Pemodelan Digital Signature Menggunakan RSA

untuk Menjaga Keutuhan Citra Digital

Artikel Ilmiah

Peneliti: Eko Prasetyo (672012090)

Wiwin Sulistyo, ST., M.Kom.

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

September 2016

1

1. Pendahuluan

Jaringan komputer dan internet mempermudah proses pertukaran informasi.

Salah satu bentuk informasi yang sering dikirimkan lewat jaringan internet adalah

file citra digital. File citra digital yang tersimpan di dalam harddisk misalnya, dapat

dibaca kemudian dimanipulasi, sehingga mengubah informasi yang dimaksudkan

oleh citra digital tersebut [1]. Sebagai contoh, gambar hasil X-ray, dapat diubah

sehingga seolah-olah pasien menderita penyakit tertentu. Jika gambar ini digunakan

sebagai acuan pengobatan, maka dapat menimbulkan kerugian bagi pasien, maupun

dokter karena terjadi malpraktek [2].

Citra digital dimanipulasi dengan cara mengganti piksel-piksel yang ada di

dalamnya. Proses ini dapat dilakukan dengan menggunakan aplikasi image editor,

seperti Adobe Photoshop. Aplikasi tersebut menyediakan alat untuk mengolah citra

digital, seperti bluring, cropping, penambahan teks, dan lain sebagainya.

Suatu citra digital jika dimanipulasi dengan tujuan jahat akan dapat

menimbulkan kerugian bagi pihak yang menggunakan informasi pada citra digital

tersebut, sehingga diperlukan suatu cara supaya pihak pengguna citra digital

tersebut, dapat mengetahui apakah citra digital yang digunakan, sudah mengalami

kerusakan/perubahan/manipulasi atau tidak. Untuk mengetahui apakah citra digital

tersebut masih utuh, dengan kondisi yang sama seperti yang dikirimkan oleh

pengirim, dapat digunakan metode digital signature.

Digital-signature adalah suatu cara matematis untuk menunjukkan keaslian

suatu dokumen [3]. Digital signature memiliki fungsi sebagai penanda pada data

yang memastikan bahwa data tersebut adalah data yang sebenarnya (tidak ada yang

berubah) [4]. Jika diimplementasikan pada citra digital, maka digital signature

berfungsi untuk memastikan bahwa piksel-piksel di dalamnya tidak mengalami

pergantian nilai akibat manipulasi atau kerusakan.

Pada penelitian ini diimplementasikan metode digital signature dengan

kombinasi algoritma RSA, MD5, dan algoritma penyisipan LSB dan EOF. Digital

signature diperoleh dengan cara meringkas data pada citra digital sehingga

terbentuk hash, dengan algoritma MD5. Hash kemudian dienkripsi dengan

algoritma RSA, hasilnya disisipkan pada citra digital. Proses penyisipan dilakukan

dengan algoritma LSB atau EOF. Pada pengujian dibandingkan dan dianalisis

kelebihan dan kekurangan dari proses penyisipan LSB dan EOF pada tiga jenis

format gambar yang umum, yaitu PNG, JPG, dan BMP.

2. Tinjauan Pustaka

Pada penelitian yang berjudul "Elliptic Curve Digital signature Algorithm

(ECDSA)" dibahas tentang perlunya suatu mekanisme untuk menjamin keaslian

(otentikasi) dokumen elektronis dalam pertukaran dokumen (file) [5]. Metode yang

digunakan untuk mengatasi permasalahan di atas adalah dengan cara menambahkan

tanda tangan digital pada dokumen tersebut. Digital signature pada penelitian

tersebut diimplementasikan dengan algoritma ECDSA.

Penelitian yang selanjutnya berjudul “Studi dan Implementasi Algoritma

RSA untuk Pengamanan Data Transkrip Akademik Mahasiswa”. Masalah

2

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 [6].

Pada penelitian berjudul "Aplikasi Metode Steganography Pada Citra

Digital dengan Menggunakan Metode LSB (Least Significant Bit)", dibahas

mengenai implementasi LSB embedding untuk menyembunyikan pesan pada citra

digital [7]. Metode LSB embedding dipilih karena dengan melakukan penggantian

pada bit belakang pada warna citra, maka perubahan tingkat intensitas warna tidak

dapat terdeteksi oleh mata manusia.

Penelitian Patricia dan Aripin (2015) membahas mengenai keamanan data

menggunakan kriptografi algoritma Vigenere cipher dan steganografi dengan

metode end of file (EOF) [8]. Pada penelitian tersebut, file pesan yang akan

disisipkan, dienkripsi terlebih dahulu dengan algoritma Vigenere. Ciphertext yang

dihasilkan, kemudian disisipkan ke dalam file cover yang berupa file gambar

dengan format BMP. Hasil dari penelitian tersebut yaitu menghasilkan aplikasi

yang dapat menyembunyikan file dengan baik dan menutup kecurigaan dari pihak

lain.

