## APLIKASI KEAMANAN PESAN (.TXT) MENGGUNAKAN METODE TRIPLE DES DAN METODE KOMBINASI LSB DAN BLUM-BLUM-SHUB
Derwin R Sina 1 , Guido Alfino Kiu 2* , Bertha S Djahi 3 dan Emerensye S Y Pandie 4
1,2,3,4 Program Studi Ilmu Komputer, Universitas Nusa Cendana, Jl. Adisucipto Penfui Kupang, Indonesia
1 Email: derwinsina@staf.undana.ac.id
2 Email: guidoakiu@gmail.com
3 Email: bertha.djahi@staf.undana.ac.id
4 Email: emerensyepandie@staf.undana.ac.id

## ABSTRAK
Keamanan merupakan salah satu aspek penting dalam proses pertukaran informasi (pesan). Untuk mencegah penyalahgunaan atau serangan oleh pihak yang tidak berwenang ( attacker ) terhadap pesan yang bersifat privasi, maka pesan tersebut harus diamankan. Ada beberapa metode yang dapat digunakan dalam mengamankan  pesan,  salah  satunya  adalah  dengan  mengombinasikan  metode  kriptografi triple data encryption standard (DES),  pembangkit  bilangan  acak  Blum-Blum-Shub  (BBS),  dan  steganografi least significant bit (LSB). Pada penelitian ini, metode kriptografi Triple DES digunakan untuk mengenkripsi pesan  ( embedded-message )  dengan  ekstensi  .txt  dan  metode  pembangkit  bilangan  acak  BBS  digunakan untuk menentukan posisi pixel secara acak yang akan disisipi pesan pada cover-image . Metode steganografi LSB digunakan untuk melakukan proses penyisipan ( embedding ) terhadap embedded-message yang telah terenkripsi pada posisi pixel yang dihasilkan dari proses pembangkitan bilangan acak BBS. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem dapat mengekstraksi embedded message yang disembunyikan di dalam sebuah stego-image dengan  tingkat  akurasi  100%.  Jumlah  maksimal  karakter embedded-message yang  dapat digunakan dalam pengujian adalah sebanyak 150 karakter. Pengujian juga menghasilkan stego-image yang memiliki rata-rata nilai peak signal to noise ratio (PSNR) sama dengan 88,61 yang berarti bahwa stego - image yang  dihasilkan  memiliki  kualitas  tinggi  (tidak  terjadi  penurunan  mutu  secara  signifikan)  dan keberadaan pesan di dalam stego-image semakin sulit untuk diketahui ( imperceptibility ). Kata kunci: Kriptografi, Steganografi, DES, LSB , BBS

## ABSTRACT
Security is one of the important aspects of the process of exchanging information (messages). To prevent misuse or attacks by unauthorized parties (attackers) on private messages, the message must be secured. Several methods can be used to secure messages, one of which is by combining the  triple data encryption standard (DES) cryptography method, Blum-Blum Shub (BBS) random number generator, and least significant  bit (LSB) steganography. In this study, the  triple DES cryptographic method is used to encrypt  messages  (embedded-message)  with  the  extension  .txt  and  the  BBS  random  number  generator method is used to determine the position of a random pixel to be inserted in the cover-image message. The LSB steganography method is used to perform the embedding process of the encrypted embedded-message at the pixel position resulting from the BBS random number generation process. The test results show that the system can extract embedded messages hidden in a stego-image with 100% accuracy. The maximum number  of  embedded-message  characters  that  can  be  used  in  the  test  is  150  characters.  The  test  also produces a stego-image that has an average peak signal to noise ratio (PSNR) value of 88.61, which means that  the  resulting  stego-image  has  high  quality  (no  significant  quality  degradation)  and  the  presence  of messages in the stego-image is getting harder to detect (imperceptibility). Keywords: Cryptography, Steganography, DES, LSB, BBS

## 1. PENDAHULUAN
Keamanan  merupakan  salah  satu  aspek  penting  dalam  proses  pertukaran  informasi.  Untuk mencegah penyalahgunaan atau serangan oleh pihak yang tidak berwenang ( attacker ) terhadap pesan yang bersifat rahasia, maka pesan tersebut harus diamankan.
