Kriptostegano Menggunakan Data Encryption Standard dan Least Significant Bit dalam Pengamanan Pesan Gambar
Ifan Rizqa *1) , Aprilyani Nur Safitri 2) , Imanuel Harkespan 3)
* Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Dian Nuswantoro
1) risqa.ifan@dsn.dinus.ac.id, 2) aprilyani.safitri@dsn.dinus.ac.id, 3) harkespan@dsn.dinus.ac.id

## Abstrak
Aplikasi yang menerapkan metode LSB dan algoritma kriptografi DES ini berjalan dengan baik  dan  mampu  menyisipkan  dan  mengekstrakan  pesan  dan  dapat  mengenkripsi  dan deskripsi  isi  pesan.  Pada  penelitian  Penyisipan  Pesan  Ke  Dalama  Gambar  Dengan Menggunakan  Metode  Least  Significant  Bit  (LSB)  dan  enkripsi  dengan  menggunakan Algoritma  Data  Encryption  Standard  (DES)  yang  mempunyai  tujuan  untuk  menambah keamanan pesan agar seseorang yang tidak bertanggung jawab tidak dapat mengetahui sebuah pesan rahasia yang akan dikirim. Aplikasi ini hanya mengamankan sebuah pesan kedalam sebuah citra dan merubah isi pesan dari yang dikethaui maknanya ke yang tidak diketahui maknanya. Pada penelitian ini telah diterapkan metode LSB-DES pada gambar 281x320 pixel dengan cover berupa gambar berwarna dan pesan berupa kata. PSNR yang dihasilkan  adalah  86.64  db  untuk  pesan  kata “rahasia” .  Berdasarkan  penelitian  dapat disimpulkan hasil PSNR nilainya tinggi, maka kualitas citra bagus, maka dari itu hasil gambar steganogragi pun sangat baik.
Kata kunci : DES, Enkripsi, LSB, citra berwarna

## Abstract
Applications that apply the LSB method and the DES cryptographic algorithm are running well and are able to insert and extract messages and can encrypt and describe the contents of messages. In the study of Inserting Messages into Images Using the Least Significant Bit (LSB) method and encryption using the Data Encryption Standard (DES) Algorithm which has the aim of increasing message security so that someone who is not responsible cannot know a secret message to be sent. This application only secures a message into an image and changes the message content from the known meaning to the unknown meaning. In this study, the LSB-DES method has been applied to a 281x320 pixel image with a cover in the form of a color image and a message in the form of words. The resulting PSNR is 86.64 db for the word “rahasia” . Based on the research, it can be concluded that the PSNR value is high, so the image quality is good, therefore the results of the steganography image are also very good..
Keywords  : DES, Encryption, LSB, color image

## 1 P ENDAHULUAN
Dalam era globalisasi dan perkembangan teknologi saat ini, banyak cara atau teknik untuk melindungi informasi rahasia agar orang lain yang tidak mempunyai hak tidak dapat mengakses informasi  tersebut.  Untuk  melindungi  informasi  banyak  teknik  yag  bisa  digunakan  seperti steganografi [1].
Steganografi  yaitu  suatu  teknik  yang  dapat  menyisipkan  pesan  kedalam  citra  digital seperti gambar, video, dan teks, dengan kapasitas data yang disisipkan direpresentasikan dalam bentuk bit per pixel [2]. Citra asli yang digunakan untuk menyisipkan data disebut cover-image, dan gambar yang telah disisipkan data  disebut stego-image . Distori  pada stage-image dapat diukur menggunakan peak signal-to-noise ratio (PSNR) [3].
Penelitian ini menggunakan Last Sighnificant Bit (LSB), cara ini menyediakan kapasitas yang sangat besar dalam penyimpanan pesan dan memiliki kualitas pada citra yang sangat baik. Kombinasi kriptografi dan steganografi dapat meningkatkan keamanan data. Salah satu metode kriptografi untuk pengamanan data adalah Data Encryption Standard (DES) [4]. Algoritma ini telah banyak di terapkan untuk proses enkripsi di mesin ATM dan operator kartu SIM di seluruh dunia [5].
Berdasarkan  kelebihan  penggunaan  Data  Encryption  Standart  (DES)  dengan digabungkannya  metode  Least  Significant  Bit  (LSB),  maka  penelitian  ini  mengusulkan kombinasi  antara  kriptografi  untuk  menyandikan  pesan  dan  steganografi  untuk  penyisipan pesan  rahasia  kedalam  gambar,  agar  pesan  tidak  bisa  dibaca  oleh  seseorang  yang  tidak mempunyai hak atas pesan tersebut.
Hasil yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah penggunaan metode Data Encryption Standard  (DES)  dan  metode  Least  Significant  Bit  (LSB)  yang  mampu menghasilkan  PSNR yang  lebih  baik.  Juga,  melindungi  informasi  rahasia  dan  penting  dari  orang  lain  agar penerimaan informasi aman dan terjaga secara real-time .

