Digital Signature pada Citra Digital dengan Algoritma...

Digital Signature pada Citra Digital

dengan Algoritma Least Significant Bit dan Chaocipher

Artikel Ilmiah

Peneliti:

Sandy Juniart Siwabessy (672010264)

Magdalena A. Ineke Pakereng, M.Kom.

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Juli 2016



Artikel Ilmiah

Diajukan kepada


untuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Peneliti:

Sandy Juniart Siwabessy (672010264)

Magdalena A. Ineke Pakereng, M.Kom.

Program Studi Teknik Informatika



Salatiga

Juli 2016



Sandy Juniart Siwabessy 1, Magdalena A. Ineke Pakereng 2



Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia

E-mail: [email protected], [email protected]

Abstract

Documents in the form of digital image has the possibility to be manipulated

unlawfully. The information contained within can be faked, so that the recipient of the

document can be wrong in interpreting the intention of the information therein. This

could result in losses for both the sender and recipient document, the decision made,

based on the information that has been falsified. A solution is needed to secure the

information stored on it. Information from the sender must be the same when it reached

the receiver. In this study generated digital signature applications implemented in a way

that is calculating the value of bytes of data into a form MD5 hash algorithm. Results

hash is then encrypted with an algorithm Chaocipher. Cipher hash then inserted at Least

Significant Bit of digital images. Digital signature is inserted can be used to detect

whether the digital image has been changed or not. The test results showed that the

change can be detected, even if the change only by 2x2 pixels.

Keywords: Digital Signature, Least Significant Bit Embedding, Chaocipher

Abstrak

Dokumen berbentuk citra digital memiliki kemungkinan untuk dimanipulasi

secara tidak sah. Informasi yang terdapat di dalamnya dapat dipalsukan sehingga pihak

penerima dokumen dapat salah dalam menginterpretasikan maksud informasi di

dalamnya. Hal ini dapat mengakibatkan kerugian baik bagi pengirim dokumen maupun

penerima dokumen, karena keputusan yang dibuat, berdasarkan pada informasi yang telah

dipalsukan. Sebuah solusi diperlukan untuk mengamankan informasi yang tersimpan di

dalamnya. Informasi dari pengirim harus sama ketika sampai di penerima. Pada penelitian

ini dihasilkan aplikasi digital signature diimplementasikan dengan cara yaitu menghitung

nilai byte data menjadi bentuk hash dengan algoritma MD5. Hasil hash kemudian

dienkripsi dengan algoritma Chaocipher. Cipher hash kemudian disisipkan pada bagian

Least Significant Bit citra digital. Digital signature yang disisipkan tersebut dapat

berfungsi untuk mendeteksi apakah citra digital telah mengalami perubahan atau tidak.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa perubahan dapat terdeteksi, sekalipun perubahan

hanya sebesar 2x2 piksel.

Kata Kunci: Tanda Tangan Digital, Penyisipan Least Significant Bit, Chaocipher

1 Mahasiswa Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas

Kristen Satya Wacana Salatiga 2 Staf Pengajar Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga

1

1. Pendahuluan

Komunikasi merupakan faktor penting dalam kehidupan manusia. Kini

manusia dipermudah oleh teknologi untuk menyampaikan informasi. Media

komunikasi yang diciptakan manusia tersebut memang memudahkan dalam

penyampaian informasi, tapi di sisi lain penyampaian pesan melalui media

tertentu tidak menjamin keamanan terhadap integritas data. Keamanan telah

menjadi aspek yang sangat penting dari suatu sistem informasi.

Adapun permasalahan yang ada seperti dokumen berbentuk berkas gambar

(file image), memiliki kemungkinan untuk dimanipulasi oleh pihak lain yang

menyebabkan informasi yang terdapat pada citra digital menjadi berubah (tidak

asli). Tindakan manipulasi informasi ini dapat mengakibatkan kerugian baik bagi

pihak pemilik citra digital, maupun penerima citra digital. Oleh karena itu,

diperlukan solusi yang sangat tepat agar citra digital dapat diketahui keutuhan

informasi di dalamnya.