Steganografi merupakan metode yang dapat digunakan dalam mengamankan pesan [ 1 ]. Salah satu metode steganografi adalah least significant bit (LSB). LSB bekerja dengan cara mengganti bit pixel yang
memiliki nilai tidak berarti ( least significant bit ) pada cover-object dengan bit embedded message secara berurutan [ 2 ]. Untuk meningkatkan keamanan, maka pesan tidak disisipi pada pixel secara secara berurutan, tetapi  disisipkan  pada pixel yang  dipilih  secara  acak  [ 3 ].  Pembangkitan pixel secara  acak  dapat menggunakan metode Blum-Blum-Shub (BBS). Kelebihan dari BBS adalah metode yang digunakan sangat sederhana dan paling mangkus secara kompleksitas teoritis  [ 4 ]. Dalam penerapannya, proses embedding pada  steganografi  dapat  dikombinasikan  dengan  metode  kriptografi  [ 5 ]–[ 13 ].  Proses  enkripsi  dengan menggunakan metode kriptografi akan dilakukan sebelum proses embedding dengan metode steganografi. Salah  satu  metode  kriptografi  adalah triple  data  encryption  standard (DES). Kelebihan dari  triple  DES adalah metode yang digunakan lebih mangkus dibandingkan metode DES dan double DES.

## 2. MATERI DAN METODE
Embedding Embedding adalah proses menyisipkan embedded message ke dalam sebuah cover-object . Proses ini menerima masukan berupa beberapa parameter dari user seperti embedded message . Setelah embedded message dimasukkan oleh user , proses embedding dapat dilanjutkan dengan tahap-tahap sebagai berikut:
1. Tahap pembangkitan bilangan acak. Metode yang digunakan dalam tahap ini adalah metode BBS. Algoritma untuk membangkitkan bilangan acak dengan BBS adalah sebagai berikut:
a. Pilih 2 buah bilangan prima yang akan dijadikan sebagai key , p dan q , yang masing-masing kongruen (≡) dengan 3 modulo 4.
b. Hitung nilai n (bilangan bulat Blum) dengan menggunakan persamaan 1 . 𝑛 = 𝑝  ×  𝑞 ...........................................................................................................................(1)
c. Pilih bilangan bulat acak lain, s, sebagai umpan sedemikian sehingga:
i. 2 ≤ s ≤ n ii. s dan n relatif prima. s dan n dikatakan relatif prima apabila faktor persekutuan terbesar dari s dan n sama dengan 1 (FPB ( s , n ) = 1). Kemudian hitung x 0 dengan menggunakan persamaan 2 . 𝑥 0 = 𝑠 2 𝑚𝑜𝑑 𝑛 ............................................................................................................(2)
d. Barisan bit acak dihasilkan dengan melakukan iterasi berikut sepanjang yang diinginkan:
i. Hitung x i dengan menggunakan persamaan 3 . 𝑥 𝑖 = 𝑥 𝑖−1 2 𝑚𝑜𝑑 𝑛 .......................................................................................................(3) ii. z i = bit LSB dari x i Barisan bit acak adalah, z 1 , z 2 , z 3 , ...
Sebelum  melakukan  pembangkitkan  bilangan  acak,  terlebih  dahulu  sistem  akan  menghitung jumlah  bilangan  acak  yang  dibutuhkan  (BAD)  dengan  menggunakan  persamaan 4 atau 5 .  Jika jumlah karakter embedded message (JKEM) merupakan kelipatan 8 maka 𝐵𝐴𝐷 = 8  × 𝐽𝐾𝐸𝑀 .....................................................................................................................(4)
Jika JKEM bukan kelipatan 8 maka 𝐴𝐷 = 8  × (𝐽𝐾𝐸𝑀 + 8 − (𝐽𝐾𝐸𝑀 𝑚𝑜𝑑 8)) ................................................................................(5) Misalkan, embedded  message adalah  “COMPUTER”  maka  nilai  BAD  dapat  dihitung  dengan menggunakan  persamaan 4 sehingga  menghasilkan  nilai  64.  Setelah  itu,  sistem  akan membangkitkan  pilihan  parameter  BBS  ( p - q - s )  dan  ukuran  minimal cover - image (UMC)  dari Tabel  1  sesuai  dengan  nilai  BAD.  Selanjutnya, user dapat  memilih  parameter  BBS  yang diinginkan.  Terakhir,  sistem  akan  membangkitkan  bilangan  acak  sebanyak  nilai  BAD  dengan metode BBS. Bilangan acak yang dibangkitkan merupakan nilai yang  merepresentasikan posisi pixel pada cover-image yang akan disisipi embedded message .
