JITTER- Jurnal Ilmiah Teknologi dan Komputer Vol.5, No.1 April 2024

Perancangan Integrasi Sistem Enkripsi dan Steganografi untuk Pengamanan Data Suara Manusia Berbasis Web

A.A Putu Priyamdeva Arya Maheswaraa1, Gusti Made Arya Sasmitaa2, A.A Ketut Agung Cahyawan Wiranathaa3

aaProgram Studi Teknologi Informasi, Fakultas Teknik, Universitas Udayana

Bukit Jimbaran, Bali, Indonesia Telp. (0361) 701806

e-mail: 1priyamdeva.arya@gmail.com, 2 aryasasmita@unud.ac.id, 3agung.cahyawan@unud.ac.id

Abstrak

Steganografi audio pada gambar ialah metode yang digunakan buat menyembunyikan pesan audio secara rahasia dalam gambar. Metode Least Significant Bit (LSB) ini pula dipadukan dengan Advanced Encryption Standard (AES) dalam meningkatkan keamanan pesan yang dirahasiakan. Pesan audio yang hendak dirahasiakan, bisa dienkripsi menggunakan Advanced Encryption Standard (AES) saat sebelum disisipkan ke dalam gambar. Advanced Encryption Standard (AES) bisa dipadukan dengan pemakaian Rivest Shamir Adleman (RSA) pada kunci Advanced Encryption Standard (AES). Rivest Shamir Adleman (RSA) digunakan dalam meningkatkan keamanan pada kunci Advanced Encryption Standard (AES). Kunci Advanced Encryption Standard (AES) bisa dienkripsi menggunakan Rivest Shamir Adleman (RSA) saat sebelum disematkan dalam gambar menggunakan Metode Least Significant Bit (LSB), sehingga hanya penerima yang mempunyai kunci Rivest Shamir Adleman (RSA) yang cocok untuk mengakses pesan audio yang dirahasiakan. Hasil dari pengolahan tersebut bisa dinilai dari angka PSNR (Peak-Signal-to-Noise Ratio).

Kata kunci: Steganografi, Least Significant Bit, Advanced Encryption Standard, Rivest-Shamir-Adleman, Peak Signal to Noise Ratio

Abstract

Audio steganography on images is a method used to secretly hide audio messages in images. The Least Significant Bit (LSB) method is also combined with Advanced Encryption Standard (AES) to increase the security of confidential messages. Audio messages that you want to keep secret can be encrypted using Advanced Encryption Standard (AES) before being inserted into the image. Advanced Encryption Standard (AES) can be combined with the use of Rivest Shamir Adleman (RSA) on Advanced Encryption Standard (AES) keys. Rivest Shamir Adleman (RSA) is used to increase the security of Advanced Encryption Standard (AES) keys. The Advanced Encryption Standard (AES) key can be encrypted using Rivest Shamir Adleman (RSA) before being inserted into the image using the Least Significant Bit (LSB) Method, so that only recipients who have the Rivest Shamir Adleman (RSA) key are suitable for accessing the audio message. kept secret. The results of this processing can be measured from the PSNR (Peak-Signal-to-Noise Ratio) figure.

Keywords : Steganography, Least Significant Bit, Advanced Encryption Standard, Rivest-Shamir-Adleman, Peak Signal to Noise Ratio

  • 1.    Introduction

Pesatnya kemajuan teknologi menjadikan keamanan komunikasi internet menjadi perhatian penting. Berbagai bentuk komunikasi, seperti telepon, pesan, dan panggilan video, rentan terhadap penyadapan. Upaya mengamankan data suara semakin penting seiring dengan meningkatnya teknologi pengenalan suara, aplikasi suara digital, dan layanan berbasis suara. Privasi, keamanan komunikasi, pengenalan dan autentikasi suara, pencegahan penipuan, dan sistem suara yang aman merupakan aspek utama perlindungan data suara [1].

Untuk mengatasi tantangan ini, enkripsi data, protokol keamanan komunikasi, dan praktik keamanan informasi sangatlah penting. Organisasi dan pengembang teknologi suara harus

mematuhi peraturan keamanan dan privasi yang berlaku dan terus meningkatkan teknologi keamanan suara [2].

