artikel digital watermark

5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 1/12

TUGAS SEKURITI KOMPUTER

DIGITAL WATERMARK

Disusun Oleh :

Nama : Fauzan Bekti Nugroho

NIM : 3085113013

Dosen :IKRIMACH, S.Kom

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS TEKNOLOGI YOGYAKARTA

2009



DIGITAL WATERMARK

Perkembangan teknologi digital serta internet saat ini telah memberi

kemudahan untuk melakukan akses serta mendistribusikan berbagai informasi dalam

format digital.Beberapa faktor yang membuat data digital (seperti audio, citra, video dan

text) banyak digunakan antara lain :

1. Mudah diduplikasi dan hasilnya sama dengan aslinya.

2. Murah untuk penduplikasian dan penyimpanan,

3. Mudah disimpan dan kemudian untuk diolah atau diproses lebih lanjut,

4. Serta mudah didistribusikan, baik dengan media disk maupun melalui jaringan

seperti internet.

Kemudahan tersebut akhirnya dapat digunakan secara “negatif” tanpa

memperhatikan aspek hak cipta ( Intellectual Property Right ). Perlindungan hak cipta

terhadap data digital memang sudah menjadi perhatian orang-orang sejak

dulu.Banyak cara yang sudah ditempuh untuk memberikan atau melindungi data

digital, seperti: encryption, copy protection, visible marking, header marking, dan

sebagainya, tetapi semua cara tersebut memiliki kelemahannya masing-masing.

Teknologi watermarking merupakan suatu solusi didalam

melindungi hak cipta kepemilikan terhadap data-data digital, yang akhir-akhir ini

dikembangkan para peneliti, yang memiliki sifat-sifat invisibility dan robustness yang

dapat diatur serta data yang terwatermark dapat diduplikasi seperti layaknya data

digital. Ide awal teknologi watermarking muncul pada tahun 1990, dan pada tahun

1993 Tirkel et al mulai menggunakan kata 'watermark ' dalam papernya.

1. DIGITAL WATERMARKING

Istilah watermarking ini muncul dari salah satu cabang ilmu yang disebut

dengan steganography. Stegranography merupakan suatu cabang ilmu yang

mempelajari tentang bagaimana menyembunyikan suatu informasi “rahasia” di dalam

suatu informasi lainnya. Perbedaan stegranograpy dengan cryptography terletak pada

bagaimana proses penyembunyian data dan hasil akhir dari proses tersebut.

Cryptography melakukan proses pengacakan data aslinya sehingga menghasilkan data

terenkripsi yang benar- benar acak / seolah-olah berantakan (tetapi dapatdikembalikan

ke bentuk semula) dan berbeda dengan aslinya, sedangkan stegranography



menyembunyikan dalam data lain yang akan ditumpanginya tanpa mengubah data

yang ditumpanginya tersebut sehingga data yang ditumpanginya sebelum dan setelah

proses penyembunyian hampir sama. Dengan kata lain keluaran stegranography ini

memiliki bentuk persepsi yang sama dengan bentuk aslinya, tentunya persepsi

disinioleh indera manusia, tetapi tidak oleh komputer atau perangkat pengolah digital

lainnya.

Steganography dan Cryptography pada citra.

Watermarking (tanda air) dapat diartikan sebagai suatu teknik penyembunyian

data atau informasi “rahasia” kedalam suatu data lainnya untuk “ditumpangi” (kadang

disebut dengan host data), tetapi orang lain tidak menyadari kehadiran adanya data

tambahan pada data host -nya. Jadi seolah-olah tidak ada perbedaan antara data host

sebelum dan sesudah proses watermarking. Watermarking ini memanfaatkan

kekurangan-kekurangan sistem indera manusia seperti mata dan telinga. Jadi

watermaking merupakan suatu cara untuk penyembunyian atau penanaman

data/informasi tertentu (baik hanya berupa catatan umum maupun rahasia) kedalam

suatu data digital lainnya, tetapi tidak diketahui kehadirannya oleh indera manusia

(indera penglihatan atau indera pendengaran), dan mampu menghadapi proses-proses

pengolahan sinyal digital yang tidak merusak kualitas data yang ter-watermark

sampai pada tahap tertentu.

Disamping itu data yang ter-watermark harus tahan (robust ) terhadap serangan-

serangan baik secara sengaja maupun tidak sengaja untuk menghilangkan data

watermark yang terdapat didalamnya.



