## Implementasi  Penyembunyian Pesan Pada Audio Dengan Metode Bit-Plane Complexity Segmentation (BPCS)

## Ira Sarifah Rangkuti, Edward Robinson Siagian
Program Studi Teknik Informatika, STMIK Budi Darma, Medan, Indonesia Email: 1 irasarifahrkt@gmail.com Submitted 16-03-2020; Accepted 20-04-2020; Published 26-04-2020

## Abstrak
Kriptografi  merupakan  ilmu  yang  digunakan  untuk  menjaga  kerahasiaan  pesan,  yaitu  dengan  mengacak  pesan  menjadi  tidak  terbaca. Namun, hasil dari pengacakan dapat menimbulkan kecurigaan bahwa terdapat komunikasi  rahasia yang sedang dilakukan. Steganografi dapat  digunakan  untuk  mengatasi  permasalahan  tersebut.  Caranya  adalah  pesan  disisipkan  pada  file  audio  dengan  metode  Bit-Plane. kemudian menambahkan pesan di belakang file.  Untuk mencegah pesan terbaca, maka pesan dienkripsi terlebih dahulu dengan metode Bit-Plane  sebelum  disisipkan.  Aplikasi  hasil  rancangan  dapat  digunakan  untuk  menyembunyikan  pesan  rahasia  yang  telah  terenkripsi dengan metode Bit-Plane ke file audio, sehingga dapat menghindari kecurigaan terhadap komunikasi yang bersifat rahasia.
Kata Kunci : Steganografi, Audio, Bit-Plane, Kriptograf

## Abstract
Cryptography is the science used to maintain the confidentiality of messages, by scrambling messages that are illegible. However, the results  of  randomization  can  raise  suspicions  that  confidential  communications  are  being  carried  out.  Steganography  can  be  used  to overcome these problems. The trick is the message is inserted in the audio file by the Bit-Plane method. then add a message behind the file. To prevent messages from being read, the message is encrypted first with the Bit-Plane method before inserting. Application design results can be used to hide secret messages that have been encrypted with the Bit-Plane method to audio files, so as to avoid suspicion of confidential communications.
Keywords : Steganography, Audio, Bit-Plane, Cryptograph

## 1. PENDAHULUAN
Saat  ini, teknologi  komunikasi  dan informasi  berkembang dengan pesat  dan memberikan pengaruh besar bagi  kehidupan manusia. Contoh dari perkembangan ini adalah jaringan Internet , yang pada saat ini telah memungkinkan banyak orang untuk saling bertukar data secara bebas melalui jaringan tersebut. Karena kemudahan yang dimilikinya, Internet sudah berkembang menjadi salah satu media yang paling populer di dunia. Namun, kemudahan ini juga dimanfaatkan oleh sebagian pihak yang mencoba  untuk  melakukan  kejahatan.  Dengan  berbagai  teknik,  banyak  yang  mencoba  untuk  mengakses  informasi  yang bukan haknya. Sejalan dengan berkembangnya media Interne t harus juga dibarengi perkembangan keamanan. Untuk  berbagai  alasan,  keamanan  dan  kerahasiaan  sangat  dibutuhkan  dalam  komunikasi  data.  Terdapat  beberapa usaha untuk menangani masalah keamanan data rahasia yang dikirimkan melalui Internet , diantaranya adalah menggunakan teknik  kriptografi  dan  steganografi.  Kriptografi  adalah  ilmu  dan  seni  untuk  menjaga  kerahasiaan  pesan  dengan  cara menyandikannya ke dalam bentuk yang tidak dapat dimengerti lagi maknanya.
Teknik kriptografi dapat menimbulkan kecurigaan pada pihak ketiga yang tidak berhak menerima informasi karena pesan  disamarkan  dengan  cara  mengubah  pesan  yang  asli  menjadi  seolah-olah  tidak  terbaca.  Selanjutnya  pihak  ketiga tersebut akan memiliki keinginan untuk mengetahui isi pesan rahasia tersebut dan berusaha memecahkan informasi.
Sedangkan steganografi lebih mengurangi kecurigaan karena pesan yang disamarkan disembunyikan ke dalam pesan lainnya. Steganografi dapat menyamarkan pesan ke dalam suatu media tanpa orang lain menyadari bahwa media tersebut telah disisipi suatu pesan. Hal ini dikarenakan hasil keluaran steganografi adalah data yang memiliki bentuk persepsi yang sama dengan data aslinya apabila dilihat menggunakan indera manusia. Sedangkan perubahan pesan dalam kriptografi dapat dilihat dan disadari langsung oleh indera manusia. Pada steganografi, data rahasia disisipkan pada data lain yang disebut cover-object dan menghasilkan stego-object (hasil steganografi). Media penampung yang umum digunakan pada teknik steganografi adalah citra, suara, video, atau teks. Adapun data yang disimpan juga dapat berupa citra, suara, video, teks, atau pesan lain. Pada penelitian ini, steganografi yang diterapkan adalah steganografi  pada audio. Ada banyak metode yang digunakan untuk steganografi pada dokumen citra seperti metode Least Significant Bit (LSB) , Spread Spectrum  Steganography ,  dan Bit-Plane Complexity  Segmentation  (BPCS). Metode  steganografi  yang  digunakan  pada penelitian ini adalah BPCS.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1 Steganografi
Steganografi ( steganography ) adalah ilmu dan seni menyembunyikan pesan di dalam pesan lain sehingga keberadaan pesan yang pertama tidak diketahui. Kata steganografi ( steganography ) berasal dari bahasa Yunani yaitu steganos , yang artinya “tersembunyi”  atau  “terselubung”,  dan graphein , yang  artinya  “menulis”  sehingga  kurang  lebih  artinya  adalah  "menulis (tulisan)  terselubung"   [1].  Steganografi  membutuhkan  dua  properti  yaitu  wadah  penampung  dan  data  rahasia  yang  akan
disembunyikan. Steganografi digital menggunakan media digital sebagai wadah penampung, misalnya citra, suara ( audio ), teks atau video. Data rahasia yang disembunyikan juga dapat berupa citra, suara, teks, atau video.

