## TIN: Terapan Informatika Nusantara
Vol 1, No 8, Januari 2021, Hal 390-394 ISSN 2722-7987 (Media Online) Website https://ejurnal.seminar-id.com/index.php/tin

## Implementasi Algoritma Playfair Dan Discrete Wavelet Transform Dalam Penyisipan Teks Pada Citra Digital

## Indra Setiawan
Prodi Teknik Informatika, Universitas Budi Darma, Medan, Indonesia Email: indrasetiawan3iv7@gmail.com
Abstrak− Kriptografi adalah teknik untuk menyandikan pesan dan watermarking  adalah teknik untuk menyembunyikan pesan pada suatu media digital. Kombinasi ini digunakan sebagai suatu sistem untuk mengamankan pesan karena pesan mengalami dua proses pengamanan, yaitu enkripsi dan penyisipan kedalam citra digital. Citra yang digunakan sebagai cover objec adalah citra berformat JPEG.  Karakter  yang  digunakan  pada  proses  enkripsi  adalah  penggunaan  tabel  5x5.  Pada  proses  penyisipan  ditambahkan  bit  bit pesan yang telah di ubah kedalam bentuk biner, dan disisipi pada akhir biner citra. Hasil dari skripsi ini adalah pesan yang  akan di sisipin teks kedalam citra akan di enkripsi terlebih dahulu dan dirubah kedalam biner, tanpa merubah bentuk dari sebuah citra.
Kata Kunci: Citra Digital; Kriptografi; Playfair; Watermarking; Discrete Wavelet Transform (DWT)
Abstract− Cryptography  is  a  technique  for  encoding  messages  and  watermarking  is  a  technique  for  hiding  messages  on  a  digital media.  This  combination  is  used  as  a  system  to  secure  messages  because  messages  undergo  two  security  processes,  namely encryption and insertion into a digital image. The image used as the cover object is a JPEG image format. The characters used in the encryption  process  are  the  use  of  the  5x5  table.  In  the  insertion  process,  message  bits  are  added  which  have  been  converted  into binary form, and are inserted at the end of the binary image. The result of this thesis is that the message that will be inserted in the text into the image will be encrypted first and converted into binary, without changing the shape of an image.
Keywords : Digital Image; Cryptography; Playfair; Watermarking; Discrete Wavelet Transform (DWT)