Mutu dari teknik watermarking meliputi beberapa parameterparameter utama

yang berikut ini:

a. FidelityPerubahan yang disebabkan oleh tanda (mark ) semestinya tidak

mempengaruhi nilai isi, idealnya tanda harusnya tidak dapat dilihat, sehingga

tidak dapat dibedakan antara data yang ter-watermark dan data yang asli. Salah

satu trade off antara karakteristik watermarking yang sangat kelihatan adalah

antara robustness dengan fidelity. Dalam beberapa literatur fidelity kadang disebut

dengan invisibility untuk jenis data citra dan video. Yang dimaksud dengan fidelity

disini adalah derajat degradasi host data sesudah diberi watermark dibandingkan

dengan sebelum diberi watermark . Biasanya bila robustness dari watermark tinggi

maka memiliki fidelity yang rendah, sebaliknya robustness yang rendah dapat

membuat fidelity yang tinggi. Jadi sebaiknya dipilih trade-off yang sesuai,

sehingga keduanya dapat tercapai sesuai dengan tujuan aplikasi. Untuk host data

yang berkualitas tinggi maka fidelity dituntut setinggi mungkin sehingga tidak

merusak data aslinya, sedangkan host data yang memiliki noise (kualitas kurang)

maka fidelitynya bisa rendah.

b. Robustness

Watermark di dalam host data harus tahan terhadap beberapa operasi

pemrosesan digital yang umum seperti pengkonversian dari digital ke analog dan

dari analog ke digital, dan manipulasi data. Pada robust watermark , data

disisipkan dengan sangat kuat, sehingga jika ada yang berusaha menghapusnya

maka gambar atau suara yang disisipi akan ikut rusak dan tidak punya nilai

komersial lagi.

a. Security

Watermarking harus tahan terhadap usaha segaja memindahkan/mencopy

watermark dari satu multimedia data ke multimedia data lainnya.

Pada ketiga kriteria diatas, fidelity merupakan kriteria paling tinggi.

2. STRUKTUR DARI WATERMARKING

Penerapan watermarking pada data digital seperti text, citra, video dan audio,

dilakukan langsung pada jenis data digital tersebut (misalnya untuk citra dan video



pada domain spasial, dan audio pada domain waktu) atau terlebih dahulu dilakukan

tranformasi ke dalam domain yang lain.

Berbagai transformasi yang dikenal dalam pemrosesan sinyal digital seperti:

FFT (Fast Fourier Transform), DCT ( Discreate Cosine Transform), DWT ( Discreate

Wavelet Transform), dan sebagainya. Penerapan watermaking pada berbagai domain

dengan berbagai transform turut mempengaruhi berbagai parameter penting dalam

watermarking.

Terdapat 3 sub-bagian watermarking yang membentuknya yaitu:

a. Penghasil Label Watermark

b. Proses penyembunyian Label

c. Menghasilkan kembali Label Watermark dari data yang terwatermark .

Proses watermark dan menghasilkan kembali label watermark

Label watermark adalah sesuatu data/informasi yang akan kita masukkan ke

dalam data digital yang ingin di-watermark. Ada 2 jenis label yang dapat digunakan :

a. Text biasa

Label watermark dari text biasanya menggunakan nilai-nilai ASCII dari

masing-masing karakter dalam text yang kemudian dipecahkan atas bit-per-bit,

kelemahan dari label ini adalah, kesalahan pada satu bit saja akan

menghasilkan hasil yang berbeda dengan text sebenarnya.

b. Logo atau Citra atau Suara

Berbeda dengan text, kesalahan pada beberapa bit masih dapat

memberikan persepsi yang sama dengan aslinya oleh pendengaran maupun

penglihatan kita, tetapi kerugiannya adalah jumlah data yang cukup besar. Key

pada gambar 2 diatas digunakan untuk mencegah penghapusan secara

langsung watermark oleh pihak tak bertanggung jawab, dengan menggunakan



metoda enkripsi yang sudah ada. Sedangkan ketahanan terhadap proses-proses

pengolahan lainnya, itu tergantung pada metoda watermarking yang

digunakan. Tetapi dari berbagai penelitian yang sudah dilakukan belum ada

suatu metoda watermarking ideal yang bisa tahan terhadap semua proses

pengolahan digital yang mungkin. Biasanya masing-masing penelitian

menfokuskan pada hal-hal tertentu yang dianggap penting.

3. WATERMARKING PADA CITRA DIGITAL

Terdapat banyak metoda watermarking untuk citra digital yang sudah diteliti.

Teknik watermarking pada image digital dapat diklasifikasikan dalam dua kategori,

yaitu teknik domain spatial (spatial watermark ) dan teknik domain frekuensi (spectral

watermark ). Pada watermarking untuk citra yang dilakukan pada domain

spatial,penyisipan dilakukan dengan sedikit mengubah nilai pixel- pixel tertentu.

