

1 10 20 30 40 50 60 70 80

Akustik

everything you want.mp3

Suk ses

Suk ses

Suk Ses

Suk ses

Ga gal

Ga gal

Ga gal

Ga Gal

Ga gal

55.6

my immortal (akustik).mp3

Suk ses

Suk ses

Suk Ses

Suk ses

Suk ses

Suk Ses

Ga gal

Ga gal

Ga gal

Ins Tru men

because tomorrow.mp3

Suk ses

Suk ses

Suk ses

Suk ses

Ga gal

Ga Gal

Ga gal

Ga gal

Ga gal

66.7

love in the ice .mp3

Suk ses

Suk ses

Suk ses

Suk ses

Suk ses

Suk Ses

Sukses

Sukses

Ga gal

Pop saat kau pergi .mp3

Suk ses

Suk ses

Ga gal

Ga gal

Ga gal

Ga Gal

Ga gal

Ga gal

Ga gal

44.4

lelaki untukmu .mp3

Suk ses

Suk ses

Suk ses

Suk ses

Suk ses

Suk Ses

Ga gal

Ga gal

Ga gal

Rock

a sing for absolution.mp3

Suk ses

Suk ses

Suk ses

Ga gal

Ga gal

Ga Gal

Ga gal

Ga gal

Ga gal

50

snow white queen.mp3

Sukses

Sukses

Sukses

Sukses

Sukses

Sukses

Gagal

Gagal

Gagal

Prosentase penyisipan sukses per-genre dihitung dengan rumus :

(1)

Tabel 4.3 menunjukkan 9 percobaan yang dilakukan pada tiap file mp3

yang berukuran sama dengan menyisipkan pesan teks berukuran kelipatan 10 Kb,

didapat kesimpulan bahwa file mp3 terakhir yang dinyatakan gagal dalam proses


commit to user

57

penyisipan pesan adalah file love in the ice.mp3 ber-genre instrumen, yang berarti

file tersebut mempunyai kapasitas pesan yang paling besar. Untuk menyatakan

kapasitas pesan terbesar yang mampu ditampung file mp3 berdasar genre-nya

maka dihitung prosentase penyisipan sukses per-genre, dimana prosentase

terbesar dimiliki oleh genre instrumen dengan prosentase sebesar 66.7 %, dan

berturut-turut diikuti oleh genre akustik dengan 55.6 %, genre rock dengan 50%,

dan genre pop dengan 44.4%.

Kapasitas pesan yang mampu ditampung file mp3 tergantung pada

banyaknya byte homogen. Kapasitas terbesar untuk meyisipkan pesan dimiliki

oleh genre instrumen. Genre instrumen identik mempunyai irama yang lembut

dan banyak keadaan nada diam sehingga mempuyai banyak byte homogen.

Sedangkan pada genre musik akustik, rock dan pop mempunyai irama yang

kompleks sehingga mempunyai jumlah byte homogen yang bervariasi berdasar

dari alunan nada yang dihasilkan. Semakin banyak byte homogen semakin besar

pula kapasitas pesan yang mampu ditampung file mp3.

4.2.2. Pengujian Kecepatan Waktu Eksekusi

Pengujian kecepatan waktu eksekusi dilakukan dengan cara menghitung

waktu eksekusi enkripsi, dekripsi, penyisipan, dan ekstraksi. Plainteks yang

diujikan menggunakan format .txt dan ukuran tiap plainteks dinaikkan kelipatan 5

KB. File Audio yang digunakan terdiri dari file musik mp3 bergenre akustik,

instrumen, pop, dan rock yang dibedakan berdasar ukuran kapasitas pesan yang

dapat ditampung oleh file mp3 dan dalam pengujian ini ditentukan dua cakupan

ukuran kapasitas pesan yang berbeda yaitu antara 10000 byte 35000 byte dan

50000 byte 75000 byte. Cakupan ukuran kapasitas yang berbeda ini digunakan

untuk menganalisis pengaruh kapasitas file audio terhadap waktu eksekusi. Hasil

pengujiannya dapat dlihat pada pada Tabel 4.4, Tabel 4.5, Tabel 4.6, Tabel 4.7,

Tabel 4.8, Tabel 4.9, Tabel 4.10, dan Tabel 4.11.