## 1. PENDAHULUAN
Proses  penyisipan  pesan  atau  gambar  dalam  suatu  gambar  pada  dasarnya  digunakan  untuk  memberikan  sebuah  tanda atau lisensi bahwa gambar tersebut merupakan milik seseorang atau bisa juga untuk mengidentifikasi kepemilikan atas gambar  tersebut.  Pada  kriptografi  dengan  media  citra  ( image ),  pengirim  pesan  melakukan  proses  penyisipan ( embedding )  pesan  yang  hendak  dikirim  secara  rahasia  ke  dalam  citra  sebagai  tempat  menyimpannya  yang  disebut cover  image ,  dengan  menggunakan  kunci  tertentu,  sehingga  dihasilkan  citra  dengan  pesan  yang  tersembunyi  di dalamnya yang disebut stego image . DWT  ( Discrete  wavelet  transform) merupakan  salah  satu  kakas  yang  banyak  digunakan  dalam  teknik blind watermarking dan escrow  watermarking dengan domain  transform . Watermarking yang  berbasis wavelet adalah pendekatan yang populer karena kekuatannya melawan malicious attack . Transformasi wavelet diskrit/Discrete wavelet transform membagi  sebuah  dimensi  sinyal  menjadi  dua  bagian,  yaitu  frekuensi  tinggi  ( highpass  filter) dan  frekuensi rendah ( lowpass filter), biasa disebut dengan dekomposisi. Hasil proses dekomposisi adalah koefisien Discrete wavelet transform (DWT) yang terbagi dalam rentang frekuensi  ( subband) dari citra asli. Kombinasi  antara  kriptografi  dan waterwarking dapat  dilakukan  untuk  lebih  meningkatkan  keamanan  pada pesan  yang  hendak  disembunyikan.  Pesan  teks  yang  hendak  disembunyikan,  dienkripsi  terlebih  dahulu  dengan  teknik kriptografi,  setelah ciphertext dihasilkan,  kemudian ciphertext disisipkan  pada file gambar  dengan  teknik Watermarking .  Hal  ini  dilakukan  agar  pesan  teks  yang  telah  dienkripsi  tidak  menimbulkan  kecurigaan  pada  orang banyak saat melihat ciphertext dari pesan teks yang dihasilkan. Kecurigaan yang dimaksud adalah susunan huruf yang tidak  memiliki  arti  pada ciphertext akan  mengundang  orang  untuk  berfikir  bahwa  ada  pesan  rahasia  dibalik  pada susunan huruf tersebut.
Dalam  masalah  perkembangan  teknologi  lainnya  penulis  ingin  menguji  suatu  sistem  untuk  penyisipan  pesan terenkripsi  pada  suatu  citra.  Wadah  penampung  untuk  teks  adalah  gambar.  Dalam  enkripsi  pesan  menggunakan algoritma Playfair dengan teknik manual. Sedangkan untuk citra, teks akan dimasukkan ke dalam citra tanpa merubah bentuk asli citra. Hasil dari pengujian ini adalah gambar tersisipi teks terenkripsi tanpa merubah bentuk gambar.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Implementasi
Implementasi  berasal  dari  bahasa  inggris  yaitu to implementasi  yang  berarti  mengimplementasikan.  Implementasi merupakan  penyediaan  sarana  untuk  melaksanakan  sesuatu  yang  menimbulkan  dampak  atau  akibat  terhadap  sesuatu. Sesuatu  yang  dilakukan  untuk  menimbulkan  dampak  atau  akibat  itu  dapat  berupa  undang-undang,  peraturan pemerintah,  keputusan  peradilan  dan  kebijakan  yang  di  buat  oleh  lembaga-lembaga  pemerintah  dalam  kehidupan kenegaraan.  “implementasi  bermuara  pada  aktivitas,  tindakan,  atau  adanya  mekanisme  suatu  sistem.  implementasi bukan sekedar aktivitas, tetapi suatu kegiatan yang terencana dan untuk mencapai tujuan kegiatan”(Setyaningsih, 2015).
Vol 1, No 8, Januari 2021, Hal 390-394 ISSN 2722-7987 (Media Online) Website https://ejurnal.seminar-id.com/index.php/tin

## 2.2 Algoritma Playfair Cipher
Cipher ini mengenkripsi pasangan huruf (biagram atau diagraf), bukan huruf tunggal seperti pada cipher klasik lainnya. Tujuannya  adalah  untuk  membuat  analisis  frekuensi  menjadi  sangat  sulit  sebab  frekuensi  kemunculan  huruf-huruf  di dalam ciphertext menjadi datar (flat)(Putera, Siahaan, Mesran, & Solihin, 2018).

## 2.3 Keamanan Algoritma Playfair
Algoritma  dekripsi  kebalikan  dari  algoritma  enkripsi.  Caranya,  untuk  setiap  pasangan  huruf ciphertext ,  tentukan  titik sudut empat persegi panjang yang terbentuk dari  pasangan huruf tersebut. Dua huruf titik sudut menyatakan pasangan huruf ciphertext , sedangkan dua huruf pada titik sudut yang lain menyatakan pasangan huruf plainteks nya. Urutan huruf pada pasangan plainteks tersebut mengikuti arah empat persegi panjang yang dibentuk  oleh pasangan huruf ciphertext . Sayangnya  ukuran  poligram  didalam playfair cipher tidak  cukup  besar.  Hanya  dua  huruf  sehingga playfair chiper tidak  aman.  Meskipun playfair cipher sulit  dipecahkan  dengan  analisis  frekuensi  relatif  huruf-huruf,  namun  ia dapat  dipecahkan dengan analisis frekuensi  kemunculan pasangan huruf, misalnya pasangan huruf TH dan HE paling sering  muncul.  Dengan  menggunakan  tabel  frekuensi  kemunculan  pasangan  huruf  di  dalam  bahasa  inggris  dan ciphertext yang cukup banyak, playfair dapat dipecahkan(Arius, 2008; Ariyus & Dony, 2006; Munir, 2008).

