7

BAB II.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian Terdahulu

Berdasarkan penelitian penulis, kriptografi yang sudah

ada adalah aplikasi kriptografi yang menggunakan bahasa java.

Dengan demikian penulis ingin mengembangkan aplikasi

kriptografi ini menggunakan bahasa pemrograman VB.NET.

Konsep kriptografi sendiri telah lama digunakan oleh

manusia walau masih sangat sederhana. Prinsip-prinsip yang

mendasari kriptografi yakni:

Confidelity (kerahasiaan) yaitu layanan agar isi pesan yang

dikirimkan tetap rahasia dan tidak diketahui oleh pihak lain

(kecuali pihak pengirim, pihak penerima / pihak-pihak

memiliki ijin). Umumnya hal ini dilakukan dengan cara

membuat suatu algoritma matematis yang mampu mengubah

data hingga menjadi sulit untuk dibaca dan dipahami.

Data integrity (keutuhan data) yaitu layanan yang mampu

mengenali/mendeteksi adanya manipulasi (penghapusan,

pengubahan atau penambahan) data yang tidak sah (oleh

pihak lain).

Authentication (keotentikan) yaitu layanan yang

berhubungan dengan identifikasi. Baik otentikasi pihak-pihak

8

yang terlibat dalam pengiriman data maupun otentikasi

keaslian data/informasi.

Non-repudiation (anti-penyangkalan) yaitu layanan yang dapat

mencegah suatu pihak untuk menyangkal aksi yang dilakukan

sebelumnya (menyangkal bahwa pesan tersebut berasal

dirinya).

Berbeda dengan kriptografi klasik yang menitikberatkan

kekuatan pada kerahasiaan algoritma yang digunakan (yang artinya

apabila algoritma yang digunakan telah diketahui maka pesan sudah

jelas "bocor" dan dapat diketahui isinya oleh siapa saja yang

mengetahui algoritma tersebut), kriptografi modern lebih

menitikberatkan pada kerahasiaan kunci yang digunakan pada

algoritma tersebut (oleh pemakainya) sehingga algoritma tersebut

dapat saja disebarkan ke kalangan masyarakat tanpa takut kehilangan

kerahasiaan bagi para pemakainya. Dengan demikian maka penulis

ingin menggabungkan beberapa algoritma guna untuk meningkatkan

keamanan data maupun aplikasi. Dalam teknik kriptografi ada

beberapa istilah- istilah yang digugnakan, seperti berikut :

Plaintext (M) adalah pesan yang hendak dikirimkan (berisi

data asli).

Ciphertext (C) adalah pesan ter-enkrip (tersandi) yang

merupakan hasil enkripsi.

Enkripsi (fungsi E) adalah proses pengubahan plaintext

menjadi ciphertext.

9

Dekripsi (fungsi D) adalah kebalikan dari enkripsi yakni

mengubah ciphertext menjadi plaintext, sehingga berupa data

awal/asli.

Kunci adalah suatu bilangan yang dirahasiakan yang

digunakan dalam proses enkripsi dan dekripsi.

Kriptografi itu sendiri terdiri dari dua proses utama yakni

proses enkripsi dan proses dekripsi. Seperti yang telah dijelaskan di

atas, proses enkripsi mengubah plaintext menjadi ciphertext (dengan

menggunakan kunci tertentu) sehingga isi informasi pada pesan

tersebut sukar dimengerti.

plaintext ciphertext plaintext

Ganbar 2.1 Diagram proses enkripsi dan dekripsi

Peranan kunci sangatlah penting dalam proses enkripsi

dan dekripsi (di samping pula algoritma yang digunakan)

sehingga kerahasiaannya sangatlah penting, apabila

kerahasiaannya terbongkar, maka isi dari pesan dapat diketahui.

enkripsi dekripsi

Kunci enkripsi Kunci dekripsi

10

Secara matematis, proses enkripsi merupakan

pengoperasian fungsi E (enkripsi) menggunakan e (kunci enkripsi)

pada M (plaintext) sehingga dihasilkan C (ciphertext), notasinya :

Ee(M) – C

Sedangkan untuk proses dekripsi, merupakan

pengoperasian fungsi D (dekripsi) menggunakan d (kunci

dekripsi) pada C (ciphertext) sehingga dihasilkan M (plaintext),

notasinya :

Dd(C) = M

Sehingga dari dua hubungan diatas

berlaku :

Dd(Ee(M)) = M

11

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Pengertian Kriptografi

Cryptography adalah “crypto” yaitu rahasia dan graphy

adalah tulisan, berarti Kriptografi adalah suatu tulisan yang

bersifat rahasia agar rahasia tersebut tetap aman dan tidak

mudah dibaca. Sedangkan cryptanalysis adalah seni dan ilmu

untuk memecahkan ciphertext tanpa bantuan kunci.

