TEKNIK PENYISIPAN INFORMASI PADA FITUR POLIGON PETA VEKTOR ... · 1 Perbandingan koordinat awal...

28
TEKNIK PENYISIPAN INFORMASI PADA FITUR POLIGON PETA VEKTOR MENGGUNAKAN REVERSIBLE WATERMARKING KRIESMAYADI INDERA LAKSANA DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

Transcript of TEKNIK PENYISIPAN INFORMASI PADA FITUR POLIGON PETA VEKTOR ... · 1 Perbandingan koordinat awal...

TEKNIK PENYISIPAN INFORMASI PADA FITUR POLIGON

PETA VEKTOR MENGGUNAKAN REVERSIBLE

WATERMARKING

KRIESMAYADI INDERA LAKSANA

DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Teknik Penyisipan

Informasi pada Fitur Poligon Peta Vektor Menggunakan Reversible Watermarking

adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum

diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber

informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak

diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam

Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, Maret 2014

Kriesmayadi Indera Laksana

NIM G64104041

ABSTRAK

KRIESMAYADI INDERA LAKSANA. Teknik Penyisipan Informasi pada Fitur

Poligon Peta Vektor Menggunakan Reversible Watermarking. Dibimbing oleh

SHELVIE NIDYA NEYMAN.

Peta digital vektor memiliki presisi yang tinggi. Penerapan watermarking

pada peta digital biasanya menimbulkan adanya distorsi. Penelitian ini

menggunakan teknik reversible watermarking untuk mengatasi hal tersebut.

Tujuan penelitian ini adalah menerapkan teknik reversible watermarking untuk

menyisipkan informasi ke dalam peta digital dengan kemampuan mengembalikan

koordinat peta seperti sebelum proses penyisipan. Dalam penelitian ini, berkas

yang digunakan sebagai media penyisipan adalah data koordinat peta digital 2D

berbentuk shapefile dan watermark yang digunakan berupa gambar. Proses

reversible watermarking dilakukan pada peta vektor dengan fitur poligon dan

setiap proses penyisipan hanya dilakukan pada satu fitur poligon. Fitur poligon

yang dapat disisipi mempunyai syarat jumlah verteks lebih besar dari bit

watermark. Pada penelitian ini, watermark diperoleh dari fungsi hash MD5

sehingga panjang bit watermark tetap sebesar 128. Hasil penelitian ini dapat

menyisipkan informasi pada peta dan dapat menunjukkan bahwa titik koordinat

yang telah disisipkan informasi dapat kembali ke koordinat awal. Kualitas peta

hasil penyisipan memiliki distorsi yang rendah yang ditunjukkan dengan nilai

RMSE yang sangat kecil.

Kata kunci: koordinat, peta digital, reversible watermarking, Root Mean Square

Error (RMSE)

ABSTRACT

KRIESMAYADI INDERA LAKSANA. Technique of Information Insertion on

Vector Map Polygon Feature Using Reversible Watermarking. Supervised by

SHELVIE NIDYA NEYMAN.

Digital vector maps have high precision. Unfortunatelly, watermarking in

digital maps usually cause distortion. This study uses a reversible watermarking

technique to overcome this issue. The purpose of this study is to apply a reversible

watermarking technique to insert some information into digital maps with the

ability to restore the map coordinates prior to insertion. In this study, the file used

as the insertion media is a 2D digital map coordinate data in shapefiles and

images is used as a the watermark. Reversible watermarking process is done on a

vector map with polygon features and each insertion process is only performed on

a polygon feature. Features that can be inserted should have larger number of

vertices than the number of watermark bits. In this study, the watermark is

obtained from the MD5 hash function so that the watermark is fixed at 128 bits.

The study shows that information can be inserted to the map and that the

coordinates can be restored to the initial coordinates. The quality of the map after

the insertion shows a low distortion as reflected by the very small RMSE value.