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Strategi  penyisipan  citra  ke  dalam  media  citra  yang  digunakan  adalah  dengan  metode Discrete  Wavelet  Transform (DWT). Di mana setiap bit data citra akan digantikan dengan bit paling rendah di dalam media citra. Langkah pertama yang dilakukan adalah mencari  nilai RGB asli pada setiap  bit  citra. Adapun rumus yang dipakai  untuk  mencari  RGB, berikut contoh gambar citra dan pixel setiap bitnya yaitu:
Gambar 1. Citra R, G, B, Asli dan nilai Pixel setiap bitnya.
Pada citra warna di atas akan dilakukan transformasi ke citra grayscale dengan cara menghitung rata-rata elemen warna Red , Green , Blue . Secara matematis perhitungannya adalah sebagai berikut.
𝑓 𝑜 (𝑋, 𝑌) = 𝑓 𝑖 𝑅 (𝑋, 𝑌) + 𝑓 𝑖 𝐺 (𝑋, 𝑌) + 𝑓 𝑖 𝐵 (𝑋, 𝑌)
3
Dari hasil gambar dan nilai pixel R,G,B di atas akan dirubah kebentuk pixel grayscale. Perhitungan fungsi negasi dilakukan  seperti  berikut:  Setiap  titik  yang  terletak  di  posisi  (X,Y),  nilai-nilai  komponen Red , Green dan Blue ditambahkan, kemudian hasilnya dibagi 3.
a. f o = 155+165+141 3 = 153,67 f. f 1 = 157+167+143 3 = 155,67
b. f o = 154+164+140 3 = 152,67
g. f 1 = 155+164+143 3 = 154
c. f o = 153+163+139 3 = 151,67 h. f 1 = 154+164+140 3 = 152,67
d. f o = 154+162+139 3 = 151,67 i. f 1 = 155+163+142 3 = 153,33 e. f o = 155+163+140 3 = 152,67 j. f 1 = 156+164+141 3 = 153,67 k.  f o = 158+167+146 3 = 157 s. f 1 = 152+161+142 3 = 151,67 l. f o = 157+166+147 3 = 156,67 t. f 1 =
150+159+140 3 = 149,67 m.  f o = 157+166+145 3 = 156 u. f 1 = 154+163+144 3 = 153,67 n. f o = 155+164+145 3 = 154,67
f. f 1 = 149+158+139 3 = 148,67
o. f o = 151+160+139 3 = 150 w. f 1 = 148+157+138 3 = 147,67
Vol 1, No 8, Januari 2021, Hal 390-394 ISSN 2722-7987 (Media Online) Website https://ejurnal.seminar-id.com/index.php/tin
p. f o = 157+166+147 3 = 156,67 x. f 1 = 149+158+139 3 = 148 ,67
q. f o = 154+163+144 3 = 153,67
y. f 1 = 150+159+140 3 = 149 ,67
r. f o = 153+162+143 3 = 152,67
Maka hasil pixel citra warna Red,Green dan Blue setelah dirubah ke citra grayscale maka hasil citra grayscale dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 1. Citra Grayscale 153.67 152.67 151.67 151.67 152.67 155.67 154.00 152.67 153.33 153.67 157.00 156.67 156.00 154.67 150.00 156.67 153.67 152.67 151.67 149.67 153.67 148.67 147.67 148.67 149.67
Pada  proses  penerapan  algoritma  DWT  pada  citra  2  dimensi  di  atas  setelah  mendapatkan  nilai  R,G,B  maka dekomposisi  perataan  dan  pengurangan  sama  dengan  proses  pada  citra  1  dimensi.  Hanya  saja  proses  dekomposisi dilakukan dalam 2 tahap, yaitu tahap pertama proses dekomposisi dilakukan pada seluruh baris, kemudian tahap ke dua pada hasil tahap pertama dilakukan proses dekomposisi dalam arah kolom. Maka dari hasil nilai citra grayscale di atas dapat diterapkan untuk algoritma DWT 2 dimensi seperti berikut ini:
153.67 152.67 151.67 151.67 153,17 151,67 0,50 0,00 155.67 154.00 152.67 153.33 154,84 153,00 0,83 -0,33 157.00 156.67 156.00 154.67 156,84 155,34 0,17 0,67 156.67 153.67 152.67 151.67 155,17 152,17 1,50 0,50 153.67 148.67 147.67 148.67 151,17 148,17 2,50 -0,50 (a) Citra Asli Grayscale (b) Hasil Dekomposisi Baris 1 : [(153.67+152.67)/2  (151.67+151.67)/2 (153.67-152.67)/2  (151.67-151.67)/2] = [ 153,17  151,67  0,50  0,00] Baris 2 : [(155.67+154.00)/2  (152.67+153.33)/2 (155.67-154.00)/2  (152.67-153.33)/2] = [154,84  153,00  0,83  -0,33] Baris 3 : [(157.00+156.67)/2  (156.00+154.67)/2 (157.00-156.67)/2  (156.00-154.67)/2] = [156,84  155,34  0,17  0,67] Baris 4 : [(156.67+153.67)/2  (152.67+151.67)/2 (156.67-153.67)/2  (152.67-151.67)/2] = [155,17  148,17  2,50  -0,50] Baris 5 : [(153.67+148.67)/2  (147.67+148.67)/2 (153.67-148.67)/2  (147.67-148.67)/2] = [151,17  148,17  2,50  -0,50]
Pada  proses  perhitungan  DWT  di  atas  dapat  diambil  kesimpulan  penggeseran  setiap pixel nya  sehingga perubahan gambar tidak terlalu signifikan diakibatkan penggeseran pixel yang dirubah hanya sedikit.

