Danang Jaya, Query Adika Rezylana - “Steganografi DCT dengan Memanfaatkan Aplikasi Pesan Instan”

1 IDSECCONF2016 Malang, 2016

Bermain Steganografi dengan Memanfaatkan

Aplikasi Pesan Instan

1Danang Jaya, 2Query Adika Rezylana 1Lembaga Sandi Negara, 2SMPIT Permata Madani

[email protected], [email protected]

Abstrak

Aplikasi pesan instan berbasis android salah satu yang paling banyak dimiiki antara lain adalah

whatsapp, facebook messenger dan Telegram. Fitur-fitur yang dimiliki sederhana karena lebih mementingkan

kecepatan dan kesederhaan pengoperasian. Dalam fitur pengiriman citra, aplikasi pesan istan melakukan

proses kompresi terlebih dahulu sebelum dikirim. Kompresi ini mengurangi sampai 90% dari ukuran citra

sebenarnya. Format file yang terkirim umumnya adalah jpg. Proses kompresi mengakibatkan tidak semua

algoritma steganografi bisa bertahan. Algoritma steganografi berbasis spasial seperti LSB, tidak bisa bertahan

terhadap kompresi yang dilakukan oleh media sosial messenger. Salah satu algritma steganografi yang dapat

bertahan pada kompresi jpeg adalah algoritma yang bekerja pada frekuensi domain seperti Discrete Cousine

Trasnform (DCT). Beberapa aplikasi steganografi yang menggunakan tehnik DCT antara lain adalah F5 dan

Outguess. Dengan memanfaatkan aplikasi steganografi berbasis DCT sederhan akan dimanfaatkan dalam

pengiriman pesan rahasia melalui aplikasi pesan instan. Berdasarkan hasil percobaan, skema ini berhasil

dilakukan steganografi pada pengiriman citra untuk aplikasi pesan instant whatsapp, facebook messenger dan

Telegram.

Kata Kunci: Whatsapp, steganografi, DCT

1. Pendahuluan

Media sosial dan aplikasi pesan instant berbasis mobile phone merupakan salah satu sarana yang paling

mudah digunakan untuk mengirimkan multimedia seperti citra, suara atau video. Aplikasi pesan instant seperti

Blackberry Messenger (BBM), facebook messenger, whatsapp dan telegram melakukan kompresi terhadap

pesan citra yang dikirimkan. Kompresi yang dilakukan adalah mengubah semua file citra yang dikirim menjadi

format jpeg. Untuk BBM memiliki fitur pengiriman citra dengan meminta konfirmasi pengiriman berbentuk

high definition (request HD) sedangkan untuk telegram memiliki fitur pengiriman pesan citra sebagai file.

Beberapa aplikasi pesan instant seperti whatsapp, telegram dan facebook messenger dapat pula diakses melalui

web dengan fitur yang sama.

Salah satu pesan instant yang paling banyak digunakan adalah whatsapp. Karena banyaknya pengguna

aplikasi ini maka memungkinkan untuk dijadikan sarana pengiriman pesan yang paling tidak mencolok. Salah

satu tehnik komunikasi rahasia yang dapat dilakukan adalah steganografi. Algoritma steganografi secara umum

terbagi dalam dua ranah yaitu ranah spasial dan ranah frekuensi. Masing-masing ranah memiliki kelebihan dan

kekurangan masing-masing dilihat dari sisi penggunaannya.

Pengiriman pesan tersembunyi (steganografi) melalui aplikasi pesan instant memiliki kendala untuk

beberapa algoritma. Tidak semua algoritma steganografi dapat bertahan jika memanfaatkan sarana pengiriman

pesan instant. Salah satu algoritma yang tidak dapat bertahan dalam proses pengiriman yang memanfaatkan

pesan instant adalah algoritma yang berbasis spasial domain seperti least significant bit (LSB) dan singular

value decomposition (SVD). Hal ini tentu berlaku pula untuk aplikasi-aplikasi yang menggunakan algoritma

berbasis spasial ini seperti steganography dan steganography+.