Berdasarkan penelitian-penelitan tentang digital signature, RSA, metode

penyisipan LSB, dan metode penyisipan EOF, maka dilakukan penelitian ini yang

mengimplementasikan digital signature dengan menggunakan algoritma-algoritma

tersebut. Perbedaan penelitian yang dilakukan ini dengan penelitian-penelitian

sebelumnya adalah, Pada penelitian ini diimplementasikan metode digital signature

dengan kombinasi algoritma RSA, MD5, dan algoritma penyisipan LSB dan EOF.

Digital signature diperoleh dengan cara meringkas data pada citra digital sehingga

terbentuk hash, dengan algoritma MD5. Hash kemudian dienkripsi dengan

algoritma RSA, hasilnya disisipkan pada citra digital. Proses penyisipan dilakukan

dengan algoritma LSB atau EOF.

Teknik steganografi End of file (EOF) merupakan salah satu teknik yang

digunakan dalam steganografi. Teknik ini digunakan dengan cara menambahkan

data atau pesan rahasia pada akhir file. Teknik ini dapat digunakan untuk

menambahkan data yang ukurannya sesuai dengan kebutuhan. Perhitungan kasar

ukuran file yang telah disisipkan data sama dengan ukuran file sebelum disisipkan

data ditambah ukuran data rahasia yang telah diubah menjadi encoding file. EOF

adalah suatu kode yang ditempatkan oleh komputer pada akhir suatu file, tepatnya

setelah byte informasi terakhir pada file tersebut [9] . Tanda EOF sangat berguna

pada transmisi dan penyimpanan data. File disimpan pada blok-blok, dan tanda

EOF membantu komputer untuk mengetahui apakah kapasitas penyimpan tersedia

untuk menyimpan file tersebut [10].

3

LSB embedding merupakan teknik steganografi yang menggunakan

pendekatan tergolong sederhana dan langsung. Sesuai dengan namanya, teknik LSB

embedding menyisipkan pesan ke dalam LSB (least significant bit). Hal ini hanya

akan mempengaruhi nilai warna pada piksel sebesar + 1, maka secara umum

diasumsikan bahwa degradasi warna yang terjadi dapat tidak dikenali oleh mata

[11]. Jika digunakan image 24 bitcolor sebagai cover, sebuah bit dari masing-

masing komponen Red, Green, dan Blue, dapat digunakan, sehingga tiga bit dapat

disimpan pada setiap piksel. Sebuah image 800 x 600 piksel dapat digunakan untuk

menyembunyikan 1.440.000 bit (180.000 bytes) data rahasia. Misalkan terdapat

piksel-piksel dari image 24 bit color, dapat dilihat bahwa bit-bit pesan rahasia

mengubah bit-bit terakhir citra gambar.

00111000 01010110 11000111 00110011

Jika ada pesan rahasia yang memiliki nilai 1101, maka dihasilkan: 00111001 01010111 11000110 00110011

LSB embedding memiliki kelebihan dibandingkan dengan algoritma EOF

steganography [12], dalam hal perubahan ukuran dokumen yang disisipi. LSB

embedding tidak menambahkan ukuran dokumen, karena proses yang terjadi adalah

mengganti bit akhir tiap warna. EOF bekerja dengan menambahkan informasi pada

akhir dokumen. Algoritma steganografi yang lain adalah algoritma DCT. Algoritma

ini menggunakan frequency domain dari citra digital untuk menyisipkan informasi.

Kelemahan dari algoritma DCT adalah mata manusia dapat mengenali perubahan

yang terjadi pada frekuensi rendah [13]. Karena kelebihan-kelebihan dari algoritma

LSB embedding, maka pada penelitian ini dipilih LSB embedding dalam proses

penyisipan Digital signature dalam dokumen digital.

Digital signature adalah salah satu teknologi yang digunakan untuk

meningkatkan keamanan jaringan. Digital signature memiliki fungsi sebagai

penanda pada data yang memastikan bahwa data tersebut adalah data yang

sebenarnya (tidak ada yang berubah). Digital signature dapat memenuhi setidaknya

dua syarat keamanan jaringan, yaitu authenticity dan non-repudiation, dan juga

integrity (keutuhan data). Authenticity berarti bahwa dokumen tersebut berasal dari

pemilik yang spesifik. Non-repudiation berarti bahwa berdasarkan digital signature

di dalam suatu dokumen, pelaku/pengirim tidak dapat mengingkari bahwa yang

bersangkutan melakukan pengiriman/manipulasi data. Integrity berarti bahwa

keutuhan suatu dokumen dapat diketahui berdasarkan kondisi digital signature

didalamnya [14].

Gambar 1 True Color 24 bit dan 32 bit [15]

Pada penelitian ini, format file citra digital yang digunakan adalah PNG, BMP

dan JPG. PNG dan BMP merupakan True Color image. True Color image berarti

tiap piksel direpresentasikan dengan 3 byte, terbagi ke dalam red, green, dan blue

masing-masing 1 byte (Gambar 1). Hal ini sering disebut dengan warna RGB, atau

4

True Color 24 bit. Selain 24 bit warna, file PNG juga mendukung 32 bit warna.

True Color 32 bit sama dengan 24 bit, dengan perbedaan adalah adanya 1 byte

tambahan yang disebut komponen alpha [15][16].

