## OPTIMASI KETAHANAN WATERMARKING AUDIO DIGITAL MENGGUNAKAN ALGORITMA RSA DAN MSB
Resianta Perangin-angin 1 , Benget Rumahorbo 2
1 Komputerisasi Akuntansi, Universitas Methodist Indonesia
2 Teknik Informatika, Universitas Methodist Indonesia
1 resianta88@gmail.com , 2 benget888@gmail.com

## ABSTRACT
Copyright is a serious problem in the digital world, the process of sending and distributing digital media is so easy nowadays, copyright in the digital world is very detrimental to those who feel that their digital rights are copied and pasted or taken without the consent of the creator. Therefore we need a way where when a digital file can be identified as original as a product, one of the right ways is to use a watermark technique. But often this watermark process can be lost or cannot be extracted because the digital file has gone through a compression process, duplicate or something else. So in this study, it will be tried to increase the durability of a watermark in digital audio as a solution for identifying copyrighted digital works. Where the watermark process will use the RSA and MSB algorithms to enter information into a digital audio file, later this information can be extracted to view copyright ownership information from the digital audio. And it is hoped that this watermarking is resistant to various digital audio processes such as compression, duplication and editing carried out on the file. the information that is inserted into is maintained without compromising the quality of the digital audio.

## Keywords: robussnest, watermarking, msb, rsa, encryption

## I. PENDAHULUAN
Penggunaan  format  digital  terutama  pada  data  suara  atau musik masih menimbulkan kontrovers seputar perlindungan  hak  ciptanya.  Kemudahan  pengolahan  data digital  menyebabkan sering terjadi pelanggaran  hak cipta data tersebut. Perkembangan teknologi informasi membuat prosespertukaran informasi dapat dilakukan dengan mudah melalui  internet.  Namun,  dengan  adanya  kemudahan  ini terdampakterhadap  keaslian  informasi  tersebut.Seseorang dapat  membajak  dan  memodifikasi  informasi  dengan mudah [1]  Salah satu media digital yang dapat digunakan dalam penyampaian pesan dalam bentuk lambang-lambang auditif  adalah  audio.  Media  audio  dipakai  karena mudahdalam penggunaannya dan diikuti dengan kemudahan  dalam  pengaksesannya.  Berbagai  macam  file audio  sudah  diciptakan  mulai  dari  WAV,  MP3,  WMA, FLAC, MP4, dan AMR[2]
Sering terjadi penduplikasian, pengambilan sebagian atau seluruh isi data, maupun pendistribusian secara ilegal terhadap data digital tanpa  melaluui  izin dari pemiliknya, sehingga secara otomatis pemilik hak cipta telah dirugikan atas perbuatan tersebut.[1]
Permasalahan  tersebut  menyebabkan  pentingnya  suatu pembuktian  kepemilikan  atas  hak  cipta  dari  suatu  media digital.  [2]  Untuk  dapat  membuktikan  kepemilikan  atas hak  cipta  audio  dapat  digunakan  teknik watermarking . Watermarking merupakan  teknik  yang  digunakan  untuk menyembunyikan  tanda  atau  informasi  hak  cipta  seperti waktu atau tanggal, dan pemilik hak cipta ke dalam suatu media digital. Penyisipan informasi ke dalam suara digital dilakukan  sedemikian  rupa  sehingga  tidak  merusak kualitas suara yang disisipi informasi hak cipta.
Informasi  hak  cipta  ini  harus  dapat  diekstrak  untuk membuktikan  kepemilikan  atas  produk  suara  digital tersebut. Hasil dari proses ekstraksi kemudian dibandingkan  dengan  informasi  asli  dari  pemegang  hak cipta. Jika informasi hasil ekstraksi sama dengan informasi asli  maka  dialah  pemegang  hak  cipta  atas  produk  suara digital tersebut.

## II. KAJIAN PUSTAKA Watermarking
Watermarking adalah  proses  penambahan  sekumpulan kode  identifikasi  secara  permanen  ke  dalam  sebuah  data digital.  Dimana  kode  identifikasi  tersebut  dapat  berupa teks, suara, gambar, atau video. Selain tidak merusak data digital  induknya,  kode  identifikasi  seharusnya  memiliki ketahan/ robustness terhadap berbagai pemrosesan lanjutan seperti  pengubahan,  kompresi,  enkripsi,  dan  lain sebagainya. [2]
Digital watermarking didasarkan pada ilmu steganografi, yaitu ilmu yang mengkaji tentang penyembunyian  data.  Istilah  steganografi  berasal  dari bahasa Yunani,  yang berarti covered-writing , atau tulisan tersembunyi.  Teknik  ini  mengambil  keuntungan  dari keterbatasan  indera  manusia,  khusunya  penglihatan  dan pendengaran, sehingga watermark yang dibubuhkan pada dokumen  tidak  akan  disadari  kehadirannya  oleh manusia.[9]