commit to user

58

Tabel 4.4 Waktu Eksekusi untuk Plainteks Berbeda pada File Audio mp3

Bergenre Akustik dengan Kapasitas Pesan 10000 byte 35000 byte

File Audio : Sabrina-Everything u want.mp3 [4.08 MB] Kapasitas pesan : 34773 byte

UKURAN (byte)

UKURAN (MB) WAKTU (detik) Kesesuaian Teks Hasil Ekstraksi

(%) Plainteks

Cipherteks

File MP3 Asli

File MP3 Stego

Enkripsi Dekripsi

Penyisipan

Ekstraksi

985 1091 4.08 4.08 0.0024 0.0027 29.069 7.131 100 5011 5798 4.08 4.08 0.0031 0.0031 31.924 9.442 100

10138 11500 4.08 4.08 0.0042 0.0038 34.598 16.649 100 15,310 17155 4.08 4.08 0.0053 0.0044 45.086 19.405 100

rata-rata 0.00375 0.0035 35.16925 13.15675


Bergenre Akustik dengan Kapasitas Pesan 50000byte-75000byte

File Audio : My immortal (acoustic).mp3 [4.12 MB] Kapasitas Pesan : 52158 byte

UKURAN (byte)


(%) Plainteks

Cipherteks

File MP3 Asli

File MP3 Stego

Enkripsi Dekripsi

Penyisipan

Ekstraksi

985 1091 4.12 4.12 0.0028 0.0029 36.333 1.8388 100 5011 5798 4.12 4.12 0.0031 0.0032 38.862 14.398 100

10138 11500 4.12 4.12 0.0039 0.0039 43.382 21.099 100 15,310 17155 4.12 4.12 0.0053 0.0058 47.162 24.327 100

rata-rata 0.003775 0.00395 41.43475 15.4157


Bergenre Instrumen dengan Kapasitas Pesan 10000 byte 35000 byte

File Audio : because tomorrow .mp3 [4.22 MB] Kapasitas Pesan : 34167 byte

UKURAN (byte)


(%) Plainteks

Cipherteks

File MP3 Asli

File MP3 Stego

Enkripsi Dekripsi

Penyisipan

Ekstraksi

985 1091 4.22 4.22 0.0029 0.0026 26.884 4.3372 100 5011 5798 4.22 4.22 0.0031 0.0031 28.815 7.0218 100

10138 11500 4.22 4.22 0.0037 0.0039 31.767 10.535 100 15,310 17155 4.22 4.22 0.0045 0.0041 34.612 13.959 100

rata-rata 0.00355 0.003425 30.5195 8.96325


commit to user

59


Bergenre Instrumen dengan Kapasitas Pesan 50000 byte 75000 byte

File Audio : Love in the ice.mp3 [ 4.59 MB] Kapasitas Pesan : 73358 byte

UKURAN (byte)


(%) Plainteks

Cipherteks

File MP3 Asli

File MP3 Stego

Enkripsi Dekripsi

Penyisipan

Ekstraksi

985 1091 4.59 4.59 0.0025 0.0028 44.889 4.3424 100 5011 5798 4.59 4.59 0.0031 0.0032 45.786 7.2673 100

10138 11500 4.59 4.59 0.0037 0.0037 49.557 10.924 100 15,310 17155 4.59 4.59 0.0042 0.0043 59.071 14.549 100

rata-rata 0.003375 0.0035 49.82575 9.270675


Bergenre Pop dengan Kapasitas Pesan 10000 byte 35000 byte

File Audio : Saat kau pergi.mp3 [4.47 MB] Kapasitas Pesan : 19653 byte

UKURAN (byte)