Proses watermaking pada citra

Sedangkan jika menggunakan domain frekuensi, maka citra tersebut diubah

dahulu ke dalam domain transform (biasanya dengan DFT atau DCT) kemudian

penyisipan data dilakukan dengan sedikit mengubah nilai koefisien tertentu yangdipilih.

Beberapa teknik-teknik yang sudah diteliti akan dijelaskan dibawah ini.

a. LSB (Least Significant Bit) Coding

Metoda ini menggunakan teknik domain spatial dan merupakanmetoda

yang paling sederhana tetapi yang paling tidak tahan terhadapsegala proses

yang dapat mengubah nilai-nilai intensitas pada citra.Metoda ini akanmengubah nilai LSB ( Least Significant Bit ) komponen luminansi atau warna



menjadi bit yang bersesuai dengan bit label yang akan disembunyikan.

Memang metoda ini akan menghasilkan citra rekonstruksi yang sangat mirip

dengan aslinya, karena hanya mengubah nilai bit terakhir dari data. Tetapi

sayang tidak tahan terhadap proses-proses yang dapat mengubah data citra

terutama kompresi JPEG. Metoda ini paling mudah diserang, karena bila

orang lain tahu maka tinggal membalikkan nilai dari LSB-nya maka data label

akan hilang seluruhnya.

Blok diagram dari sistem watermarking yangdiusulkan

b. Secure Spread Spectrum Watermarking for Multimedia

Langkah-langkah penyisipan Watermark



Encoding dan decoding dari Watermark

Metode yang diperkenalkan oleh Ingemar J. Cox dkk ini didasarkan

pada domain frekuensi, dengan menanamkan sejumlah urutan bilangan real

sepanjang n pada citra N x N dengan menghitung/mentransformasikan terlebih

dahulu menjadi koefisien DCT N x N. Bilangan tersebut ditanamkan pada n

koefisien DCT yang paling penting/besar, tidak termasuk komponen DC.

c. Improved Spread Spectrum : A new modulation technique for robust

watermarking

Metode ini diusulkan oleh Henrique S. Malvar , memperkenalkan

teknik yang disebut Improved Spread Spectrum (ISS), meningkatkan metode

yang telah diperkenalkan oleh Ingemar J. Cox. Dalam prakteknya

memindahkan signal yang menjadi sumber inteferensi, untuk menghasilkan

peningkatan kualitas dari proses watermarking. Dari hasil yang didapatkan



metode ini memiliki karakteristik yang lebih robust dari metode Spread

Spektrum yang sudah pernah dilakukan.

d. Data Hiding for Copyright Protection of Still Images

Metode ini diusulkan oleh J.R. Hernandez, Sinyal Host Source

Encoder bersesuaian dengan image yang akan di-watermark . Sumber

Informasi yang disembunyikan membangkitkan suatu pesan yang

mengidentifikasi kedua-duanya issuer dan penerima host data, dan secara

bebas pilih informasi tambahan. Pesan ini kemudian dipetakan ke suatu bentuk

gelombang yang dimodulasi yang ditambahkan pada image. Salah satu tujuan

dari skema watermark ini adalah untuk membuatya sulit untuk ditebak

pemetaan yang tepat antara informasi dan bentuk gelombang yang dimodulasi.

Untuk maksud ini proses modulasi mempunyai suatu kunci rahasia K sebagai

salah satu parameter.

Pada model ini perubahan bentuk oleh image selama distribusi dan hak

pemakaian oleh penerima yang diharapkan, image yang dikirimkan dapat

diinterupsi dan digerakkan oleh suatu agen yang tidak sah atau bahkan oleh

penerima yang diharapkan yang menghapus atau merusak watermark dan

secara tidak sah mendistribusikan image tersebut.

Dalam rangka untuk menjamin proses watermark yang terjamin, sinyal

yang disembunyikan harus tidak dapat dipisahkan dari image yang asli.

Dengan kata lain, harus sukar untuk menaksir image yang asli dari image yang

diwatermark dengana kunci rahasia yang tidak dikenal.

Model umum sistem penyembunyian data



e. Patchwork

Metoda ini diusulkan oleh Bender et al. [7] dengan pendekatan

statistik, yang dikenal sebagai Patchwork , didasarkan pada suatu

pseudorandom proses statistik. Patchwork dengan cara tidak kelihatan

(invisibly) melekatkan pada host image dengan pendekatan statistik spesifik,

yang mempunyai suatu distribusi Gaussian.

