PENYISIPAN PESAN PADA GAMBAR MENGGUNAKAN PIXEL INDICATOR TECHNIQUE (PIT) DAN PSEUDO RANDOM NUMBER GENERATOR (PRNG) SKRIPSI
AMIRA AKHMAD NASUTION 091402042
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
Universitas Sumatera Utara
PENYISIPAN PESAN PADA GAMBAR MENGGUNAKAN PIXEL INDICATOR TECHNIQUE (PIT) DAN PSEUDO RANDOM NUMBER GENERATOR (PRNG) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi
AMIRA AKHMAD NASUTION 091402042
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
Universitas Sumatera Utara
i
PERSETUJUAN
Judul
:
Kategori
:
PENYISIPAN PESAN PADA GAMBAR MENGGUNAKAN PIXEL INDICATOR TECHNIQUE (PIT) DAN PSEUDO RANDOM NUMBER GENERATOR (PRNG) SKRIPSI
Nama
:
AMIRA AKHMAD NASUTION
Nomor Induk Mahasiswa
:
091402042
Program Studi
:
SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI
Departemen
:
TEKNOLOGI INFORMASI
Fakultas
:
ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI (FASILKOM-TI) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, 02 Juli 2015
Komisi Pembimbing
:
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Dani Gunawan, ST.,MT NIP 19820915 201212 1 002
Muhammad Fadly Syahputra, B.Sc.,M.Sc.IT NIP 19830129 200912 1 003
Diketahui/Disetujui oleh Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua,
Muhammad Anggia Muchtar, S.T., MM.IT. NIP 19800110 200801 1 010
Universitas Sumatera Utara
ii
PERNYATAAN
PENYISIPAN PESAN PADA GAMBAR MENGGUNAKAN PIXEL INDICATOR TECHNIQUE (PIT) DAN PSEUDO RANDOM NUMBER GENERATOR (PRNG)
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2015
Amira Akhmad Nasution 091402042
Universitas Sumatera Utara
iii
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, serta shalawat dan salam kepada junjungan kita nabi Muhammad SAW, karena atas berkah, rahmat dan hidayahNya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih yang tidak terhingga kepada Allah SWT yang selalu membimbing dan mengajarkan saya pentingnya kesabaran dan tanggung jawab selama penyusunan skripsi ini. Dalam penulisan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan serta dorongan dari pihak lain. Dalam kesempatan ini dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua orangtua penulis, yaitu Mamak, Khairunnisa, SE beserta Bapak, Akhmad R. Nasution, abang penulis Rizky Ihsan Nasution, SE yang telah memberikan doa dan dukungan moril dan materil kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. 2. Dekan dan Wakil Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara. 3. Ketua dan Sekretaris Program Studi S1 Teknologi Informasi, Bapak Muhammad Anggia Muchtar, S.T., MM.IT, dan Bapak Muhammad Fadly Syahputra, B.Sc., M.Sc.IT. 4. Bapak Muhammad Fadly Syahputra, B.Sc., M.Sc.IT, dan Bapak Dani Gunawan, ST., MT selaku dosen pembimbing penulis yang telah meluangkan waktu, pikiran, saran, dan kritiknya untuk penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih juga ditujukan kepada Bapak Muhammad. Anggia Muchtar, S.T., MM.IT, Bapak Ainul Hizriadi, S.Kom., M.Comp.Sc, dan Ibu Sarah Purnamawati, ST., M.Sc yang telah bersedia menjadi dosen penguji dan memberikan saran dan kritik yang membangun dalam penyelesaian skripsi ini. 5. Seluruh dosen yang mengajar serta Kak Naomi, Bu Mega, dan Bang Manav sebagai staf Tata Usaha Program Studi Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara. 6. Sahabat-sahabat yang selalu mendukung dan memberi semangat kepada penulis, Jihan Meutia Fauzen, Tengku Fadhilah Hasyim, Lydia Alissa, Nurul Fadhlia, Bagus Setiadi, M. Ari Rifki, Salman Al Farizi, Muhammad Fadhlullah, Rafiqa Ulfah Rangkuti, Annifa Iqramitha, Umaya Ramadhani Putri Nst, Fadil Haryudi, Alvin Rizki, M. Rozy Lubis, Fuji Frilla kurnia, Upik Purnamawati, Nuryuliana, Raisha Ariani Sirait, Ezza Fahmi, Ismail Marzuki dan semua teman angkatan 2009.