Pemecahan utama untuk mengamankan informasi suara yaitu dengan penelitian ini. Steganografi menyembunyikan pesan di dalam media lain, sehingga tidak ditemukan. Riset ini berfokus pada keamanan informasi dalam integrasi sistem enkripsi serta steganografi, spesialnya penyisipan pesan dalam format audio MP3 ke dalam file gambar PNG dengan tata cara Least Significant Bit (LSB), hash, kompresi, Advanced Encryption Standard (AES), serta Rivest Shamir Adleman (RSA). Tujuannya merupakan buat membuat aplikasi secara open source untuk pengguna semacam detektif swasta ataupun petugas intelijen yang tidak sanggup membeli aplikasi handal. Riset ini bertujuan buat membagikan pemecahan yang bisa diterapkan secara luas, tercantum pada pengajuan pinjaman online memakai verifikasi suara.

  • 2.    Research Method

Metodologi riset ialah tahapan bawah yang dicoba dalam sesuatu riset dengan tujuan agar proses riset bisa terlaksana dengan lebih tertib, sistematis, terkontrol serta terencana. Metodologi ini mempunyai 6 tahapan yang bisa dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1 Metodologi Riset

  • Gambar 1 menguraikan tahapan dari metodologi riset. Tahapan ini digunakan untuk memperbaiki atau mengembangkan sistem baru.

  • 1.    Identifikasi Permasalahan: Langkah ini bertujuan untuk mengidentifikasi masalah komunikasi pesan suara yang disadap oleh orang lain, yang dapat mengakibatkan penyalahgunaan informasi penting.

  • 2.    Identifikasi Objek dan Solusi Masalah: Tahap ini meliputi analisis studi literatur untuk menentukan tujuan dan arah penelitian, serta menemukan solusi baru.

  • 3.    Perancangan dan Pengembangan: Perancangan sistem dilakukan untuk membuat model sementara dari sistem yang akan dirancang, meliputi gambaran umum, perancangan basis data, dan perancangan antarmuka.

  • 4.    Demonstrasi (Implementasi): Hasil sistem didemonstrasikan untuk mendapatkan saran perbaikan.

  • 5.    Evaluasi dan Pengujian: Tahap ini bertujuan untuk mengetahui fungsionalitas sistem dan kemampuan pemecahan masalah, serta mengukur kemampuannya dalam memenuhi keinginan pengguna. Pengujian dilakukan dengan menggunakan pengujian black box.

  • 6.    Komunikasi: Hasil penelitian yang telah selesai didokumentasikan melalui laporan atau publikasi di jurnal [3].

Gambar 2 Gambaran Umum

Gambar 2 merupakan gambaran umum dari Perancangan Integrasi Sistem Enkripsi dan Steganografi untuk Pengamanan Data Suara Manusia Berbasis Web. Pengguna dapat mendaftar untuk sebuah akun, atau masuk jika sudah memilikinya. Sistem memeriksa keberadaan akun di database, setelah login, pengguna dapat melakukan encode dan decode data, untuk memasukkan data audio ke dalam gambar, pengguna harus input file audio MP3 dan gambar PNG, jka tidak ada data audio, pengguna dapat merekam audio. Hasil proses penyisipan dapat disimpan. Pengguna yang ingin mengekstrak data audio, pengguna harus memasukkan file sisipan yang telah disisipkan sebelumnya. Hasil proses ekstraksi juga bisa disimpan.

Gambar 3 Diagram Alur Sistem

Gambar 3 merupakan diagram alur utama Perancangan Integrasi Sistem Enkripsi dan Steganografi untuk Pengamanan Data Suara Manusia Berbasis Web. Prosesnya dimulai dengan pengguna diminta untuk login, jika pengguna tidak memiliki akun, mereka akan diminta untuk mendaftar, yang tersedia saat login. Pengguna setelah login berhasil, pengguna akan diarahkan ke Halaman Dashboard. Pengguna dapat memilih untuk Encode atau Decode data. Pengguna yang memilih opsi encode, mereka akan diminta untuk memilih menu encode, sebaliknya, jika pengguna ingin melakukan decode, maka pengguna akan diminta untuk memilih menu decode.