Kendala pengiriman ini terjadi karena adanya proses kompresi pada pengiriman citra melalui pesan

instant. Kompresi yang dilakukan pada umumnya adalah kompresi jpeg, artinya semua citra yang dikirimkan

melalui pesan instant akan dirubah ke dalam format jpeg. Proses kompresi ini mengakibatkan algoritma

steganografi beranah spasial menjadi rusak atau tidak dapat diektraksi.

Untuk tetap dapat melakukan pengiriman pesan rahasia yang tidak dicurigai melalui pesan instant maka

perlu diketahui suatu tehnik atau algoritma penyembunyian pesan yang mampu bertahan dalam kompresi jpeg.

Salah satu algoritma yang steganografi yang diklaim berhasil bertahan dalam serangan kompresi jpeg adalah


discrete cousine transform (DCT). Untuk membuktikan ketahanan algoritma tersebut maka akan diujicobakan

pada pesan instant berbasis android seperti whatsapp dan bbm.

Penulisan secara umum akan dibagi menjadi bagian pendahuluan yang menjelaskan latar belakang,

permasalahan dan tujuan dari penelitian tersebut. Bagian kedua diisi dengan landasan teori dari hal-hal yang

dibutuhkan untuk menjelaskan metode yang digunakan. Sedangkan bagian ketiga diisi dengan metode

pengujian yang digunakan dan bagian keempat dijelaskan mengenai hasil implementasi dari metode yang

diajukan. Bagian kelima menjalaskan mengenai kesimpulan dari hasil penelitian.

2. Landasan Teori

Untuk mendukung penelitian yang dilakukan maka dibutuhkan pengetahuan landasan teori yang

meliputi pengetahuan dalam bidang steganografi, algoritma dasar steganografi (Modifikasi struktur & DCT)

serta Whatsapp. Penjelasan dari masing-masing teori secara ringkas adalah sebagai berikut:

2.1 Steganografi

Steganografi merupakan suatu seni atau ilmu untuk menyembunyikan pesan rahasia dalam suatu media.

Seiring dengan perkembangan jaman, steganografi merambah ke dunia digital. Ilmu atau seni ini dalam dunia

digital banyak digunakan untuk melakukan komunikasi rahasia dan pelabelan. Secara umum, dalam

menyembunyikan sesuatu adalah membangkitkan suatu ‘lingkungan’ penyembunyian yang mendekati normal

atau natural. Menjadi tidak terdeteksi objek penyembunyian maka tujuan penyembunyian dapat dikatakan

berhasil. Dengan kata lain bahwa untuk menyembunyikan sesuatu perlu mengetahui lebih banyak mengenai

media penyembunyian.

Gambar1. Skema umum steganografi

Pada Gambar 1 dijelaskan mengenai skema penyembunyian pesan dalam suatu media. Proses

penyembunyian disebut sebagai penyisipan sedangkan proses mendapatkan pesan tersembunyi disebut sebagai

ekstraksi. Kunci yang digunakan dalam skema steganografi merupakan lokasi yang digunakan untuk

menempatkan pesan yang disembunyikan. Pesan* merupakan pesan yang didapat dari hasil ektraksi. Pesan*

bisa jadi tidak sama persis dengan pesan karena adanya proses pengiriman atau adaptasi dengan sarana

komunikasinya.

2.2 Discrete Cousine Transform (DCT)

Metode DCT pertama kali diperkenalkan oleh Ahmed, Natarajan dan Rao pada tahun 1974 dalam

makalh yang berjudul “on image processing and a discrete cosine transform”. DCT adalah sebuah tehnik untuk

mengubah sebuah sinyal ke dalam komponen frekuensi dasar. Discrete Cosine Transform merepresentasikan

sebuah citra dari penjumlahan sinusoida dari magnitude dan frekuensi yang berubah-ubah. Sifat dari DCT

adalah mengubah informasi citra yang signifkan dikonsentrasikan hanya pada beberapa koefisien DCT.

Koefisien DCT digunakan dalam kompresi jpeg. DCT memisahkan gambar menjadi bagian-bagian yang

berbeda dengan cara mengubah sinyal atau gambar dari ranah spasial ke dalam ranah rekuensi. Komponen-

komponen gambar dipecah menjadi komponen frekuensi tinggi, menengah dan rendah. Secara umum terdapat

dua persamaan DCT, yaitu DCT 1 dimensi (n item data) dan DCT 2 dimensi (gambar berukuran n x m).