Pada Gambar 2 ditunjukkan contoh potongan dari suatu gambar True Color

Image. Potongan ini memiliki dimensi 6 x 6 piksel. Pada tiap piksel terdapat tiga

bagian warna yaitu red, green dan blue. Pada lokasi piksel 1,1 terdapat warna red

bernilai 96, green bernilai 143, dan blue bernilai 179. Pada lokasi piksel 1,2 terdapat

warna red 61, green 125, dan green 198.

Gambar 2 Komponen RGB pada File Gambar 24 Bit Warna.

JPG adalah standar format gambar de facto dan yang paling populer

digunakan di web. JPG mendukung 16.7 juta warna dan format yang lebih disukai

untuk menyimpan file foto [17]. File JPG juga lebih kecil dibandingkan dengan

format gambar lainnya karena menggunakan kompresi 'lossy' untuk mengurangi

ukuran file. Kompresi ‘lossy’ adalah kompresi yang menghilangkan sebagian data

[18]. Hal ini mungkin tidak disadari oleh mata manusia, tapi gambar JPG

mengorbankan beberapa informasi gambar untuk membuat ukuran file menjadi

kecil. Setiap kali file JPG disimpan, beberapa data menjadi hilang, dan data gambar

yang hilang tersebut tidak dapat dipulihkan.

Format PNG dirancang sebagai alternatif elegan untuk GIF. Seperti GIF,

format PNG mendukung warna 8-bit, tetapi juga meluas ke 24-bit, sehingga

memberikan lebih banyak jangkauan warna seperti dalam file JPEG. PNG tidak

mendukung animasi. PNG menggunakan kompresi ‘lossless’ untuk

mempertahankan informasi warna ketika dikompresi, sehingga tidak ada informasi

yang hilang seperti yang terjadi pada JPG. Gambar dengan warna yang kompleks

akan menyebabkan ukuran file yang lebih besar [17].

BMP merupakan format file asli dari platform Windows, dan merupakan

format pendahulu bagi format gambar JPG, dan PNG. Format BMP umumnya tidak

memungkinkan untuk kompresi gambar kecuali disimpan dalam salah satu format

5

yang dibahas tersebut. Gambar BMP memiliki kualitas yang tajam, namun karena

tidak mendukung kompresi, maka gambar BMP memiliki ukuran yang lebih besar

daripada format JPG maupun PNG [17].

3. Metode dan Perancangan Sistem

Penelitian yang dilakukan, diselesaikan melalui tahapan pemodelan yang

terbagi dalam enam tahapan, yaitu: analisis kelayakan, desain model, implementasi

komputer, evaluasi/pengujian model, optimasi/perbaikan model, dan produk model

[19].

ANALISIS KELAYAKAN

DESAIN MODEL

IMPLEMENTASI KOMPUTER

EVALUASI/PENGUJIAN MODEL

OPTIMASI/PERBAIKAN MODEL

PRODUK MODEL

Gambar 3 Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian pada Gambar 3, dijelaskan sebagai berikut: Tahap

analisis kelayakan: mengidentifikasi masalah, mengidentifikasi tujuan, dan

membatasi masalah. Masalah yang ditemukan adalah perlunya pengamanan

dokumen digital dari perubahan dan pemalsuan, terutama pada dokumen yang

ditransmisikan lewat jaringan Internet. Tujuan yang ditemukan adalah untuk

mengamankan dokumen digital terhadap ancaman tersebut. Masalah dibatasi pada

dokumen dengan bentuk citra digital. Tahap desain model, merancang sistem yaitu

proses pembangkitan kunci publik dan privat, serta proses pembangkitan digital

signature dan validasi digital signature. Tahap implementasi komputer: yaitu

mengimplementasikan hasil perancangan model, membangun model berdasarkan

rancangan pada tahap sebelumnya. Dokumen yang digunakan adalah citra digital

dengan format PNG, BMP dan JPG. Tahap evaluasi/pengujian model: adalah

6

melakukan pengujian model dan kemudian melakukan analisis terhadap hasil

pengujian tersebut. Tahap optimasi model, adalah melaukan perbaikan dan

optimasi pada model, sesuai dengan masalah atau kebutuhan baru yang muncul

pada tahap evaluasi. Tahap produk model, pada tahap ini dihasilkan model akhir

yang telah sesuai dengan kebutuhan.

Hitung Hash

Citra Digital dengan Digital

Signature

Hitung Hash

Dekripsi Digital Signature

Enkripsi Hash

Signing

Verification

Pivate Key

Citra Digital

Public Key

Sisipkan ke Citra Digital

Hash Awal

Ekstrak Digital

Signature

Hash Akhir Citra digital valid jika

Hash Awal sama

dengan Hash Akhir

Gambar 4 Arsitektur Sistem

Sistem yang dikembangkan, memiliki desain yang 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

Private Key

Input Dokumen

Citra Digital

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.

7

MulaiInput

Public Key

Input Dokumen

Citra Digital

Hitung nilai HASH Ekstrak Digital Signature

Dekripsi Digital Signature

HASH sama dengan hasil

Dekripsi

Ouput valid

Output tidak valid

Selesai

TIDAK

YA

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.