Keywords: coordinate, digital map, reversible watermarking, Root Mean Square

Error (RMSE)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Ilmu Komputer

pada

Departemen Ilmu Komputer

TEKNIK PENYISIPAN INFORMASI PADA FITUR POLIGON

PETA VEKTOR MENGGUNAKAN REVERSIBLE

WATERMARKING

KRIESMAYADI INDERA LAKSANA

DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Penguji :

1. Endang Purnama Giri, S.Kom., M.Kom

2. Karlisa Priandana, ST., M.Eng

Judul Skripsi : Teknik Penyisipan Informasi pada Fitur Poligon Peta Vektor

Menggunakan Reversible Watermarking Nama : Kriesmayadi Indera Laksana

NIM : G64104041

Disetujui oleh

Shelvie Nidya Neyman, SKom, MSi

Pembimbing

Diketahui oleh

Dr Ir Agus Buono, MSi, MKom

Ketua Departemen Ilmu Komputer

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas

segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah dengan judul Teknik Penyisipan

Informasi pada Fitur Poligon Peta Vektor Menggunakan Reversible Watermarking

ini berhasil diselesaikan.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1 Ibu Shelvie Nidya Neyman, S.Kom, M.Si selaku pembimbing yang telah

banyak memberi saran dan masukan kepada penulis.

2 Ibu Karlisa Priandana, ST., M.Eng selaku dosen penguji.

3 Bapak Endang Purnama Giri, S.Kom., M.Kom selaku dosen penguji.

4 Kedua Orang Tua serta seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan,

perhatian, dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.

5 Anne Oktasari yang tanpa lelah memberikan dorongan dan doa untuk

penyelesaian penelitian ini.

6 Teman-teman yang telah membantu dalam penyelesaian masalah dan

pemberian solusi, Yudhy Haryanto Wijaya dan R. Ahmad Somadi terima kasih

atas kerjasamanya.

7 Teman-teman Alih Jenis Ilkom angkatan 5, atas kerja samanya selama

perkuliahan.

8 Semua pihak yang telah memberikan bantuan selama pengerjaan penelitian ini

dan tidak dapat penulis tuliskan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam penulisan

skripsi ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Maret 2014

Kriesmayadi Indera Laksana

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vi

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

METODE PENELITIAN 2

Tahap Penyisipan Watermark 4

Tahap Ekstraksi 5

Analisis Hasil Penelitian 7

Lingkungan Pengembangan Sistem 8

HASIL DAN PEMBAHASAN 8

Hasil Penelitian 8

Analisis Kualitas Hasil 10

Analisis kinerja 12

SIMPULAN DAN SARAN 13

Simpulan 13

Saran 13

DAFTAR PUSTAKA 14

RIWAYAT HIDUP 17

DAFTAR TABEL

1 Perbandingan koordinat awal dengan koordinat setelah penyisipan 11

2 Besaran distorsi yang terjadi pada masing-masing verteks 12

3 Nilai kemiripan dari koordinat awal dengan koordinat hasil ekstraksi 13

DAFTAR GAMBAR

1 Tahap penyisipan watermark 3

2 Tahap ekstraksi 3

3 Peta vektor poligon untuk kelurahan kota Bogor 9

4 Atribut Tabel Kelurahan 9

5 Peta hasil penyisipan (Insert : Perbedaan peta awal dan peta hasil) 10

DAFTAR LAMPIRAN

1 Tampilan utama tahap penyisipan watermarking 15

2 Tampilan proses penyisipan watermark 15

3 Tampilan utama tahap ekstraksi 16

4 Tampilan proses ekstraksi watermark 16

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Pemanfaatan teknologi terhadap peta vektor digital telah banyak diterapkan

oleh berbagai organisasi. Peta vektor digital merupakan informasi mengenai

stuktur dan kondisi geografis suatu daerah yang disimpan dalam bentuk vektor

(Hanifah et al. 2013). Data peta vektor biasanya terdiri atas data spasial,

attribution data, dan beberapa data tambahan yang digunakan sebagai indeks atau

deskripsi tambahan (Niu et al. 2006). Peta digital vektor memiliki presisi yang

tinggi dan dapat diolah secara otomatis. Peta digital mudah untuk disimpan dan

mudah untuk dipublikasikan, tetapi peta digital juga mudah untuk dirusak. Hal ini

dapat menimbulkan konsekuensi berupa kerusakan atau pergeseran pada peta

sehingga mengubah jarak sesungguhnya. Pada peta navigasi, kerusakan sangat

tidak diharapkan karena dapat digunakan sebagai bukti hukum untuk menentukan

tanggung jawab dalam kecelakaan (Zheng dan You. 2009).

Watermarking digital adalah tindakan menyembunyikan informasi dalam

data multimedia (gambar, audio atau video), untuk tujuan perlindungan konten

atau autentikasi. Pada watermarking digital, informasi rahasia (biasanya dalam

bentuk bit), watermark tertanam ke dalam data multimedia (Naskar 2010).