## 2.2 Audio
Audio adalah suara/bunyi yang dihasilkan oleh geteran suatu benda agar dapat tertangkap telinga manusia. Getaran tersebut harus cukup kuat yaitu minimal 20 kali per detik, jika kurang dari jumlah tersebut telinga manusia tidak akan mendengarnya sebagai  suatu  bunyi.  Banyaknya  getaran  suatu  benda  diukur  dengan  satuan cycles  per  second (cps).  Pengukuran  ini  juga dikenal dengan sebutan hertz . Adapun format dari audio antara lain [3] : 1. WMA (Windows Media Audio)
2. Format CD
3. Format MIDI
4. Format MP3
5. Format MPEG Audio
6. Format advanced audio coding (ACC)

## 2.3 Bit Plane Complexity Segmentation (BPCS)
Metode BPCS merupakan teknik steganografi yang diperkenalkan oleh Eiji Kawaguchi dan Richard O. Eason pada tahun 1998.  Teknik  ini  merupakan  teknik  steganografi  yang  memiliki  kapasitas  besar,  karena  dapat  menampung  data  rahasia dengan  kapasitas  yang  relative  besar  jika  dibandingkan  dengan  metode  steganografi  lain  seperti  LSB.  Teknik  BPCS  ini adalah teknik steganografi yang tidak berdasarkan teknik pemrograman, tetapi teknik yang menggunakan sifat penglihatan manusia. Sifat penglihatan manusia yang dimanfaatkan yaitu Ketidak mampuan manusia menginterpretasi pola biner yang sangat rumit.
Pada BPCS, proses penyisipan dilakukan pada bit-plane dengan sistem CGC (Canonical Gray Code) karena proses bit  slicing pada  CGC  cenderung  lebih  baik  dibandingkan  pada  PBC.  Sehingga  pada  proses  penyisipan, bit-plane dengan representasi  PBCM diubah menjadi bit-plane dengan representasi  CGC. Proses penyisipan pesan dilakukan pada segmen yang memiliki kompleksitas yang tinggi. Segmen yang memiliki kompleksitas tinggi  ini disebut noise-like regions . Pada segmensegmen  ini  penyisipan  dilakukan  tidak  hanya  pada least  significant  bit ,  tapi  pada  seluruh  bitplane  yang  termasuk noise-like regions . Oleh sebab itu, pada teknik BPCS, kapasitas data yang disisipkan dapat mencapai 50% dari ukuran cover- object nya [2].
Langkah-langkah yang dilakukan pada algoritma BPCS pada saat menyisipkan data adalah sebagai berikut [2]: 1. Cover-object dengan sistem PBC diubah menjadi sistem CGC, kemudian citra tersebut di- slice menjadi bit-plane dalam bentuk citra biner. Setiap bit-plane mewakili bit dari setiap piksel pada citra. 2. Segmentasi  setiap bit-plane pada cover-object menjadi informative dan noise-like  region dengan  menggunakan  nilai batas/ threshold (α0). Nilai umum dari threshold = 0,3. 3. Kelompokkan byte-byte pesan rahasia menjadi rangkaian blok pesan rahasia.
4. Jika blok (S) kurang kompleks dibandingkan dengan nilai batas, maka lakukan konjugasi terhadap S untuk mendapatkan S* yang lebih kompleks. Blok konjugasi (S*) pasti lebih kompleks dibandingkan dengan nilai batas.
5. Sisipkan setiap blok pesan rahasia ke bit-plane yang merupakan noise-like region (atau gantikan semua bit pada noise- like region ). Jika blok S dikonjugasi, maka simpan data pada conjugation map . 6. Sisipkan juga conjugation map seperti yang dilakukan pada blok pesan rahasia. 7. Ubah stego-object dari sistem CGC menjadi sistem PBC.