Metoda ini menanamkan label 1 bit pada citra digital dengan

menggunakan pendekatan statistik. Dalam metoda ini, sebanyak n pasang titik

(ai,bi) pada citra dipilih secara acak. Brightness dari ai dinaikkan 1 (satu) dan

brightness dari pasangannya bi diturunkan satu. Nilai harapan dari jumlah

perbedaan n pasang titik tersebut adalah 2n. Ketahanan metoda ini terhadap

kompresi JPEG dengan parameter kualitas 75%, maka label tetap dapat dibaca

dengan probabilitas kebenaran sebesar 85%.

Dua patch dipilih secara pseudorandom, yang pertama A, yang

kedua B. Data image dalam patch A diterangi sedang data dalam patch

B digelapkan. Statistik unik ini menandai adanya ketidakhadiran atau

kehadiran suatu tandatangan. Patchwork tidak terikat pada content/isi

host image.

single iteration pada metode Patchwork



f. Pitas & Kaskalis

Mengusulkan metoda yang hampir sama dengan metoda yang

diusulkan oleh Bender [2]. Metoda ini membagi sebuah citra atas dua bagian

(subsets) sama besar (misalnya dengan menggunakan random generator ) atau

dengan sebuah digital signature S yang merupakan pola biner dengan ukuran

N x M dimana jumlah biner "1" (satu) sama dengan jumlah biner "0" (nol).

Kemudian salah satu subset ditambahkan dengan faktor k (bulat positif).

Faktor k diperoleh dar perhitungan variansi dari kedua subset. Verifikasi

dilakukan dengan menghitung perbedaan rata-rata antara kedua subset. Nilai

yang diharapkan adalah k bila ada label yang ditanamkan. Metoda ini hanya

tahan terhadap kompresi JPEG dengan ratio 4:1 (faktor kualitas kira-kira lebih

dari 90%).

g. Caroni

Mengusulkan metoda penyembunyian sejumlah bit label pada

komponen luminansi dari citra dengan membagi atas blok-blok, kemudian

setiap pixel dari satu blok akan dinaikan dengan faktor tertentu bila ingin

menanamkan bit '1', dan nilai-nilai pixel dari blok akan dibiarkan bila akan

menanamkan bit '0'. Untuk mendapatkan labelnya kembali, maka brightness

setiap titik dari citra yang terlabel akan dikurangkan dengan citra asli. Jika

rata-rata dari satu blok pixel melewati suatu nilai (threshold ) tertentu, maka

akan dinyatakan sebagai bit '1', bila tidak maka dinyatakan sebagai bit '0'.

Setelah mengalami kompresi JPEG, metoda ini dapat tahan terhadap faktor

kualitas sebesar 30%.

h. Randomly Sequenced Pulse Position Modulated Code (RSPPMC)

Diusulkan oleh Zhao & Koch, bekerja pada domain DCT seperti

metoda Cox. Berbeda dengan metoda Cox, metoda ini berdasarkan prinsip

format citra JPEG, membagi citra menjadi blok-blok 8x8 dan kemudian

dilakukan transforamsi DCT, kemudian menggunakan prinsip spread spectrum

(metoda frequency hopped ) dan RSPPMC ( Randomly Sequenced Pulse

Position Modulated Code), koefisienkoefisien DCT tersebut diubah

sedemikian rupa sehingga akan mengandung informasi 1 bit dari label, seperti

dipilih tiga koefisien untuk disesuaikan dengan bit label yang ingin



ditanamkan. Contohnya untuk menanamkan bit '1' ke dalam suatu blok

koefisien DCT 8x8, koefisien ketiga dari ketiga koefisien yang terpilih harus

diubah sedemikian rupa sehingga lebih kecil dari kedua koefisien lainnya.

i. Multimedia Rights Protection Digital Image Watermarking Techniques

Metode yang dibahas oleh James Padgett, mengemukakan suatu cara

digital image dapat diwatermark dengan menggunakan image yang utuh teknik

transformasi DCT spread spektrum untuk melindungi hak kepemilikan data

multimedia. Variasi dalam faktor skala á (embedding strength) dan memberi

panjangnya watermark n yang telah diuji dengan algoritma yang mula-mula

diusulkan oleh Cox ( 1995) dan kemudian ( Cox 1997). Dari hasil pengujian

menunjukkan bahwa faktor skala mempunyai efek yang sangat besar pada

ketahanan algoritma. Sebagai faktor skala (embedding strength) meningkatkan

ketahanan melawan terhadap serangan. Dalam paper Cox ( 1997) menyatakan

" .... watermark yang lebih panjang mungkin digunakan untuk suatu image

yang terutama sensitif pada modifikasi besar dari komponen spektralnya... "

Pada paper ini statement tersebut telah dibuktikan.

artikel digital watermark

Documents