## 3.1. Algoritma Playfair Cipher
Algoritma kriptografi playfair cipher merupakan algoritma yang dibuat guna memperbaiki algoritma kriptografi klasik khususnya algoritma playfair yang mudah diserang dengan teknik analisis frekuensi untuk bigram dan poligram . Algoritma ini melakukan variansi  terhadap Playfair Cipher , untuk  kemudian melakukan super enkripsi  dengan melakukan cipher  transposisi sejumlah  panjang  kunci  terhadap  hasil ciphertext yang  dihasilkan  oleh  varian playfair cipher tersebut.
Playfair menggunakan  tabel  5x5.  Semua  alfabet  kecuali  J  diletakkan  ke  dalam  tabel.  Huruf  J  dianggap  sama dengan huruf I, sebab huruf J mempunyai frekuensi kemunculan yang paling kecil. Kunci yang digunakan berupa kata dan  tidak  ada  huruf  sama  yang  berulang.  Apabila  kuncinya  “MATAHARI”,  maka  kunci  yang  digunakan  adalah “MATHRI”. Selanjutnya, kunci  dimasukkan ke dalam tabel  5x5, isian pertama adalah kunci, selanjutnya tulis huruf- huruf berikutnya secara urut dari baris pertama dahulu, bila huruf telah muncul, maka tidak dituliskan kembali.
Tabel 2. Kata Kunci Matahari
M A T
H R
I B C D E
F G K L N
O P Q S U
V W X Y Z
Berikut ini aturan-aturan proses enkripsi pada Playfair yaitu:
1.   Jika  kedua  huruf  tidak  terletak  pada  baris  dan  kolom  yang  sama,  maka  huruf  pertama  menjadi  huruf  yang  sebaris dengan  huruf  pertama  dan  sekolom  dengan  huruf  kedua.  Huruf  kedua  menjadi  huruf  yang  sebaris  dengan  huruf kedua dan yang sekolom dengan huruf pertama. Contohnya, SA menjadi PH, BU menjadi EP.
2. Jika kedua huruf terletak pada baris yang sama maka huruf pertama menjadi huruf setelahnya dalam baris yang sama, demikian  juga  dengan  huruf  kedua.  Jika  terletak  pada  baris  kelima,  maka  menjadi  baris  pertama,  dan  sebaliknya.
Vol 1, No 8, Januari 2021, Hal 390-394 ISSN 2722-7987 (Media Online) Website https://ejurnal.seminar-id.com/index.php/tin
Arahnya  tergantung  dari  posisi  huruf  pertama  dan  kedua,  pergeserannya  ke  arah  huruf  kedua.  Contohnya,  AH menjadi TR, LK menjadi KG, BE menjadi CI.
M A T H R I B C D E F G K L N O P Q S U V W X Y Z
3.  Jika kedua huruf terletak pada kolom yang sama maka huruf pertama menjadi huruf setelahnya dalam kolom yang sama,  demikian  juga  dengan  huruf  kedua.  Jika  terletak  pada  kolom  kelima,  maka  menjadi  kolom  pertama,  dan sebaliknya.  Arahnya  tergantung  dari  posisi  huruf  pertama  dan  kedua,  pergeserannya  ke  arah  huruf  kedua. Contohnya, DS menjadi LY, PA menjadi GW, ER menjadi RZ.
M A T H R I B C D E F G K L N O P Q S U V W X Y Z
4.   Jika kedua huruf sama, maka letakkan sebuah huruf di tengahnya (sesuai kesepakatan).
5.  Jika jumlah huruf plainteks ganjil, maka tambahkan satu huruf pada akhirnya, seperti pada aturan ke-4.
Sedangkan  proses  dekripsinya  adalah  kebalikan  dari  proses  enkripsi.  Contohnya,  HR  didekripsi  menjadi  TH, BS didekripsi menjadi DP, ZU didekripsi menjadi RZ.
M A T H R I B C D E
F G K L N O P Q S U V W X Y Z
Contoh  hasil  implementasi Playfair dengan  menentukan  plainteks,  baris  dan  kolom  Misalkan  kalimat  plainteksnya  “ NAMA SAYA INDRA ” dengan kata kunci “ MATAHARI ” maka hasilnya dapat dilihat di bawah ini :
X/Y 1 2 3 4 5 1 M A T H R 2 I B C D E 3 F G K L N 4 O P Q S U 5 V W X Y Z Plaintext : Baris : Kolom :
Di Enkripsi menjadi :
Chypertext : Baris : Kolom :