Penerapan watermarking pada peta digital biasanya menimbulkan distorsi

karena pergeseran 1:100000 mm di peta sama saja dengan 100000 mm pada

kondisi sebenarnya. Suatu teknik untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan

teknik reversible watermarking karena distorsi dapat dihapus setelah watermark

diekstraksi (Wang et al. 2007). Teknik reversible watermarking juga disebut

sebagai invertible atau lossless watermarking dan dibuat untuk diterapkan

terutama dalam skenario keaslian gambar digital yang diberikan dan konten asli

yang tegas diperlukan di sisi decoding (Caldelli et al. 2010). Menurut Yaqub dan

Al-Jaber (2006), reversible watermarking adalah salah satu jenis fragile

watermarking. Fragile watermarking adalah suatu teknik yang sensitif terhadap

setiap pemalsuan yang disengaja atau tidak disengaja dari konten watermark.

Teknik fragile watermarking adalah subyek dari banyak aplikasi seperti konten

autentikasi.

Penelitian yang terkait yaitu penelitian yang dilakukan oleh Wang dan Men

(2011) tentang teknik reversible watermarking. Teknik ini dilakukan dengan

melakukan penyisipan terhadap peta vektor menggunakan fitur polyline dan

poligon. Penelitian tersebut berhasil mengembalikan nilai koordinat peta ke

kondisi semula sebelum terjadi penyisipan informasi.

Penelitian ini mencoba mengimplementasikan dan menguji kinerja dari

teknik reversible watermarking berdasarkan Wang dan Men (2011). Dalam

reversible watermarking, watermark akan ditanamkan pada koordinat peta setelah

data diekstrak, kemudian koordinat tersebut dapat dikembalikan lagi ke bentuk

awalnya. Oleh karena itu, skema ini dapat memulihkan konten koordinat peta

awal. Pada tahap pertama dilakukan proses penyisipan terhadap koordinat peta

digital 2-D. Selanjutnya, dilakukan proses ekstraksi untuk mengembalikan

koordinat ke bentuk awalnya serta melakukan perbandingan nilai watermark

antara watermark awal dengan watermark hasil ekstraksi bit.

2

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menerapkan teknik reversible

watermarking yang dirujuk dari Wang dan Men (2011) untuk menyisipkan

informasi ke dalam peta digital dengan kemampuan mengembalikan koordinat

peta seperti sebelum proses penyisipan.

Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat membantu pemahaman mengenai

teknik alternatif untuk digunakan dalam proses penyisipan informasi ke dalam

peta vektor dengan fitur poligon.

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini merujuk kepada penelitian Wang dan Men (2011) tentang

penerapan teknik reversible watermarking pada peta digital. Berkas yang

digunakan adalah data koordinat peta digital 2-D berbentuk shapefile dengan fitur

poligon dan gambar berekstensi .jpg atau .jpeg sebagai data watermark.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini mengimplementasikan teknik reversible watermarking

sebagai proses penyisipan informasi dalam peta digital 2-D. Skema penelitian

dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.

Penyisipan watermark memiliki 5 tahapan, yaitu pembacaan koordinat peta

awal, pembangkitan watermark, penyisipan watermark, pembentukan peta hasil

watermarking, dan koordinat peta hasil watermarking. Pada Gambar 1 peta awal

adalah peta sebelum proses penyisipan dan peta hasil adalah peta yang sudah

mengandung watermark.

Ekstraksi memiliki 5 tahapan, yaitu pembacaan koordinat peta hasil

watermarking, pembangkitan watermark, ekstraksi bit watermark, perbandingan

nilai dari bit watermark yang diekstraksi dengan bit watermark awal, dan

pengembalian koordinat peta awal. Jika watermark hasil ekstraksi sama dengan

nilai watermark asli, dapat disimpulkan bahwa peta tidak mengalami perubahan.

Jika watermark hasil ekstraksi tidak sama, dapat dipastikan peta mengalami

perubahan dan tidak dapat dikembalikan ke kondisi semula.

3

Gambar 1 Tahap penyisipan watermark

Gambar 2 Tahap ekstraksi

Ya

Tidak

Mulai

Pembacaan koordinat

peta hasil

Ekstraksi bit

watermark (𝑤′)

Pembangkitan watermark

(𝑤)

𝑤′ = 𝑤 ?