Gambar 4 Diagram Alur Proses Encode

Gambar 4 merupakan diagram alur proses encode dari Perancangan Integrasi Sistem Enkripsi dan Steganografi untuk Pengamanan Data Suara Manusia Berbasis Web. Proses diawali dari pengguna yang berhasil login. Pengguna dapat memasukkan data dengan memilih menu encode, dan memasukkan pesan audio rahasia dalam bentuk MP3 dan gambar PNG sebagai cover. Sistem mengubah pesan audio menjadi teks, mengompresnya melalui ZIP, dan melakukan hashing menggunakan SHA256. Hasil kompresi dan hashing digabungkan dan dienkripsi menggunakan Advanced Encryption Standard (AES). Kunci AES diamankan menggunakan Rivest-Shamir-Adleman (RSA) dan dilakukan kombinasi menjadi hasil enkripsi AES. Hasil ini melanjutkan proses penyisipan. Data pesan dilakukan embedding ke dalam gambar menggunakan Metode Least Significant Bit (LSB). Sistem menghasilkan file yang sudah diproses dan diberikan kepada pengguna dalam bentuk gambar PNG, yang menunjukkan proses penyisipan berhasil.

Gambar 5 Diagram Alur Proses Decode

Gambar 5 merupakan diagram alur proses decode dari Perancangan Integrasi Sistem Enkripsi dan Steganografi Untuk Pengamanan Data Suara Manusia Berbasis Web. Proses diawali dari pengguna yang berhasil login. Pengguna yang ingin ekstrak data dapat memilih menu decode lalu menginput file berisi pesan rahasia berupa audio dalam format gambar PNG. Proses decoding dimulai dengan ekstraksi data menggunakan Metode Least Significant Bit (LSB) sebagai menghilangkan audio rahasia dari citra, jika ada pesan, sistem akan memverifikasi kuncinya, jika dekripsi Rivest-Shamir-Adleman (RSA) berhasil, sistem akan melakukan decrypt kunci Advanced Encryption Standard (AES), menghasilkan kunci AES. Proses jika decrypt RSA gagal, maka hasil enkripsi AES tidak dapat di decode. Decode AES menghasilkan serangkaian gabungan file ZIP, termasuk hashing dan teks audio. File tersebut dipisah sehingga ekstraksi file dapat terjadi dan menghasilkan teks audio. Teks audio ini kemudian diubah menjadi file audio dengan mengubah teks menjadi audio.

  • 3.    Result and Discussion

Sistem yang telah dirancang perlu diuji. Pengujian merupakan tahapan yang penting karena dengan melakukan pengujian maka perancang sistem akan mengetahui letak kesalahan pada proses input, proses data, output, dan lain-lain. Pengujian sistem mencakup bagaimana sistem melakukan fungsi-fungsi yang dirancang sebelumnya [4].

  • 3.1.    Steganography System Testing

Pengujian sistem steganografi digunakan untuk melihat keberhasilan aplikasi dalam menyisipkan pesan file audio ke dalam cover image dan mengekstrak pesan file audio dari stego-image. Pengujian encoding merupakan aspek kualitas gambar hasil steganografi dengan mencari kualitas gambar pada PSNR (Peak-Signal-to-Noise-Ratio). Pengujian pertama yang dilakukan adalah pengolahan pesan stego berupa file audio yang dilakukan menggunakan voice note dengan default sample rate 11025 Hz, 22050 Hz dan 44100 Hz [5].