## 4. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan sistem dapat mendeteksi modifikasi yang bersifat menyebar dan acak yaitu pada modifikasi noise dan sharpening . Akan tetapi hasil perbaikan yang dihasilkan cukup buruk karena  citra ciri mengalami kerusakan  yang  acak  dan  menyebar  di  seluruh  bagian  citra.  Hasil  perbaikan  yang  buruk  disebabkan  karena  metode transformasi  yang  digunakan  dalam  pembuatan  ciri  penting  dari  suatu  citra,  karena  metode  transformasi DWT menghasilkan  nilai floating  point sehingga  ciri  penting  tersebut  akan  merusak  gambar  pada  saat  dilakukan  proses perbaikan. Pembuatan teknik kriptografi enkripsi dan dekripsi dengan menggunakan metode playfair dapat melindungi data di mana program akan melakukan proses enkripsi hanya berupa huruf dengan menggunakan tabel 5 X 5.
NA MA SA YA IN DR A
31 11 41 51 23 21 1
52 12 42 42 15 45 1 GR GF PH WH BL EH A 31 33 41 51 23 21 1 25 21 24 51 24 21 1
Vol 1, No 8, Januari 2021, Hal 390-394 ISSN 2722-7987 (Media Online) Website https://ejurnal.seminar-id.com/index.php/tin

## REFERENCES
Arius, D. (2008). Pengantar Ilmu Kriptografi dan Implemantasi . ANDI Yogyakarta. Ariyus, & Dony. (2006). Kriptografi Keamanan Data dan Komunikasi . Yogyakarta: Grahailmu. Munir, R. (2008). Belajar Ilmu Kriptografi . ANDI Yogyakarta. Putera, A., Siahaan, U., Mesran, M., & Solihin, I. (2018). Implementation of Super Playfair in Messaging. ICASI 2018 , 109–118. Setyaningsih, E. (2015). Kriptografi & Implementasi Menggunakan Matlab . Yogyakarta: Andi.