Cryptology adalah ilmu yang mempelajari Kriptografi dan

cryptanalysis.(Munir,2005)[1]

Kriptografi [2] adalah ilmu dan seni untuk menjaga

pesan agar tetap aman. (Cryptograpgy is the art and science

of keeping messages secure). Sedang orang yang melakukan

kriptografi sering dinamakan cryptographers. Suatu proses

yang dilakukan untuk mengamankan sebuah pesan biasa

menjadi pesan tersmbunyi adalah enkripsi. Algoritma untuk

menjadikan (cryptographic algorithm) pesan tersebut disebut

dengan cipher. Sedang proses yang dilakukan untuk

mengubah pesan tersembunyi menjadi pesan biasa adalah

disebut dekripsi.

12

2.2.2 Kosep Dasar Embidding

Dasar dari embidding pesan rahasia dalam gambar

digital adalah dengan menyatukan pesan tersebut dalam

suatu bit rendah (least significant bit) pada data pixel yang

menyusun suatu file gambar 24 bit BMP. Pesan rahasisa

yang disisipkan dalam gambar di sini dilakukan dengan

teknik 4-Least Significant Bit Encoding yaitu dengan cara

menyisipkannya pada bit rendah atau bit yang paling kanan

(LSB) pada data pixel yang menyusun file tersebut. Pada

berkas bitmap 24 bit, setiap pixel (titik) pada gambar tersebut

terdiri dari susunan tiga warna merah, hijau dan biru (RGB)

yang masing-masing disusun oleh bilangan 8 bit (byte) dari 0

sampai 255 atau dengan format biner 00000000 sampai

11111111.(Irianto,2004) [3]

Dengan demikian, pada setiap pixel berkas bitmap 24

bit kita dapat menyisipkan 3 bit data. Sehingga tidak

menimbulkan kecurigaan pada pihak lawan, steganografi

telah ada sejak sebelum masehi dan kini seiring dengan

kemajuan teknologi jaringan serta perkembangan dari

teknologi digital, steganografi banyak dimanfaatkan untuk

mengirim pesan melalui jaringan Internet tanpa diketahui

orang lain dengan menggunakan media digital berupa file

gambar. Proses embedding pesan rahasia dalam sistem

steganografi pada dasarnya dilakukan dengan

13

mengidentifikasi media covernya yaitu redundant bit yang

mana dapat dimodifikasi tanpa merusak integritas dari

medium itu sendiri.

Proses embedding akan menghasilkan suatu medium

stego dengan penggantian bit-bit redundant dengan data dari

pesan rahasia tersebut. Teknik steganografi dapat digunakan

untuk menyembunyikan data dalam digital dengan sedikit

atau tanpa terasa adanya perubahan yang tampak pada

gambar tersebut dan dapat dieksploitasi untuk mengeksport

pesan rahasia. Berkaitan dengan bahasan tersebut penulis

tertarik untuk membuat aplikasi steganografi, yang bertujuan

untuk dapat menyembunyikan pesan sehingga terjaga

kerahasiaannya.

Dalam penulisan laporan ini sistem yang akan dibuat

yaitu mengintegrasikan antara metode 4 Least Significant Bit

Encoding dengan Visual Cryotography. Yang membedakan

adalah dalam sistem ini akan ditambahkan metode Visual

Cryptography yang merupakan salah satu perluasan dari

secret sharing yang diimplementasikan untuk suatu citra.

Seperti halnya teknik kriptografi yang lain, visual kriptografi

memiliki persyaratan confidentiality, data integrity,

authentication dan non-repudiation. Di mana sebuah data

gambar atau citra dienkripsi dengan suatu cara menjadi

14

sejumlah gambar sehingga data hanya dapat didekripsi

dengan penggabungan sejumlah gambar tersebut dengan

tujuan menambah tingkat keamanan pada suatu pesan.

