Upload
aria-marwan-putra
View
88
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
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
5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 2/12
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
5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 3/12
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.
5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 4/12
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
5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 5/12
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
5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 6/12
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
5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 7/12
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
5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 8/12
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
5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 9/12
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
5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 10/12
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
5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 11/12
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
5/16/2018 Artikel Digital Watermark - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/artikel-digital-watermark 12/12
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.