Pengembalian koordinat peta

awal

Selesai

Informasi Peta hasil

Mulai

Peta awal Informasi

Penyisipan watermark

Pembacaan

koordinat peta Pembangkitan

watermark

Pembentukan peta

hasil (.shp)

Koordinat peta hasil

Selesai

4

Tahap Penyisipan Watermark

Pembacaan Koordinat Peta

Data koordinat yang digunakan pada tahap penyisipan watermark adalah

data dari peta kelurahan di kota Bogor. Dalam peta kelurahan tersebut terdapat 19

fitur poligon. Penyisipan dilakukan pada salah satu fitur poligon.

Pembangkitan Watermark

Watermark pada tahap penyisipan watermark dihasilkan dari algoritme

MD5. Algoritme MD5 adalah salah satu aplikasi dari fungsi hash satu arah yang

didesain oleh Ronald Rivest. Hash adalah proses perubahan suatu data menjadi

data lain dengan panjang tertentu. Algoritme ini dapat digunakan untuk aplikasi

keamanan dan juga untuk melakukan pengujian integritas sebuah file. Algoritme

ini mengambil pesan yang mempunyai panjang tetap 128 bit. Algoritme MD5

menerima input berupa data atau gambar dengan ukuran yang bebas dan akan

menghasilkan output heksadesimal sepanjang 32 karakter atau 128 bit (Sofwan et

al.2006). Proses ini dilakukan pada tahap penyisipan watermark dan tahap

ekstraksi.

Penyisipan Watermark

Berikut adalah skema yang dikembangkan oleh Wang dan Men (2011).

Dengan menggunakan skema berbasis koordinat, pada tahap penyisipan,

koordinat bilangan bulat dihitung terlebih dahulu. Koordinat bilangan bulat

dan koordinat bilangan desimal , dapat dihitung dengan Persamaan (1).

= {( ) = ⌊( ) ⌋

( ) = ( ) ( ) (1)

Keterangan :

: titik verteks atau koordinat peta awal

x : nilai koordinat awal

: nilai koordinat awal

: jumlah digit dari nilai bilangan desimal pada koordinat

a

: jumlah digit maksimum dari nilai bilangan desimal pada koordinat

Kemudian, peta vektor dibagi menjadi berbagai pasang titik, yang masing-

masing berisi simpul saling berdekatan. Proses penyisipan watermark dan proses

ekstraksi antara koordinat dan sama. Sebagai contoh penyisipan dilakukan

untuk koordinat , asumsikan ada dua verteks atau koordinat yang berdekatan

antara dan . Penyisipan watermark dilakukan ke satu bit

bilangan bulat di koordinat . Kemudian, dicari perbedaan selisih nilai bilangan

bulat dan rata-rata nilai bilangan bulat menggunakan Persamaan (2).

= { =

= ⌊

(2)

Keterangan :

: nilai koordinat bilangan bulat dari

: nilai koordinat bilangan bulat dari

5

Kemudian, dilakukan perhitungan untuk memperluas nilai dengan

Persamaan (3).

′ = (3)

Keterangan :

: selisih nilai bilangan bulat setelah penyisipan watermark

: nilai bit watermark

Selanjutnya, dilakukan perhitungan untuk penyisipan pada koordinat

bilangan bulat dan

dengan Persamaan (4).

= {

= ( ⌊

⌋)

= ( ⌊

⌋)

(4)

Keterangan :

: nilai koordinat bilangan bulat dari yang sudah disisipkan

watermark

: nilai koordinat bilangan bulat dari yang sudah disisipkan

watermark

Sehingga, untuk dapat memperoleh koordinat yang telah mengandung

watermark digunakan Persamaan (5).

= { ′ = (

) ⁄

′ = ( ) ⁄

(5)

Keterangan :

: nilai koordinat yang sudah mengandung watermark

: nilai koordinat yang sudah mengandung watermark

Pembentukan Peta Hasil

Setelah seluruh tahapan proses penyisipan watermark dilakukan, didapatkan

nilai koordinat dan koordinat yang baru. Nilai koordinat tersebut mengubah

nilai yang sebelumnya. Data peta kelurahan kota Bogor disimpan dalam bentuk

shapefile. Peta hasil penyisipan watermark ini yang akan dijadikan data input

pada tahap ekstraksi.

Tahap Ekstraksi

Pembacaan Koordinat Peta

Data koordinat yang digunakan pada tahap ekstraksi adalah data dari peta

kelurahan di kota Bogor yang sebelumnya sudah melalui tahap penyisipan

watermark. Dalam peta kelurahan tersebut terdapat 19 fitur polygon. Ekstraksi

dilakukan pada salah satu fitur poligon yang digunakan pada tahap penyisipan

watermark.