2.2.3 Metode 4-Least Significant Bit Encoding

Metode 4-Least Significant Bit hampir sama dengan

metode Least Significant Bit, yang membedakan adalah bit

yang diganti pada suatu byte media adalah sebanyak empat

bit. Pembagian bit pada metode 4-LSB seperti terlihat pada

Gambar 1 di bawah ini, empat buah bit sebelah kanan

merupakan empat buah bit yang nantinya akan digantikan

dengan empat buah bit dari pesan [1].

Gambar 2.2 Pembagian Bit pada Metode 4-LSB

Proses penyembunyian gambar dalam gambar

menggunakan metode 4-LSB adalah sebagai berikut :

1. Konversikan secret image menjadi binary bit.

2. Geser secret image sebanyak 4-bit ke kanan.

3. Konversikan cover image menjadi binary bit.

4. Ubah 4-bit terakhir dengan nilai 0.

15

5. Kemudian gunakan operasi OR untuk menggabungkan

antara cover image dengan secret image.

Sedangkan proses untuk merekonstruksi secret image

adalah sebagai berikut:

1. Ambil 4-bit terakhir dari stego image.

2. Geser ke kiri sebayak 4-bit.

Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 2.3 di bawah

ini

Gambar 2.3 Metode 4-LSB secara grafikal

16

Gambar 2.4 Diagram Blok Penyembunyian Gambar

2.2.4 Pembangkit Bilangan Acak Semu

Pseudorandom Number Generator (PNRG) atau

pembangkit bilangan acak semu adalah sebuah algoritma

yang membangkitkan sebuah deret bilangan yang tidak

benar-benar acak. Keluaran dari pembangkit bilangan acak

semu hanya mendekati beberapa dari sifat-sifat yang dimiliki

bilangan acak. Walaupun bilangan yang benar-benar acak

hanya dapat dibangkitkan oleh perangkat keras pembangkit

bilangan acak, bukannya oleh perangkat lunak komputer,

akan tetapi bilangan acak semu banyak digunakan dalam

beberapa bidang seperti untuk simulasi dalam ilmu fisika,

matematik, biologi dan sebagainya, dan juga merupakan hal

yang sangat penting dalam dunia kriptografi. Beberapa

algoritma enkripsi baik yang simetris maupun nirsimetris

17

memerlukan bilangan acak sebagai parameter masukannya

seperti parameter kunci pada algoritma kunci publik dan

pembangkitan initialization vector (IV) pada algoritma

kunci-simetri. Walaupun terlihat sederhana untuk

mendapatkan bilangan acak, tetapi diperlukan analisis

matematika yang teliti untuk membangkitkan bilangan

seacak mungkin.

2.2.5 Algoritma CR4

RC4 merupakan salah satu jenis cipher aliran (stream

cipher), didesain oleh Ron Rivest di Laboratorium RSA

(RSA Data Security Inc.) pada tahun 1987. Cipher RC4

merupakan teknik enkripsi yang dapat dijalankan dengan

panjang kunci yang variabel dan memproses data dalam

ukuran byte. Algoritma RC4 adalah sebagai berikut :

1. Inisialisasi larik S sehingga S0 = 0, S1 = 1, …, S255 =

255. Dalam notasi algoritmik, langkah 1 ditulis sebagai

berikut:

for i ← 0 to 255 do

S[i] ← i

end for

2. Jika panjang kunci U < 256, lakukan padding yaitu

penambahan byte semu sehingga panjang kunci menjadi

18

256 byte. Misalnya U = �”abcde” yang hanya terdiri dari

5 byte (5huruf), maka lakukan padding dengan

penambahan byte (huruf) semu, misalnya U =

“abcdeabcdeabcdea..” sampai panjang U mencapai 256

byte.

3. Lakukan permutasi terhadap nilai-nilai didalam larik S

dengan cara:

j � ← 0

for i ← 0 to 255 do

j ← (j + S[i] + U[i]) mod 256

swap (S[i], S[j])

end for

4. Bangkitkan keystream dan lakukan enkripsi dengan cara:

i ← 0

j ← 0

for idx ← 0 to PanjangPlainteks . 1 do

i ← (i + 1) mod 256

j ← (j + S[i]) mod 256

swap (S[i], S[j])

t ← (S[i] + S[j]) mod 256

K ← S[t]

C ← K XOR P[idx]

end for

19

P adalah array (larik) yang menyimpan karakter-

karakter plainteks.

