## Perbandingan Metode
Most Significant Bit dan Least Significant Bit pada Steganografi untuk Keamanan Data Media Digital
DEWI ROSMALA, ANGGA KUSUMA K
Institut Teknologi Nasional
Email: rosmala@yahoo.com

## ABSTRAK
Steganografi merupakan ilmu  atau teknik  menyembunyikan data ke dalam suatu media  dengan  tujuna  orang  lain  tidak  mengetahui  keberadaan  pesan  tersebut. Metode Most Significant Bit (MSB) dan Least Significant Bit (LSB) adalah metode yang digunakan dalam teknik steganografi. Biner dari secret file disisipkan kedalam bit paling berpengaruh untuk MSBatau bit paling tidak berpengaruh untuk LSB ke dalam  cover file. Dari proses penyisipan dapat dilihat perbandingan ukuran file image sebelum dan sesudah disisipi pesan rahasia. Untuk menganalisis metode mana  yang  lebih  baik  terdapat  paramater  yang  haruis  dipenuhi  oleh  masing- masing metode, suatu stego file dapat dikatakan bagus apabila memiliki nilai PSNR diatas 30 dB dan nilai MOS 3 (fair). Dari hasil penelitian dapat diambil kesimpulan, yaitu metode LSB lebih baik dari pada metode MSB, hal itu dibuktikan dengan nilai PSNR rata-rata metode LSB adalah sebesar 70.31 dB dan dengan rata-rata nilai MOS 4 (good) sedangkan metode MSB hanya memiliki nilai PSNR 28.31 dB dan rata-rata nilai MOS 2 (Poor).
Kata kunci: Steganografi, Most Significant Bit (MSB), Least Significant Bit (LSB).

## ABSTRACT
Steganography  is  the  art  and  science  which  studies  the  way  of  confidential information hiding into a medium so human doesn’t realize the message existence. Most Siginificant bit (MSB) and least significant bit (LSB) method are used method in steganography technique. Binary from secretfile inserted into most influenced bit for MSB or most uninfluenced bit for LSB into cover file. From inserted process, it can be seen the file image size comparison before and after inserted by secret message. To analyze which method are better, it has must fulfilled parameters for each methods, a stego file is good if it has above 30 dB of PSNR value and 3 (fair) of MOS value. From the test result it can be concluded, that LSB method is better than MSB method, that can be proved with 70.31 dB of LSB method PSNR average value and 4 (good) of MOS average value, meanwhile MSB method just has 28.31 dB of PSNR average value and 2 (poor) of MOS average.
Keyword: Steganography, Most Significant Bit (MSB), Least Significant Bit (LSB).

## 1. PENDAHULUAN
Steganografi  adalah  metode  untuk  melakukan  penyembunyian  informasi  atau  pesan  kedalam media lain seperti citra digital, teks, suara atau video. Metoda ini dilakukan untuk menghindari kecurigaan orang lain [1]. Dibutuhkan dua unsur dalam steganografi yaitu data rahasia ( secret file) dan media penampung ( cover file). Penerapan teknik steganografi membutuhkan sebuah metode dalam  melakukan  penyembunyian  data. Metode yang  bisa digunakan  untuk  menyembunyikan data adalah metode Most Significant Bit (LSB) dan metode Least Significant Bit (LSB). Dan dari penyembunyian  data  ke  dalam  media  digital  inilah  dapat  dilihat  perbandingan  kualitas  media digital sebelum dan sesudah penyisipan dan mencari metode manakah yang lebih baik dalam melakukan  pengamanan  data.Penelitian  yang  dibahas  adalah  mengenai  bagaimana  data diamankan dengan metode MSB dan LSB, kemudian dilakukan perbandingan dengan parameter aspek imperceptibility dengan cara Mean Opinion Score (MOS) , aspek fidelity dengan parameter pengukurannya adalah Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) dan aspek recovery.
Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan analisis untuk mengetahui metode yang lebih baik antara MSB dan LSB, dengan parameter yang diuji adalah dari aspek imperceptibility dengan cara MOS, aspek fidelitydengan pengukuran PSNR dan aspek recovery.
Data  rahasia  yang  disembunyikan  berupa message  dan  file  teks  (*.txt,)  Data  digital  yang digunakan sebagai media penyembunyian berupa file image (*.png). Perbandingan kualitas citra yang  dievaluasi  adalah  aspek imperceptibility  dengan  caraMean  Opinion  Score  (MOS),aspek fidelity dengan pengukuran menggunakan Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) dan aspek recovery.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 1.1 Subjek penelitian
Subjek penelitian pada penelitian ini adalah tiga puluh original file dan stego file digunakan untuk menganalisis perubahan kualitas citra, lalu tujuh koresponden digunakan menganalisis perubahan kualitas citra dengan Mean Opinion Score(MOS).Berikut adalah tabel parameter MOS
Tabel 1. Parameter Mos Nilai Kualitas Keterangan 5 Excellent Tidak terdapat noise sama sekali ( imperceptible ) 4 Good Noise terlihat/terdengar namun tidak mengganggu ( Perceptible but not annoying ) 3 Fair Noise sedikit mengganggu ( Slightly annoying ) 2 Poor Noise mengganggu ( Annoying ) 1 Good Noise sangat mengganggu ( Very annoying)

## 1.2 Teknik pengumpulan data
Pengujian Mean  Opinion  Score  menggunakan  teknik  Simple  Random  Sampling  (SRS).  SRS digunakan apabila penelitian bersifat umum, deskriptif dan dipilih secara acak. Setiap unit yang ada  didalam  populasi  memiliki  kesempatan  yang  sama  untuk  dapat  terpilih  sebagai  sampel (Nurfadli,2009).
Perbandingan Metode Most Significant Bit dan Least Significant Bit pada Steganografi untuk Keamanan Data Media Digital

## 1.3 Studi Literatur
Studi  ini  dilakukan  dengan  cara  mencari  sekaligus  mempelajari  beberapa  literatur  dan artikelmengenaisteganografi  sebagai  acuan  dalam  perencanaan  dan  pembuatan  sistem  atau aplikasi.

## 3. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
3.1. Proses Kerja Aplikasi Steganografi Aplikasi  steganografi  mempunyai  2  proses  yaitu  proses  penyisipan  data  ( encode)  dan  proses pengambilan data ( decode). Pada Gambar 1dapat dilihat gambaran dari proses steganografi.
Gambar 1. Gambaran Aplikasi
3.2 Proses Penyisipan Data ( encode).
Pada proses encodedibutuhkan 2 media yangdigunakan sebagai media penampung (cover file) dan media yang akan disisipkan ( secret file).Cover file yang digunakan file berformat image yang memiliki  ekstensi  *.png  sedangkan secret  file  yang  digunakan  file  berformat  *.txt.  Proses penyisipan data dapat dilihat pada Gambar 2.Contoh cover file dan  secret filedapat dilihat pada Gambar  3.  Proses  selanjutnya  adalah  pengecekan password,  dimana  password  minimal  8 karakter, apabila kurang dari 8 karakter, maka Proses MSB dan LSB tidak bias diproses.
Perbandingan Metode Most Significant Bit dan Least Significant Bit pada Steganografi untuk Keamanan Data Media Digital
Gambar 2. Proses Encode
Cover file

## Secret file
Gambar 3. Cover file dan secret file
1. Membaca ukuran secret file dan cover file Pada proses membaca ukuran secret file dan cover file program melakukan pengecekan ukuran bytes dari secret file maupun cover file, apabila jumlah bytes secret file lebih besar dari cover file maka proses selanjutnya tidak bisa dilakukan, apabila ukuran secret file lebih kecil dari 1/8 dari cover file maka proses selanjutnya dapat dilanjutkan. Berikut adalah contoh proses membaca ukuran secret file dan cover file ditunjukan oleh Gambar 4.
3kb 24kb  5kb 24kb  Gambar 4. Membaca ukuran secret file dan cover file
Pada Gambar 4 bagian atas menunjukan bahwa ukuran secret file lebih kecil dari1/8 ukuran cover file yang memiliki kapasitas maksimun 4kb. Sedangkan bagian bawah menunjukan bahwa ukuran secret file lebih besar dari 1/8 ukuran coverfile.

## 2. Konversi Ke Format Biner
Proses konversi ke format biner dibagi menjadi 2 tahapan, yaitu konversi cover file dan konversi secret file. Berikut adalah penjelasan dari masing-masing tahapan.

## 2.1 Cover file
File citra memiliki piksel (titik) pada gambar mempunyai tiga susunan  warna yaitu merah, hijau dan  biru  (RGB)  dimana  disusun  oleh  8  bit  (byte)  desimal  dari  0  sampai  dengan  255,  untuk mendapat nilai desimal RGB maka harus menggunakan algoritma color picker.Misalkan suatu citra 3x3  memiliki  nilai piksel  RGB sebagai  berikut  .Nilai paling kiri adalah  nilai dari Red,  di  tengah adalah nilai dari Green, dan nilai paling kanan adalah nilai dari Blue.
Gambar 5. Proses Cover File
cara konversi desimal ke biner adalah dengan membagi nilai desimal dengan 2 kemudian apabila hasil bagi memiliki sisa, maka masukan angka 1, apabila tidak ada sisa maka masukan angka 0, ulangi proses ini dengan tidak memasukan angka sisa (belakang koma) sampai tidak bisa dibagi dengan 2 lagi ,misalnya konversi desimal 182 ke dalam format biner:
182 ÷ 2 = 91tidak ada sisa 0 91  ÷ 2 = 45ada sisa 1 45 ÷ 2 = 22ada sisa 1
22 ÷ 2 = 11tidak ada sisa 0 11 ÷ 2 = 5               ada sisa 1 5 ÷ 2 = 2                 ada sisa 1 2 ÷ 2 = 1                 tidak ada sisa 0
1 ÷ 2 = 0                 ada sisa 1
Maka  nilai  biner  dari  182  adalah  10011101,  pembacaan  biner  tersebut  dimulai  dari  hasil pembagian angka yang terkecil terlebih dahulu. Dikonversikan ke dalam bentuk biner menjadi sebagai berikut :
10110110, 11010011, 11100101  10110110, 11010011, 11100101  10110110, 11010011, 11100101 10110110, 11010011, 11100101  10110111, 11010100, 11100110  10110100, 11010011, 11100101 10110110, 11010011, 11100101  10110110, 11010011, 11100001  10110100, 11010011, 11100101
182, 211, 229 182, 211, 229 182, 211, 229 182, 211, 229 183, 212, 230 180, 211, 229 182, 211, 229 182, 211, 225 180, 211, 229
R G B Color Picker
Perbandingan Metode Most Significant Bit dan Least Significant Bit pada Steganografi untuk Keamanan Data Media Digital

## 2.2 Secret file
Setelah mengubah cover file, langkah selanjutnya adalah mengubah secret file kedalam biner. Misalkan secret file yang akan disispkan berupa text “aku“, apabila direpresentasikan ke dalam biner yang mengacu pada tabel ASCII, kata “aku“ ini menjadi sebagai berikut:
Char Biner A 01100001 K 01101011 U 01110101
3. Mengganti bit dari cover file dengan bit dari secret file Pada proses MSB bit dari cover file yang diganti adalah bit yang paling berpengaruh atau bit yang terdepan. Berikut adalah perubahan biner RGB pada poin 2 setelah disisipi oleh secret file.
00110110, 11010011, 11100101 00110110, 01010011, 01100101 00110110, 11010011, 01100101 10110110, 11010011, 01100101 10110111, 01010100, 11100110 10110100, 01010011, 11100101 10110110, 11010011, 01100101 10110110, 01010011, 11100001 10110100, 11010011, 11100101
Sedangkan proses LSB bit dari cover file yang diganti adalah bit yang paling tidak berpengaruh atau bit yang paling belakang. Berikut adalah perubahan biner RGB pada poin 2 setelah disisipi oleh secret file.
10110110, 11010011, 11100101 10110110, 11010010, 11100100 10110110, 11010011, 11100100 10110111, 11010011, 11100100 10110111, 11010100, 11100111 10110101, 11010010, 11100101 10110111, 11010011, 11100100 10110111, 11010010, 11100001 10110100, 11010011, 11100101

## 4. Konversi cover file ke format decimal
Format  biner dari cover file yang telah disisipi secret file, formatnya dirubah kembali menjadi bilangan desimal RGB. Untuk metode MSB konversi dilakukan sebagai berikut:
54, 211, 229 54, 83, 101 182, 211, 54 182, 211, 101 183, 84, 230 180, 83, 229 182, 211, 101 182, 83, 225 180, 211, 229
Misalkan nilai 8 bit 10110110 dikonversi menjadi nilai desimal, dengan memakai rumus seperti sebagai berikut:
128 64 32 16 8 4 2 1
1 0 0 1 1 1 0 1
Proses  konversi,  nilai  dari  baris  atas  di  mana  ada  angka  1  di  baris  bawah  tabel,  kemudian ditambahkan nilai-nilai tersebut bersamaan. Misalnya, dalam contoh, menjumlahkan angka pada baris atas yang diwakili oleh angka 1 pada baris bawah maka dijumlahkan seperti ini :
128 + 16 + 8 + 4 + 1 = 182.  berikut adalah perubahan biner cover file pada poin 3 ke dalam format semula dengan menggunakan metode LSB. Berikut adalah perubahan biner dari poin 3, menjadi format semula yaitu desimal RGB dengan metode LSB .

## 5. Proses Pengambilan Data (Decode)
Pada  proses decodedibutuhkan  1  media  image yang  sudah disisipi  pesan  rahasia  (stego  file). Stego  file  tersebut  memiliki  password,  apabila  password  yang  dimasukan  salah  maka  proses selanjutnya  tidak  bisa  dilakukan.  Proses  MSB  dan  LSB  yang  dijelaskan  sebagai  berikut.Proses decode digambarkan oleh diagram alir dan ditunjukkan oleh Gambar 6

## Gambar 6 Proses Decode
1. Konversi stego file ke format biner
Pada proses konversi stego file ke format biner hampir sama dengan konversi cover file pada proses encode.  Yaitu  merubah  desimal  RGB  ke  nilai  biner.  Berikut  adalah  contoh  proses mengubah stego file ke dalam format biner pada proses MSB.
Perbandingan Metode Most Significant Bit dan Least Significant Bit pada Steganografi untuk Keamanan Data Media Digital
54, 211, 229 54, 83, 101 182, 211, 54 182, 211, 101 183, 84, 230 180, 83, 229 182, 211, 101 182, 83, 225 180, 211, 229
Dikonversikan ke dalam bentuk biner menjadi sebagai berikut:
00110110, 11010011, 11100101 00110110, 01010011, 01100101 00110110, 11010011, 01100101 10110110, 11010011, 01100101 10110111, 01010100, 11100110 10110100, 01010011, 11100101 10110110, 11010011, 01100101 10110110, 01010011, 11100001 10110100, 11010011, 11100101 Sedangkan untuk metode LSB adalah sebagai berikut 182, 211, 229 182, 210, 228 182, 211, 228 182, 211, 228 183, 212, 231 181, 210, 229 183, 211, 228 183, 210, 225 180, 211, 229
Dikonversikan ke dalam bentuk biner menjadi sebagai berikut:
10110110, 11010011, 11100101 10110110, 11010010, 11100100 10110110, 11010011, 11100100 10110110, 11010011, 11100100 10110111, 11010100, 11100111 10110101, 11010010, 11100101 10110111, 11010011, 11100100 10110111, 11010010, 11100001 10110100, 11010011, 11100101

## 2. Mengambil kembali Bit ke dalam bentuk karakter
Pada  proses  ini  yaitu  menggambil  kembali bit  MSB  dalam  bentuk  karakter,  untuk  menjadi  1 karakter,  dibutuhkan  8 bit  yang  diambil  dari  setiap  bit  sesuai  metode  yang  ada  di  setiap piksel.Berikut adalah nilai biner MSB yang diambil untuk di konversi ke dalam bentuk karakter.
00110110, 11010011, 11100101 00110110, 01010011, 01100101 00110110, 11010011, 01100101 011000010 dikonversi menjadi karakter adalah huruf “a”. 00110110, 11010011, 11100101 00110110, 01010011, 01100101 00110110, 11010011, 01100101 10110110, 11010011, 01100101 10110111, 01010100, 11100110 10110100, 01010011, 11100101 01101011 dikonversi menjadi karakter adalah huruf “k”. 00110110, 11010011, 11100101 00110110, 01010011, 01100101 00110110, 11010011, 01100101 10110110, 11010011, 01100101 10110111, 01010100, 11100110 10110100, 01010011, 11100101 10110110, 11010011, 01100101 10110110, 01010011, 11100001 10110100, 11010011, 11100101
01110101 dikonversi menjadi karakter adalah huruf “u”. Dan akan menghasilkan hidden file yaitu kata “aku”. Sedangkan untuk nilai LSB adalah sebagai berikut.
10110110, 11010011, 11100101 10110110, 11010010, 11100100 10110110, 11010011, 11100100 011000010 dikonversi menjadi karakter adalah huruf “a”. 10110110, 11010011, 11100101  10110110, 11010010, 11100100  10110110, 11010011, 11100100 10110111, 11010011, 11100100 10110111, 11010100, 11100111 10110101, 11010010, 11100101 01101011 dikonversi menjadi karakter adalah huruf “k”. 10110110, 11010011, 11100101  10110110, 11010010, 11100100  10110110, 11010011, 11100100 10110110, 11010011, 11100100  10110111, 11010100, 11100111  10110101, 11010010, 11100101 10110111, 11010011, 11100100 10110111, 11010010, 11100001 10110100, 11010011, 11100101
01110101 dikonversi menjadi karakter adalah huruf “u”. Dan akan menghasilkan hidden file yaitu kata “aku”.

## 6. Skenario Pengujian
Pengujian yang dilakukan terdiri dari 3 aspek, yaitu aspek imperceptibility, fidelity, dan recovery. Untuk  aspek imperceptibility  pengujian  yang  dilakukan  Pengujian  ini  dilakukan  dengan  cara memperlihatkan citra original dengan citra yang sudah disisipi pesan rahasia baik dengan metode MSB maupun LSB kepada 7 orang koresponden dengan menggunakan parameter Mean opinion score  (MOS).  MOS  merupakan  sebuah  metode  pengujian  subjektif  yang  dilakukan  untuk mengukur  kualitas  suatu  media  berdasarkan  deskripsi  kualitatif  dari  apa  yang  dilihat  atau didengar ( imperceptibility) [2] , misalkan “sangat bagus” atau “sangat buruk”. Untuk aspek fidelity pengujian yang dilakukan adalah dengan cara menghitung nilai PSNR dari masing-masing citra. PSNR  adalah Peak  Signal-to-Noise  Ratio  (PSNR) merupakan  sebuah  metode  pengujian  objektif untuk  mengukur  kualitas  suatu  data  digital  ( fidelity)  dengan  menghitung  kemiripan  dari  data digital asli dengan data digital yang telah disisipi data rahasia.PSNR dihitung dari pengukuran distorsi atau error dari sebuah digital yang telah disisipi data rahasia. Nilai Mean Square Error (MSE) ditentukan terlebih dahulu Untuk menentukan PSNR. MSE adalah nilai error kuadrat rata- rata antara  citra asli ( cover-image) dengan citra hasil penyisipan (stego-image). PSNR adalah skala logaritmik dalam decibel (dB). Apabila Nilai PSNR dibawah 30 dB maka kualitas yang bisa dikatakan  rendah,karena  distorsi  penyisipan  terlihat  jelas.  Kualitas stego-image  yang  tinggi berada pada nilai lebih dari 40dB (Smita, 20017). Pengujian selanjutnya adalah pengujian aspek recovery dengan melakukan pengujian berhasil atau tidaknya pengambilan secret file dari stego file .

## 7. Pengujian Aspek Imperceptibility
Berikut adalah hasil MOS untuk metode MSB dan LSB dapat dilihat padatabel 2 dan tabel 3Hasil pengujian MOS dengan metode MSB menunjukkan bahwa stego file yang dihasilkan30 memiliki kualitas yang buruk, karena nilai MOS rata-rata hanya berada di angka 2, artinya terdapat noise dan mengganggu.Sedangkan metode LSB memiliki nilai MOS rata-rata diangka 4, artinya terdapat noise namun tidak mengganggu.
Perbandingan Metode Most Significant Bit dan Least Significant Bit pada Steganografi untuk Keamanan Data Media Digital

## 8. Perbandingan Citra
Berikut  adalah  perbandingan  antara  citra  original  dan  citra  yang  sudah  disisipi  pesan  baik menggunakan metode MSB atau metode LSB. Ditunjukkan oleh Gambar 5 .
Citra Original Metode MSB Metode LSB Gambar 5. Perbandingan Citra 9. Pengujian Aspek
Fidelity
Pengujian selanjutnya adalah pengujian aspek fidelity dengan mencari nilai MSE dan PSNR dari masing-masing  metode  setelah secret  fIile  disisipkan  ke  dalam  cover  file.  Tabel  4dan  tabel 5menunjukan  hasil  MSE  dan  PSNR  metode  MSB  dan  LSB.Hasil  penelitian  metode  MSB menunjukkan  nilai rata-rata MSE  adalah  696.24 dan  PSNR  20.01dB  menunjukkan  bahwa  citra yang sudah disisipi secret filetingkat kesalahan atau kerusakannya sangat besar dan berbeda jauh dengan citra aslinya. Sedangkan untuk metode LSB menunjukkan nilai rata-rata MSE 0.06177 dan PSNR 61.78dB, artinya citra yang sudah disisipi tingkat kesalahan atau kerusakannya sangat sedikit dan hamper mirip dengan citra aslinya. Untuk presentase perubahan ukuran file, metode MSB  mengalami  perubahan  ukuran file  sebesar  50.5%,  sedangkan  metode  LSB  mengalami perubahan ukuran file sebesar 47.78%.
10. Pengujian Aspek Recovery Berikut adalah hasil pengujian aspek recovery untuk metode MSB dan LSB, ditunjukkan oleh Tabel 6 dan tabel  7. Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  proses  pengambilan  data  kembali  ( decode) pada aspek recovery baik metode MSB atau LSB berhasil dilakukkan.
Tabel 2 Pengujian MOS MSB
Tabel 3 Pengujian MOS LSB

## 4. KESIMPULAN
Kesimpulan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Metode LSB memiliki nilai MOS rata-rata 2 ( poor), artinya stego file yang dihasilkan memiliki noise yang mengganggu, sedangkan metode MSB memiliki nilai MOS rata-rata 4 (good), artinya terdapat noise namun tidak mengganggu.
2. Presentase perubahan ukuran file yang terjadi dengan menggunakan metode MSB adalah 50.5% sedangkan metode LSB adalah 47.78%.
3. Metode MSB memiliki nilai rata-rata MSE sebesar 696.24, artinya tingkat kesalahan atau kerusakan citra sangat besar, sedangkan metode LSB memiliki nilai rata-rata MSE sebesar 0.06, artinya tingkat kesalahan atau kerusakan citra sangat kecil.
4. Nilai PSNR yang didapat oleh metode MSB adalah 20.01dB, menunjukkan bahwa kualitas citra sangat buruk, dan berbeda dengan citra originalnya. Metode LSB memiliki nilai rata- rata  61.78  dB,  menunjukkan  bahwa  kualitas  citra  yang  dihasilkan  baik  dan  mirip  sesuai originalnya.

## DAFTAR RUJUKAN
Ardhyana, A., Stavia, Juarna Asep.  (2008). “ Implementasi Teknik Steganografi Dengan Metode Lsb Pada Citra Digital”.
Fauzi,  Adji,  Zulfiqar,  Dewi  Rosmala.  (2010). “PembangunanAplikasiMultimedia  steganografi sebagaiteknik perlindungandata rahasiamenggunakanmetodeLeast Significant Bit”. Institut Teknologi Nasional.
Nurfadli, Ahmad (2009). (Diakses online) “ Teknik Sampling”. mistercela21.wordpress.com.
Popa, Richard (1998). “ Analysis of Steganographic Techniques”. Journal of University of Timisoara. Rahul, Lokesh, Salony (2013). “Image Steganograhy with LSB”. International Journal of Advanced Research in Computer Engineering & Technology (IJARCET), Vol. 2, Issue 1.
Rohit, Tarun (2012). “ Comparison of LSB & MSB Based Steganography in Gray-Scale Images”.
Smitha, B., Navas, K.A. (2007). “ Spatial Domain-High Capacity Data Hiding in ROI Images”. India. IEEE-ICSN-2007, pp.528-533