Persamaan DCT 1 dimensi dan DCT 2 dimensi dapat dilihat pada Gambar 2.

c(u) = 𝛼(𝑢)∑𝑓(𝑥)𝑐𝑜𝑠 [(2𝑥 + 1)𝑢𝜋

2𝑁]

𝑁−1

𝑥=0

Penyisipan

Kunci

Cover StegoCover Ekstraksi

Pesan

Kunci

Pesan*


𝐶(𝑢, 𝑣) = 𝛼(𝑢)𝛼(𝑣)∑ ∑ 𝑓(𝑥, 𝑦)cos[(2𝑥 + 1)𝑢𝜋

2𝑁]

𝑀−1

𝑦=0

𝑁−1

𝑥=0

𝑐𝑜𝑠 [(2𝑦 + 1)𝑣𝜋

2𝑀]

Gambar 2. Persamaan DCT 1 dimensi dan DCT 2 dimensi

2.3 Pesan instant (aplikasi pesan instan)

Pesan instant merupakan suatu sarana pengiriman pesan melalui sarana internet dari satu peralatan

komunikasi ke peralatan komunikasi lainnya. Peralatan komunikasi umumnya berupa komputer atau

smartphone. Istilah pesan instant secara umum mengacu pada sebuah teknologi yang dikembangkan oleh

American Online yang selanjutnya diikuti oleh Yahoo, Google, Microsoft dan perusahaan-perusahaan lainnya.

Hingga saat ini banyak sekali muncul aplikasi pesan instant yang dapat berjalan tidak hanya di komputer tetapi

juga mobile device atau smartphone.

Penggunaan pesan instan saat ini sudah mulai menggeser penggunaan sarana telekomunikasi

konvensional seperti telepon, surat bahkan fax dan telegram. Hal ini dikarenakan pesan instan umumnya mampu

bertukar teks (chat), citra, suara dan video. Bahkan untuk beberapa aplikasi pesan insan mampu mengirimkan

dokumen pdf bahkan file. Beberapa aplikasi pesan instan yang paling populer saat ini antara lain adalah

Blackberry Messenger (BBM), facebook messenger, whatsapp dan telegram. Bahkan aplikasi whatsapp

dikabarkan sudah mencapai 900 juta pengguna pada September 2015.

Pengiriman citra melalui aplikasi pesan instan mengalami perubahan terhadap citra yang dikirimkan.

Perubahan yang dilakukan aplikasi pesan instan umumnya adalah kompresi jpeg. Hal ini mengakibatkan apapun

format file citra yang dikirimkan akan dirubah menjadi format citra jpeg. Jenis kompresi jpeg adalah kompresi

yang bersifat lossy atau menghilangkan. Hal ini dilakukan untuk lebih mengefisienkan komunikasi tanpa

mengurangi mutu. Kompresi ini juga mengakibatkan hilangnya data-data yang dianggap tidak perlu.

3. Mekanisme yang diajukan

Untuk melakukan pengiriman pesan rahasia melalui pesan instan maka digunakan mekanisme seperti

terlihat pada Gambar 3. Cover yang digunakan adalah citra berwarna demikian pula dengan pesan yang

disisipkan. Algoritma steganografi yang digunakan adalah algoritma yang berbasis pada DCT paling sederhana.

Penentuan nilai alpha pada algoritma disesuaikan dengan pengolahan pesan yang disisipkan yaitu citra. Karena

citra berwarna yang diolah dalam matlab mempunyai nilai antara 0 dan 1 maka akan digunakan nilai 0.2 dan

ukuran blok pada fungsi DCT adalah 8.

Gambar 3. Metode pengiriman pesan rahasia

Pengiriman pesan menggunakan aplikasi pesan instan yang populer saat ini yatu whatsapp, facebook

messenger dan telegram. Pesan dikirimkan melalui fitur pengiriman pesan gambar yang tersedia pada masing-

masing aplikasi. Meskipun saat ini sebagian besar aplikasi pesan instan sudah memungkinkan untuk melakukan

pengiriman file, tetapi dalam mekanisme ini diambil fitur pengiriman citra yang paling umum. Hal ini

dimaksudkan untuk dapat berlaku umum pada aplikasi pesan instan lainnya. Pesan selain diunduh dan dikirim

melalui aplikasi pesan instant dari smartphone juga dikirim dan diunduh melalui website apikasi pesan instant.