Salah satu upaya untuk menjaga integritas informasi pada citra digital

adalah dengan menyisipkan digital signature terlebih dahulu ke dalam citra digital

yang akan dikirim. Digital signature atau yang juga disebut tanda tangan digital

adalah suatu mekanisme untuk menggantikan tanda tangan secara manual pada

dokumen kertas [1]. Digital signature memiliki fungsi sebagai penanda pada data

yang memastikan bahwa data tersebut adalah data yang sebenarnya

(utuh/integral). Penanda pada digital signature ini tidak semata hanya berupa

tanda tangan digital, tetapi dapat berupa cap digital, text, bit, dan gambar. Aspek

keamanan dan kerahasiaan bukan disediakan dengan sistem berupa tanda tangan

digital, tetapi tanda tangan yang telah dienkripsi terlebih dahulu dengan algoritma

tertentu.

Tujuan dari digital signature adalah untuk melindungi citra digital dari

tindakan manipulasi. Cara untuk membuat digital signature adalah dengan

membuat hash, kemudian hash tersebut dienkripsi, dan hasil enkripsi disisipkan

ke dalam citra digital. Hash terenkripsi yang disisipkan tersebut akan berfungsi

sebagai segel. Citra digital dapat dilihat dan dimanipulasi orang lain, namun

ketika dilakukan proses validasi, maka akan terbukti bahwa citra digital tidak

valid karena nilai hash telah berubah akibat tindakan manipulasi.

Berdasarkan latar belakang tersebut maka dilakukan penelitian dengan

judul “Digital signature pada Citra Digital dengan Algoritma Least Significant Bit

dan Chaocipher”, yang diharapkan dapat membantu menyedikan alat untuk

menjaga integritas informasi dari suatu citra digital.

2. Tinjauan Pustaka

Penelitian sebelumnya yang terkait dengan penelitian yang dilakukan

adalah penelitian yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Pengamanan Dokumen

Informasi Akademik Menggunakan Digital signature dengan Algoritma Kurva

Eliptik”. Penggunaan e-paper atau lembaran/dokumen digital yang digunakan

untuk setiap lembar naskah yang dicetak dari sistem informasi akademik baik oleh

mahasiswa, staff administrasi maupun pihak lainnya rentan terhadap pemalsuan

2

dan pembajakan oleh pihak-pihak yang tidak bertanggung jawab. Pada penelitian

ini dibahas tentang bagaimana mengamankan berkas elektronik (e-paper) dengan

menambahkan (meng-embedded) digital signature pada setiap berkas yang akan

dicetak baik yang menggunakan kertas (paper) maupun yang tidak menggunakan

kertas (paperless) dalam format PDF maupun format digital lainnya. Penelitian

ini menghasilkan aplikasi sistem informasi akademik yang telah ditambahkan

tanda tangan dan aplikasi pembaca keabsahan tanda tangan. Berdasarkan hasil uji

coba, tanda tangan tidak dapat didekripsi dengan aplikasi sniffer, serta aplikasi

verifying menunjukkan waktu akses rata-rata 110 milidetik. Aplikasi web

verifying membutuhkan waktu yang lama untuk mendekripsikan digital signature,

tetapi ini sebanding dengan keamanan dan kehandalan yang dihasilkan oleh

sistem informasi dengan algoritma kurva eliptik ini [1].

Penelitian yang selanjutnya berjudul “Studi dan Implementasi Algoritma

RSA untuk Pengamanan Data Transkrip Akademik Mahasiswa”. Masalah

keamanan dan kerahasiaan data merupakan hal yang penting dalam suatu

organisasi. Data yang bersifat rahasia tersebut perlu dibuatkan sistem

penyimpanan dan pengirimannya agar tidak terbaca atau diubah oleh orang-orang

yang tidak bertanggung jawab, baik saat data tersebut tersimpan sebagai file di

dalam komputer maupun saat data tersebut dikirim melalui email. Penelitian ini

membuat model sistem pengamanan dengan proses enkripsi dan dekripsi

menggunakan algoritma RSA. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa algoritma

RSA berhasil diimplementasikan untuk pengamanan data transkrip akademik

mahasiswa dengan diperolehnya hasil komputasi algoritma RSA adalah sebesar

15625 mikrodetik, sedangkan kompleksitas memori yang dibutuhkan algoritma

RSA sebesar 3908 bytes [2].

Digital signature dimasukkan ke dalam dokumen yang akan diamankan,

dengan cara menyisipkan ke dalamnya. Penelitian yang dilakukan oleh

Noertjahyana [3] membahas tentang penyisipan data ke dalam media lain.

Noertjahyana memanfaatkan teknik ini untuk mengamankan pesan. Pada

penelitian tersebut digunakan metode LSB (Least Significant Bit). Bit pesan

disisipkan pada bit LSB citra digital. Teknik ini memberikan keuntungan yaitu

kecilnya perubahan yang terjadi pada citra digital. Penelitian Noertjahyana tidak

menggunakan algoritma kriptografi untuk mengenkripsi data sebelum disisipkan.