Universitas Sumatera Utara
iv
7. Kakak dan abang yang selalu mendukung dan telah membantu penulis, Kak Rini Kalsum dan Bang Muhammad Ismail. 8. Seluruh rekan kuliah sejawat yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam skripsi ini, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempuranaan skripsi ini. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.
Universitas Sumatera Utara
v
ABSTRAK
Dengan perkembangan teknologi informasi memudahkan pengguna melakukan pertukaran data dalam kapasitas yang relatif besar. Perkembangan tersebut dapat memicu kejahatan terhadap pencurian data pada saat pengiriman data. Email merupakan salah satu alternatif pertukaran data antar pengguna. Namun untuk mencegah pencurian data oleh pihak yang tidak diinginkan diperlukan integrasi aplikasi steganografi pada email client. Steganografi adalah teknik penyisipan pesan kedalam suatu media, salah satunya adalah gambar. Salah satu teknik steganografi adalah Pixel Indicator Technique (PIT). PIT merupakan teknik penyembunyian pesan yang menggunakan indikator dan channel dimana channel yang digunakan berdasarkan indikator. PIT memanfaatkan 24 bit yang terdiri dari 3 channel yaitu Red, Green dan Blue (RGB) dalam setiap pixel. PIT dapat dimodifikasi dengan menerapkan Pseudo Random Number Generator (PRNG) yang diimplementasikan pada email client dimana PRNG adalah sebuah fungsi matematika yang menghasilkan bilangan acak yang berpola. Nilai bilangan acak (PRNG) merupakan indikator yang digunakan untuk menentukan channel warna yang akan digunakan untuk penyisipan pesan. Dengan menerapkan PRNG terhadap PIT dapat disimpulkan bahwa kapasitas dari PIT meningkat dan perbedaan gambar cover dengan gambar stego tidak terlihat perbedaannya secara kasat mata.
Keyword : Steganografi, Pixel Indicator Technique (PIT), Pseudo Random Number Generator (PRNG).
Universitas Sumatera Utara
vi
MESSAGE INSERTION IN IMAGE USING PIXEL INDICATOR TECHNIQUE (PIT) AND PSEUDO RANDOM NUMBER GENERATOR (PRNG)
ABSTRACT
Nowadays information technology make data transfer has bigger possibility with larger capacity. That possibility can make the possibility of data stealing when data has sent. Email is one of alternative data transfer between user. But to prevent the data stealing from unauthorized the integration of steganography application are required for email client. Steganography is the science of hiding information into digital media, such as image. One of the steganography technique is Pixel Indicator Technique (PIT). PIT is an embedding message technique that uses indicator and channel where the channel which used based the indicator. PIT uses 24 bit that consists of 3 channels such as Red, Green and Blue (RGB) of each pixels. PIT can be modified by using Pseudo Random Number Generator (PRNG) which implemented on email client where the PRNG is a math function that produce the model of random numbers. The value of random numbers model is the indicator that used to decide the color channel which be used to message insertion. By using PRNG towards PIT, it can be concludes that the capacity of PIT increased and the difference between cover image and stego image is not too visible. Keyword : Steganography, Pixel Indicator Technique (PIT), Pseudo Random Number Generator (PRNG).
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR ISI
Halaman PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR
i ii iii v vi vii ix x
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.2. Rumusan Masalah 1.3. Tujuan Penelitian 1.4. Batasan Masalah 1.5. Manfaat Penelitian 1.6. Sistematika Penulisan
1 1 2 2 2 2 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Steganografi 2.2. Warna Digital 2.3. Format Penyimpana File Gambar 2.2.1. Bitmap (BMP) 2.2.2. Joint Photographic Experts Group (JPEG) 2.2.3. Portable Network Graphics (PNG) 2.4. Add-ons pada Email Client Mozilla Thunderbird 2.5. Pseudo Random Number Generator (PRNG) 2.6. Pixel Indicator Technique (PIT) ` 2.7. Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) 2.8. Penelitian Terdahulu