Proses ekstraksi pesan rahasia dapat dilakukan dengan menerapkan langkah-langkah penyisipan secara terbalik.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam  hal  audio  steganografi,  metode  ini  memanfaatkan keterbatasan pada indera pendengaran manusia ( human auditory system ).  Dalam  steganografi,  format  audio  memiliki  kelebihan  dibandingkan  format  citra  maupun  video.  Berkas  audio biasanya  berukuran relatif  lebih  besar dibandingkan dengan format citra, sehingga dapat  menampung pesan rahasia dalam jumlah yang lebih besar  pula. Adapun format  video  memang  berukuran relatif sangat  besar, tetapi ukurannya yang sangat besar tersebut mengurangi kepraktisannya dan juga kurangnya algoritma yang mendukung format ini. Jumlah informasi yang akan disisipkan terbatas, masih  layak atau tidaknya berkas audio  yang telah disisipkan informasi  itu  didengar, ketahanan berkas ( robustness ), serta kecepatan proses penyisipan maupun pengekstrakan informasi dalam proses steganografi tersebut. Untuk mengacak pesan rahasia yang akan disembunyikan ke dalam berkas media. Begitu juga sebaliknya ketika pesan rahasia  yang  telah  disisipkan  ingin  dikembalikan  seperti  semula.  Algoritma  yang  digunakan  untuk  membangkitkan pseudonoise ini adalah algoritma Bit-Plane Complexity Segmentation (BPCS) . Metode Bit-Plane Complexity Segmentation (BPCS) adalah teknik steganografi yang memiliki kapasitas besar, karena dapat menampung data rahasia dengan kapasitas yang relative besar.
Sampel audio yang digunakan berjudul it’s true yang berformat mp3. Untuk penyisipan pesan dalam audio berformat mp3 dapat dilihat di bawah ini.

## It's True.mp3
Gambar 1 . Format Audio
Proses  ekstraksi  pesan  rahasia  dapat  dilakukan  dengan  menerapkan  langkah-langkah  penyisipan  secara  terbalik. Misalnya,  sebuah file audio  akan  disisipi  sebuah pesan  rahasia  Ik.  Selanjutnya  bit  pesan  rahasia  dibagi  menjadi  segmen- segmen yang  masing-masing berukuran 64 bit. Jika bit pesan rahasia tersebut adalah IK, maka blok  pertama pesan rahasia adalah IK0 dan blok berikutnya adalah IK1.
Ik=001110001011001000011011110010011000100011000101001101011111001111001111001110001001111000110111 00101001001101101110100011000101 Ik0=0011100010110010000110111100100110001000110001010011010111110011 Ik1=1100111100111000100111100011011100101001001101101110100011000101
Representasi blok pesan dalam audio biner dapat dilihat pada gambar 3.2. Blok pesan  MS0  akan disisipkan pada blok gambar yaitu  bit-plane 0  (karena tergolong noise-like region ) dan blok  IK1  akan disisipkan pada bit-plane berikutnya.
Ik0=0011100010110010000110111100100110001000110001010011010111110011

## It's True.mp3
Ik1=1100111100111000100111100011011100101001001101101110100011000101
Gambar 2. Representasi Blok Pesan dalam Audio Biner
Melakukan penyisipan setiap blok pesan rahasia ke bit-plane yang merupakan noise-like region (atau gantikan semua bit pada noise-like region). Jika blok S dikonjugasi, maka simpan data pada “conjugation map”.
Penyisipan pesan blok pertama IK0 :
00101010 01001000 01011111 00010100 01010101 11000101 01100101 00110110 00111000 10110010 00011011 11001001 10001000 11000101 00110101 11110011 01101010 11111010 01111010 11011101 11011110 10001010 10011011 00101001
Penyisipan pesan blok pertama IK1 :
00101010 01001000 01011111 00010100 01010101 11000101 01100101 00110110 11001111 00111000 10011110 00110111 00101001 00110110 11101000 11000101 11111001 10000000 11111101 01001011 01111110 11111100 01001101 11111011
Saat proses ekstrasi pesan, yang perlu dilakukan hanyalah mengambil segmen  bit yang memiliki kompleksitas diatas. Jika segmen tersebut lebih besar dari  threshold, maka segmen tersebut merupakan bagian dari pesan rahasia. Tabel konjugasi yang disisipkan juga dibaca untuk melihat proses konjugasi yang perlu dilakukan pada tiap blok pesan.

