Steganografi

Bahan kuliah

Kriptografi

Presented by Ridho Surya Kusuma, S.T., M.Kom.�Source: Rinaldi Munir/IF3058 Kriptografi

1

Pengantar: Prisoner’s Problem

2

Pesan rahasia: “Lari jam satu”

• Bagaimana Bob mengirim pesan rahasia kepada Alice tanpa diketahui oleh Fred?

​

• Alternatif 1: mengenkripsinya

​

xjT#9uvmY!rc$

​

Fred pasti curiga!

3

• Alternatif 2: menyembunyikannya di dalam pesan lain

​

Lupakan asal rumor itu, jaga agar matamu sehat atau turunkan ubanmu

​

Fred tidak akan curiga!

​

Information hiding dengan steganografi!

​

4

Apa Steganografi itu?

• “steganos” (B.Yunani) 🡺 tulisan tersembunyi

(covered writing)

​

Steganography: ilmu dan seni menyembunyikan (embedded) informasi dengan cara menyisipkan pesan rahasia di dalam pesan lain [1].

​

Steganografi digital: steganografi pada data digital dengan menggunakan komputer digital

5

Pesan (message)

1. Teks

“Kita semua bersaudara”

​

2. Audio

​

​

​

​

6

3. Gambar (image)

​

​

​

​

4. Video

​

​

​

​

7

PESAN RAHASIA :

LEDAKAN BOM PUKUL 13.00!

Contoh: Pesan (teks) disembunyikan ke dalam gambar (citra)

8

Contoh: Pesan (citra) disembunyikan ke dalam citra

Properti Steganografi

1. Embedded message (hiddentext): pesan yang

disembunyikan.

Bisa berupa teks, gambar, audio, video, dll

​

2. Cover-object (covertext): pesan yang digunakan untuk menyembunyikan embedded message.

Bisa berupa teks, gambar, audio, video, dll

​

2. Stego-object (stegotext): pesan yang sudah berisi pesan embedded message.

​

• Stego-key: kunci yang digunakan untuk menyisipan pesan dan mengekstraksi pesan dari stegotext.

9

10

11

Contoh-contoh:

Lupakan asal rumor itu, jaga aga matamu sehat atau turunkan ubanmu

​

Covertext:

upakan sal umor tu aga aga atamu ehat tau turunkan banmu

​

Hiddentext:

Lari jam satu

​

Stegotext:

Lupakan asal rumor itu, jaga aga matamu sehat atau turunkan ubanmu

12

Gerakan orang-orang dari yogya enggan ambil resiko

​

Covertext:

erakan rang-rang ari ogya nggan mbil esiko

​

Hiddentext:

Good year

​

Stegotext:

Gerakan orang-orang dari yogya enggan ambil resiko

13

14

15

Cover image

Embedded image

Rinaldi Munir/IF3058 Kriptografi

16

Stego-image

Extracted image

• Steganografi di dalam film

Mercury Rising dan

Beautiful Mind

​

17

Sumber: http://budi.paume.itb.ac.id

Sejarah Steganografi

• Steganografi dengan media kepala budak (dikisahkan oleh Herodatus, penguasa Yunani pada tahun 440 BC di dalam buku: Histories of Herodatus).

Kepala budak dibotaki, ditulisi pesan, rambut budak dibiarkan tumbuh, budak dikirim. Di tempat penerima kepala budak digunduli agar pesan bsia dibaca.

​

• Penggunaan tinta tak-tampak (invisible ink).

Tinta dibuat dari campuran sari buah, susu, dan cuka. Tulisan di atas kertas dapat dibaca dengan cara memanaskan kertas tersebut.

18

Steganografi vs Kriptografi

• Steganografi dapat dianggap pelengkap kriptografi (bukan pengganti).

​

• Steganografi: menyembunyikan keberadaan (existence) pesan

Tujuan: untuk menghindari kecurigaan (conspicuous)

​

• Kriptografi: menyembunyikan isi (content) pesan

Tujuan: agar pesan tidak dapat dibaca

19

20

Steganografi vs Kriminal

• Steganografi sering digunakan dalam melakukan komunikasi rahasia antar teroris atau pelaku kriminal.
• Rumor tentang teroris menggunakan steganografi pertama kali ditulis di dalam Harian USA Today pada 5 February 2001 dalam dua artikel: "Terrorist instructions hidden online" dan "Terror groups hide behind Web encryption"

21

• Latihan: Buat pesan stegotext untuk menyembunyikan pesan rahasia:

​

“serbu nanti malam”

​

dengan ketentuan:

1. Disembunyikan sebagai huruf awal setiap kata

2. Disembunyikan sebagai huruf akhir setiap kata

22

Kriteria Steganografi yang Bagus

​

1. Imperceptible

Keberadaan pesan rahasia tidak dapat dipersepsi.