(%) Plainteks

Cipherteks

File MP3 Asli

File MP3 Stego

Enkripsi Dekripsi

Penyisipan

Ekstraksi

985 1091 4.47 4.47 0.0017 0.0028 24.432 14.211 100 5011 5798 4.47 4.47 0.0028 0.0031 38.022 17.621 100

10138 11500 4.47 4.47 0.0034 0.0036 44.251 20.518 100 15,310 17155 4.47 4.47 0.0042 0.0046 55.332 22.192 100

rata-rata 0.003025 0.003525 40.50925 18.6355


Bergenre Pop dengan Kapasitas Pesan 50000 byte 75000 byte

File Audio : lelaki untukmu.mp3 [4.12 MB] Kapasitas Pesan : 57829 byte

UKURAN (byte)


(%) Plainteks

Cipherteks

File MP3 Asli

File MP3 Stego

Enkripsi Dekripsi

Penyisipan

Ekstraksi

985 1091 4.12 4.12 0.0017 0.0023 49.253 8.592 100 5011 5798 4.12 4.12 0.0023 0.0026 53.687 13.712 100

10138 11500 4.12 4.12 0.0031 0.0033 54.113 20.893 100 15,310 17155 4.12 4.12 0.0034 0.0036 69.641 23.411 100

rata-rata 0.002625 0.00295 56.6735 16.652


commit to user

60


Bergenre Rock dengan Kapasitas Pesan 10000 byte 35000 byte

File Audio : A sing for absolution.mp3 [4.49 MB] Kapasitas Pesan : 20032 byte

UKURAN (byte)


(%) Plainteks

Cipherteks

File MP3 Asli

File MP3 Stego

Enkripsi Dekripsi

Penyisipan

Ekstraksi

985 1091 4.49 4.49 0.0019 0.0024 30.905 6.5157 100 5011 5798 4.49 4.49 0.0025 0.0028 35.752 9.6551 100

10138 11500 4.49 4.49 0.0031 0.0033 42.311 11.0191 100 15,310 17155 4.49 4.49 0.0036 0.0038 48.364 13.4592 100

rata-rata 0.002775 0.003075 39.333 10.16228


Bergenre Rock dengan Kapasitas Pesan 50000 byte 75000 byte

File Audio : Snow white queen [ 4.02 MB] Kapasitas Pesan: 58962 byte

UKURAN (byte)


(%) Plainteks

Cipherteks

File MP3 Asli

File MP3 Stego

Enkripsi Dekripsi

Penyisipan

Ekstraksi

985 1091 4.02 4.02 0.0025 0.0025 34.339 5.6954 100 5011 5798 4.02 4.02 0.0028 0.0026 45.688 15.866 100

10138 11500 4.02 4.02 0.0033 0.0031 47.846 18.744 100 15,310 17155 4.02 4.02 0.0037 0.0035 50.146 21.747 100

rata-rata 0.003075 0.002925 44.50475 15.5131

Pengujian pada Tabel 4.4, Tabel 4.5, Tabel 4.6, Tabel 4.7, Tabel 4.8, Tabel

4.9, Tabel 4.10, dan Tabel 4.11 mengenai waktu enkripsi, dekripsi, penyisipan,

dan ekstraksi dari proses kriptorafi dan steganografi. File MP3 Stego adalah file

audio yang telah mengalami proses steganografi. File mp3-stego tidak mengalami

perubahan ukuran dari file mp3 asli setelah disisipkan pesan teks dengan berbagai

macam ukuran. Untuk setiap plainteks yang dienkripsi, ukuran cipherteks yang

dihasilkan naik kurang lebih 1.13 kali lipat dari ukuran plainteks aslinya. Pada

saat proses ekstraksi dilakukan, pesan teks yang dihasilkan memiliki karakter

yang sama dengan pesan teks asli dengan prosentase 100%.


commit to user

61

Rata-rata Waktu Enkripsi, Dekripsi, Penyisipan, dan Ekstraksi

Berdasar Tabel 4.4, Tabel 4.5, Tabel 4.6, Tabel 4.7, Tabel 4.8, Tabel 4.9,

Tabel 4.10, dan Tabel 4.11 dapat dihitung rata-rata waktu eksekusi untuk tiap

plainteks yang diujikan. Hasilnya ditunjukkan pada Tabel 4.12, Tabel 4.13, Tabel

4.14, dan Tabel 4.15.