Tabel 1 Encode Audio

Nama File Audio

Frekuensi (Hz)

Size

Ukuran Audio Setelah Melalui Covert Teks Audio, Hash, dan ZIP

Ukuran Audio

Setelah Encrypt AES dan RSA

Audio_1.MP3

11025 Hz

127 KB

124 KB

221 KB

Audio_2.MP3

22050 Hz

213 KB

209 KB

372 KB

Audio_3.MP3

44100 Hz

245 KB

243 KB

431 KB

Tabel 1 merupakan hasil pengujian encode audio, dimana pengujian ini menggunakan total 3 audio dengan 3 jenis frekuensi (Hz), antara lain frekuensi 11025 Hz, frekuensi 22050 Hz, dan frekuensi 44100 Hz. Pengujian yang dilakukan adalah mengukur ukuran audio setelah hashing dan kompresi serta setelah Advanced Encryption Standard (AES) dan Rivest Shamir Adleman (RSA).

Tabel 2 Encode Audio ke Gambar

Gambar dengan Resolusi 1920 X

1080

Ukuran (KB)

Pesan Audio

Ukuran Pesan Audio Sebelum Encoding (KB)

Ukuran Pesan Audio Setelah Encoding (KB)

Ukuran Stego-Image (MB)

PSNR

2,29 MB

Audio_1.MP3

127 KB

221 KB

2,63 MB

56 dB

2,29 MB

Audio_2.MP3

213 KB

372 KB

2,69 MB

53 dB

2,29 MB

Audio_3.MP3

245 KB

431 KB

2,72 MB

53 dB

Tabel 2 merupakan hasil pengujian untuk encode audio ke gambar, dimana pengujian ini menggunakan audio yang telah di encode sebelumnya. Pengujian yang dilakukan adalah encode audio ke dalam gambar. Hal yang diukur adalah perbandingan ukuran file stego image dan cover

image serta mengukur nilai Peak Signal to Noise Rasio. Stego image juga dapat dilakukan decode sehingga menghasilkan audio. Audio yang dihasilkan sama percis dengan audio yang dimasukkan sebelumnya [6].

Tabel 3 Pengujian Steganografi di Sosial Media

Fungsional

Skenario

Hasil

Keterangan

Decode menggunakan gambar yang dikirim melalui        aplikasi

Messenger

Citra yang sudah di embedding kemudian dikirim melalui aplikasi Messenger ke penerima. Penerima melakukan perubahan nama file kemudian mengirim ke pengirim

Citra yang sudah dilakukan perubahan nama file oleh penerima bisa dilakukan decode oleh pengirim

Sukses decode

Decode menggunakan gambar yang dikirim melalui        aplikasi

Whatsapp

Citra yang sudah di embedding kemudian dikirim         melalui

aplikasi Whatsapp ke penerima. Penerima melakukan perubahan nama file kemudian mengirim ke pengirim

Citra yang sudah dilakukan perubahan nama file oleh penerima tidak bisa dilakukan decode oleh pengirim

Gagal Decode

Decode menggunakan gambar yang dikirim melalui        aplikasi

Telegram

Citra yang sudah di embedding kemudian dikirim melalui aplikasi Telegram ke penerima. Pengirim mengirim citra tersebut melalui Telegram dengan pilihan “Send in a quick away”. Penerima melakukan perubahan nama file kemudian mengirim ke pengirim

Citra yang sudah dilakukan perubahan nama file oleh penerima tidak bisa dilakukan decode oleh pengirim

Gagal Decode

Decode menggunakan gambar yang dikirim melalui        aplikasi

Telegram

Citra yang sudah di embedding kemudian dikirim melalui aplikasi Telegram ke penerima. Pengirim mengirim citra tersebut melalui aplikasi Telegram dengan pilihan “Send without compression”. Penerima melakukan perubahan nama file kemudian mengirim ke pengirim

Citra yang sudah dilakukan perubahan nama file oleh penerima bisa dilakukan decode oleh pengirim

Sukses decode

Decode menggunakan gambar yang dikirim melalui aplikasi Gmail

Citra yang sudah di embedding kemudian dikirim melalui aplikasi Gmail ke penerima. Penerima melakukan

Citra yang sudah dilakukan perubahan nama file oleh penerima bisa dilakukan decode oleh pengirim