​

2. Fidelity.

Mutu cover-object tidak jauh berubah akibat embedded.

​

3. Recovery.

Data yang disembunyikan harus dapat diungkapkan kembali.

​

Kriteria robustness tidak terlalu penting karena yang utama steganografi bertujuan untuk menghindari kecurigaan (lawan tidak menyadari keberadaan pesan tersembunyi).

23

Steganografi pada Citra Digital

Teknik yang digunakan:

• Spatial (time) domain

Memodifikasi langsung nilai byte dari cover-object (nilai byte dapat merepresentasikan intensitas/warna pixel atau amplitudo)

Contoh: Metode modifikasi LSB

​

• Tranform domain

Memodifikasi hasil transformasi sinyal dalam ranah frekuensi.

Contoh: Metode Spread Spectrum

​

24

Citra Digital

• Citra terditri atas sejumlah pixel. Citra 200 x 150 berarti memiliki 200 x 150 pixel = 30000 pixel

​

​

​

​

​

​

​

• Setiap pixel panjangnya n-bit. Contoh: citra 8- bit, citra 24-bit, dsb. Nilai pada setiap pixel menyatakan derajat keabuan.

​

25

26

100100111001010010001010

Pada citra 24-bit (real image), 1 pixel = 24 bit,

terdiri dari komponen RGB (Red-Green-Blue)

R

G

B

Metode LSB (spatial domain)

• Memanfaatkan kelemahan indra visual manusia dalam mengamati perubahan sedikit pada gambar

• Caranya: Mengganti bit LSB pixel dengan bit data.

​

11010010

​

MSB LSB

​

Mengubah bit LSB hanya mengubah nilai byte satu lebih tinggi atau satu lebih rendah dari nilai sebelumnya 🡪 tidak berpengaruh terhadap persepsi visual/auditori.

27

LSB = Least Significant Bit

MSB = Most Significant Bit

Metode LSB

• Misalkan penyisipan pada citra 24-bit. Setiap pixel panjangnya 24 bit (3 x 3 byte, masing-masing komponen R (1 byte), G (1 byte), dan B (1 byte))

00110011 10100010 11100010

(misalkan pixel dipersepsi sebagai warna ungu)

​

• Misalkan bit-bit embedded message: 010

​

​

• Encoding: 00110010 10100011 11100010

(pixel berwarna “ungu berubah sedikit”, manusia tidak dapat membedakan secara visual dengan citra aslinya)

28

29

PESAN RAHASIA :

LEDAKAN BOM PUKUL 13.00!

0

00110011

10100010

11100010

01101111

1

1

1

00110010

10100011

11100011

01101111

Sidang Tugas Akhir – Yulie Anneria Sinaga 13504085

• Pergeseran warna sebesar 1 dari 256 warna tidak dapat dilihat oleh manusia

• Jika pesan = 10 bit, maka jumlah byte yang digunakan = 10 byte

​

• Contoh susunan byte yang lebih panjang:

00110011 10100010 11100010 10101011 00100110

10010110 11001001 11111001 10001000 10100011

​

• Pesan: 1110010111

​

• Hasil penyisipan pada bit LSB:

00110011 10100011 11100011 10101010 00100110

10010111 11001000 11111001 10001001 10100011

30

31

• Ukuran data yang akan disembunyikan bergantung pada ukuran cover-object.

​

• Mialkan citra 24-bit ber ukuran 256 × 256 pixel = 65536 pixel.

​

• Setiap pixel berukuran 3 byte (komponen RGB), berarti ada 65536 × 3 = 196608 byte.

​

• Setiap 1 byte menyembunyikan satu bit di LSB-nya, maka ukuran data yang dapat disembunyikan:

196608/8 = 24576 byte

32

• Untuk memperkuat teknik penyembunyian data, bit-bit data rahasia tidak digunakan mengganti byte-byte yang berurutan, namun dipilih susunan byte secara acak.

