Kriptografi Visual

Bekerja sama dengan:

Rinaldi Munir

Sumber: www.cs.jhu.edu/~fabian/.../VisualCrypto.pdf

Pendahuluan

• Diperkenalkan Moni Naor dan Adi Shamir dalam jurnal Eurocrypt’94

• Khusus untuk enkripsi gambar/citra

• Enkripsi dilakukan dengan membagi citra menjadi sejumlah bagian (share)

• Tidak membutuhkan komputasi untuk dekripsi gambar, cukup indera visual manusia.

• Dekripsi dilakukan dengan menumpuk sejumlah citra bagian.

• Contoh Plainteks

• Cipherteks

Share 1 Share 2 (kunci)

• Dekripsi: tumpuk share 1 dan share 2

Plainteks Share 1 Share 2

Share 1 + Share 2

Citra Digital

• Definisi

– fungsi larik dua dimensi f(x,y)

• x, y : koordinat spasial

• f : intensitas warna

• Pixel

– elemen pada citra digital yang memiliki lokasi (x,y) dan nilai f(x,y)

– nama lain: picture elements, image elements, pels

Representasi Citra Digital

Origin

0 N-1...

2

3

1

0

...

...

M-1

1 2 3 ...

Satu Pixel f (x,y)x

y

Pembagian Citra Digital

• Pembagian Citra

– Citra Biner (Binary Image)

– Citra Abu-Abu (Grayscale)

– Citra Berwarna

Alur Kriptografi Visual

• Untuk keamanan, maka dalam kriptografi visual, enkripsi dilakukan oleh pihak ketiga yang terpercaya, yang disebut dealer

• Sedangkan partisipan ialah orang yang memperoleh citra hasil enkripsi

• Dekripsi dilakukan oleh partisipan dengan menumpuk citra yang mereka miliki (citra dicetak pada plastik transparan)

Model Kriptografi Visual

• Model Sederhana

– Dipaparkan Moni Naor dan Adi Shamir

– Berupa citra biner: masing-masing pixel berwarna hitam atau putih,.

– Pixel Expansion

• Masing-masing pixel muncul pada n share,

• Tiap share merupakan subset dari citra asli

Ket: 1 = hitam 0 = putih

• Model di atas sangat sederhana dan tidak aman.

• Shamir dan Naor mengembangkan model yang lebih baik.

• Pada model ini, tiap pixel tidak direpresentansikan sebagai sebuah elemen matriks pada tiap share, melainkan sebagai m elemen matriks.

• Jadi, setiap pixel dibagi menjadi m sub-pixel.

• 2 transparansi • 1 pixel dengan 4 sub-pixel • Kombinasi menghasilkan

warna hitam, jadi pixel semula adalah hitam

Skema

• Skema (n,n)

– Citra dibagi menjadi n buah share, di mana untuk mendekripsi citra diperlukan n buah share tersebut.

– Contoh sebelumnya adalah skema (n, n)

Skema

• Skema (k,n)

– Citra dibagi menjadi n buah share, di mana untuk mendekripsi citra diperlukan minimal k buah citra hasil tersebut.

– Jika terdapat q citra hasil, di mana q < k, maka tidak ada informasi apapun yang dapat diperoleh tentang citra asli.

Contoh skema (2, 3)

Pengembangan

• Citra Abu-Abu (grayscale)

Share 1 Share 2

Pengembangan

• Citra Berwarna (lanj)

Share 1 Share 2

Citra asli

Hasil dekripsi

Kealemahan

• Citra hasil dekripsi tidak tepat sama dengan citra asli.

• Citra hasil dekripsi mengandung noise.

• Share tidak memiliki makna dapat menimbulkan kecurigaan bahwa gambar tsb merupakan pesan rahasia.

Penggunaan Steganografi

• Untuk menghilangkan kecurigaan, digunakan steganografi sebagai pelengkap kriptografi.

• Digunakan beberapa gambar lain sebagai cover untuk menyimpan share.

• Share + cover = camouflage

Hasil dekripsi masih mengandung noise

• Teknik yang lebih baik (Chang, Yu, 2000)

(a) cover 1

Keterangan:

(b) cover 2

(c) Plainteks

(d) Camouflage 1

(e Camouflage 2

(f) Hasil dekripsi

Kelemahan: camoflage masih mengandung noise