Tabel 4.12 Rata-rata Waktu Eksekusi Enkripsi, Dekripsi, Penyisipan, dan

Ekstraksi pada Plainteks 1 KB

UKURAN PLAINTEKS

WAKTU (detik)

Enkripsi Dekripsi Penyisipan Ekstraksi

1 KB

0.0024 0.0027 29.069 7.131 0.0028 0.0029 36.333 1.8388 0.0029 0.0026 26.884 4.3372 0.0025 0.0028 44.889 4.3424 0.0017 0.0028 24.432 14.211 0.0017 0.0023 49.253 8.592 0.0019 0.0024 30.905 6.5157 0.0025 0.0025 34.339 5.6954

Total 0.0184 0.021 276.104 52.6635 Rata-rata 0.0023 0.002625 34.513 6.5829375



UKURAN PLAINTEKS

WAKTU (detik) Enkripsi Dekripsi Penyisipan Ekstraksi

5 KB

0.0031 0.0031 31.924 9.442 0.0031 0.0032 38.862 14.398 0.0031 0.0031 28.815 7.0218 0.0031 0.0032 45.786 7.2673 0.0028 0.0031 38.022 17.621

0.0023 0.0026 53.687 13.712 0.0025 0.0028 35.752 9.6551 0.0028 0.0026 45.688 15.866

Total 0.0228 0.0237 318.536 94.9832 Rata-rata 0.00285 0.0029625 39.817 11.8729


commit to user

62



UKURAN PLAINTEKS


10 KB

0.0042 0.0038 34.598 16.649

0.0039 0.0039 43.382 21.099 0.0037 0.0039 31.767 10.535 0.0037 0.0037 49.557 10.924 0.0034 0.0036 44.251 20.518 0.0031 0.0033 54.113 20.893 0.0031 0.0033 42.311 11.0191 0.0033 0.0031 47.846 18.744

Total 0.0284 0.0286 347.825 130.3811 Rata-rata 0.00355 0.003575 43.478125 16.2976375



UKURAN PLAINTEKS


15 KB

0.0053 0.0044 45.086 19.405 0.0053 0.0058 47.162 24.327 0.0045 0.0041 34.612 13.959 0.0042 0.0043 59.071 14.549 0.0042 0.0046 55.332 22.192 0.0034 0.0036 69.641 23.411

0.0036 0.0038 48.364 13.4592 0.0037 0.0035 50.146 21.747

Total 0.0342 0.0341 409.414 153.0492 Rata-rata 0.004275 0.0042625 51.17675 19.13115

Berdasar Tabel 4.12, Tabel 4.13, Tabel 4.14, dan Tabel 4.15 dapat

dihitung rata-rata waktu eksekusi enkripsi, dekripsi, penyisipan, dan ekstraksi

untuk plainteks dengan kelipatan ukuran 5 KB yang dapat ditunjukkan pada Tabel

4.16.


commit to user

63


Ekstraksi pada Plainteks dengan Kelipatan 5 KB

Ukuran Plainteks (KB)


1 0.0023 0.0026 34.513 6.5829 5 0.0028 0.0029 39.817 11.872

10 0.0035 0.0035 43.478 16.2976 15 0.0042 0.0042 51.176 19.131

Keterangan pada Tabel 4.16 dapat digambarkan lebih jelas pada grafik yang

ditunjukkan pada Gambar 4.2, Gambar 4.3, Gambar 4.4, dan Gambar 4.5 berikut

ini :