## MOST SIGNIFICANT BIT (MSB)
Suatu  sistem  komputasi  dinamakan  real-time  jika  sistem tersebut  dapat  mendukung  eksekusi  program  /  aplikasi
dengan waktu yang memiliki batasan, atau dengan kata lain suatu sistem real-time harus memiliki :
1. Batasan waktu dan memenuhi deadline, artinya bahwa aplikasi  harus  menyelesaikan  tugasnya  dalam  waktu yang telah dibatasi atau ditentukan
2. Dapat diprediksi, artinya bahwa sistem harus bereaksi terhadap  semua  kemungkinan  kejadian  selama kejadian tersebut dapat diprediksi.
3. Proses  bersamaan,  artinya  jika  ada  beberapa  proses yang  terjadi  bersamaan,  maka  semua  deadline  nya harus terpenuhi.
4. Dapat  mengerjakan  hal-hal  yang  penting  saja, mengatur  strategi  task-task  mana  yang  harus dikerjakan lebih dahulu.
5. Membuat processor agar bekerja lebih cepat, sehingga dapat ditingkatkan jumlah taskyang diselesaikan 6. Menemukan tingkat effisiensi waktu.
7. Waktu proses merupakan sesuatu yang  vital dan dianggap penting
8. Suatu  sistem  dimana  respon  tepat  waktu  oleh komputer merupakan hal yang dianggap vital[6].

## ALGORITMA RSA
Dari  sekian  banyak  algoritma  kriptografi  kunci-publik yang pernah dibuat, algoritma yang paling populer adalah algoritma  RSA.  Algoritma  RSA  dibuat  oleh  3  orang peneliti dari MIT pada tahun 1976, yaitu : Ron  (R) ivest, Adi  (S)  hamir,  dan  Leonard  (A)  dleman.  Kemanan algoritma  RSA  terletak  pada  sulitnya  memfaktorkan bilangan  yang  besar  menjadi  faktor-faktor  prima. Pemfaktoran  dilakukan  untuk  memperoleh  kunci  privat. Selama pemfaktoran bilangan besar menjadi faktor-faktor prima  belum  ditemukan  algoritma  yang  mangkus,  maka selama itu pula keamanan algoritma RSA tetap terjamin [8]
Algoritma RSA memiliki besaran-besaran sebagai berikut:
1. p dan q bilangan prima (rahasia)
2. n = p.q (tidak rahasia) 3. φ(n) = (p-1)(q-1) (rahasia) 4. e(kunci enkripsi) (tidak rahasia) 5. d(kunci dekripsi) (rahasia) 6. m(plainteks) (rahasia) 7. c(cipherteks) (tidak rahasia)

## Algoritma Membangkitkan Pasangan Kunci
1. Pilih dua buah bilangan prima sembarang, p dan q
2. Hitung n = p.q (sebaiknya p≠q, sebab jika p=q maka n = p 2 sehingga p dapat diperoleh dengan menarik akar pangkat dua dari n).
3. Hitung φ(n) = (p-1)(q-1).
4. Pilih kunci publik, e, yang relatif prima terhadap φ(n)
5. Bangkitkan  kunci  privat  dengan  menggunakan persamaan e.d ≡ 1 (mod φ(n)). Perhatikan bahwa e.d ≡ 1  (mod  φ(n))  ekivalen  dengan  e.d  =  1  +  k  φ(n), sehingga secara sederhana d dapat dihitung dengan
d= 1+𝑘𝜑𝑛
𝑒
Hasil dari  algoritma di atas :
- Kunci publik adalah pasangan (e,n)
- Kunci privat adalah pasangan (d,n)
Catatan : n tidak bersifat rahasia, sebab ia diperlukan pada perhitungan enkripsi/dekripsi.
Selama  ini,  baik  kunci  publik  maupun  kunci  privat adalah  sebuah  angka.  Hal  ini  bisa  dikembangkan  dengan menggunakan  suatu  citra  digital.  Dengan  demikian, pasangan  bilangan  prima  merupakan  representasi  digital dari  dua  buah  citra.  Lalu  kunci  enkripsi  e  disisipkan menjadi watermark bagi citra yang satu, sedangkan kunci dekripsi disisipkan menjadi watermark bagi citra lainnya.