Berdasarkan penelitian-penelitian yang dilakukan tentang pemanfaatan

digital signature, algoritma-algoritma untuk digital signature, dan teknik LSB,

maka dilakukan penelitian yang membahas mengenai perancangan digital

signature dengan algoritma Chaocipher, dan penyisipan LSB. Perbedaan

penelitian ini dengan penelitian sebelumnya adalah, pada penelitian ini digital

signature dibentuk dengan cara menghitung nilai hash dari dokumen. Hash

dihitung dengan algoritma MD5, kemudian hash dienkripsi dengan algoritma

Chaocipher, dan hasilnya disisipkan pada posisi LSB tiap warna pada citra digital.

Tanda tangan digital (digital signature) adalah salah satu teknologi yang

digunakan untuk meningkatkan keamanan jaringan [1]. Digital signature

berfungsi sebagai penanda pada data untuk memastikan keaslian data. Digital

signature dapat memenuhi setidaknya dua syarat keamanan jaringan, yaitu

authenticity dan nonrepudiation. Digital signature memanfaatkan teknologi kunci

3

publik (public key). Sepasang kunci publik dan privat dibuat unik dan tidak ada

pasangannya. Kunci privat disimpan oleh pemiliknya, dan digunakan untuk

membuat digital signature. Sedangkan kunci publik dapat diserahkan kepada

siapa saja yang ingin memeriksa keaslian digital signature yang bersangkutan

pada suatu dokumen. Untuk membuka digital signature tersebut diperlukan kunci

privat. Bila data telah diubah oleh pihak luar, maka digital signature juga ikut

berubah sehingga kunci privat yang ada tidak akan dapat membukanya. Ini

merupakan salah satu syarat keamanan jaringan, yaitu authenticity dimana

keaslian data dapat terjamin dari perubahan-perubahan yang dilakukan pihak luar,

dengan cara yang sama, pengirim data tidak dapat menyangkal data yang telah

dikirimkannya. Bila digital signature cocok dengan kunci privat yang dipegang

oleh penerima data, maka dapat dipastikan bahwa pengirim adalah pemegang

kunci privat yang sama. Ini berarti digital signature memenuhi salah satu syarat

keamanan jaringan, yaitu nonrepudiation atau non-penyangkalan [1].

Menurut Amin [4], cara paling umum menyembunyikan pesan adalah

dengan memanfaatkan Least Significant Bit (LSB). Walaupun ada kekurangan

pada metode ini, tetapi kemudahan implementasinya membuat metode ini tetap

digunakan sampai sekarang. Metode ini membutuhkan syarat, yaitu jika dilakukan

kompresi pada image watermarking, harus digunakan format lossless

compression, karena metode ini menggunakan beberapa bit pada setiap pixel pada

image. Jika digunakan format lossy compression, pesan rahasia yang

disembunyikan dapat hilang. Jika digunakan image 24 bit color sebagai cover,

sebuah bit dari masing-masing komponen Red, Green dan Blue dapat digunakan

sehingga 3 bit dapat disimpan pada setiap pixel.

Pada susunan bit di dalam sebuah byte (1 byte = 8 bit), ada bit yang paling

berarti most significant bit (MSB) dan bit yang paling kurang berarti least

significant bit (LSB). Bit yang cocok untuk diganti adalah bit LSB, sebab

perubahan tersebut hanya mengubah nilai byte satu lebih tinggi atau satu lebih

rendah dari nilai sebelumnya. Misalkan pada cover citra, byte tersebut

menyatakan warna merah, maka perubahan satu bit LSB tidak mengubah warna

merah tersebut secara berarti, apalagi mata manusia tidak dapat membedakan

perubahan yang kecil.

Misalnya, di bawah ini terdapat 3 piksel dari image 24 bit color :

(00100111 11101001 11001000)

(00100111 11001000 11101001)

(11001000 00100111 11101001)

Yang ingin disisipkan adalah huruf A dengan biner 01000001, dengan

menyisipkannya ke dalam piksel di atas maka akan dihasilkan

(00100110 11101001 11001000)

(00100110 11001000 11101000)

(11001000 00100111 11101001)

Dapat dilihat bahwa hanya 3 bit saja yang perlu diubah untuk

menyembunyikan karakter A ini. Perubahan pada LSB ini akan terlalu kecil untuk

terdeteksi sehingga pesan dapat disembunyikan secara efektif. Jika digunakan

image 8 bit color sebagai cover, hanya 1 bit saja dari setiap piksel warna yang

dapat dimodifikasi sehingga pemilihan image harus dilakukan dengan sangat hati-

4

hati, karena perubahan LSB dapat menyebabkan terjadinya perubahan warna yang

ditampilkan pada citra.