Gambar 4.1 Grafik Rata-Rata Waktu Enkripsi Twofish

-0.001

2E-17

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

1 5 10 15Wak

tu E

nkrip

si T

wofi

sh (d

eぼk )


Grafik Waktu Enkripsi Twofish

waktu enkripsi


commit to user

64

Gambar 4.2 Grafik Rata-Rata Waktu Dekripsi Twofish

Gambar 4.3 Grafik Rata-Rata Waktu Penyisipan Cipherteks ke dalam File Audio

-0.001

1.1E-17

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

1 5 10 15Wak

tu D

ekri

psi T

wofi

sh (d

eぼk )


Grafik Waktu Dekripsi Twofish

waktu dekripsi

0

10

20

30

40

50

60

1 5 10 15

Wak

tu P

enyi

sipa

n (d

eぼk )


Waktu Penyisipan Chipertext ke Dalam Media Audio

waktu penyisipan


commit to user

65

Gambar 4.4 Grafik Rata-Rata Waktu Ekstraksi Cipherteks dari Stego Object

Gambar 4.1, Gambar 4.2, Gambar 4.3, dan Gambar 4.4 menjelaskan

bahwa rata-rata waktu eksekusi untuk enkripsi, dekripsi, penyisipan, dan ekstraksi

mengalami kenaikan secara linear. Berdasar grafik fungsi tersebut, dapat

disimpulkan bahwa semakin besar ukuran plainteks semakin lama pula waktu

eksekusinya.

Berdasar hasil Tabel 4.16 dapat dilihat rata-rata kenaikan waktu eksekusi

untuk enkripsi, dekripsi, penyisipan, dan ekstraksi yang ditunjukkan pada Tabel

4.17.

Tabel 4.17 Kenaikan Waktu Eksekusi Untuk Enkripsi, Dekripsi, Penyisipan, Dan

Ekstraksi Pada Plainteks Dengan Kelipatan 5 KB


WAKTU (detik)Enkripsi Dekripsi Penyisipan Ekstraksi

1 - 5 1.21 1.13 1.15 1.81 5 - 10 1.25 1.12 1.1 1.37 10 - 15 1.23 1.23 1.16 1.17

Rata-rata 1.23 1.16 1.13 1.45

Tabel 4.17 menunjukkan bahwa rata-rata waktu enkripsi naik kurang lebih 1.23

kali lipat dari waktu enkripsi sebelumnya. Rata-rata waktu dekripsi naik kurang

lebih 1.16 kali lipat dari waktu dekripsi sebelumnya. Rata-rata waktu penyisipan

0

5

10

15

20

25

1 5 10 15

Wak

tu E

kstr

aksi

(deぼ

k )

Ukuran Plaintext (KB)

Grafik Waktu Ekstraksi Chipertext dari Stego Object

waktu ekstraksi


commit to user

cipherteks ke dalam file audio naik kurang lebih 1.13 kali dari waktu penyisipan

sebelumnya. Rata-rata waktu ekstraksi dari file mp3 stego naik kurang lebih 1.45

kali dari waktu sebelumnya.

Berdasar Tabel 4.4, Tabel 4.5, Tabel 4.6, Tabel 4.7, Tabel 4.8, Tabel 4.9,

Tabel 4.10, dan Tabel 4.11 dapat dihitung rata-rata keseluruhan waktu eksekusi

penyisipan dan ekstrkasi yang dibedakan berdasar genre tiap-tiap file mp3, seperti

yang ditunjukkan pada Tabel 4.18.

Tabel 4.18 Rata-Rata Keseluruhan Waktu Eksekusi Berdasar Genre File mp3

GENRE Penyisipan (detik)

Ekstraksi (detik)

Rata-rata Waktu Penyisipan (detik)

Rata-rata Waktu Ekstraksi (detik )

Akustik 38.169 13.156 41.3 14.3 44.434 15.415

Instrumen 30.514 8.963 40.2 9.1 49.825 9.270

Pop 40.509 18.635 48.5 17.6 56.673 16.652

Rock 39.333 10.162 41.9 12.8 44.504 15.513

Keterangan pada Tabel 4.18 dapat dijelaskan secara terperinci pada

Gambar 4.6.