Proses pembuatan digital signature dijelaskan menggunakan contoh

berikut. Jika terdapat suatu gambar berukuran 4 x 2 piksel, dan tiap piksel terdiri

dari 3 warna (RGB). Tabel 1 Contoh Susunan Nilai Warna pada Citra Digital

R G B R G B R G B R G B

200 200 100 45 55 10 90 120 90 255 0 0

80 70 0 255 255 255 90 90 10 178 190 240

Pada Tabel 1, piksel pertama memiliki komponen warna R =2 00, G = 200,

B = 100, piksel kedua memiliki komponen warna R = 45, G = 55, B = 10. Tiap

komponen warna ini kemudian dihitung nilai ringkasan (hash) dengan

menggunakan algoritma MD5. MD5 menghasilkan output hash dengan panjang 16

byte, dengan panjang input bebas. Sehingga input dengan panjang 1 byte akan tetap

menghasilkan 16 byte hash, input dengan panjang 100 byte akan menghasilkan 16

byte hash juga. Tabel 2 Contoh Hasil Proses Tahap Pertama: Pembuatan Ringkasan/Hash

Nilai warna Hash

200

diproses dengan algoritma

MD5

200

100

45

55 120

8

10 60

90 70

120 44

90 110

255 45

0 121

0 190

80 180

70 245

0 235

255 89

255 100

255 112

90 78

90 90

10

178

190

240

Tahap pertama menghasilkan nilai ringkasan (hash). Pada penelitian ini

digunakan algoritma MD5 untuk membuat ringkasan, sehingga berdasarkan

spesifikasi MD5, hash yang dihasilkan memilik panjang 16 byte. Pada contoh di

Tabel 2, dihasilkan nilai hash: 120, 60, 70, 44, 110, 45, 121, 190, 180, 245, 235, 89,

100, 112, 78, 90.

Tahap kedua yaitu mengenkripsi nilai hash ini dengan algoritma RSA.

Algoritma RSA bersifat asimetrik, sehingga kunci yang digunakan untuk enkripsi

berbeda dengan kunci dekripsi. Pada penggunaan di digital signature, kunci untuk

enkripsi dimiliki dan dirahasikan oleh pemilik citra digital. Karena sifatnya ini,

maka kunci enkripsi disebut sebagai kunci private. Tabel 3 Contoh Hasil Proses Tahap Pertama: Pembuatan Ringkasan/Hash

Nilai warna Hash Hash

Terenkripsi

200

diproses dengan algoritma

MD5

200

100

45

55 120 244

10 60 245

90 70 105

120 44 198

90 110 123

255 45 162

0 121 234

0 190 90

9

80 180 67

70 245 45

0 235 68

255 89 11

255 100 84

255 112 25

90 78 47

90 90 135

10

178

190

240

Pada tahap kedua, dihasilkan hash terenkripsi: 244, 245, 105, 198, 123, 162,

234, 90, 67, 45, 68, 11, 84, 25, 47, 135. Hash terenkripsi kemudian disisipkan ke

dalam citra digital dengan algoritma EOF atau LSB.

Kunci dekripsi hanya dapat digunakan untuk proses dekripsi, sehingga tidak

dapat digunakan untuk menyandikan nilai ringkasan. Kunci dekripsi dapat

diberikan oleh pengirim kepada pihak-pihak yang bermaksud untuk menggunakan

informasi dari citra digital. Kunci dekripsi ini berguna untuk proses validasi

keutuhan citra digital, dengan cara membandingkan hasil dekripsi dengan nilai

ringkasan yang baru.

4. Hasil dan Pembahasan

Pada bagian ini dijelaskan tentang hasil penelitian yang telah dilakukan.

Pembahasan terbagi pada pembahasan hasil penelitian dan pembahasan aspek

keamanan.

Berdasarkan perancangan yang telah dibuat maka antarmuka sistem yang

dihasilkan ditunjukkan pada Gambar 6 dan Gambar 7. Gambar 6 ditunjukkan hasil

dari proses digital signing. Gambar 7 menunjukkan hasil dari proses verifikasi.

Gambar 7 Tampilan Proses Pemberian Digital Signature

10

Gambar 7 merupakan form yang digunakan untuk proses pemberian digital

signature, ditampilkan perubahan nilai hash (signature) sebelum dan sesudah

proses enkripsi. Signature dengan panjang 16 byte, kemudian disisipkan ke dalam

citra digital yang hasil akhirnya ditampilkan pada sisi sebelah kanan (signed

image).

Gambar 8 Tampilan Proses Verifikasi

Pada proses verifikasi ditampilkan hasil akhir berupa valid atau tidak valid

(Gambar 8). 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 signature, maka

nilai digital signature akan memberikan hasil yang berbeda, sekalipun citra digital

tidak mengalami perubahan (manipulasi). Sehingga hanya penerima yang sah, yang

memiliki kunci yang tepat, yang dapat melakukan proses verifikasi.