## AUDIO DIGITAL
Musik  Digital  adalah  reproduksi  suara  dari  sinyal  digital yang  telah  dirobah  keasalnya  menjadi  sinyal  analog, perekaman  suara  digital  dengan  cara  pengkodean  angka biner  hasil  dari  perobahan  sinyal  suara  analog  dengan bantuan  frekuensi  sampling.  Musik  digital  bisa  juga berasal dari suara  sintetis, contoh  peralatan sumber suara sintetis  MIDI  merupakan  sumber  suara  digital  berbagai instrumen musik yang bisa dimainkan oleh pemusik[4].
Bentuk  penyimpanan  sinyal  digital  dalam  media berbasis  teknologi  komputer.  Format  digital  dapat menyimpan data dalam jumlah besar, jangka panjang dan berjaringan  luas.  Musik  Digital  menggunakan  sinyal digital dalam proses reproduksi suaranya. Sebagai proses digitalisasi  terhadap  format  rekaman  musik  analog,  lagu atau  musik  digital  mempunyai  beraneka  ragam  format yang bergantung pada teknologi yang digunakan.

## III. METODE PENELITIAN Penyisipan Watermarking
Proses  penyisipan watermark dapat  dinyatakan  sebagai sebuah  system  yang  menggunakan  satu  dari  dua kemungkinan  system.  Dalam  domain  waktu  fungsi  dari system  merupakan Discrete  Time  Exponential dimana yang  membedakan  adalah  delay  antara  masing-masing impulse [6].  Sebagai  contoh  misalnya  digunakan  dua sinyal, sinyal pertama merupakan sinyal asli dari audio dan kedua  merupakan  RSA.  Gambar  2(A)  merupakan  kernel yang  menyatakan  fungsi  system  untuk  menyisipkan  bit  1 dan  gambar  2(B)  merupakan  fungsi  system  untuk menyisipkan bit 0. hasil pemrosesan sinyal menggunakan kernel  1  maupun  menggunakan  kernel  0  akan menghasilkan sinyal seperti gambar 3[6].

## Gambar 1. Discrete Time Exponential
Jarak (δb) antara sinyal asli dengan RSA tergantung dari kernel  atau  fungsi  system  mana  yang  digunakan  pada gambar 2. Kernel satu menggunakan jarak (δ1), sedangkan kernel nol memiliki jarak (δ0). Pada penyisipan watermark yang  terdiri  lebih  dari  1  bit,  sinyal  asli  dapat  dipecah menjadi  beberapa  bagian  kecil.  Setiap  bagian  dapat dilakukan  penyisipan  dengan  bit  yang  diinginkan  dengan
menganggap  bahwa  bagian  kecil  tersebut  sebagai  sinyal independent. Setelah dilakukan proses encoding RSA maka bagian-bagian sinyal tersebut digabungkan kembali untuk menghasilkan sinyal awal.
Gambar 2. Sinyal awal yang dipecah menjadi beberapa bagian
S ebagai  contoh  pada  gambar  4  sinyal  asli  dibagi menjadi tujuh bagian yang diberi label a, b, c, d, e, f, dan g. PAda bagian a, c, d dan g akan disisipkan bit 1. Untuk itu  akan  digunakan  kernel  1  sebagai  fungsi  system  pada setiap  bagian  tersebut.  Demikian  sebaliknya  bit  0  akan disisipkan  pada  bagian  b,  e,  dan  f  maka  akan  digunakan kernel 0 sebagai fungsi system pada bagian tersebut. Untuk mencapai  hasil  yang  tidak  dapat  didengar  oleh pendengaran  manusia,  maka  dapat  dibuat  sinyal  RSA  1 dengan  melakukan  pembuatan  RSA  pada  sinyal  asli menggunakan kernel 1 dan membuat sinyal RSA 0 dengan menggunakan  kernel  0  sebagai  fungsi  system  terhadap sinyal  asli.  Hasil  dari  sinyal-sinyal  tersebut  dapat  dilihat pada gambar 5.
Gambar 3.Pembuatan sinyal RSA 1 dan sinyal RSA 0
Untuk  menggabungkan  dua  sinyal  tersebut,  maka dibuat dua sinyal mixer . Sinyal mixer terdiri dari  nol dan satu  tergantung  dari  bit  yang  ingin  disembunyikan  pada bagian  sinyal  asli.Sinyal mixer 0  kemudian  dikalikan dengan sinyal RSA 0 sedangkan sinyal mixer 1 dikalikan dengan  sinyal  RSA  1.,  kemudian  kedua  hasil  tersebut dijumlahkan.  Sebagai  catatan  bahwa  sinyal mixer 0 merupakan  komplemen  dari  sinyal mixer 1  dan  transisi antara  masing-masing  sinyal  adalah  bertahap  atau melandai. Jumlah antara dua sinyal mixer tersebut selalu 1. Ini  akan  memberikan  transisi  yang  halus  antara  masing- masing  bagian  yang  dikodekan  dengan  bit  yang  berbeda, dan  mencegah  perubahan  yang  mencolok  pada  hasil gabungan sinyal.
Gambar 4. Sinyal mixer
Gambar 5. Proses encoding