## 3.1 Implementasi
Berikut akan dibahas cara menjalankan aplikasi penyembunyian pesan rahasia pada file audio dengan menggunakan metode BIT-PLANE. Jalankan aplikasi steganografi melalui file “BITPLANE.exe” dan form Utama akan muncul. Form utama terdiri dari  dua buah tab, yaitu tab “Penyembunyian Pesan” dan tab “Ekstraksi  Pesan”. Tab “Penyembunyian Pesan” berfungsi untuk menyembunyikan pesan rahasia pada file Audio . Tampilan tab “Penyembunyian Pesan” pada form Utama, dapat dilihat pada gambar 1.
Pilih lokasi file Audio yang menjadi media penyembunyian pesan, masukkan kunci, dan pesan yang akan disisipkan pada file .  Setelah  itu,  klik  tombol  ”Sisipkan  Pesan”  untuk  memulai  proses  penyembunyian.  Tampilan form setelah penyembunyian pesan dapat dilihat pada gambar 2. berikut.
Gambar 2. Proses Penyembunyian Pesan Selesai
Untuk mengekstraksi pesan dari file , pilih tab ”Ekstraksi Pesan”, dan tab Ekstraksi Pesan akan muncul, seperti terlihat pada gambar 3. berikut.
Gambar 3. Form Utama (Tab Ekstraksi Pesan)
Pilih lokasi file audio hasil steganografi, masukkan kunci dan klik tombol ”Ekstraksi Pesan” untuk memulai proses ekstraksi. Tampilan form setelah proses ekstraksi pesan dapat dilihat pada gambar 4. berikut.
Pada gambar 4. dapat dilihat bahwa pesan berhasil diekstraksi kembali dari file Audio , dengan menggunakan kunci yang sama seperti kunci pada proses penyembunyian. Apabila kunci yang digunakan salah, maka hasil ekstraksi dapat dilihat pada gambar 5. berikut.
Gambar 5. Proses Ekstraksi Pesan Gagal (Kunci Salah)
Setelah diuji, file Audio sebelum dan sesudah disisipkan pesan dapat diputar dengan menggunakan Windows Media Player dan memiliki durasi yang sama, seperti terlihat pada gambar 6. berikut.
Gambar 6. File Audio Sebelum dan Sesudah Penyembunyian Pesan

## 4. KESIMPULAN
Setelah menyelesaikan perancangan aplikasi implementasi metode BIT-PLANE untuk penyembunyian pesan pada file audio , beberapa hal yang dapat disimpulkan adalah sebagai berikut: 1. Aplikasi hasil rancangan dapat menyembunyikan pesan rahasia yang telah terenkripsi dengan metode BIT-PLANE ke file audio dengan  menggunakan  metode  steganografi BIT-PLANE ,  sehingga  dapat  menghindari  kecurigaan  terhadap komunikasi yang bersifat rahasia.
2. File audio hasil  steganografi  dapat  diputar  dan  memiliki  durasi  seperti file awal.  Secara  kasat  mata,  tidak  terdapat perbedaan antara file awal dan file hasil steganografi. 3. Ukuran file hasil  steganografi  akan  bertambah,  sesuai  dengan  ukuran  pesan  yang  disisipkan  ditambah  dengan  tanda pengenal yang ditambahkan aplikasi.

## REFERENCES
[1] Rinaldi, 2006, “Kriptografi”, Penerbit Informatika, Hal. 304
[2] Nugroho, Adi, 2010, “Rekayasa Perangkat Lunak Berbasis Objek Dengan Metode USDP”, Penerbit Andi, Yogyakarta.
[3] www.kaskus.co.id/thread/penjelasan-audio-jenis-jenis-format-audio, diakses tanggal 17 Juli 2018.
[4] A.S. Rosa dan Shalahuddin. M, 2013, “Rekayasa Perangkat Lunak Terstruktur”, Andi, Yogyakarta.
[5] Aditya, Arif Primananda, 2013, “Dasar-Dasar Pemrograman Database Dekstop Dengan Visual Basic.Net 2008”, PT. Elex Media Komputindo, Jakarta.