Sukses decode

perubahan nama file kemudian mengirim ke pengirim

Decode menggunakan gambar yang dikirim melalui aplikasi Line

Citra yang sudah di embedding kemudian dikirim         melalui

aplikasi Line ke penerima. Pengirim mengirim        citra

tersebut       melalui

aplikasi Line tanpa menggunakan opsi original. Penerima melakukan perubahan nama file kemudian mengirim ke pengirim

Citra yang sudah dilakukan perubahan nama file oleh penerima tidak bisa dilakukan decode oleh pengirim

Gagal decode

Decode menggunakan gambar yang dikirim melalui aplikasi Line

Citra yang sudah di embedding kemudian dikirim         melalui

aplikasi Line ke penerima. Pengirim mengirim        citra

tersebut       melalui

aplikasi Line dengan menggunakan opsi original. Penerima melakukan perubahan nama file kemudian mengirim ke pengirim

Citra yang sudah dilakukan perubahan nama file oleh penerima bisa dilakukan decode oleh pengirim

Sukses decode

Tabel 3 merupakan tabel proses pengujian steganografi pada Perancangan Integrasi Sistem Enkripsi dan Steganografi Untuk Pengamanan Data Suara Manusia Berbasis Web. Pengujian ini dilakukan dengan mengirimkan hasil encode ke aplikasi sosial media seperti Messenger, Gmail, Line, Whatsapp dan Telegram. Pengujian ini dilakukan dengan mengirimkan hasil encode kepada penerima, kemudian penerima mengubah nama file, kemudian mengirimkannya kembali menggunakan aplikasi dan opsi yang sama. Hasil pengujian ini menunjukkan decoding berhasil dan decoding gagal. Aplikasi yang berhasil melakukan decode antara lain Gmail, Messenger, Telegram, dan Line dengan opsi tanpa kompresi/file asli. Aplikasi yang gagal decode adalah WhatsApp, Telegram, Line dengan opsi send in a quick away [7].

  • 3.2.    Analysis

Histogram merupakan grafik yang menampilkan jumlah piksel pada sesuatu gambar pada tiap nilai keseriusan berbeda yang ada pada foto tersebut. Analisis histogram ini menggunakan perbedaan histogram piksel (PHD). PHD merupakan salah satu teknik evaluasi parameter citra, tekniknya dengan mengambil perbedaan antara gambar lama dan gambar sisipan.

Tabel 4 Histogram

Gambar 1920X1080

PNG

Audio MP3

Histogram     Cover

Image

Histogram     Stego-

Image

Audio_1.MP3

I ~ ⅛⅛⅛............................... ■ -


Tabel 4 merupakan hasil analisis histogram. Hasil analisis ini menunjukkan perbandingan histogram setiap gambar sebelum dan sesudah dilakukan encode audio. Terlihat pada tabel diatas bahwa histogram stego image jika dilihat secara detail menunjukkan perubahan bentuk grafik. Perbedaan ini dipicu oleh proses penyisipan karakter pesan ke dalam bit yang menyebabkan pikselnya berubah, semakin banyak karakter yang dimasukkan, grafik histogram akan semakin berubah [8].

Pengujian yang telah dilakukan melalui encode dan decode memperoleh hasil yang bervariasi untuk setiap file. Hasil yang telah diperoleh pada pengujian steganografi dapat dianalisis lebih lanjut menunjukkan bahwa ukuran file stego image bertambah karena penggunaan penyisipan Least Significant Bit (LSB) pada setiap piksel gambar memerlukan penghilangan bitmap mentah dari file gambar PNG, lalu memodifikasinya dan membuat file baru dengan data bitmap yang baru dan memungkinkan tidak semua bitmap dikompresi semudah gambar lama (cover image) [9]. Resolusi gambar hasil proses encode tidak mengalami perubahan, namun ukuran gambar jika dilihat dari gambar lama (cover image) dan gambar hasil encode (stego image) mempunyai ukuran yang berbeda. Hal ini juga mempengaruhi perbedaan ukuran audio saat diekstraksi.

Pengujian yang dilakukan melalui skenario steganografi memperoleh hasil yang beragam. Hasil yang diperoleh pada skenario steganografi dapat dianalisis lebih lanjut untuk menunjukkan bahwa kompresi sangat berpengaruh ketika bertukar pesan melalui media sosial.