Pembangkitan watermark

Watermark pada tahap ekstraksi dihasilkan dari algoritme MD5. Watermark

pada tahap ini menghasilkan nilai yang sama dengan yang dihasilkan pada tahap

6

penyisipan watermark. Nilai tersebut akan digunakan pada tahapan selanjutnya

dari tahap ekstraksi.

Ekstraksi bit watermark

Pada tahap ini, nilai bit watermark akan dipisahkan dari nilai koordinat yang

disisipinya. Dengan menghitung Less Significant Bit (LSB) dari nilai koordinat

maka akan diperoleh bit watermark yang digunakan pada tahap penyisipan

watermark. Hasil tahap ini akan digunakan pada tahapan selanjutnya dari tahap

ekstraksi.

Verifikasi Isi Watermark

Pada tahap ini, nilai bit watermark yang digunakan pada proses penyisipan

akan dibandingkan dengan nilai bit watermark yang dihasilkan pada tahap

ekstraksi. Apabila nilai yang dihasilkan sama, tahapan selanjutnya untuk

mendapatkan nilai koordinat awal bisa dikerjakan. Apabila hasil yang dihasilkan

tidak sama, kemungkinan ada kesalahan pada perubahan nilai koordinat yang

dihasilkan pada proses penyisipan.

Pengembalian Koordinat Peta

Tahap pengembalian koordinat peta diawali dengan ekstraksi bit yang telah

mengandung watermark ( ′ ′) dan mengembalikan bit tersebut ke awalnya

( ). Proses ekstraksi antara koordinat dan sama. Untuk mendapatkan

koordinat awal, tahap pertama masih sama dengan yang dilakukan pada proses

penyisipan yaitu dengan menghitung koordinat bilangan bulat ( ′ ′) dan

koordinat bilangan desimal ( ′ ′) mengggunakan Persamaan (6).

= {( ′ ′ ) = ⌊( ′ ′) ⌋

( ′ ′ ) = ( ′ ′) ( ′ ′ ) (6)

Keterangan :

: titik verteks atau koordinat yang sudah mengandung watermark

′ : nilai koordinat yang sudah mengandung watermark

′ : nilai koordinat yang sudah mengandung watermark

Kemudian, perbedaan selisih nilai bilangan bulat dan rata-rata nilai

bilangan bulat dicari dengan Persamaan (7).

= { ′ = ′ ′

′ = ⌊

(7)

Keterangan :

′ : nilai koordinat bilangan bulat yang sudah mengandung

watermark dari ′

′ : nilai koordinat bilangan bulat yang sudah mengandung

watermark dari ′

Kemudian, bit yang sudah mengandung watermark diekstraksi dengan

menggunakan Persamaan (8).

= ( ′) (8)

7

Selanjutnya, dilakukan perhitungan terhadap nilai awal dengan

menggunakan Persamaan (9).

= ⌊

⌋ (9)

Keterangan :

: nilai selisih bilangan bulat awal

Kemudian, nilai awal koordinat bilangan bulat dikembalikan dengan

Persamaan (10).

= {

= ( ′ ⌊

⌋)

= ( ′ ⌊

⌋)

(10)

Keterangan :

: nilai awal koordinat bilangan bulat dari

: nilai awal koordinat bilangan bulat dari

Dan akhirnya, nilai koordinat x yang awal dapat dikembalikan dengan

Persamaan (11).

= { = (

′) ⁄

= ( ′) ⁄

(11)

Keterangan :

: nilai awal dari koordinat

: nilai awal dari koordinat

Analisis Hasil Penelitian

Setelah proses penyisipan dan ekstraksi dilakukan, untuk mengetahui

kualitas dari teknik ini dilakukan analisis hasil penelitian melalui perhitungan root

mean square error (RMSE) dan normalization correlation (NC). RMSE

merupakan akar dari jumlah kuadrat antara selisih koordinat peta awal dengan

koordinat hasil penyisipan yang sudah mengandung watermark. Nilai RMSE

diperlukan untuk mengetahui seberapa besar distorsi yang terjadi tehadap

perhitungan koordinat pada peta vektor tersebut. Nilai RMSE yang mendekati nol,

menunjukkan bahwa teknik perhitungan reversible lebih baik (Niu et al.2006).

Nilai RMSE dapat dihitung dengan Persamaan (12).