Adapun alamat pesan instant yang digunakan adalah https://www.facebook.com/messages/,

https://web.telegram.org/ dan https://web.whatsapp.com/.

Cover

Pesan instant Steganografi Steganografi

DCT

Pesan

Pesan*

DCT

https://www.facebook.com/messages/

https://web.telegram.org/

https://web.whatsapp.com/


Gambar 4. Skema steganografi berbasis DCT

Algoritma penyisipan dan ektraksi pesan steganografi dalam media citra dengan memanfaatkan DCT

adalah seperti terlihat pada Gambar 4. Secara global digambarkan bahwa citra dibagi menjadi ukuran-ukuran

(blok) yang kecil untuk mempermudah/mempercepat proses dan memperbanyak kapasitas pesan. Dalam hal ini

dapat diambil ukuran kelipatan 8, sedangkan dalam percobaan digunakan ukuran blok adalah 8. Selanjutnya

citra tersebut dikenakan fungsi DCT dan selanjutnya dilakukan penggantian nilai pada lokasi (8,8). Penggantian

nilai ini tidak lain adalah pesan yang disisipkan, yaitu dengan mengkalikan (karakter) pesan dengan suatu nilai

alpha. Pengambilan nilai alpha digunakan untuk menyesuaikan hasil perkalian pesan agar tidak merubah isi

pesan/cover secara signifikan. Pengambilan nilai alpha yang salah dapat merusak atau menampilkan pesan

secara samar dalam cover yang digunakan.

4. Hasil dan Pembahasan

Untuk melakukan implementasi dari mekanisme yang ditawarkan pada bagian 3 maka dalam melakukan

percobaan digunakan peralatan dan data sebagai berikut:

1. Smartphone, akan digunakan smartphone Galaxy Tab 2.0 dengan sistem operasi android 4.2.

2. Laptop Sony Vaio dengan procesor i7 ram 8 GB dan hardisik 256 GB SSD.

3. Perangkat lunak: browser internet dan Matlab 7.

4. Citra Lucyo.jpg ukuran 512 x 512 pixel sebagai citra cover dengan ukuran 91.6 kb dan citra logo64.jpg

64 x 64 pixel sebagai citra pesan dengan ukuran 4.54 kb.

Percobaan dilakukan dengan menggunakan 2 jalur komunikasi yaitu berbasis web dan aplikasi android. Untuk

aplikasi whatsapp, facebook messenger dan telegram memiliki fitur yang dapat diakses melalui web.

Asli FB Telegram Whatsapp

Cover hasil pengunduhan melalui aplikasi smartphone


Cover hasil pengunduhan melalui browser internet

Gambar 5. Hasil pengunduhan cover terkirim

N x N Citra DCT2 Replace(N,N) Pesan Alpha

iDCT2

N x N Citra*


Pada percobaan menggunakan aplikasi android pada umumnya adalah dengan mengirimkan citra yang

sebelumnya sudah disisipi pesan ke dalam perangkat smartphone. Dengan menggunakan aplikasi pesan instant

yang ada dalam smartphone inilah selanjutnya citra dikirimkan. Pengiriman citra yang telah disisipi pesan tidak

menggunakan fasilitias kirim file atau tambahan fitur lainnya, tetapi hanya menggunakan fitur kirim citra pada

umumnya.

Pengecekan yang dilakukan terhadap cover yang dikirimkan melalui masing-masing aplikasi pesan

instant. Hasil pengiriman citra dari aplikasi didapat seperti terlihat pada Gambar 5. Pada Gambar tersebut

ditampilkan citra hasil pengunduhan menggunakan pesan instant dari browser dan dari smartphone. Selanjutnya

dari masing-masing citra tersebut akan diektraksi untuk mendapatkan pesan yang disembunyikan. Sedangkan

hasil ektraksi pesan dapat dilihat pada Gambar 6.