Kode Program 1 Perintah untuk Membaca Warna pada Dokumen Gambar

1 public static byte[] ExtractColors(Bitmap img) 2 { 3 List list = new List(); 4 Bitmap bitmap = img; 5 6 for (int y = 0; y < img.Height; y++) 7 { 8 for (int x = 0; x < img.Width; x++) 9 { 10 Color c = bitmap.GetPixel(x, y); 11 list.Add(c.R); 12 list.Add(c.G); 13 list.Add(c.B); 14 } 15 } 16 return list.ToArray(); 17 }

.Net Framework menyediakan library untuk mengolah dokumen dengan

format PNG, yaitu dengan menggunakan class Bitmap. Melalui class ini dapat

dilakukan proses manipulasi piksel yang ada di dalam suatu dokumen gambar. Bit

11

digital signature disisipkan pada LSB tiap warna pada piksel. Dalam satu piksel

terdapat 3 warna yaitu RED, GREEN dan BLUE (perintah pada baris 11-13), dengan

demikian dalam satu piksel dapat disisipi 3 bit data.

Kode Program 2 Perintah untuk Memanipulasi LSB

1 private static byte ReplaceLSB(byte current, char p)

2 {

3 string binary = Convert

4 .ToString(current, 2)

5 .PadLeft(8, '0');

6 char[] arrayBit = binary.ToCharArray();

7 arrayBit[7] = p;

8 binary = new string(arrayBit);

9 return Convert.ToByte(binary, 2);

10 }

Untuk mengubah LSB suatu byte warna, maka proses yang dilakukan adalah

mengubah warna tersebut ke dalam format binary. Kemudian bit paling kanan dari

warna tersebut diganti dengan bit pesan. Untuk mengubah byte menjadi binary

digunakan library class Convert (perintah pada baris 3).

Kode Program 3 Perintah untuk Membaca Digital signature

1 public static byte[] GetLSB(byte[] data) 2 { 3 List bits = new List(); 4 for (int i = 0; i < data.Length; i++) 5 { 6 bits.Add(RetrieveLSB(data[i])); 7 } 8 int x = bits.Count % 8; 9 if (x != 0) 10 { 11 for (int i = 0; i < x; i++) 12 { 13 bits.Add('0'); 14 } 15 } 16 byte[] message = GetBytesArray( 17 new string(bits.ToArray())); 18 return message; 19 }

Proses untuk membaca digital signature terdari dari proses membaca warna

pada dokumen gambar. Dilanjutkan dengan proses membaca nilai LSB dari tiap-

tiap warna, dan dikumpulkan pada suatu variabel penampung (perintah pada baris

3).

Pengujian sistem dilakukan terhadap beberapa faktor yaitu otentikasi,

integritas, dan pengaruh LSB dan EOF pada berbagai tipe file gambar. [14].

Otentikasi memiliki makna yaitu dokumen tersebut asli dan berasal dari sumber

yang dipercaya [20]. Pengujian otentikasi dilakukan dengan menguji apakah

dengan pasangan kunci yang berbeda, proses verifikasi dapat dilakukan. Tabel 4

menunjukkan hasil pengujian otentikasi, dan sistem dapat bekerja dengan tepat

untuk mengetahui kunci yang digunakan benar atau tidak.

Tabel 4 Hasil Pengujian Otentikasi

Kunci

Signatory

Kunci

Verifier

Output proses

verifikasi

Kesimpulan Pengujian

12

1 PrivateA.priv PublicB.pub Tidak otentik Berhasil mendeteksi pasangan

kunci yang salah.

2 PrivateB.priv PublicC.pub Tidak otentik Berhasil mendeteksi pasangan

kunci yang salah.

3 PrivateC.priv PublicD.pub Tidak otentik Berhasil mendeteksi pasangan

kunci yang salah.

4 PrivateD.priv PublicE.pub Tidak otentik Berhasil mendeteksi pasangan

kunci yang salah.

5 PrivateE.priv PublicA.pub Tidak otentik Berhasil mendeteksi pasangan

kunci yang salah.

6 PrivateA.priv PublicE.pub Tidak otentik Berhasil mendeteksi pasangan

kunci yang salah.

7 PrivateB.priv PublicE.pub Tidak otentik Berhasil mendeteksi pasangan

kunci yang salah.

8 PrivateC.priv PublicE.pub Tidak otentik Berhasil mendeteksi pasangan

kunci yang salah.

9 PrivateD.priv PublicE.pub Tidak otentik Berhasil mendeteksi pasangan

kunci yang salah.

10 PrivateE.priv PublicD.pub Tidak otentik Berhasil mendeteksi pasangan

kunci yang salah.

11 PrivateA.priv PublicA.pub Otentik Berhasil melakukan verifikasi

dengan pasangan kunci yang tepat.

12 PrivateB.priv PublicB.pub Otentik Berhasil melakukan verifikasi

dengan pasangan kunci yang tepat.

13 PrivateC.priv PublicC.pub Otentik Berhasil melakukan verifikasi

dengan pasangan kunci yang tepat.

14 PrivateD.priv PublicD.pub Otentik Berhasil melakukan verifikasi

dengan pasangan kunci yang tepat.

15 PrivateE.priv PublicE.pub Otentik Berhasil melakukan verifikasi

dengan pasangan kunci yang tepat.