Chaocipher adalah algoritma kriptografi yang ditemukan oleh J. F. Byrne

pada tahun 1918 dan dideskripsikan pada otobiografinya yang berjudul Silent

Years pada tahun 1953. Byrne menjelaskan bahwa Chaocipher adalah kriptografi

yang sederhana, namun tidak dapat dipatahkan. Byrne menyatakan bahwa mesin

yang digunakan untuk menguraikan pesan bisa dipasang ke dalam kotak cerutu.

Byrne menawarkan hadiah uang tunai bagi siapa saja yang bisa memecahkannya.

Pada bulan Mei 2010 keluarga Byrne menyumbangkan semua dokumen

Chaocipher ke Museum National Cryptologic di Ft. Meade, Maryland, Amerika

Serikat. Hal ini menyebabkan pengungkapan algoritma Chaocipher [5].

Sistem Chaocipher terdiri dari dua alfabet, dengan huruf "kanan"

digunakan untuk mencari huruf plaintext sementara yang lain ("kiri") alfabet

digunakan untuk membaca surat ciphertext yang sesuai. Algoritma ini mendukung

konsep substitusi dinamis [6] dimana dua huruf yang sedikit diubah setelah setiap

masukan huruf plaintext dienkripsi. Hal ini menyebabkan plaintext yang non

linear dan sangat tersebar. Proses dekripsi identik dengan enkripsi, dengan huruf

ciphertext yang terletak di "kiri" alfabet sedangkan huruf plaintext yang sesuai

yang dibaca dari "kanan" alfabet.

Gambar 1 Model Mekanik dari Chaocipher [5]

Alfabet yang digunakan oleh Chaocipher berada dalam bentuk susunan

acak. Pada penelitian ini digunakan algoritma Fisher Yates untuk melakukan

pengacakan alfabet yang digunakan pada awal proses pembuatan digital signature

maupun verifikasi dengan algoritma Chaocipher. Fisher Yates shuffle (diambil

dari nama Ronald Fisher dan Frank Yates) atau juga dikenal dengan nama Knuth

shuffle (diambil dari nama Donald Knuth), adalah sebuah algoritma untuk

menghasilkan suatu permutasi acak dari suatu himpunan terhingga, dengan kata

lain untuk mengacak suatu himpunan tersebut [6]. Jika diimplementasikan dengan

benar, maka hasil dari algoritma ini tidak akan berat sebelah, sehingga setiap

permutasi memiliki kemungkinan yang sama. Metode dasar yang digunakan untuk

5

menghasilkan suatu permutasi acak untuk angka 1 sampai N adalah sebagai

berikut [7]:

1. Tuliskan angka dari 1 sampai N.

2. Pilih sebuah angka acak K di antara 1 sampai dengan jumlah angka yang

belum dicoret.

3. Dihitung dari bawah, coret angka K yang belum dicoret, dan tuliskan

angka tersebut di lain tempat.

4. Ulangi langkah 2 dan langkah 3 sampai semua angka sudah tercoret.

5. Urutan angka yang dituliskan pada langkah 3 adalah permutasi acak dari

angka awal.

Contoh langkah Fisher Yates ditunjukkan pada Tabel 1. Range adalah

jumlah angka yang belum terpilih, roll adalah angka acak yang terpilih, scratch

adalah daftar angka yang belum terpilih, dan result adalah hasil permutasi yang

akan didapatkan. Tabel 1 Contoh Langkah Fisher Yates Shuffle

Range Roll

(bilangan acak di dalam Range) Scratch Result

ABCDEFGH

1 - 8 3 AB C DEFGH C

1 - 7 4 AB C DEFGH C E

1 - 6 5 AB C DEFGH C E G

1 - 5 3 AB C DEFGH CE G D

1 - 4 4 AB C DEFGH CE G D H

1 - 3 1 AB C DEFGH CE G D H A

1 - 2 2 AB C DEFGH CE G D H A F

AB C DEFGH CE G D H A F B

Dalam kriptografi, MD5 (Message-Digest Algorithm 5) ialah fungsi hash

kriptografi yang digunakan secara luas dengan hash value 128-bit [7]. MD5 telah

dimanfaatkan secara bermacam-macam pada aplikasi keamanan, dan MD5 juga

umum digunakan untuk melakukan pengujian integritas (fingerprint) sebuah file.