Keystream K dipilih dengan mengambil nilai S[i] dan

S[j] dan menjumlahkannya dalam modul 256. Hasil

penjumlahan adalah indeks t sedemikian sehingga S[t]

menjadi keystream K yang kemudian digunakan untuk

mengenkripsi plainteks ke-idx. Karena karakter-karakter

kunci di-copy berulang-ulang (untuk mengisi kekurangan

256 byte) maka ada kemungkinan nilai-nilai di dalam larik S

ada yang sama. (Ron Rivest,2005)[4]

2.2.6 Algoritma F5

Algoritma steganografi F5 diperkenalkan oleh peneliti

dari Plitzman dan Westfeld untuk mengembangkan konsep

embedding pesan untuk gambar format JPEG

(Fridrich,dkk,2002)[5]. Algoritma steganografi F5 dapat pul

koefisien DCT dengan data pesan. F5 mengurangi nilai ab

yang disebut matriks encoding. Menurut deskripsi dari

algoritma F5 versi 11, program aplikasi menerima 5 inputan

yaitu:

Faktor kualitas dari stego image

Input file (BMP,JPEG);

20

Output file name;

Password atau stego

Pesan yang akan disembunyikan

Matrix encoding dengan menghitung ukuran blok

pesan k dari panjang pesan dan koefisien non DC yang tidak

nol. Kode Hamming (1, 2ᵏ-1, k) mengkode pesan rahasia k-

bit dari m kata pesan kedalam n-bit kata kode a dengan n=2ᵏ-

1. Dan dapat merecover dari single bit yang error dalam kata

kode.

F5 menggunakan fungsi decoding f(a) = ⊕ni=1 ai. i

dan jarak Hamming d. Dengan matrix encoding, embedding

pesan k-bit kedalam n-bit kata kode akan mengubahnya

maksimum dengan satu bit. Dengan kata lain, kita dapat

menemukan kata kode yang sesuai a’ untuk setiap kata kode

a dan setiap kata pesan m sehingga m= f(a’ ) and d(a, a’ ) ≤

1.

Pertama, koefisien-koefisien DCT dipermutasi dengan

kunci pseudo random number generator (PRNG), lalu diatur

ke dalam kelompok-kelompok n , angka nol dan koefisien

DC dilompati. Pesan tersebut kemudian dipecah menjadi

blok-blok k-bit. Untuk setiap blok pesan m, diperoleh kata

kode n-bit dengan penggabungan LSB koefisien nilai

absolut. Jika blok pesan m dan pengkodean f(a) adalah sama,

maka blok pesan dapat diembed tanpa adanya perubahan,

21

sebaliknya bila digunakan s = m⊕f(a) untuk menentukan

koefisien mana yang perlu dirubah (nilai absolutnya

dikurangi dengan satu). Jika koefisien menjadi nol, akan

terjadi pengurutan, dan dibuang dari kelompok koefisien.

Kelompok tersebut diisi dengan koefisien yang bukan nol

berikutnya dan proses berulang sampai pesan dapat

diembed.(Irianto,2004) [3]

Untuk pesan-pesan yang lebih kecil, matrik encoding

membuat F5 mengurangi jumlah perubahan pada gambar,

untuk contohnya, pada k = 3, tiap perubahan meng-embed

3,43 bit pesan sedangkan total ukuran kode lebih dari dua

kalinya. Karena F5 mengurangi koefisien DCT, jumlah

koefisien yang berdekatan tidak lagi invariant, dan test x²

tidak dapat mendeteksi pesan yang ter-embed secara F5.

(Irianto,2004)[3]

2.2.7 Format File

2.2.7.1 BMP (Bitmap Image)

Format file ini merupakan format grafis yang

fleksibel untuk platform Windows sehingga dapat

dibaca oleh program grafis manapun. Format ini

mampu menyimpan informasi dengan kualitas

tingkat 1 bit sampai 24 bit. Kelemahan format file

ini adalah tidak mampu menyimpan alpha channel

22

serta ada kendala dalam pertukaran platform.