Keutuhan (integrity) suatu dokumen diuji dengan cara melakukan

perubahan (manipulasi) pada dokumen. Pengujian 2 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 5 Hasil Pengujian Integritas

No Jenis

Perubahan

Digital

Signature

Awal

Digital

Signature

Akhir

Hasil

Verifikasi

Kesimpulan

Pengujian

1 Rotasi

Image

95689bad

a7500a4f

57e57102

26e8e971

a331487d

a5c91016

7bbacc42

d798c307

Tidak

valid

Berhasil

mendeteksi

manipulasi.

2 Mirror

Image

95689bad

a7500a4f

57e57102

26e8e971

2d1ddb3d

bd34bd9e

633fe6dd

ce817e1b

Tidak

valid

Berhasil

mendeteksi

manipulasi.

13

3 Crop

95689bad

a7500a4f

57e57102

26e8e971

47a7faa6

ecc55d14

2ea15593

edf90afa

Tidak

valid

Berhasil

mendeteksi

manipulasi.

4 Resize

Image

95689bad

a7500a4f

57e57102

26e8e971

8e46cbf6

4bc55eb9

1a0120a0

810bb220

Tidak

valid

Berhasil

mendeteksi

manipulasi.

5 Grayscale

95689bad

a7500a4f

57e57102

26e8e971

a3dcabc7

b0804282

4c575009

f4abe029

Tidak

valid

Berhasil

mendeteksi

manipulasi.

6 Manipulasi

20x20px

95689bad

a7500a4f

57e57102

26e8e971

bc24942c

e6c70546

f4136e36

cfdd8ffb

Tidak

valid

Berhasil

mendeteksi

manipulasi.

7 Manipulasi

10x10px

95689bad

a7500a4f

57e57102

26e8e971

c4934c60

21c09f38

75329cae

8a47de04

Tidak

valid

Berhasil

mendeteksi

manipulasi.

8 Manipulasi

2x2px

(ubah

warna 2

piksel)

95689bad

a7500a4f

57e57102

26e8e971

c37ad79a

3555ae82

dc2a28bb

a619d510

Tidak

valid

Berhasil

mendeteksi

manipulasi.

9 Gambar

utuh

95689bad

a7500a4f

57e57102

26e8e971

95689bad

a7500a4f

57e57102

26e8e971

Valid Verifikasi

berhasil,

karena

tidak ada

perubahan

yang

terjadi pada

citra digital

Berdasarkan hasil pengujian integritas, pada Tabel 5, 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.

Pengujian ketiga adalah pengujian untuk melihat kelebihan dan kekurangan

dari penyisipan digital signature dengan metode LSB maupun EOF. Hasil

pengujian ditunjukkan pada Tabel 6. Tabel 6 Hasil Pengujian Pengaruh Penyisipan Digital Signature dengan LSB

No Jenis Citra Digital Ukuran File Jumlah Perubahan

Piksel Sebelum Sesudah

1 PNG Baboon.png 38 KB 38 KB 6 piksel

14

2 PNG F16.png 37 KB 37 KB 6 piksel

3 PNG UKSW.png 15 KB 15 KB 6 piksel

4 PNG K2i.png 71 KB 71 KB 6 piksel

5 JPG Baboon.jpg 19 KB 19 KB Penyisipan tidak ada

error, namun ekstraksi

tidak dapat dilakukan.

6 JPG F16.jpg 14 KB 14 KB

7 JPG UKSW.jpg 23 KB 23 KB

8 JPG K2i.jpg 64 KB 64 KB

9 BMP Baboon.bmp 118 KB 118 KB 6 piksel

10 BMP F16.bmp 118 KB 118 KB 6 piksel

11 BMP UKSW.bmp 118 KB 118 KB 6 piksel

12 BMP K2i.bmp 1055 KB 1055 KB 6 piksel

Pada Tabel 3, file dengan format JPG bersifat kompresi ‘lossy’, sehingga di

dalam 1 warna, belum tentu terdapat 8 bit, sehingga hal ini tidak dapat diproses oleh

pustaka grafik pada pemrograman C#. Sehingga, hal ini menyebabkan file format

JPG tidak dapat diproses dengan algoritma LSB. Pada library C#, proses yang

terjadi adalah JPG diubah ke bentuk bitmap, kemudian penyisipan dilakukan.

Setelah penyisipan, dilakukan penyimpanan ke bentuk JPG kembali, namun karena

sifat JPG yang ‘lossy’, maka terdapat. warna-warna yang hilang, sehingga digital

signature tidak diekstraksi.

File dengan format PNG dan BMP dapat disisipi pada pikselnya, karena

kedua format gambar ini menggunakan True Color Image. Tiap 1 piksel memiliki

3 warna dan dalam 1 warna terdapat 8 bit informasi, seperti ditunjukkan pada

Gambar 2.