MD5 didesain oleh Ronald Rivest pada tahun 1991 untuk menggantikan hash

function sebelumnya, yaitu MD4.

Gambar 2 Hash Value dari Beberapa Input yang Berbeda [8]

6

Hash value yang dihasilkan oleh MD5 memiliki panjang 128-bit (16 byte),

sekalipun input (pesan) yang digunakan memiliki panjang yang bervariasi. Hash

value berubah signifikan sekalipun perubahan yang terjadi pada input hanya 1

byte (1 kata).

3. Metode dan Perancangan Sistem

Penelitian yang dilakukan, diselesaikan melalui tahapan penelitian yang

terbagi dalam lima tahapan, yaitu: (1) Identifikasi masalah dan studi literatur, (2)

Perancangan sistem, (3) Implementasi sistem, (4) Pengujian sistem dan analisis

hasil pengujian, (5) Penulisan laporan.

Identifikasi Masalah dan Studi Literatur

Perancangan Sistem

Implementasi Sistem

Pengujian Sistem dan Analisis Hasil Pengujian

Penulisan Laporan

Gambar 3 Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian pada Gambar 3, dapat dijelaskan sebagai berikut.

Tahap pertama: Pada tahap ini dilakukan identifikasi masalah diperlukannya

sistem pengamanan dokumen digital terutama citra digital. Selain identifikasi

masalah, dikumpulkan juga penelitian-penelitian terdahulu yang membahas

masalah yang sama atau mirip, sehingga dapat dilihat metode-metode yang dapat

diaplikasikan untuk pengamanan citra digital. Tahap kedua: yaitu melakukan

perancangan sistem yang meliputi perancangan proses. Proses terbagi pada 2

bagian utama yaitu proses pemberian digital signature, dan proses verifikasi

digital signature. Pada kedua proses tersebut, masing-masing terdapat subproses,

yaitu proses pembuatan hash, proses enkripsi/dekripsi hash, dan proses

embedding/extracting digital signature. Tahap ketiga: yaitu

mengimplementasikan rancangan yang telah dibuat di tahap dua ke dalam sebuah

aplikasi/program sesuai kebutuhan sistem. Tahap keempat: yaitu melakukan

pengujian terhadap sistem yang telah dibuat, serta menganalisis hasil pengujian

tersebut, untuk melihat apakah aplikasi yang telah dibuat sudah sesuai dengan

yang diharapkan atau tidak, jika belum sesuai maka dilakukan perbaikan. Tahap

kelima: melakukan penulisan laporan penelitian.

7

Dokumen Original

Proses Digital Signature

Dokumen dengan Digital

SignatureVerifikasi

Valid atau Tidak Valid

Dokumen dengan Digital

Signature

Signatory

Verifier

Gambar 4 Arsitektur Sistem

Arsitektur sistem ditunjukkan pada Gambar 4. Sistem terdiri dari dua

proses, yaitu proses signing dan proses verifiying. Proses signing dilakukan oleh

signatory, dengan menanamkan digital signature ke dalam dokumen. Proses

verifiying dilakukan oleh verifier, dengan mengekstraksi digital signature dari

dalam dokumen.

MulaiInput Kunci

Input Dokumen

Citra Digital

Shuffle Alfabet Left & Right

Enkripsi HASH sehingga menjadi Digital

SignatureEmbed Digital Signature

Output dokumen

Hitung nilai HASH citra digital dengan algoritma

MD5

Selesai

Gambar 5 Alur Proses Pemberian Digital Signature

Proses pemberian digital signature ditunjukkan pada Gambar 5. Proses ini

memerlukan input dari pengguna yaitu kunci, dan dokumen citra digital. Kunci

digunakan untuk menyandikan hash. Hash diperoleh dari proses algoritma MD5.

Hash terenkripsi disisipkan ke dalam citra digital. Hasil akhir adalah dokumen

citra digital yang telah diberi digital signature.