= √∑(

)

( ) (12)

Keterangan :

: verteks atau koordinat dan dari peta awal

: verteks atau koordinat dan dari peta hasil watermarking

8

Sedangkan NC merupakan suatu teknik yang berguna untuk menganalisis

kesamaan antara koordinat awal dengan koordinat hasil ekstraksi. Nilai dari teknik

ini berkisar antara 0 sampai dengan 1. Semakin tinggi nilai NC yang dihasilkan

pada teknik ini menunjukkan bahwa hasil reversible watermarking memiliki

tingkat kemiripan yang sama atau tidak jauh berbeda dengan awalnya.

Perhitungan NC menggunakan Persamaan (13) dengan adalah bit watermark

awal dan ′ adalah bit hasil watermark yang diekstrak (Ramesh dan Shanmugam

2011).

= ∑| ′|

√ √ ′ ′ (13)

Lingkungan Pengembangan Sistem

Pada penelitian ini, perangkat yang digunakan adalah sebagai berikut:

Perangkat lunak: Windows 7 Professional, Quantum GIS, Visual Studio

2010

Perangkat keras: CPU Intel Core i3 2,10 GHz dan 4GB RAM

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Penelitian

Data yang digunakan pada penelitian ini adalah peta vektor 2D yang

berbentuk shapefile dengan fitur poligon. Data watermark adalah sebuah gambar

berekstensi .jpg yang nilai hash-nya dicari dengan menggunakan algoritme MD5.

Gambar yang digunakan pada penelitian ini memiliki ukuran 400x601 piksel.

Nilai hash yang didapatkan yaitu 932625cac9419081a92c4d6af3b5da44. Nilai ini

diubah ke dalam bentuk biner sepanjang 128 bit untuk disisipkan ke dalam 1

verteks atau koordinat ( ) dari peta masing-masing 1 bit.

Proses penyisipan akan dilakukan pada salah satu fitur poligon dengan

syarat jumlah verteks atau koordinat yang ada didalamnya tidak kurang dari 128.

Bentuk peta vektor yang akan dilakukan penyisipan dapat dilihat pada Gambar 3

yaitu data kelurahan yang terdapat di kota Bogor. Fitur poligon yang akan

disisipkan watermark adalah fitur kelurahan Tanah Baru. Atribut-atribut yang

terdapat pada peta kelurahan tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.

9

Gambar 3 Peta vektor poligon untuk kelurahan kota Bogor

Gambar 4 Atribut Tabel Kelurahan

Setelah dilakukan proses penyisipan, bentuk peta vektor mengalami

perubahan seperti terlihat pada Gambar 5.

10

Gambar 5 Peta hasil penyisipan (Insert : Perbedaan peta awal dan peta hasil)

Perubahan yang terjadi terhadap peta secara kasat mata tidak terlihat jelas.

Hal ini terjadi karena penyisipan hanya dilakukan terhadap 128 verteks atau titik

koordinat ( ) pertama dari fitur poligon. Akan tetapi, apabila peta tersebut

diperbesar dari skala 1:7500000000 menjadi skala 1:200000000, akan terlihat

bahwa terjadi pergeseran antara fitur peta awal dengan peta setelah penyisipan.

Warna yang berbeda dengan warna dasar pada Gambar 5 di atas menunjukkan

bahwa perubahan titik koordinat yang terjadi setelah proses penyisipan

watermarking.

Analisis Kualitas Hasil

Setelah proses penyisipan watermark dilakukan, didapatkan koordinat baru

dari fitur kelurahan Tanah Baru. Perubahan koordinat yang baru dapat dilihat pada

Tabel 1. Pada penelitian ini nilai yang digunakan adalah enam. Nilai tersebut

dipilih karena merupakan nilai yang paling optimal, dan algoritme berfungsi

tanpa perlu kinerja komputasi yang lebih kompleks.