2. Tahap enkripsi . Tahap enkripsi dengan menggunakan metode triple DES dilakukan sebanyak 3 putaran  DES  dengan  kunci  enkripsi  yang  berbeda  dari user .  Untuk  setiap  putaran,  enkripsi terhadap plaintext ( embedded message ) dibagi menjadi 3 tahap yaitu permutasi awal, enciphering , dan permutasi akhir. Ciphertext hasil dari putaran ketiga enkripsi merupakan ciphertext yang akan disisipi pada cover-image .
3. Tahap embedding . Setelah  tahap  pembangkitan  bilangan  acak  dan  enkripsi  selesai,  proses selanjutnya  adalah  melakukan embedding dengan  menggunakan  metode  LSB.  Sebelum melakukan  proses embedding ,  terlebih  dahulu user harus  memasukkan cover-image dengan jumlah pixel minimal yaitu sama dengan UMC dan komponen warna yang akan disisipi (R/G/B). Setelah cover-image yang dimasukkan oleh user memiliki jumlah pixel yang lebih besar atau sama dengan UMC, maka posisi pixel ( x dan y ) yang akan menjadi tempat disisipkannya bit ciphertext dapat dihitung dengan menggunakan bilangan acak BBS yang telah dihasilkan, persamaan 6 dan 7 . Setelah itu, embedding dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan 8 .
𝑦 = 𝐹𝑙𝑜𝑜𝑟 (𝑃𝑜𝑠𝑖𝑠𝑖  ÷ 𝑊𝑖𝑑𝑡ℎ) ...................................................................................................(6)
𝑥 = 𝑃𝑜𝑠𝑖𝑠𝑖 − (𝑦  × 𝑊𝑖𝑑𝑡ℎ) ....................................................................................................... (7) 𝑃𝑖𝑥𝑒𝑙 = 2  × 𝐹𝑙𝑜𝑜𝑟 ( 𝑃𝑖𝑥𝑒𝑙 2 ) + 𝐵𝑖𝑡 𝐸𝑚𝑏𝑒𝑑𝑑𝑒𝑑 𝑀𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒 (0 𝑎𝑡𝑎𝑢 1) ........................................(8)
Tabel 1. Hubungan antara parameter BBS, JKEM, BAD, dan UMC
p q s Jumlah Bilangan Acak yang dapat dibangkitkan JKEM BAD Bilangan acak terbesar 499 7 2 81 8 64 3.481 103 107  2 103 8 64 10.956 103 163  2 215 8 64 16.688 103 179  2 87 8 64 18.384 103 223  2 70 8 64 22.092 571 199  2 89 8 64 113.476 251 107  2 259 25 256 26.622 163 199  2 269 25 256 31.842 263 151  2 258 25 256 39.578 179 223  2 395 25 256 39.504 103 419  2 359 25 256 43.014 263 103  2 518 50 448 27.049 127 347  2 515 50 448 43.958 199 107  2 779 50 448 21.278 547 167  2 491 50 448 90.862 499 211  2 491 50 448 104.782 499 239  2 983 100 832 118.788 599 167  2 1201 100 832 99.915 499 107  2 1.205 100 832 53.375 619 107  2 2.651 150 1.216 66.105 719 251  2 1.761 150 1.216 180.178 647 283  2 1.655 150 1.216 182.872 983 991  2 2.938 150 1.216 972.988

## Peak Signal to Noise Ratio (PSNR)
Untuk menilai kualitas dari stego-image yang dihasilkan bagus atau tidaknya dapat menggunakan nilai PSNR. Sebelum menghitung nilai dari PSNR, terlebih dahulu harus dicari nilai dari root mean square (RMS). RMS dapat dihitung dengan persamaan 9 .
𝑅𝑀𝑆 =   √ 1 𝑀𝑁 ∑ ∑ (𝐼 𝑖𝑗 −   𝐼̌ 𝑖𝑗 ) 2 𝑀 𝑗=1 𝑁 𝑖=1
...........................................................................................(9)
Setelah nilai dari rms diperoleh, nilai dari PSNR dapat dihitung dengan persamaan 10 . 𝑃𝑆𝑁𝑅 = 20  × log 10 ( 255 𝑟𝑚𝑠 ) .......................................................................................................(10)
Satuan dari PSNR adalah desibel (dB). Citra dengan nilai PSNR ≥ 40 dapat dianggap memiliki kualitas yang tinggi [ 14 ].