Tabel 5 Imperceptibillity

Apakah kedua gambar berikut sama? Iya

Tidak



Tabel 5 merupakan pengujian imperceptibility yang artinya tidak terdeteksi pesan pada stego image. Terlihat dari kuesioner membuktikan bahwa gambar stego tidak terdeteksi oleh mata manusia.

  • 4.    Conclusion

  • 1.    Perancangan Sistem Integrasi Enkripsi dan Steganografi untuk Pengamanan Data Suara Manusia Berbasis Web telah berhasil diterapkan pada penelitian ini. Proses perancangan

meliputi pembuatan database sistem dan diagram alur, dilanjutkan dengan pembuatan sistem berbasis web sesuai desain yang dibuat.

  • 2.    Hasil pengujian menghasilkan aplikasi yang mampu melakukan penyisipan dan ekstraksi data, dilengkapi dengan fitur login, register, dan record. Gambar yang digunakan untuk menyisipkan audio mempunyai nilai PSNR (Peak-Signal-to-Noise- Ratio) yang tinggi, yang menunjukkan kemiripan yang erat antara hasil rekonstruksi dengan gambar aslinya, yaitu tidak kurang dari 30 dB. Hal ini membuatnya tidak mungkin menimbulkan kecurigaan dari orang lain.

References

  • [1]    Alifi, M. B., & Suartana, I. M. (2020). Implementasi Teknik Steganografi pada Gambar JPEG dan PNG dengan menggunakan Metode Adaptive Minimum Error Least Significant Bit Replacement ( AMELSBR ). 02, 113–119.

  • [2]    Darnita, Y., Khairunnisyah, K., & Mubarak, H. (2019). Kompresi Data Teks Dengan Menggunakan Algoritma Sequitur. Sistemasi, 8(1), 104. https://doi.org/10.32520/stmsi.v8i1.429

  • [3]    Peffers, K., Tuunanen, T., Rothenberger, M. A., & Chatterjee, S. (2007). A design science research methodology for information systems research. Journal of Management Information Systems, 24(3), 45–77. https://doi.org/10.2753/MIS0742-1222240302

  • [4]    Giovani, A. C., Wahyu Utami, Y. R., & Susyanto, T. (2019). STEGANOGRAFI PADA CITRA BITMAP MENGGUNAKAN METODE LEAST SIGNIFICANT BIT BERSILANG UNTUK TEKS TERENKRIPSI BASE64. Jurnal Ilmiah SINUS, 17(1), 73. https://doi.org/10.30646/sinus.v17i1.384

  • [5]    Hutapea, D. Y., & Hutapea, O. (2018). Watermarking Method of Remote Sensing Data Using Steganography Technique Based on Least Significant Bit Hiding. International Journal of Remote Sensing and Earth Sciences (IJReSES),        15(1),       63.

https://doi.org/10.30536/j.ijreses.2018.v15.a2824

  • [6]    Darwis, D., & Kisworo. (2017). TEKNIK STEGANOGRAFI UNTUK PENYEMBUNYIAN PESAN TEKS MENGGUNAKAN ALGORITMA END OF FILE. Jurnal Sistem Informasi Dan Telematika, 8(2).

  • [7]    Kaspari, A. (2021). ANALISIS KEAMANAN PESAN MENGGUNAKAN METODE STEGANOGRAFI LEAST SIGNIFICANT BIT (LSB). In | Analisis Keamanan Pesan Menggunakan Metode... | Andrian Kaspari (Vol. 4, Issue 1).

  • [8]    Tulloh, A. R., Permanasari, Y., & Harahap, E. (2016). Kriptografi Advanced Encryption Standard (AES) Untuk Penyandian File Dokumen. Jurnal Matematika UNISBA,   15(1).

http://ejournal.unisba.ac.id

  • [9]    Wisnu Arimurti, I. G. N. A., & Arta Wibawa, I. G. (2017). Aplikasi Steganografi Untuk Menyembunyikan Pesan Teks Pada Gambar Dengan Metode Least Significant Bit (LSB).