8

Mulai Input KunciInput

Dokumen Citra Digital

Hitung nilai HASH Ekstrak Digital Signature

Dekripsi Digital Signature

Shuffle Alfabet Left & Right

HASH sama dengan hasil

Dekripsi

Ouput validOutput tidak

valid

Selesai

TIDAKYA

Gambar 6 Alur Proses Verifikasi Digital Signature

Pada proses verifikasi (Gambar 6), hash yang telah disisipkan, diekstrak

kemudian didekripsi. Hasil dekripsi dibandingkan dengan hash citra digital

sekarang. Jika nilai hash ini berbeda, maka dapat dipastikan bahwa citra digital

tersebut telah mengalami perubahan.

Contoh proses pembuatan digital signature dengan algoritma Chaocipher

adalah sebagai berikut. Terdapat susunan 2 alfabet yang telah diacak sebelumnya

dengan algoritma Fisher Yates.

Gambar 7 Alfabet Left dan Right pada Chaocipher

Alfabet Right digunakan untuk mencari plaintext, alfabet Left digunakan

untuk mencari ciphertext. Pada contoh ini, untuk mengenkripsi huruf A, dicari

pada alfabet Right, yaitu pada posisi 13, dan pada posisi yang sama di alfabet Left

adalah huruf P. Maka huruf A dienkripsi menjadi P. Posisi + adalah posisi zenith,

dan posisi * adalah posisi nadir.

Selanjutnya dilakukan perputaran pada kedua alfabet tersebut. Perputaran

untuk alfabet Left dilakukan dengan cara:

1. Putar alfabet ke kiri, sehingga huruf yang dienkripsi tadi (P) berada pada

posisi zenith.

9

2. Keluarkan huruf pada posisi zenith+1, biarkan kosong untuk sementara

3. Geser satu posisi ke kiri, semua huruf dari posisi zenith+2 sampai dengan

huruf posisi nadir.

4. Masukkan huruf yang dikeluarkan tadi, ke posisi nadir.

Gambar 8 Langkah Perputaran Alfabet Left

Alfabet Right diputar dengan langkah sebagai berikut:

1. Putar alfabet ke arah kiri sehingga huruf plaintext tadi (A) berada pada posisi

zenith.

2. Putar sekali lagi ke arah kanan secara penuh, sehingga huruf paling depan

menjadi berada di posisi paling belakang.

3. Keluarkan huruf pada posisi zenith+2, biarkan posisi tersebut kosong.

4. Geser satu posisi ke kiri, semua huruf dimulai dari posisi zenith+3 sampai

posisi nadir.

5. Masukkan huruf yang dikeluarkan tadi, ke posisi nadir.

Gambar 9 Langkah Perputaran Alfabet Right

4. Hasil dan Pembahasan

Hasil implementasi sistem berdasarkan perancangan yang telah dibuat,

dijelaskan sebagai berikut. Antarmuka sistem yang dihasilkan ditunjukkan pada

Gambar 10 dan Gambar 11. Gambar 10 ditunjukkan hasil dari proses digital

signing. Gambar 11 menunjukkan hasil dari proses verifikasi.

10

Gambar 10 Tampilan Proses Pemberian Digital Signature

Pada proses pemberian digital signature (Gambar 10), ditampilkan

perubahan nilai hash (signature) sebelum dan sesudah proses enkripsi. Algoritma

Chaocipher tidak mengubah panjang data, tidak ada proses, sehingga panjang

signature tidak mengalami perubahan, yaitu 16 byte. Signature ini kemudian

disisipkan ke dalam citra digital yang hasil akhirnya ditampilkan pada sisi sebelah

kanan (signed image).

Gambar 11 Tampilan Proses Verifikasi

Pada proses verifikasi (Gambar 11), ditampilkan hasil akhir berupa valid

atau tidak valid. Nilai digital signature yang telah disisipkan sebelumnya

dibandingkan dengan nilai digital signature sekarang. Jika kunci yang digunakan

untuk proses verifikasi berbeda dengan kunci pada proses pemberian digital

11

signature, maka nilai digital signature akan memberikan hasil yang berbeda,

sekalipun citra digital tidak dimanipulasi. Sehingga hanya penerima yang sah,

yang memiliki kunci yang tepat, yang dapat melakukan proses verifikasi.

Pengujian sistem dilakukan terhadap beberapa faktor yaitu otentikasi,

integritas, dan pengaruh ukuran kunci terhadap ukuran citra digital [9].