11

Tabel 1 Perbandingan koordinat awal dengan koordinat setelah penyisipan

701688,4999

99647

9274364,999999

570

701703,9374

99647

9274376,99999857

0

701657,6250

00003 9274341,000000

400 701642,1875

00003 9274329,00000040

0

701639,1874

98875

9274327,000000

880

701656,0937

47875

9274335,50000288

0

701605,3750

00389

9274309,999998

640

701588,4687

51389

9274301,49999764

0

701597,7500

01356 9274303,999998

850 701605,6875

01356 9274314,49999785

0

701581,8750

01197

9274282,999999

570

701573,9375

01197

9274272,49999957

0

701574,8749

98618 9274266,000000

160 701574,8437

48618 9274273,50000116

0

701574,9374

99673

9274243,000000

670

701573,9374

99673

9274227,00000067

0

701575,1249

99847

9274244,000001

290

701566,1249

99847

9274266,00000129

0

701593,0625

01302

9274200,999999

190

701602,0625

01302

9274178,99999919

0

701725,0624

99242 9272203,000000

610 701714,0624

99242 9272205,00000061

0

Tabel 1 menunjukkan adanya perubahan nilai antara koordinat awal dengan

koordinat hasil penyisipan. Perubahan yang terjadi tidak melebihi nilai skala

ratusan. Pengukuran terhadap kualitas dari peta menggunakan RMSE. Pengukuran

ini dilakukan dengan menghitung besaran nilai distorsi antara koordinat awal

dengan koordinat hasil penyisipan. Besaran nilai distorsi yang terjadi dapat dilihat

pada Tabel 2.

Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai RMSE yang dihasilkan sebesar

0.00000113194984802269. Dengan nilai yang mendekati nol, dapat disimpulkan

bahwa distorsi yang terjadi pada teknik ini dapat diterima atau secara visual tidak

dapat dilihat perbedaan antara peta sebelum penyisipan dengan peta setelah

penyisipan sehingga peta hasil penyisipan masih terjamin kualitasnya.

12

Tabel 2 Besaran distorsi yang terjadi pada masing-masing verteks

Analisis kinerja

Pengukuran terhadap kinerja dari teknik reversible watermarking dengan

menggunakan perhitungan NC. Nilai NC yang mendekati nilai 1 menunjukkan

bahwa peta yang dihasilkan semakin memiliki tingkat kesamaan dengan peta

awal, dan nilai 1 menunjukkan hasil yang identik. Kualitas kinerja dari teknik ini

dapat dilihat pada Tabel 3 yang menunjukkan bahwa semua nilai koordinat dari

tahap penyisipan telah berhasil dikembalikan ke koordinat awal.

Tabel 3 menunjukkan bahwa nilai NC pada tiap verteks sebesar 1. Dengan

demikian, dapat disimpulkan bahwa semua koordinat yang telah disisipkan

watermark dapat dikembalikan ke koordinat awal sebelum dilakukan penyisipan

watermark.

′ 701688,4999

99647

9274364,9999

99570

701703,93

7499647

9274376,9999

98570 0.00000195998471464085

701657,6250

00003

9274341,0000

00400

701642,18

7500003

9274329,0000

00400 0.00000195999555746769

701639,1874

98875

9274327,0000

00880

701656,09

3747875

9274335,5000

02880 0.00000189683599123842

701605,3750

00389

9274309,9999

98640

701588,46

8751389

9274301,4999

97640 0.00000189684560776726

701597,7500

01356

9274303,9999

98850

701605,68

7501356

9274314,4999

97850 0.00000131943903402135

701581,8750

01197

9274282,9999

99570

701573,93

7501197

9274272,4999

99570 0.00000131944399120763

701574,8749

98618

9274266,0000

00160

701574,84

3748618

9274273,5000

01160 0.00000075182294887164

701574,9374

99673

9274243,0000

00670

701573,93

7499673

9274227,0000

00670 0.00000075182397436291

701575,1249

99847

9274244,0000

01290

701566,12

4999847

9274266,0000

01290 0.00000114390546387741

701593,0625

01302

9274200,9999

99190

701602,06

2501302

9274178,9999

99190 0.00000114390684723241

701725,0624

99242

9272203,0000

00610

701714,06

2499242

9272205,0000

00610 0.00000058515619950447

∑ 0.00000113194984802269

13

Tabel 3 Nilai kemiripan dari koordinat awal dengan koordinat hasil ekstraksi

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan

bahwa penyisipan informasi ke dalam peta vektor dengan menggunakan

reversible watermarking berhasil dilakukan berdasarkan teknik yang

dikembangkan oleh Wang dan Men (2011). Teknik ini mampu mengembalikan

nilai koordinat awal dari peta vektor sebelum dilakukan penyisipan watermark

dan nilai bit watermark berhasil diekstraksi. Distorsi yang terjadi pada penelitian

ini menunjukkan bahwa peta setelah penyisipan secara visual tidak terlihat

perbedaannya dengan peta sebelum penyisipan sehingga peta hasil penyisipan

masih terjamin kualitasnya.