Secara umum tidak terlihat perbedaan yang mencolok pada citra hasil penyisipan atau citra cover jika

hanya dilihat dari sisi visual. Tetapi secara beberapa perbedaan properties seperti ukuran file dan jenis file yang

diunduh menjadi suatu hal yang dapat diperhitungkan. Seperti hasil unduhan citra melalui facebook messenger

aplikasi smartphone menjadikan file berekstensi .jpeg sedangkan yang lain menjadi .jpg. Hal ini tentu juga

merubah ukuran (size) dari file itu sendiri. Sedangkan secara ukuran (dimensi) untuk semua unduhan tidak

mengalami perubahan.


Pesan hasil ektraksi dari cover hasil pengunduhan aplikasi HP


Pesan hasil ektraksi dari cover hasil pengunduhan browser internet

Gambar 6. Hasil ektraksi citra pesan

Perbandingan antara dua buah citra menggunakan fungsi PSNR dapat dilihat pada Tabel 1. Pada tabel

tersebut ditampilkan mengenai ukuran kesamaan dari pesan yang dikirimkan. Dengan memastikan bahwa pesan

tidak rusak atau masih dikenali maka perlu dihitung nilai kesamaan dari masing-masing cover dan pesannya.

Nilai PSNR antara nilai cover hasil pengiriman melalui Facebook Messenger memiliki nilai yang paling rendah

dibanding dengan aplikasi lainnya. Hal ini berlaku untuk pengiriman berbasis browser internet maupun aplikasi

smartphone. Hal ini ditegaskan dengan hasil ekstraksi yang dapat dilihat dari Gambar 6.

Tabel 1. Karkteristik hasil implementasi

Aplikasi Pesan Instan Browser Internet Smartphone

Cover Pesan Cover Pesan

Whatsapp 54.4103 15.6696 54.4103 15.6696

Facebook Messenger 47.3986 15.6817 34.7973 3.9556

Telegram 53.7905 15.6579 53.7905 15.6579

Untuk aplikasi Whatsapp dan Telegram, pengiriman citra melalui browser internet maupun aplikasi

smartphone tidak memiliki banyak perbedaan. Baik dilihat dari cover yang dikirimkan maupun dari pesan hasil

ektraksi. Nilai PSNR yang tinggi menunjukkan bahwa citra tidak dapat dibedakan secara visual oleh mata

manusia setelah mengalami proses pengolahan (kompresi) oleh aplikasi Whatsapp dan Telegram.

5. Kesimpulan

Dari uraian bagian-bagian penjelasan dari bagian pendahuluan sampai dengan implementasi maka dapat

diambil kesimpulan adalah sebagai berikut:


1. Algoritma steganografi sederhana berbasis dct berhasil diimplementasikan pada pengiriman pesan

memanfaatkan aplikasi pesan instan.

2. Proses uji coba dilakukan pada aplikasi pesan instan yang memiliki fitur dalam pengiriman citra dan dapat

diakses melalui browser internet selain melalui aplikasi smartphone itu sendiri.

3. Implementasi steganografi pesan instant berhasil dengan baik pada pengunduhan melalui browser internet

dibanding dengan pengunduhan melalui aplikasi pada smartphone.

6. Daftar Pustaka

[1] Danang Jaya, Uji ketahanan (robustness test) algoritma steganografi pada aplikasi media sosial berbasis

android, KNS&I 2015 STIKOM Bali, 9 Oktober 2015, Bali.

[2] 12 Aplikasi Chatting(instant messenger) Android terbaik 2015,

http://www.webkeren.net/2015/04/aplikasi-chat-android-tebaik.html, diakses tanggal 29 Maret 2016.

[3] Pesan instant, https://id.wikipedia.org/wiki/Pesan_instan, diakses tanggal 6 April 2016

[4] Danang Jaya, Bermain Steganografi Digital Tanpa Matematika, Majalah Sanapati, Lembaga Sandi

Negara, 2016.

[5] Danang Jaya, Visual attack dan Statistic Attack pada Aplikasi Steganography, SEMNASTIK 2015,

Univeritas Negeri Semarang, 2015.

Danang Jaya, Query Adika Rezylana - “Steganografi DCT dengan Memanfaatkan Aplikasi Pesan Instan”

Technology

Transcript of Danang Jaya, Query Adika Rezylana - “Steganografi DCT dengan Memanfaatkan Aplikasi Pesan Instan”