​

• Pembangkit bilangan acak-semu (PRNG: pseudo-random number generator) digunakan untuk membangkitkan bilangan acak.

​

• Umpan (seed) untuk bilangan acak berlaku sebagai kunci (stego-key).

​

• Misalnya jika terdapat 50 byte dan 6 bit data yang akan disembunyikan, maka maka byte yang diganti bit LSB-nya dipilih secara acak, misalkan byte nomor 36, 5, 21, 10, 18, 49.

33

Ekstraksi pesan dari Stego-object

• Pesan yang disembunyikan di dalam citra dapat diungkap kembali dengan mengekstraksinya.

​

• Posisi byte yang menyimpan bit pesan dapat diketahui dari bilangan acak yang dibangkitkan oleh PRNG.

​

• Jika kunci yang digunakan pada waktu ekstraksi sama dengan kunci pada waktu penyisipan, maka bilangan acak yang dibangkitkan juga sama.
• Dengan demikian, bit-bit data rahasia yang bertaburan di dalam citra dapat dikumpulkan kembali.

34

Program Stegano shareware

1. InPlainView: http://www.simtel.net/product.php%5Bid%5D12796%5BSiteID%5Dsimtel.net

Keterangan: hanya untuk citra .bmp

​

1. S-tools

http://digitalforensics.champlain.edu/download/s-tools4.zip

Keterangan: untuk citra GIF dan BMP. Pesan dienkripsi terlebih dahulu.

​

35

Steganalisis

(Sumber: TA Yuli Anneria Sinaga IF 2004

​

• Steganalisis: Ilmu dan seni untuk mendeteksi ada-tidaknya pesan tersembunyi dalam suatu objek.

​

• Steganalisis untuk metode LSB:
• Metode subjektif melibatkan indera penglihatan manusia.

contoh: enhanced LSB

​

• Metode statistik melibatkan analisis matematis.

contoh : uji chi-square dan RS-analysis

​

36

Enhanced LSB

• Memanfaatkan indera penglihatan 🡪 inspeksi kerusakan pada gambar akibat penyisipan [WES99]

​

• Ide dasar :

37

Sidang Tugas Akhir – Yulie Anneria Sinaga 13504085

Enhanced LSB (2)

38

Sidang Tugas Akhir – Yulie Anneria Sinaga 13504085

39

40

Metode enhanced-LSB bagus untuk citra dengan kontras tinggi,

yaitu citra yang memiliki warna latar yang jelas atau memiliki

perbedaan warna yang kontras antara latar dengan gambar utama

41

42

43

Untuk citra dengan kontras rendah (seperti citra

hasil fotografi), metode enhanced LSB seringkali

menyulitkan steganalis. Karena steganalis akan kesulitan

membedakan antara gambar yang seharusnya muncul

dengan pesan rahasia.

• Sekali citra diketahaui mengandung pesan rahasia, maka pesan tsb bisa dihancurkan dengan mengganti seluruh bit-bit LSB

44

45

46

Steganografi pada Data Audio

• Sama seperti citra, bit pesan rahasia dapat disisipkan pada bit LSB data aduo yang tidak terkompresi (format WAV).

​

• Perbedaannya adalah perubahan bit pada audio mempunyai efek lebih peka dibandingkan pada gambar. Perubahan bit LSB terasa merusak kualitas suara pada musik lembut, misalnya

​

• Metode LSB tidak bagus untuk format mp3 atau format terkompresi lainnya (mengapa?)

​

47

48

Steganografi pada Video

• Setiap video terdiri dari banyak frame
• Setiap frame = 1 image
• Teknik penyisipan sama seperti citra
• Untuk format video yang tidak terkompresi (misal AVI), dapat menggunakan metode LSB

49

Steganografi pada teks

• Metdoe sederhana: Penambahan spasi pada teks
• Bit 1 🡪 1 spasi
• Bit 0 🡪 tidak ada spasi
• Contoh:

Covertext: “Hari ini kita ditraktir makan”

∨ ∨ ∨ ∨

Pesan rahasia (dalam bit): 1011

Stegotext:“Hari ini kita ditraktir makan”

∨∨ ∨ ∨∨ ∨∨

50