Gambar 4.6 Grafik Keseluruhan Waktu Eksekusi Berdasar Genre File Audio


commit to user

67

Tabel 4.18 mengenai rata-rata kseluruhan waktu eksekusi yang dibedakan

berdasar genre file mp3. Gambar 4.6 menunjukkan rata-rata waktu eksekusi

penyisipan dan ekstraksi tercepat berturut-turut dicapai oleh genre instrumen

dengan waktu penyisipan sebesar 40.2 detik dan waktu ekstraksi sebesar 9.1 detik,

diikuti genre akustik, rock, dan kemudian genre pop.

Kecepatan waktu eksekusi penyisipan dan ekstraksi tergantung pada besar

ukuran frame file audio, setiap file audio mempunyai ukuran frame yang berbeda.

Proses penyisipan pesan ke dalam file audio terlebih dahulu membaca

keseluruhan file audio, jika dalam suatu file audio mempunyai ukuran frame yang

besar (jumlah frame yang dimilikinya sedikit) maka waktu penyisipan lebih cepat

dibandingkan dengan file audio yang mempunyai ukuran frame yang kecil

(jumlah frame yang dimilikinya banyak) dikarenakan dengan jumlah frame yang

sedikit menyebabkan perulangan untuk membaca frame-frame tersebut relatif

cepat.

4.2.3 Pengujian Kualitas Suara Audio

Pengujian kualitas suara file audio dilakukan dengan menghitung nilai

PSNR (Peak Signal To Ratio). Pengukuran kekuatan sinyal audio menggunakan

alat berupa Sound Level Meter Extech tipe 407736. Hasil pengukuran kekuatan

sinyal file audio ditunjukkan pada Tabel 4.19.

Tabel 4.19 Tabel Pengujian Kekuatan Sinyal File Audio Steganografi pada

Plainteks Kelipatan 5 KB

Nama File MP3 Kekuatan Sinyal (dB) Audio Sebelum Audio Sesudah disisipi Pesan

Berukuran 1 KB 5 KB 10 KB 15 KB

everything you want.mp3 55.21 54.87 55.78 54.71 54.65 my immortal.mp3 51.35 51.72 50.85 52.08 50.88 because tomorrow.mp3 48.76 48.42 48.38 48.44 48.26 love in the ice.mp3 49.52 49.23 49.93 48.56 48.47 saat kau pergi.mp3 64.05 64.34 63.69 64.54 63.68 lelaki untukmu.mp3 67.76 67.48 67.12 66.99 66.76 a sing for absolution.mp3 64.37 64.03 63.88 63.91 63.58 snow white queen.mp3 68.52 68.05 69.34 67.53 67.35


commit to user

68

Berdasar pengukuran kekuatan sinyal file audio pada Tabel 4.19 dapat

diukur nilai PSNR dari masing-masing file audio yang telah disisipi pesan dengan

rumus yang sudah diuraikan pada bab sebelumnya. Diketahui file audio ber-genre

akustik everything you want.mp3, dengan kekuatan sinyal file audio asli (P0 =

55.21 dB) dan file audio setelah disisipi pesan teks 1 KB (P1 = 54.87 dB ).

Rumus menghitung nilai PSNR :

Contoh perhitungan nilai PSNR untuk file audio everything you want.mp3

yang telah disisipi pesan berukuran 1 KB menghasilkan nilai sebesar 44.15 dB.

Hasil pengukuran kualitas suara file audio keseluruhan yang telah disisipi pesan

dapat ditunjukkan pada Tabel 4.20.