## Gambaran Umum Sistem
Sistem watermarking terbagi  atas  dua  bagian  yaitu proses  penyisipan watermark dan  proses  pengekstrak watermark . Penyisipan watermark adalah proses pelabelan file audio dimana pada file audio tersebut akan dimasukkan watermark, sedangkan pengekstrakkan watermark merupakan proses pengambilan watermark dari file audio sesuai dengan metode watermarking yang digunakan pada satu penyisipan watermark.
Pada  bagian  penyisipan  watermark  sebagai  masukan adalah  berkas  audio  dengan  format  WAV  dan  pesan watermark,  dimana  proses  ini  akan  menghasilkan  berkas audio  yang  telah  berisi  watermark  atau  dapat  disebut berkas  audio  terlabel,  sedangkan  pada  proses  ekstraksi watermark  sebagai  masukkannya  adalah  berkas  audio terlabel atau yang memliki watermark dan keluaran adalah pesan  atau  watermark  yang  terdapat  dalam  berkas  audio tersebut. Dan dapat dilihat pada gambar dibawah
Gambar 6. Gambaran umum sistem perangkat lunak watermarking

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Penyisipan Menggunakan RSA Dan MSB
Pengujian penyisipan dan ekstraksi watermark menggunakan  metode  RSA  dilakukan  dengan  cara melakukan proses penyisipan watermark pada berkas suara kemudian  dilakukan  pengekstrakkan  kembali  terhadap watermark yang disisipkan sebelumnya. Proses watermarking menggunakan  metode  RSA  dipengaruhi oleh nilai amplitude yang digunakan pada saat penyisipan, sehingga untuk membuktikan hak tersebut, pada pengujian ini dilakukan penyisipan watermark dengan menggunakan nilai  amplitudo  yang  berbeda  yaitu  dari  pembangkitan robustness menggunakan RSA pada audio digital adalah:
1. Memilih  sembarang  dua  bilangan  prima  untuk dienkripsi  terkebih  dahulu  sebelum  disisipkan  ke dalam  audio  digital,  lalu  ambil  representasi  nilainya sebagai bilangan prima. Contoh
17 dan 11
Didapatkan hasil :
n = a x b =17 x 11
= 187
m  = (a-1) x (b-1)
= 16 x 10 = 160
Sebuah  bilangan  bulat  untuk  kunci  public  (e)  yang relative prima terhadap m (GCD e, m = 1)
(e, 160) = 1 e = 3
Kunci dekripsi, d, dengan kekongruenan ed ≡ 1 (mod m).
3 (?) mod 160 = 1 3 (107) mod 160 = 1 d = 107
Representasi nilainya adalah [ 67 73 78 79]
C1  = P1e mod n = 673 mod 187 = 67 = C C2  = P2e mod n = 733 mod 187
= 57
= 9
C3  = P3e mod n
= 773 mod 187
= 66 = B
C4  = P4e mod n = 793 mod 187 = 107 = k Hasil kata yang sudah dienkripsi adalah C9Bk diambil nilai bit untuk disisipkan ke audio melalui MSB.
Pesan ABCD --> C9Bk
MSB (Most Significant Bit)
C = 0100 0011
9 = 0011 1001
B = 0100 0010
k = 0110 1010
Diasumsikan  sebuah  file  audio  dengan  kumpulan  bit sebagai berikut.
0100010100100100111101011011101001010100101010 1001010101010010100100010100100100111101011011 101001010100101010100101010101001010
Bagi menjadi 4 bit per bagian.
0100  0101  0010  0100  1111  0101  1011  1010  0101  0100 1010 1010 0101 0101 0100 1010
0100  0101  0010  0100  1111  0101  1011  1010  0101  0100
1010 1010 0101 0101 0100 1010
Lakukan penyisipan pada awal bit-bit. bit 1 = 0100 --> 0100 bit 2 = 0101 --> 1101 bit 3 = 0010 --> 0010 bit 4 = 0100 --> 0100 bit 5 = 1111 --> 0111 bit 6 = 0101 --> 0101 bit 7 = 1011 --> 1011 bit 8 = 1010 --> 1010 bit 9 = 0101 --> 0101 bit 10 = 0100 --> 0100 bit 11 = 1010 --> 1010 bit 12 = 1010 --> 1010 bit 13 = 0101 --> 1101 bit 14 = 0101 --> 0101
Proses Penyisipan Watermark
Proses Pengekstrakkan Watermark File Audio File Audio Terkabel File Audio File Audio Terkabel Watermark
bit 15 = 0100 --> 0100 bit 16 = 1010 --> 1010 bit 17 = 0100 --> 0100 bit 18 = 0101 --> 1101 bit 19 = 0010 --> 0010 bit 20 = 0100 --> 0100 bit 21 = 1111 --> 0111 bit 22 = 0101 --> 0101 bit 23 = 1011 --> 1011 bit 24 = 1010 --> 0010 bit 25 = 0101 --> 0101 bit 26 = 0100 --> 1100 bit 27 = 1010 --> 1010 bit 28 = 1010 --> 0010 bit 29 = 0101 --> 1101 bit 30 = 0101 --> 0101 bit 31 = 0100 --> 1100 bit 32 = 1010 --> 0010
Dari  proses  kriptografi  dan  watermarking  sebelumnya, diperoleh  deret  biner  audio  digital  baru  sebagai  berikut  : 0100  1101  0010  0100  0111  0101  1011  1010  0101  0100 1010  1010  1101  0101  0100  1010  0100  1101  0010  0100 0111 0101 1011 0010 0101 1100 1010 0010  1101 0101 1100 0010