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Setelah user memasukkan  parameter  yang  dibutuhkan  saat  proses embedding ,  sistem  akan menghasilkan sebuah stego-image yang berisi embedded message yang telah terenkripsi. Selain itu, user juga dapat memasukkan parameter yang dibutuhkan saat proses extracting untuk mengekstraksi embedded message yang disembunyikan di dalam sebuah stego-image . Tampilan aplikasi dapat dilihat pada gambar 1 – gambar 3 . Pembahasan Pengujian sistem dilakukan dengan menggunakan 10 embedded message (.txt) dan 10 cover-image (.bmp).  Setiap embedded  message akan  disisipi  pada  2 cover-image secara  acak  sehingga  jumlah percobaan yang akan dilakukan adalah 20 percobaan. Pengujian dilakukan dengan 2 cara yaitu pengujian kesesuaian antara proses embedding dan extracting dan pengujian kualitas stego-image. Semua embedded message yang  dihasilkan  dari  proses extracting sesuai  dengan embedded  message yang digunakan  saat proses embedding .  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  sistem  dapat  mengekstraksi embedded  message yang disembunyikan  di  dalam  sebuah cover-image dengan  tingkat  akurasi  100%.  Pengujian  kualitas stego -
image menghasilkan rata-rata nilai PSNR sama dengan 88,61 (dapat dilihat pada tabel 2 ). Nilai rata-rata tersebut lebih besar sama dengan 40 yang berarti bahwa stego-image yang dihasilkan memiliki kualitas yang tinggi (tidak terjadi penurunan mutu secara signifikan) [ 14 ] dan keberadaan pesan di dalam stego- image semakin sulit untuk diketahui oleh pihak lain ( imperceptibility ). Berdasarkan hasil pengujian ini juga, dapat disimpulkan pula bahwa terdapat hubungan JKEM terhadap nilai PSNR. Keterkaitan tersebut dapat dilihat pada tabel 2 .
Gambar 1. Tampilan Menu Beranda
Gambar 2. Tampilan Menu Embedding
Gambar 3. Tampilan Menu Extracting
Tabel 2. Hubungan JKEM terhadap Nilai PSNR
Cover-Image Nomor Percobaan Stego-Image JKEM PSNR CI-1 8 SI-8 25 95,75 20 SI-20 150 89,01 CI-2 16 SI-16 100 89,45 19 SI-19 150 87,93 CI-3 4 SI-4 8 98,51 17 SI-17 150 86,39 CI-4 11 SI-11 50 85,80 15 SI-15 100 83,53 CI-5 6 SI-6 25 83,33 18 SI-18 150 77,39 CI-6 3 SI-3 8 87,30 7 SI-7 25 81,31 CI-7 2 SI-2 8 86,88 5 SI-5 25 81,67 CI-8 12 SI-12 50 92,93 14 SI-14 100 90,32 CI-9 9 SI-9 50 92,48 13 SI-13 100 89,66 CI-10 1 SI-1 8 100,40 10 SI-10 50 92,13 Berdasarkan tabel 2 dapat disimpulkan bahwa semakin besar JKEM yang disisipi pada sebuah cover-image maka nilai PSNR akan lebih kecil dibandingkan dengan cover-image yang disisipi JKEM dengan jumlah yang lebih sedikit.

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan metode kriptografi triple DES dan  metode  kombinasi  steganografi  LSB  dan  BBS,  dapat  disimpulkan  bahwa  setelah  dilakukan  20  kali percobaan, semua hasil dari proses extracting berupa embedded message sesuai dengan embedded message yang digunakan saat proses embedding . Hal ini menunjukkan bahwa sistem dapat mengekstraksi embedded message yang disembunyikan di dalam sebuah cover-image dengan tingkat akurasi 100%. Dua puluh stego- image yang  dihasilkan memiliki  nilai  rata-rata  PSNR  sebesar  88,61.  Nilai  tersebut menunjukkan  bahwa
stego-image yang dihasilkan memiliki kualitas yang tinggi (tidak terjadi penurunan mutu secara signifikan) dan  keberadaan  pesan  di  dalam stego-image semakin  sulit  untuk  diketahui  oleh  pihak  lain ( imperceptibility ). Selain itu, berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan pula bahwa semakin  besar  JKEM  yang  disisipi  pada  sebuah cover-image maka  nilai  PSNR  akan  lebih  kecil dibandingkan dengan cover-image yang disisipi JKEM dengan jumlah yang lebih sedikit.