Tabel 7 Hasil Pengujian Pengaruh Penyisipan Digital Signature dengan EOF

No Jenis Citra Digital Ukuran File Jumlah Perubahan

Piksel

Sebelum

(byte)

Sesudah

(byte)

1 PNG Baboon.png 38496 38512 0 piksel

2 PNG F16.png 37029 37045 0 piksel

3 PNG UKSW.png 15272 15288 0 piksel

4 PNG K2i.png 72524 72540 0 piksel

5 JPG Baboon.jpg 19263 19279 0 piksel

6 JPG F16.jpg 13421 13437 0 piksel

7 JPG UKSW.jpg 23403 23419 0 piksel

8 JPG K2i.jpg 64876 64892 0 piksel

9 BMP Baboon.bmp 120054 120070 0 piksel

10 BMP F16.bmp 120054 120070 0 piksel

11 BMP UKSW.bmp 120054 120070 0 piksel

12 BMP K2i.bmp 1080054 1080070 0 piksel

Penyisipan pada EOF, tidak bekerja pada level warna (piksel), namun

bekerja pada level informasi file. Sehingga hal ini tidak dipengarui oleh jenis format

file gambar. Besar perubahan yang terjadi pada ukuran file adalah 16 byte, karena

digital signature yang disisipkan memiliki panjang 16 byte.

15

Gambar 9 Isi file PNG Sebelum Penyisipan

Gambar 10 Isi File PNG Setelah Penyisipan Digital Signature, ditunjukkan dengan Huruf Warna

Merah

Gambar 11 Perbandingan Ukuran File Sebelum dan Sesudah Penyisipan

Pada Gambar 9 ditunjukkan isi file (bukan piksel), sebelum proses

penyisipan. Penyisipan dilakukan dengan menempelkan digital signature di bagian

akhir file. Gambar 10 menunjukkan isi file setelah proses penyisipan. Untuk melihat

isi file dalam bentuk heksadesimal, digunakan aplikasi heksa editor, HxD.

Perbandingan ukuran file ditunjukkan pada Gambar 11.

Berdasarkan hasil pengujian pada Tabel 3 dan Tabel 4 dapat dilihat bahwa

metode penyisipan digital signature dengan algoritma LSB hanya dapat dilakukan

pada file jenis PNG dan BMP. Kedua jenis file ini memiliki sifat true color image,

yaitu pada 1 warna diwakili dengan 1 byte, dan di dalam 1 piksel terdapat 3 warna.

Untuk memanipulasi 1 warna ini lebih mudah, karena 1 warna tepat berukuran 1

byte (1 byte = 8bit). Manipulasi LSB terjadi pada nilai bit paling rendah, oleh karena

itu disebut LSB. LSB merupakan proses mengganti bit, bukan menambah bit.

Sehingga efek yang terjadi adalah ukuran file tidak berubah, namun nilai piksel

warna berubah. Perubahan ini tidak signifikan, mengingat posisi LSB yang juga

16

“least significant”. Nilai perubahannya adalah sebesar maksimal 1, minimal 0.

Sebagai contoh jika warna merah (255) diganti dengan bit 0, maka akan menjadi

254 yang tetap merupakan warna merah.

Nilai desimal 255 (Gambar 12), dalam biner ditulis 11111111. Jika bit

paling akhir (LSB) diubah menjadi 0 karena hasil penyisipan, maka warna merah

tersebut menjadi 11111110, yang jika diubah kembali ke bentuk desimal, bernilai

254 (Gambar 13).

Gambar 12 Warna Merah dengan Nilai 255

Gambar 13 Warna Merah dengan Nilai 254

Pada file jenis JPG, untuk memanipulasi piksel, perlu diubah ke bentuk

Bitmap. Pustaka ini tersedia di .Net Framework. Setelah penyisipan dilakukan,

maka harus tetap tersimpan dalam format Bitmap, dalam hal ini pilihannya adalah

BMP atau PNG. Jika tetap disimpan dalam format JPG seperti awalnya, maka

penyisipan yang dilakukan tadi akan menjadi rusak, karena dalam JPG terdapat

proses kompresi.

Pada penyisipan EOF, berhasil dilakukan pada ketiga jenis file gambar.

Proses EOF tidak memanipulasi informasi warna, namun menambahkan byte

(bukan bit), pada bagian akhir file. Setiap file terdapat penanda, yang menunjukkan

bahwa “akhir file” telah tercapai. Penyisipan EOF memanfaatkan tanda ini, dengan

cara meletakkan digital signature setelah tanda “akhir file”. Efek yang terjadi

adalah piksel tidak mengalami perubahan, namun ukuran file bertambah sebesar

nilai digital signature.

17

5. Simpulan

Berdasarkan penelitian, pengujian dan analisis terhadap aplikasi, maka

dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: Digital signature dapat

diimplementasikan dengan menggunakan algoritma RSA, MD5 dan LSB/EOF

embedding, sehingga dapat berfungsi untuk menguji keutuhan dan otentikasi suatu

dokumen digital. Pengujian membuktikan bahwa dapat dideteksi perubahan

dokumen dari hasil manipulasi rotasi, mirror, crop, resize, dan manipulasi piksel

Metode penyisipan digital signature dengan algoritma LSB hanya dapat

dilakukan pada file jenis PNG dan BMP, yang merupakan true color image.