Otentikasi memiliki makna yaitu dokumen tersebut asli dan berasal dari

sumber yang dipercaya [10]. Pengujian otentikasi dilakukan dengan menguji

apakah dengan kunci yang berbeda, proses verifikasi dapat dilakukan. Tabel 2

menunjukkan hasil pengujian otentikasi, dan sistem dapat bekerja dengan tepat

untuk mengetahui kunci yang digunakan benar atau tidak.

Tabel 2 Hasil Pengujian Otentikasi

Kunci

Signatory

Kunci Verifier Perbedaan

karakter

kunci

Output

proses

verifikasi

Kesimpulan

Pengujian

1 123456 12345 1 Tidak otentik Berhasil


3 ABC123rahasia abC123rahasia 2 Tidak otentik Berhasil

4 Abc123rahasia aBc123rahasia 2 Tidak otentik Berhasil

5 aBC123 aBC231 3 Tidak otentik Berhasil


7 !@#Q@#!@# !@#Q@3123 4 Tidak otentik Berhasil

8 AAAAA1123 AAAAA!!@# 4 Tidak otentik Berhasil

9 FTIFTIFTI ftiFTIFti 5 Tidak otentik Berhasil

10 ukswUKSW ukswUKSW 5 Tidak otentik Berhasil

11 123456 123456 0 Otentik Berhasil

12 ABC123rahasia ABC123rahasia 0 Otentik Berhasil

13 Abc123rahasia Abc123rahasia 0 Otentik Berhasil

14 aBC123 aBC123 0 Otentik Berhasil

15 123456789 123456789 0 Otentik Berhasil

Keutuhan (integrity) suatu dokumen diuji dengan cara melakukan

perubahan (manipulasi) pada dokumen. Pengujian integritas bertujuan untuk

mengetahui apakah aplikasi dapat mendeteksi perubahan pada dokumen yang

telah diberi digital signature. Digital signature dapat disimpulkan berhasil

menjaga keotentikan dokumen jika perubahan yang dilakukan pada dokumen

dapat terdeteksi (hasil verifikasi "tidak valid").

Tabel 3 Hasil Pengujian Integritas

No Jenis

Perubahan

Digital Signature

Awal

Digital Signature

Akhir

Hasil

Verifikasi

Kesimpulan

Pengujian

1 Rotasi

Image

95689bada7500a4f

57e5710226e8e971

a331487da5c91016

7bbacc42d798c307

Tidak

valid

Sukses

2 Mirror

Image

95689bada7500a4f

57e5710226e8e971

2d1ddb3dbd34bd9e

633fe6ddce817e1b

Tidak

valid

Sukses

3 Crop 95689bada7500a4f

57e5710226e8e971

47a7faa6ecc55d14

2ea15593edf90afa

Tidak

valid

Sukses

4 Resize

Image

95689bada7500a4f

57e5710226e8e971

8e46cbf64bc55eb9

1a0120a0810bb220

Tidak

valid

Sukses

5 Grayscale 95689bada7500a4f

57e5710226e8e971

a3dcabc7b0804282

4c575009f4abe029

Tidak

valid

Sukses

6 Manipulasi 95689bada7500a4f bc24942ce6c70546 Tidak Sukses

12

20x20px 57e5710226e8e971 f4136e36cfdd8ffb valid

7 Manipulasi

10x10px

95689bada7500a4f

57e5710226e8e971

c4934c6021c09f38

75329cae8a47de04

Tidak

valid

Sukses

8 Manipulasi

2x2px

(ubah

warna 2

piksel)

95689bada7500a4f

57e5710226e8e971

c37ad79a3555ae82

dc2a28bba619d510

Tidak

valid

Sukses

Berdasarkan hasil pengujian integritas, pada Tabel 3, disimpulkan bahwa

segala bentuk perubahan yang dilakukan pada dokumen gambar yang telah

diujikan, memberikan hasil verifikasi tidak valid. Hal ini dikarenakan pada proses

manipulasi, nilai-nilai warna pada piksel yang dimanipulasi menjadi berubah.

Sehingga ketika proses verifikasi, digital signature yang disisipkan menjadi

berbeda dengan digital signature yang asli.

Pada Tabel 4, pengujian pengaruh ukuran kunci terhadap ukuran citra

digital dilakukan dengan cara melakukan proses signing dengan panjang kunci

yang bervariasi.