4 4 6 7 7 7 7 8 8 9 12 13
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM 3.1. Data Yang Digunakan 3.2. Analisis Masalah 3.3. General Architecture 3.3.1. Proses Penyisipan Pesan 3.3.2. Membangkitkan nilai Pseudo Random Number Generator (PRNG) sebagai Parameter 3.3.3. Menghitung Kapasitas Gambar 3.3.4. Penyisipan Pesan pada Gambar Menggunakan Pixel Indicator Technique (PIT) 3.3.5. Ekstraksi Pesan 3.3.6. Ekstraksi Pesan Menggunakan PIT
15 15 15 15 17 18 21 22 25 26
Universitas Sumatera Utara
viii
3.4. Perancangan Sistem
28
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 4.1. Implementasi Sistem 4.1.1. Spesifikasi Perangkat Keras dan Perangkat Lunak yang Digunakan 4.1.2. Implementasi Perancangan Antarmuka Sistem 4.2. Pengujian Sistem 4.2.1. Hasil Pengujian Perbandingan Gambar yang Dinyatakan dengan Nilai PSNR 4.2.2. Hasil Pengujian Perbandingan Gambar yang Dinyatakan dengan Histogram 4.2.3. Hasil Pengujian Kapasitas 4.2.4. Hasil Pengujian Kapasitas Berdasarkan Format File Penyimpanan 4.2.5. Hasil Pengujian Kapasitas Berdasarkan Resolusi Gambar 4.2.6. Ketahanan
31 31
43 44 44
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan 5.2. Saran
50 50 51
DAFTAR PUSTAKA
52
31 31 36 36 38 42
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1. Indicator Value Based Tabel 2.2. Indicator Channel Selection Criteria Tabel 2.3. Penelitian Terdahulu Tabel 3.1. Tabel Kebenaran XOR Tabel 4.1. Tabel Nilai PSNR Menggunakan algoritma PIT dan PRNG Tabel 4.2. Tabel Nilai PSNR Menggunakan algoritma PIT Tabel 4.3. Kapasitas Maksimum Gambar Menggunakan Algoritma PIT dan PRNG Tabel 4.4. Kapasitas Maksimum Gambar Menggunakan Algoritma PIT Tabel 4.5. Kapasitas Maksimum Gambar Berdasarkan Format Penyimpanan Tabel 4.6. Kapasitas Maksimum Gambar Berdasarkan Resolusi Gambar Tabel 4.7. Tabel Pengujian Crop Tabel 4.8. Tabel Pengujian Resize Tabel 4.9. Tabel Pengujian Rotate Tabel 4.10. Tabel Pengujian Flip Tabel 4.11. Tabel Pengujian Compress Tabel 4.12. Tabel Pengujian Grayscale
11 11 13 20 37 37 42 43 43 44 44 46 47 48 48 49
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Diagram Sistem Steganografi Gambar 2.2 Parameter Tradeoff Steganografi Gambar 2.3 Flowchart Penyembunyian Pesan PIT Gambar 3.1 General Architecture Penyisipan Pesan Gambar 3.2 General Architecture Ekstraksi Pesan Gambar 3.3 Proses Penyisipan Pesan pada Gambar Gambar 3.4 Proses Set Parameter PRNG Gambar 3.5 Proses Perhitungan Maksimal Pesan yang Bisa Disisipi Pada Gambar Gambar 3.6 Proses Penyisipan Pesan Menggunakan Algoritma PIT Gambar 3.7 Proses Ekstraksi Pesan Gambar 3.8 Proses Ekstraksi Pesan Menggunakan Algoritma PIT Gambar 3.9 Rancangan Menu Embed Gambar 3.10 Rancangan Direktori Gambar Gambar 3.11 Rancangan Halaman Menulis Pesan Gambar 3.12 Rancangan Menu Extract Gambar 3.13 Rancangan Tampilan yang Berisi Pesan yang Disisip Pada Gambar Gambar 4.1 Tampilan Upload Add-on Gambar 4.2 Tampilan Menu “Embed” Gambar 4.3 Tampilan Direktori Gambar Gambar 4.4 Tampilan Halaman Penulisan Pesan Gambar 4.5 Tampilan Dialog Box Gambar 4.6 Tampilan Gambar Siap Dikirim Gambar 4.7 Tampilan Simpan Gambar Gambar 4.8 Tampilan Halaman Utama yang Terdapat Menu “Extract” Gambar 4.9 Tampilan Pesan yang Diekstraksi Gambar 4.10 Histogram Gambar Cover Lena 100 x 100 Gambar 4.11 Histogram Gambar Stego Lena 100 x 100 Gambar 4.12 Histogram Gambar Cover Lena 200 x 200 Gambar 4.13 Histogram Gambar Stego Lena 200 x 200 Gambar 4.14 Histogram Gambar Cover Chrysanthemum 300 x 300 Gambar 4.15 Histogram Gambar Stego Chrysanthemum 300 x 300 Gambar 4.16 Histogram Gambar Cover Koala 400 x 400 Gambar 4.17 Histogram Gambar Stego Koala 400 x 400
5 5 10 16 17 18 19 21 24 25 26 28 28 29 30 30 32 32 33 33 34 34 35 35 36 38 39 39 40 40 41 41 42
Universitas Sumatera Utara