Penyisipan dilakukan pada LSB tiap warna. Pada file jenis JPG, untuk

memanipulasi piksel, perlu diubah ke bentuk Bitmap. Setelah penyisipan, maka

dikembalikan kembali ke format JPG, sehingga menyebabkan hasil penyisipan

yang dilakukan sebelumnya, menjadi rusak, karena dalam JPG terdapat proses

kompresi. Metode LSB memiliki kelebihan yaitu tidak mengubah ukuran file citra

digital. Kekurangannya adalah hanya dapat dilakukan pada file format dengan

bentuk true color image seperti PNG dan BMP yang tidak menggunakan kompresi

‘lossy’.

Pada penyisipan EOF, berhasil dilakukan pada ketiga jenis file gambar.

Proses EOF memiliki kelebihan yaitu tidak memanipulasi informasi warna, namun

menambahkan byte (bukan bit), pada bagian akhir file. Setiap file terdapat penanda,

yang menunjukkan bahwa “akhir file” telah tercapai. Penyisipan EOF

memanfaatkan tanda ini, dengan cara meletakkan digital signature setelah tanda

“akhir file”. Kelebihan yang lain adalah metode EOF, dapat dilakukan pada PNG,

BMP dan JPG. Kekurangan dari metode EOF, yaitu efek yang terjadi adalah piksel

tidak mengalami perubahan, namun ukuran file bertambah sebesar nilai digital

signature.

Saran yang dapat diberikan untuk penelitian lebih lanjut adalah penelitian

dapat diarahkan untuk mendeteksi lokasi perubahan pada dokumen gambar. Jika

deteksi dapat dilakukan, maka dapat dipisahkan antara piksel asli, dengan piksel

termanipulasi. Sehingga pada bagian piksel yang asli, masih dapat dimanfaatkan

informasi di dalamnya.

6. Daftar Pustaka

[1]. Kaufman, C., Perlman, R. & Speciner, M. 2002. Network security: private

communication in a public world. Prentice Hall Press.

[2]. 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

[3]. Goldwasser, S., Micali, S. & Rivest, R. L. 1988. A digital signature scheme

secure against adaptive chosen-message attacks. SIAM Journal on

Computing 17, 281–308.

[4]. Ford, W. & Baum, M. S. 2000. Secure electronic commerce: building the

infrastructure for digital signatures and encryption. Prentice Hall PTR.

18

[5]. Triwinarko, A. 2010. Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA).

Laboratorium Ilmu dan Rekayasa Komputasi Departemen Teknik

Informatika, Institut Teknologi Bandung

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

RSA untuk Pengamanan Data Transkrip Akademik Mahasiswa. Jurusan

Teknik Elektro Universitas Komputer Indonesia

[7]. Noertjahyana, A., Gunadi, K. & Agustinus Noertjahyana, Samuel Hartono,

K. G. 2012. Aplikasi Metode Steganography pada Citra Digital dengan

Menggunakan Metode LSB (Least Significant Bit). Universitas Kristen

Petra.

[8]. Patricia, H. & Aripin 2015. Teknik Keamanan Data Menggunakan

Kriptografi dengan Algoritma Vigenere Cipher dan Steganografi dengan

Metode End of File (EoF). Program Studi Teknik Informatika Fakultas Ilmu

Komputer Universitas Dian Nuswantoro

[9]. Wasino, Rahayu, T. P. & Setiawan 2012. Implementasi Steganografi Teknik

End of File dengan Enkripsi Rijndael. Seminar Nasional Teknologi

Informasi dan Komunikasi 2012 (SENTIKA 2012)

[10]. Computer Hope 2016. EOF.

http://www.computerhope.com/jargon/e/eof.htm. Diakses 13 Februari 2016.

[11]. Chandramouli, R. & Memon, N. 2001. Analysis of LSB based image

steganography techniques. In Image Processing, 2001. Proceedings. 2001

International Conference on, pp. 1019–1022.

[12]. Weiss, M. 2009. Principles of Steganography.

www.math.ucsd.edu/~crypto/Projects/MaxWeiss/steganography.pdf.

Diakses pada 13 Februari 2016.

[13]. Rafferty, C. 2005. Steganography & Steganalysis of Images. National

University of Ireland, Galway

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

Signatures.

[15]. Willamette.edu 2004. Image File Formats.

www.willamette.edu/~gorr/classes/GeneralGraphics/imageFormats/.

Diakses pada 4 Desember 2015.

[16]. Boutell, T. 1997. PNG (Portable Network Graphics) Specification Version

1.0.

[17]. Basu, S. 2014. GT Explains: What is the Difference Between JPG, GIF,

PNG, BMP Image Formats? http://www.guidingtech.com/7729/difference-

between-jpg-png-gif-bmp-image-formats/. Diakses 1 Agustus 2016.

[18]. Margaret Rouse 2015. Lossless and Lossy Compression.

http://whatis.techtarget.com/definition/lossless-and-lossy-compression.

Diakses pada 1 Agustus 2016.

[19]. Sulistyo, W. & Subanar 2013. Desain Metodologi Penelitan untuk

Pemodelan dalam Bidang Ilmu Komputer. Seminar Nasional Sains dan

Aplikasi Komputasi

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

(doi:10.1007/11935070)

19