Tabel 4 Hasil Pengujian Pengaruh Ukuran Kunci Terhadap Ukuran Citra Digital

No Kunci Citra Digital Ukuran

Citra Digital

Awal

(byte)

Ukuran

Citra Digital

Akhir

(byte)

Perbedaan

Piksel

1 123 Baboon.png 120,054 120,054 64

2 1234 F16.png 120,054 120,054 63

3 123456 Lena

Crop.png

335,054 335,054 60

4 1234567 Lena

Grayscale.png

786,486 786,486 59

5 12345678 Lena

Mirror.png

786,486 786,486 64

6 Abc Lena

Resize.png

196,662 196,662 60

7 Abcd Lena

Rotate.png

786,486 786,486 56

8 Abcde Lena.png 1,080,054 1,080,054 60

9 Abcdef Tiffany.png 120,054 120,054 62

10 Abcdefg UKSW.png 888,402 888,402 63

Berdasarkan hasil pengujian pada Tabel 4 diketahui bahwa ukuran kunci

tidak mempengaruhi besarnya perubahan ukuran citra digital. Perubahan terjadi

pada nilai piksel, karena proses penyisipan pada LSB komponen warna pada

piksel. Digital signature berukuran 24 byte. Angka ini diperoleh dari 16 byte

digital signature (hash yang telah dienkripsi), ditambah 8 byte meta data yang

berfungsi sebagai tanda pemisah antara byte citra digital, dengan byte digital

signature. Jika tiap piksel dapat disisipi 3 bit data, maka untuk menyisipkan 24

byte (192 bit) data diperlukan 64 piksel (diperoleh dari 192/3). Sehingga jumlah

maksimal perubahan citra digital akibat proses penambahan digital signature

adalah 64 piksel.

13

5. Simpulan

Berdasarkan penelitian, pengujian dan analisis terhadap aplikasi, maka

dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: (1) Digital signature dapat

diimplementasikan dengan cara yaitu menghitung nilai byte data menjadi bentuk

hash dengan algoritma MD5. Hasil hash kemudian dienkripsi dengan algoritma

Chaocipher. Cipher hash kemudian disisipkan pada bagian LSB citra digital; (2)

Pengujian membuktikan bahwa dapat dideteksi perubahan dokumen dari hasil

manipulasi rotasi, mirror, crop, resize, dan manipulasi piksel; (3) Jumlah

maksimal perubahan citra digital akibat proses penambahan digital signature

adalah 64 piksel. Saran yang dapat diberikan untuk penelitian lebih lanjut adalah

metode penyisipan digital signature dapat diganti dengan metode yang lain,

sebagai contoh EOF, spread spectrum atau yang lain, sehingga dapat

dibandingkan kelebihan dan kekurangannya.

6. Daftar Pustaka

[1]. Ahmaddul, H., Sediyono, E., 2012. Rancang Bangun Sistem Pengamanan

Dokumen pada Sistem Informasi Akademik Menggunakan Digital

signature dengan Algoritma Kurva Eliptik. Program Pascasarjana

Universitas Diponegoro Semarang

[2]. Rahajoeningroem, T., Aria, M., 2009. Studi dan Implementasi Algoritma

RSA untuk Pengamanan Data Transkrip Akademik Mahasiswa. Jurusan

Teknik Elektro Universitas Komputer Indonesia

[3]. Noertjahyana, A., Gunadi, K., Hartono, S. K. G., 2012. Aplikasi Metode

Steganography pada Citra Digital dengan Menggunakan Metode LSB

(Least Significant Bit). Universitas Kristen Petra.

[4]. Amin, M. M., 2015. Image Steganography dengan Metode Least

Significant Bit (LSB). CSRID Journal 6, 53–64.

[5]. Rubin, M., 2010. Chaocipher Revealed: The Algorithm.

http://www.mountainvistasoft.com/chaocipher/ActualChaocipher/Chaociph

er-Revealed-Algorithm.pdf. Diakses pada 22 Mei 2016.

[6]. Ritter, T., 1990. Substitution cipher with pseudo-random shuffling: The

dynamic substitution combiner. Cryptologia 14, 289–303.

[7]. Walia, A. G. N. K., 2014. Cryptography Algorithms: A Review.

International Journal of Engineering Development and Research

[8]. Rivest, R. L., 1992. RFC 1321: The MD5 message-digest algorithm.

Internet activities board 143.

[9]. Shaw, S., 1999. Overview of Watermarks , Fingerprints , and Digital

signatures.

[10]. Stallings, W., 2006. Cryptography and Network Security.

(doi:10.1007/11935070)

Digital Signature pada Citra Digital dengan Algoritma...

Documents

Transcript of Digital Signature pada Citra Digital dengan Algoritma...