Format file ini dapat dikompres dengan kompresi

RLE. Format file ini mampu menyimpan gambar

dalam mode warna RGB, Grayscale, Indexed

Color, dan Bitmap. Meskipun file BMP relatif

memiliki ukuran yang besar, namun file BMP

dapat dikompresi dengan teknik kompresi lossless

yaitu teknik kompresi yang tidak menghilang

informasi sedikitpun, hanya mewakilkan beberapa

informasi yang sama (Riyanto, 2007)[6].

Bitmap adalah representasi atau gambaran

yang terdiri dari baris dan kolom pada titik image

graphics di komputer. Nilai dari titik disimpan

dalam satu atau lebih data bit. Tampilan dari

bitmap atau raster, menggunakan titik-titik

berwarna yang dikenal dengan sebutan pixel.

Pixel-pixel tersebut ditempatkan pada lokasi-lokasi

tertentu dengan nilai-nilai warna tersendiri, yang

secara keseluruhan akan membentuk sebuah

tampilan gambar. Tampilan bitmap mampu

menunjukkan kehalusan gradasi bayangan dan

warna dari sebuah gambar, karena itu bitmap

merupakan media elektronik yang paling tepat

untuk gambar-gambar dengan perpaduan gradasi

warna yang rumit seperti foto dan lukisan digital.

23

Color table adalah table yang berisi warna-

warna yang ada pada gambar bitmap. Ukurannya

adalah 4 dikalikan dengan ukuran banyaknya

warna. Color table berisi RGB-red green blue.

Strukturnya terdiri dari 1 bytes untuk bagian RGB-

blue yang berisi intensitas warna biru 0...255, 1

bytes untuk bagian RGB-Green yang berisi

intensitas warna hijau 0...255, 1 bytes untuk bagian

RGB-Red yang berisi intensitas warna merah

0...255, 1 bytes untuk bagian RGB-Reserved yang

selalu diset sama dengan 0. Gambar menunjukkan

contoh pembagian 24 bit pada format file BMP.

Tabel warna RGB

RED GREEN BLUE

Binary 11111111 1111111 1111111

Decimal 255 255 255

Tabel 1 Bit dalam BMP

2.2.7.2 PNG (Portable Network Graphics )

Format file ini berfungsi sebagai alternatif

lain dari format file GIF. Format file ini digunakan

untuk menampilkan objek dalam halaman web.

Kelebihan dari format file ini dibandingkan dengan

GIF adalah kemampuannya menyimpan file dalam

24

bit depth hingga 24 bit serta mampu menghasilkan

latar belakang (background) yang transparan

dengan pinggiran yang halus. Format file ini

mampu menyimpan alpha channel. PNG

dirancang untuk algoritma lossless untuk

menyimpan sebuah bitmap image. PNG mampu

mencapai 16 bit (gray scale) atau 48 bit untuk true

color per pixel, dan mencapai 16 bits dari alpha

data. PNG mendukung dua buah metode dari

transparency, satu buah color penutup seperti pada

GIF89a’s dan alpa channel. PNG’s dengan Full

alpha chanell mampu mencapai 64K level dari

transparency untuk masing-masing pixel (216

=65.536). ini memungkinkan PNG dapat membuat

gambar lebih bercahaya dan membuat bayang-

bayang background dari pewarnaan yang berbeda .

2.2.7.3 JPG / JPEG (Joint Photographic Expert Group)

Format file ini mampu mengkompres objek

dengan tingkat kualitas sesuai dengan pilihan yang

disediakan. Format file sering dimanfaatkan untuk

menyimpan gambar yang akan digunakan untuk

keperluan halaman web, multimedia, dan publikasi

elektronik lainnya. Format file ini mampu

menyimpan gambar dengan mode warna RGB,

25

CMYK, dan Grayscale. Format file ini juga

mampu menyimpan alpha channel, namun karena

orientasinya ke publikasi elektronik maka format

ini berukuran relatif lebih kecil dibandingkan

dengan format file lainnya. Joint Photograpic

Experts dirancang untuk kompresi beberapa full-

color atau gray-scale dari suatu gambar yang asli,

seperti pemandangan asli di dunia ini. JPEG sudah

mendukung untuk 24-bit color depth atau sama

dengan 16,7 juta warna (224 bytes= 16.777.216

warna).