## Saran
Pada penelitian ini, pesan yang diamankan dibatasi dengan maksimal 150 karakter dengan ekstensi .txt, berdasarkan hal tersebut maka peneliti menyarankan untuk penelitian selanjutnya dapat menggunakan pesan dengan jumlah karakter di atas 150 karakter dan ekstensi yang dapat digunakan adalah .pdf, .docx, .png, dan lain sebagainya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] N. F. Johnson and S. Jajodia, “Exploring steganography: Seeing the unseen,” Computer , vol. 31, no. 2, pp. 26–34, 1998.
[2] M. Asad, J. Gilani, and A. Khalid, “An enhanced least significant bit modification technique for audio  steganography,”  in International  Conference  on  Computer  Networks  and  Information Technology , 2011, pp. 143–147.
[3] E. R. Djuwitaningrum and M. Apriyani, “Teknik Steganografi Pesan Teks Menggunakan Metode Least Significant Bit dan Algoritma Linear Congruential Generator,” JUITA J. Inform. , vol. 4, no. 2, pp. 79–85, 2017.
[4] R. Munir, Kriptografi , Edisi Kedua. Bandung: Informatika, 2019.
[5] R. Arifin and L. T. Oktoviana, “Implementasi Kriptografi dan Steganografi menggunakan Algoritma RSA dan metode LSB,” Univ. Malang , 2013.
[6] B. Isnanto and A. A. Alkodri, “Kriptografi DES Dan Steganografi Pada Dokumen Dan Citra Digital Menggunakan Metode LSB,” J. TI Atma Luhur , vol. 1, no. 1, pp. 38–45, 2014.
[7] G. W. Bhaudhayana and I. M. Widiartha, “Implementasi algoritma kriptografi aes 256 dan metode steganografi lsb pada gambar bitmap,” J Ilmu Komput , vol. 8, no. 2, pp. 15–25, 2015.
[8] I. M. Arrijal, R. Efendi, and B. Susilo, “Penerapan Algoritma Kriptografi Kunci Simetris Dengan Modifikasi Vigenere Cipher Dalam Aplikasi Kriptografi Teks,” Pseudocode , vol. 3, no. 1, pp. 69– 82, 2016.
[9] A. Rohmanu, “Implementasi kriptografi dan steganografi dengan metode algoritma DES dan metode End Of File,” J. Inform. SIMANTIK , vol. 2, no. 1, pp. 1–11, 2017.
[10]  D.  Darwis,  W.  Wamiliana,  and  A.  Junaidi,  “Proses  Pengamanan  Data  Menggunakan  Kombinasi Metode Kriptografi Data Encryption Standard dan Steganografi End Of File,” in Prosiding Seminar Nasional METODE KUANTITATIF 2017 , 2017, vol. 1, no. 1, pp. 228–240.
[11]  I. Utomo, W. S. Sari, and C. A. Sari, “Kombinasi Steganografi-Kriptografi Citra Menggunakan LSB Dan DES,” SNATIF , vol. 5, no. 1, 2018.
[12]  P. H. Rantelinggi and E. Saputra, “Algoritma Kriptografi Triple Des dan Steganografi LSB sebagai Metode Gabungan dalam Keamanan Data,” J. Teknol. Inf. Dan Ilmu Komput. , vol. 7, no. 4, pp. 661– 666, 2019.
[13]  I.  Febriana,  “PENERAPAN  TEKNIK  KRIPTOGRAFI  PADA  KEAMANAN  SMS  ANDROID,” JoEICT J. Educ. ICT , vol. 1, no. 1, Art. no. 1, Mar. 2017, doi: 10.29100/.v1i1.103.
[14]  A. Cheddad, J. Condell, K. Curran, and P. Mc Kevitt, “Digital image steganography: Survey and analysis of current methods,” Signal Process. , vol. 90, no. 3, pp. 727–752, 2010.