Tabel 4.20 Tabel Pengujian Kualitas Suara File Audio Steganografi Pada

Plainteks Kelipatan 5 KB

Nama File MP3 PSNR (dB) Audio Sesudah Disisipi Pesan Berukuran 1 KB 5 KB 10 KB 15 KB

everything you want.mp3 44.15 39.81 40.78 39.78 my immortal.mp3 42.90 40.14 37.06 40.68 because tomorrow.mp3 43.07 42.09 43.60 39.69 love in the ice.mp3 44.59 41.71 34.08 33.28 saat kau pergi.mp3 46.92 44.95 42.39 44.71 lelaki untukmu.mp3 47.64 40.41 38.79 36.49 a sing for absolution.mp3 45.49 42.30 42.85 38.11 snow white queen.mp3 43.21 38.54 36.67 35.20

Rata-rata 44.74 41.24 39.52 38.49


commit to user

69

File mp3 asli merupakan file audio sebelum disisipi dan file mp3 stego

merupakan file mp3 setelah disisipi pesan teks. Pengujian pada Tabel 4.20

menunjukkan kualitas suara file audio yang telah mengalami proses steganografi.

Jika nilai Peak Signal To Ratio (PSNR) berada antara 30 dB 50 dB maka file

audio tersebut mempunyai kualitas suara yang baik. Hasil pengujian menunjukkan

bahwa file mp3 stego memiliki nilai PSNR antara 30 dB - 50 dB. Dapat

disimpulkan bahwa file mp3 stego mempuyai kualitas suara yang baik.


commit to user

70

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasar hasil implementasi dan pengujian yang telah dilakukan, dapat ditarik

kesimpulan sebagai berikut :

a. Penerapan steganografi pada file audio mp3 dengan metode Least Significant

Bit (LSB) terhadap pesan terenkripsi dengan algoritma Twofish berhasil

dilakukan.

b. Kapasitas pesan yang mampu ditampung file mp3 dipengaruhi oleh

banyaknya byte homogen. Semakin banyak byte homogen suatu file mp3

maka kapasitas pesan yang mampu ditampung file mp3 juga semakin besar.

Kapasitas terbesar dimiliki oleh genre musik instrumen.

c. Rata-rata waktu eksekusi penyisipan dan ekstraksi tercepat berturut-turut

dicapai oleh genre musik instrumen, akustik, rock, dan pop. Genre musik

instrumen mempunyai rata-rata waktu penyisipan dan ekstraksi masing-

masing sebesar 40.2 detik dan 9.1 detik. Diikuti genre akustik dengan 41.3

detik dan 14.3 detik, genre rock dengan 41.9 detik dan 12.8 detik, serta genre

pop dengan 48.6 detik dan 17.6 detik.

d. Genre musik instrumen mempunyai kapasitas pesan terbesar dan waktu

eksekusi tercepat.

e. Rata-rata waktu eksekusi untuk enkripsi, dekripsi, penyisipan dan ekstraksi

mengalami kenaikan secara linear.

f. Pesan teks hasil ekstraksi file audio stego memiliki kesesuaian terhadap isi

pesan teks asli mencapai 100%.

g. File mp3 stego mempunyai nilai PSNR berkisar antara nilai 30 dB 50 dB

yang berarti mempunyai kualitas suara yang baik


commit to user

71

5.2. Saran

Untuk pengembangan lebih lanjut, saran yang dapat diberikan yaitu pengujian

dilakukan dengan menggunakan data sample yang berbeda. Pesan teks tidak terbatas

pada format .txt saja atau file pesan dapat berupa image, serta media digital sebagai

audio cover dapat menggunakan media berformat wav, midi, ataupun acc.


commit to user

AUDIO STEGANOGRAFI DENGAN METODE LEAST SIGNIFICANT BIT (LSB) TERHADAP PESAN ...... · TERHADAP...

Documents

Transcript of AUDIO STEGANOGRAFI DENGAN METODE LEAST SIGNIFICANT BIT (LSB) TERHADAP PESAN ...... · TERHADAP...