Saran

Penelitian ini masih memiliki beberapa kekurangan yang dapat diperbaiki

dan dikembangkan pada penelitian selanjutnya. Salah saran itu di antaranya

dengan melakukan penyisipan terhadap peta vektor dengan fitur kumpulan titik.

′ ′

701688,4999996

47

9274364,99999

9570

701688,4999996

47

9274364,99999

9570 1

701657,6250000

03

9274341,00000

0400

701657,6250000

03

9274341,00000

0400 1

701639,1874988

75

9274327,00000

0880

701639,1874988

75

9274327,00000

0880 1

701605,3750003

89

9274309,99999

8640

701605,3750003

89

9274309,99999

8640 1

701597,7500013

56

9274303,99999

8850

701597,7500013

56

9274303,99999

8850 1

701581,8750011

97

9274282,99999

9570

701581,8750011

97

9274282,99999

9570 1

701574,8749986

18

9274266,00000

0160

701574,8749986

18

9274266,00000

0160 1

701574,9374996

73

9274243,00000

0670

701574,9374996

73

9274243,00000

0670 1

701575,1249998

47

9274244,00000

1290

701575,1249998

47

9274244,00000

1290 1

701593,0625013

02

9274200,99999

9190

701593,0625013

02

9274200,99999

9190 1

... …

701725,0624992

42

9272203,00000

0610

701725,0624992

42

9272203,00000

0610 1

14

DAFTAR PUSTAKA

Caldelli R, Filippini F, Becarelli R. 2010. Reversible Watermarking Techniques:

An Overview and a Classification. EURASIP Journal on Information

Security. Vol.2010. doi:10.1155/2010/134546.

Hanifah A, Neyman SN, Sitohang B. 2013. Penggunaan Teknik Reversible

Watermarking untuk Verifikasi Integritas Data pada Peta Vektor.

Konferensi Nasional Informatika 2013 (KNIF). Bandung: ITB.

Naskar R. 2010. Content Protection through Reversible Watermarking. India:

Indian Institute of Technology.

Niu XM, Shao CY, Wang XT. 2006. A Survey of Digital Vector Map

Watermarking. International Journal of Innovative Computing, Information

and Control. 2(6):1301-1316.

Ramesh SM, Shanmugam A. 2011. Comparison and Analysis of Discrete Cosine

Transform based Joint Photographic Experts Group Image Compression

using Robust Watermarking Algorithm. American Journal of Applied

Sciences. 8(1):63-70.

Sofwan A, Budi A, Susanto T. 2006. Aplikasi Kriptografi dengan Algoritme

Message Digest 5 (MD5). Transmisi. 11(1):22-27.

Wang N, Men C. 2011. Reversible fragile watermarking for 2-D vector map

authentication with localization. Computer-Aided Design. doi:

10.1016/j.cad.2011.11.001.

Wang XT, Shao CY, Xu XG, Niu XM. 2007. Reversible data-hiding scheme for

2-D vector maps based on difference expansion. IEEE Transactions on

Information Forensics and Security. 2(3):11-20. doi:

10.1109/TIFS.2007.902677.

Yaqub MK, Al-Jaber A. 2006. Reversible Watermarking Using Modified

Difference Expansion. International Journal of Computing & Information

Sciences. 4(3):134-142.

Zheng L, You F. 2009. A Fragile Digital Watermark Used to Verify the Integrity

of Vector Map. IEEE Science and Technology Project of Beijing Municipal

Education Commission.

15

Lampiran 1 Tampilan utama tahap penyisipan watermarking

Lampiran 2 Tampilan proses penyisipan watermark

16

Lampiran 3 Tampilan utama tahap ekstraksi

Lampiran 4 Tampilan proses ekstraksi watermark

17

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Majalengka tanggal 04 November 1989 dari Ibu Enok

Yani Sumiyani, S.Pd. dan (Alm) Bapak Didi Sunardi. Penulis merupakan anak

tunggal. Pada tahun 2007, penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas (SMA)

Negeri 2 Majalengka, dan pada tahun yang sama diterima di Program Diploma

Institut Pertanian Bogor Program Keahlian Teknik Komputer melalui jalur

Undangan Seleksi Masuk IPB. Pada tahun 2010, penulis lulus dari Program

Diploma Institut Pertanian Bogor dan melanjutkan pendidikan di Program Alih

Jenis Ilmu Komputer, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB.