Jurnal Sains Riset (JSR) p -ISSN 2088-0952, e -ISSN 2714-531X

## OPTIMALISASI STEGANOGRAFI AUDIO UNTUK PENGAMANAN INFORMASI
Sayed Achmady 1 , Laila Qadriah 2
1,2 Fakultas Teknik, Universitas Jabal Ghafur Sigli, Aceh Jl, Garot-Lamlo, Gle Gapui. 24163
1,2 sayedachmady@unigha.ac.id 1 , laila_qadriah@unigha.ac.id 2

## ABSTRAK
Dalam  komunitas  internet  saat  ini,  transfer  data  yang  aman  terbatas  karena  adanya  serangan terhadap  data  komunikasi.  Jadi  metode  yang  lebih  baik  digunakan  untuk  memastikan  transfer data yang aman salah satunya adalah menyematkan audio kedalam gambar (Steganografi audio). Teknik  yang  biasa  digunakan  untuk  audio  steganografi  adalah  domain  temporal  dan  teknik transformasi  domain,  di  mana  teknik  frekuensi  domain  dan  teknik  domain  wavelet  berada  di bawah  transformasi  domain.  Dimana  teknik  yang  dipelajari  domain  wavelet  menunjukkan kapasitas  persembunyian  informasi  rahasia  yang  tinggi  dan  transparansi.  Berbagai  teknik diterapkan  pada  domain  wavelet  koefisien  untuk  meningkatkan  kapasitas  persembunyian  dan transparansi  persepsi.  Cenderung    ke  arah  merancang  sistem  yang  memastikan  kapasitas persembunyian data yang tinggi dan aman dengan teknik steganografi. Dalam makalah ini, kami menuliskan tentang teknik steganografi audio digital.
Kata kunci : Keamanan data digital, steganografi audio, penyembunyian informasi, sinyal stego, Embedding.

## Pendahuluan
Steganografi,  yang  berarti  "tulisan tertutup"  telah  menarik  perhatian  banyak orang  beberapa  tahun  terakhir  ini.  Tujuan utamanya untuk menyembunyikan informasi rahasia  tentang  komunikasi  antara  dua pihak.  Pengirim  yang  menyematkan  data rahasia  dalam  bentuk  apapun  dengan menggunakan  kunci  file  sampul  didalam digital  untuk  menghasilkan  file  stego, sehingga  pengamat  tidak  dapat  mendeteksi keberadaan pesan yang tersembunyi. Di sisi lain,  penerima  memproses  file  stego  yang diterima  untuk  diekstrak  pesan  yang tersembunyi.  Informasi  komunikasi  rahasia yang menggunakan sinyal audio cover tidak berbahaya,  seperti  percakapan  telepon  atau konferensi video.
Untuk meminimalkan perbedaan antara  media  asli  dan  pesan  yang  setelah diproses dengan menanamkan data tersembunyi, di satu sisi teknik steganografi baru-baru  ini  mendapat  manfaat  dalam persepsi  pendengaran  dan  visual  manusia, dan  di  sisi  lain  dari  sifat-sifat  media  digital dimanfaatkan  untuk  menutupi  komunikasi
rahasia  kendaraan.  Steganografi  berbasis gambar dan video bergantung pada manusia yang  terbatas  dalam  sistem  visual    pada variasi pencahayaan dan  tingkat  yang lebih besar  dari  1  dalam  240  dan  pada  tingkat abu-abu yang seragam atau 1 dalam 30 pada pola  acak.  Namun,  steganografi  berbasis audio  mengeksploitasi  Sistem  Pendengaran (HAS)  pada  properti  efek  masking  dari Manusia.  Berbagai  fitur  yang  memengaruhi kualitas  metode  steganografi  audio.  Tapi, keuntungan  dan  dampak  tergantung  pada aplikasi  dan  lingkungan  transmisi  dari masing-masing.
Properti paling penting pada ketahanan terhadap kebisingan dan manipulasi  sinyal,  keamanan,  dan  kapasitas menyembunyikan  data  yang  disematkan. Persyaratan ketahanan berkaitan erat dengan aplikasi  dan    yang  menantang  sistem steganografi.  Selain  itu,  ada  tradeoff  antara ketahanan  dan  kapasitas  penyembunyian informasi  rahasia.  Secara  umum,  mereka hampir  tidak  hidup  berdampingan  dalam sistem  steganografi  yang  sama.  Dalam ulasan  ini,  penggunaan  file  audio  sebagai
Jurnal Sains Riset (JSR) p -ISSN 2088-0952, e -ISSN 2714-531X
media  sampul  untuk  komunikasi  rahasia kendaraan  secara  menyeluruh.  Beberapa karya  seni  dalam  steganografi  audio  akan dibahas dalam jurnal ini.

## DOMAIN SEMENTARA Pengkodean LSB
LSB  (Least  Significant  Bit),  adalah salah  satu  metode  populer  yang  digunakan untuk  menyembunyikan  informasi  yang terdiri  dalam  menyematkan  setiap  bit  dari pesan dalam bit yang paling tidak signifikan dari  audio  sampul  dengan  cara  yang deterministic.  Jadi,  untuk  audio  sampel  16 kHz, 16 kbps data yang disematkan. Metode LSB  memungkinkan  penyematan  kapasitas yang  tinggi  untuk  menyembunyikan  data yang  relatif  mudah  diimplementasikan  atau digabungkan  dengan  teknik  persembunyian lainnya.  Namun  Teknik  ini  ditandai  dengan ketahanan yang rendah terhadap penambahan  noise. Oleh  karena  itu, keamanannya  juga  rendah  karena  sangat rentan bahkan terhadap serangan sederhana. Memfilter,  menguatkan,  menambah  noise atau  kompresi  stego-audio  akan  sangat memungkinkan  untuk  menghancurkan  data. Seorang  penyerang  dapat  dengan  mudah mengungkap pesan dengan hanya menghapus  seluruh  LSB.  Secara  sederhana, strategi LSB telah diterapkan untuk menanamkan pesan suara dalam komunikasi nirkabel.
Gambarr.1:  LSB dalam sinyal 8b / sampel ditimpa oleh sedikit bit data tertanam.
Untuk meningkatkan ketahanan terhadap  distorsi  dan  kebisingan  metode LSB  yang  telah  meningkatkan  kedalaman menyematkan  informasi  lapisan  ke-4  dari lapisan  ke-8  LSB  tanpa  mempengaruhi transparansi  persepsi  stego  sinyal  audio. Hanya  dalam  bit  pada  posisi  keenam  dari masing-masing  16  bit  sampel  dari  sinyal
host  asli  diganti  dengan  bit  dari  pesan. Untuk meminimalkan kesalahan embedding, bit  lain  dapat  dibalik  agar  memiliki  sampel baru yang lebih dekat dengan yang asli.
Fakta  bahwa  embedding  terjadi  pada bit  kedelapan  akan  sedikit  meningkatkan kekokohan metode ini dibandingkan dengan metode LSB konvensional. Namun,
kapasitas persembunyiannya akan berkurang karena  beberapa  sampel  harus  dibiarkan yang tidak dapat diubah untuk mempertahankan  persepsi  kualitas  sinyal audio.

## Pengkodean paritas
Salah  satu  karya  sebelumnya  dalam teknik  penyembunyian  data  audio  adalah teknik  pengkodean  paritas.  Mengalihkan untuk memutus sinyal turun menjadi sampel individu, metode pengkodean paritas memecahkan  sinyal menjadi  beberapa bagian sampel yang terpisah dan mengkodekan  setiap  bit  dari  pesan  rahasia di  bit  paritas  wilayah  sampel.  Jika  paritas sedikit dari wilayah yang dipilih tidak cocok dengan  bit  rahasia  yang  akan  dikodekan, proses yang  dilakukan yaitu  dengan membalik  LSB  dari  salah  satu  sampel  di wilayah tersebut. Dengan demikian, pengirim  memiliki  lebih  banyak  pilihan dalam  penyandian  bit  rahasia,  dan  sinyal dapat  diubah  dengan  cara  yang  lebih  aman dan tidak berpengaruh pada mode.

## Menyembunyikan Gema
Teknik  menyembunyikan  gema  yaitu dengan  menanamkan  informasi  rahasia dalam file suara dengan  memasukkan  gema ke dalam sinyal diskrit. Echo
persembunyian  memiliki  keunggulan  dalam memberikan  tingkat  transmisi  data  yang tinggi  dan  ketahanan  yang  unggul  jika dibandingkan  dengan  metode  lain.  Hanya satu  bit  informasi  rahasia  yang  dapat disandikan  jika  hanya  satu  gema  yang dihasilkan  dari  sinyal  asli.  Oleh  karena  itu, sebelum  proses  pengkodean  dimulai,  sinyal asli  dipecah  menjadi  beberapa  blok.  Sekali proses  pengkodean  dilakukan,  blok-blok digabungkan  kembali  untuk  menciptakan sinyal  akhir.  Untuk  menyembunyikan  data yang telah berhasil, ada tiga parameter gema
Jurnal Sains Riset (JSR) p -ISSN 2088-0952, e -ISSN 2714-531X
yang bervariasi: amplitudo, tingkat peluruhan  dan  offset  (waktu  tunda)  dari sinyal asli. Ketiga parameter diatur di bawah ambang  pendengaran  manusia,  sehingga gema  tidak  mudah  terselesaikan.  Selain  itu, offset bervariasi untuk mewakili pesan biner yang akan dikodekan.
Karena tingkat embedding yang rendah  dan  keamanan  yang  rendah,  tidak ada  system  steganografi  audio  berdasarkan penyembunyian  gema,  hanya  beberapa teknik yang telah diusulkan untuk watermarking  audio.  Untuk  meningkatkan ketahanan sistem watermark terhadap pemrosesan sinyal umum, waktu penyembunyian  gema  yang  menarik  teknik penyebaran  telah  diusulkan  dibandingkan dengan sistem penyembunyian gema konvensional.
Metode  mendeteksi  bit  watermark berdasarkan  jumlah  korelasi  pada  penerima tidak pada penundaan .
Transformasi Domain Frekuensi domain Penyisipan nada Properti masking frekuensi dieksploitasi dalam metode penyisipan nada. Nada  murni  yang  lemah  ditutupi  dari  nada yang  lebih  kuat.  Properti  yang  tidak  dapat terdengar  ini  digunakan  dengan  berbagai cara  untuk  menyembunyikan  informasi rahasia.  Dengan  memasukkan  nada  pada frekuensi tingkat daya yang rendah, penyisipan data tersembunyi yang diekstraksi  tercapai.  Penulis  dari metode ini mengakui kapasitas persembunyian 250 bps ketika empat nada dimasukkan dalam setiap spektrum  bicara.  Setiap  upaya  untuk  lebih meningkatkan kapasitas harus menggunakan lebih  dari  empat  nada.  Metode  penyisipan nada  dapat  menahan  beberapa  serangan yang  tidak  disengaja  seperti  penyaringan low-pass dan bit.
Pengkodean fase Pengkodean fase mengeksploitasi ketidakpekaan sistem audio manusia terhadap fase relatif dari berbagai komponen spektral.  Ini  didasarkan  pada  penggantian komponen  fase  yang  dipilih  dari  spektrum
pidato  asli  dengan  data  tersembunyi. Namun,  untuk  memastikan  nada  tidak terdengar,  modifikasi  komponen  fase  harus tetap  kecil.  Juga  diakui  bahwa  di  antara teknik  penyembunyian  data,  pengkodean fase  mentolerir  distorsi  sinyal  yang  lebih baik.  Penulis telah memasukkan data dalam komponen fase menggunakan modulasi fase multi-band  independen.  Dalam  pendekatan ini,  fase  tidak  terlihat  bahwa  modifikasi yang  dicapai  menggunakan  perubahan  fase terkontrol  dari  audio  host.  Suara  asli  sinyal dipecah  menjadi  segmen  yang  lebih  kecil yang panjangnya sama dengan ukuran pesan yang akan dikodekan.
Kerugian  terkait  dengan  pengkodean fase  adalah  tingkat  transmisi  data  yang rendah  bahwa  pesan  rahasia  dikodekan dalam segmen sinyal pertama saja dan untuk bias  mengekstrak  pesan  rahasia  dari  file suara, penerima hanya saja bias mengetahui panjang segmen tersebut.

## Spread spectrum
Teknik  Spread  spectrum  menyebar data  sinyal  tersembunyi  melalui  spektrum frekuensi.  Spread  Spectrum  (SS)  adalah konsep yang dikembangkan dalam komunikasi  untuk  memastikan  pemulihan sinyal  yang  dikirim  dengan  benar  melalui saluran berisik dengan menghasilkan salinan sinyal  data  yang  berlebihan.  Dalam  urutan langsung  konvensional,  Teknik  spread spectrum (DSSS) diterapkan untuk menyembunyikan  informasi  rahasia  audio digital MP3 dan WAV sinyal. Untuk tingkat persembunyian 20 bps lebih baik menggunakan teknik SS dalam domain sub- band. Koefisien subband dapat dipilih untuk mengatasi masalah ketahanan dan menyelesaikan  ketidakpastian  sinkronisasi didekoder.

## Modifikasi amplitudo
Fenomena  "efek  topeng"  menutupi frekuensi  yang  lebih  lemah  di  dekat frekuensi  resonansi  yang  kuat.  Metode  asli telah diusulkan di mana komponen frekuensi magnitudo ganjil asli diinterpolasi untuk  menghasilkan  sampel  genap  yang digunakan  untuk  menanamkan  bit  data. Pada  penerima,  sampel  ganjil  asli  dan
Jurnal Sains Riset (JSR) p -ISSN 2088-0952, e -ISSN 2714-531X
sampel  genap  yang  diinterpolasi  sama dengan  di  coder.  Metode  ini  memiliki kapasitas 3 kbps dan menyediakan kekokohan  terhadap  pemrosesan  sinyal audio  umum  seperti  gema,  tambah  noise, filtering, resampling dan MPEG kompresi. Domain cepstral
Sinyal penutup diubah menjadi domain cepstral  dan data disematkan dalam koefisien  cepstrum  yang  dipilih  untuk menerapkan  manipulasi  rata-rata  statistik. Dalam metode ini, laju penyisipan mencapai 20  hingga  40  bps  namun  menjamin ketahanan  untuk  serangan  sinyal  umum. Dalam  metode  ini  memastikan  tingkat embedding yang dapat diandalkan sekitar 54 bit  /  s  dan  algoritma  yang  terakhir  dapan menanamkan data dengan berbagai komponen frekuensi arbitrer di setiap frame untuk meningkatkan keamanan.
Domain wavelet Audio steganografi berdasarkan Discrete Wavelet Transform (DWT)
merupakan  data  yang  tertanam  di  dalam LSB  dari  koefisien  wavelet  yang  mencapai kapasitas  tinggi  200  kbps  dalam  sinyal audio 44,1  kHz.  Meningkatkan  data imperceptibilitas  yang  tertanam  dengan menggunakan  ambang  pendengaran  ketika menanamkan  data  dalam  wavelet  integer koefisien, sambil menghindari data tersembunyi  di  bagian  sunyi  dari  sinyal audio.
Haider  Ismael  Shahadi  dan  Razali Jidin  mengusulkan,  steganografi  audio berkapasitas  tinggi  dan  tidak  terdengar skema.  Algoritma  ini  didasarkan  pada transformasi  paket  wavelet  diskrit  dengan persembunyian adaptif bit yang paling tidak signifikan. Di sini sinyal input tersegmentasi ke  dalam  segmen  G.  Pesan  rahasia  juga tersegmentasi ke dalam segmen G.
Sinyal penutup didekomposisi menjadi  koefisien  wavelet  dan  setiap  sinyal detail  diskalakan  sesuai  dengan  nilai maksimum  dan  jumlah  bit  per  sampel. Untuk setiap sampel, algoritma menentukan jumlah bit yang bisa disembunyikan dengan aman.  Pada  langkah  selanjutnya  tombol stegano tertanam pada sinyal detail
frekuensi  terendah  yang  mana  membuat stegano-key  lebih  tahan  terhadap  distorsi. Algoritma yang telah mendapatkan kapasitas  persembunyian  yang  tinggi  dan kualitas output yang sangat baik.
Dora M.  Ballesteros  L dan Juan M Moreno A  mengusulkan  sebuah  makalah  dalam domain wavelet berdasarkan Efisien Masking  wavelet  (EWM).  EWM  adalah model  steganografi  yang  mengadaptasi pesan rahasia ke sinyal host. Ia menggunakan  dua  prinsip:  adaptasi  yang efisien  dan  properti  masking  dari  Sistem Audit  Manusia  (HAS).    Metode  ini  juga menggunakan kunci rahasia yang menambah  keamanan  tambahan.  Dalam ujung  pemancar  output  akan  mirip  dengan pembawa  dengan  pesan  rahasia  yang tertanam  di  dalamnya.  Peretas  itu  akan dibutakan oleh sinyal yang ditransmisikan.
Domain enkoder
Saat mempertimbangkan penyembunyian  data  untuk  komunikasi waktu  nyata,  codec  ucapan  seperti:  AMR, ACELP, SILK menggunakan tingkat pengkodean masing-masing. Melewati salah satu  codec,  sinyal  yang  ditransmisikan diberi  kode  dan  dikompres  sesuai  dengan laju  codec  kemudian  didekompresi  pada akhir  decoder.  Ketika  mempresentasikan teknik steganografi lossless untuk juru kode telepon  G.711-PCMU.  Satu  bit  tertanam  di dalam  8  bit  data  ucapan  yang  amplitudo absolutnya  nol.  Tergantung  pada  jumlah sampel  yang  mutlakdari  setiap  amplitudo adalah  0,  tingkat  persembunyian  potensial mulai dari 24 - 400 bps.

## Analisis Teganografi Audio
Untuk  mengevaluasi  kinerja  teknik yang  ditinjau,  maka  harus  menggunakan rasio  signal-to-noise  SNR.  Nilai  SNR menunjukkan jumlah distorsi yang disebabkan  oleh  data  yang  disematkan dalam  cover  sinyal  audio  sc  (m,  n). Berdasarkan  persamaan  yang  diperoleh, Nilai SNR sebagai berikut:
Jurnal Sains Riset (JSR) p -ISSN 2088-0952, e -ISSN 2714-531X
Di mana ss (m, n) adalah sinyal stego-audio seperti: m = 1 ... M dan n = 1 .... N, di mana M  adalah  jumlah  frame  dalam  milidetik (ms)  dan  N  adalah  jumlah  sampel  dalam setiap bingkai.
Untuk mengontrol distorsi yang disebabkan oleh proses embedding, sebagian  besar  metode  steganografi  audio didasarkan  pada  domain  frekuensi  dengan menggunakan  model  perseptual  untuk menentukan  jumlah  data  tanpa  embedding yang diizinkan mendistorsi sinyal audio.
Banyak  algoritma  steganografi  audio yang  menggunakan  masking  dan  frekuensi masking pendengaran sebagai model persepsi  untuk  embed  steganografi.  Selain itu,  adanya  beberapa  domain  frekuensi pendekatan,  antara  lain:  fase  embedding secara  implisit  mewarisi  sifat  fase  yang meliputi  ketahanan  terhadap  manipulasi sinyal  linier  seperti:  amplifikasi,  redaman, pemfilteran,  resampling,  dll.  Kinerja  dari metode ini dianalisis dalam hal MSE (Mean Squared  Error),  PSNR  (Peak  Signal-to- Noise  Ratio)  dan  SNR  (Rasio  Signal-to- Noise).  Evaluasi  kualitas  subjektif  dari metode ini dapat dilakukan dengan mendengarkan  tes  dan  membandingkan sumber  asli  dengan  sinyal  audio  dan  sinyal audio stego yang sesuai.
Tabel  1.  Ringkasan  Teknik  Steganography Audio

## Kesimpulan
Hingga  saat  ini  tantangan  utama dalam  steganografi  audio  digital  adalah steganografi audio ke audio dengan efisiensi tinggi,  lossless  adalah  teknik  keamanan terbaik.  Makalah  ini  menyajikan  tinjauan tentang  teknik  dan  pendekatan  steganografi audio  digital.  Kami  membahas  potensi  dan keterbatasan dalam memastikan komunikasi yang aman. Dari sudut pandang, perbandingan  dan  evaluasi  untuk  teknik yang ditinjau juga telah diberikan. Keuntungan  menggunakan  satu  teknik dibandingkan teknik lainnya sangat tergantung  pada  jenis  aplikasi  dan  urgensi seperti  kasitas  persembunyian  atau  jenis serangan  yang  mungkin  menemukan  sinyal yang ditransmisikan.

## Referensi
Fatiha  Djebbar,  Beghdad  Ayady,  Habib Hamamzand  Karim  Abed-Meraim, “A view on latest audio stegnography”, International Conference on Innovations in Information Technology, 2013, pages 409-414.
F.  Djebbar,  H.  Hamam,  K.  Abed-Maraim,
D.  Guerchi,  ”Controlled  Distortion for  High  Capacity  Data-in-speech Spectrum Steganography”, 6th International Conference on Intelligent  Information  Hiding  and Multimedia  Signal  Processing  (IIH- MSP‟06), Germany, Oct 2011. Haider  Ismael  Shahadi  and  Razali  Jidin, “High  capacity  and  inaudibility audio  steganography  scheme”,  7th International Conference n Information  Assurance  and  Security (IAS), IEEE, 2012. Jayaram P. , Ranganatha H R. , Anupama H S,  “  Information  hiding  using  audio steganography –  a  survey”  , International  Journal  of  Multimedia
Jurnal Sains Riset (JSR) p -ISSN 2088-0952, e -ISSN 2714-531X
&  its  applications  ,Vol.3,  No.3, August 2012.
K.  Gopalan  and  S.  Wenndt,  “Audio steganography for covert data transmission  by  imperceptible  tone insertion”, Proceedings of Communications Systems and Applications, IEEE, 2005. Muhammad  Asad,  Junaid  Gilani,  Adnan
Khalid  ,  “  An  enhanced  least
significant bit modification technique for audio steganography “, International Conference on Computer Networks and Information Technology (ICCNIT), 2012. M. Nutzinger and J. Wurzer, “A novel phase coding  technique  for  steganography in  auditive  media”,  2012  Sixth International Conference on Availability, Reliability and Security (ARES), IEEE, 2012.