## V. KESIMPULAN
Didapat  kesimpulan  dari  perhitungan  diatas  yaitu meningkatnya robustness watermarking pada audio digital dengan  memanfaatkan  metode  kriptografi  RSA  dan disisipkan kedalam file audio menggunakan metode MSB atau Most  Significant  Bit .  Hal  ini  terbukti  dapat meningkatkan robustness pada watermarking audio digital, dimana hal ini dapat menjadi salah satu cara untuk menentukan  kepemilikan  audio  digital  yang  pertama  kali tanpa harus merusak kualias dari audio itu sendiri

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Deltika,  C.  A.,  Budiman,  G.,  &  Novamizanti,  L.  (2017). Perancangan  Audio  Watermarking  Dengan  Teknik  Dwt- Histogram Yang Diterapkan Pada Aplikasi Web.
[2].  Patil, M., & Chitode, J. S. (n.d.). Improved Technique for Audio  Watermarking  Based  on  Discrete  Wavelet Transform. 2(5),
[3].  Piarsa,  I.  N.,  &  Dharmadi,  I.  M.  A.  (2010). IMPLEMENTASI  WATERMARKING  PADA  SUARA DIGITAL DENGAN METODE DATA ECHO HIDING.
[4].  Pradana,  G.  K.,  &  Ardian,  Y.  (n.d.).  PENERAPAN TEHNOLOGI SOUNDFONT PADA MIDI KEYBOARD.
[5].  Pratiwi,  F.  (2018).  PENGAMANAN  FILE  AUDIO DENGAN  MENGGUNAKAN  ALGORITMA  RIVEST SHAMIR  ADLEMAN  DAN  METODE  MODIFIED LEAST SIGNIFICANT BIT RED CHANNEL.
[6].  Reddy, P. R. (2009). Robust Digital Watermarking of Color Images under Noise attacks.
[7].  Sihotang,  H.  T.,  Efendi,  S.,  Zamzami,  E.  M.,  & Mawengkang,  H.  (2020).  Design  and  Implementation  of Rivest Shamir Adleman’s (RSA) Cryptography Algorithm in Text File Data Security. Journal of Physics: Conference Series, 1641, 012042. https://doi.org/10.1088/1742- 6596/1641/1/012042
[8].  Sitorus,  S.  H.,  &  Ristian,  U.  (2020).  PERBANDINGAN STEGANOGRAFI  METODE  LEAST  SIGNIFICANT
BIT+3  (LSB+3)  DENGAN  MOST  SIGNIFICANT  BIT (MSB). 08(01).
[9].  Wong,  N.  P.,  Cahyadi,  W.,  Mikroskil,  S.,  &  No,  J.  T.
(2012). RANCANG BANGUN APLIKASI WATERMARKING PADA GAMBAR DENGAN ALGORITMA DIGITAL SEMIPUBLIC. 13(2).
[10.    Y.Jani,  Y.,  J.  Parmar,  Y.,  &  J.  Kavathiya,  C.  (2014).  A Review  on  New  Technique  for  Embedding  Image  into Audio as a Watermark using DCT. International Journal of Computer Applications, 88(9), 19–22. https://doi.org/10.5120/15381-3812