## 2 T INJAUAN P USTAKA

## 2.1 S TEGANOGRAFI
Ilmu yang menyembunyikan suatu informasi dengan cara memasukan informasi tersebut ke dalam suatu pesan lain merupakan pengertian dari steganografi [6]. Tujuan dari steganografi adalah menyembunyikan informasi  tersebut  agar  informasi tidak dapat  diketahui  oleh orang lain. Steganografi juga merupakan pelengkap dari kriptografi [7]. Perbedaan steganografi dan kriptografi  adalah  jika  dalam  steganografi  pesan  disembunyikan  sedemikian  rupa  sehingga orang  lain  tidak  dapat  mengetahui  pesan  tersebut  [8].  Jika  dalam  kriptografi  pesan  diubah menjadi  karakter aneh maka dalam steganografi pesan disembunyikan dalam sebuah media. Media tersebut dapat berupa media digital seperti musik, teks maupun gambar [9].

## 2.2 DES
Salah satu  algoritma yang digunakan dalam kriptografi untuk  menjaga kemanan suatu data  dengan  cara  mengenkripnya  sehingga  data  tersebut  aman  dan  hanya  bisa  dibuka  jika
dengan menggunakan kunci merupakan algoritma enkripsi DES ( Data Encryption Standard ) [10].
Algoritma ini merupakan algoritma yang sering digunakan. Algoritma ini diadopsi oleh NIST  (National  Institue  of  Standards  and  Technology)  sebagai  standar  pengolah  informasi Federal AS. Plain dienkrip dalam blok-blok 64 bit menjadi 64 bit data ciphertext menggunakan kunci  56  bit  kunci  internal  ( internal  key )  [11].  DES  merupakan  block  chipper  karena mentransformasikan  input  64  bit  dalam  beberapa  tahap  enkripsi  ke  dalam  output  64  bit. Algortima DES digunakan untuk membalik enkripsi [12]. Dengan menggunakan 56 bit kunci internal ( internal key ) atau up-kunci ( subkey ) DES mengenkripsikan 64 bit plainteks menjadi 64 bit cipherteks [13].

## 2.3 LSB
Salah  satu  teknik  substitusi  steganografi  adalah  metode  LSB  ( Least  Significant  Bit ). Dimana tiap bit terendah pada byte-byte media citra akan digantikan dengan bit-bit pesan yang akan disisipkan. Terdapat susunan tiga warna, yaitu merah, hijau dan biru ( RGB ) yang masing- masing  disusun  oleh  bilangan  8  bit  (1 byte )  dari  0  sampai  255  atau  dengan  format  biner 00000000 sampai 11111111 pada file citra 24 bit setiap pixel pada citra [14]. Metode ini meggunakan  citra  digital  sebagai cortex sehingga  lebih  sederhana  dan  mudah  untuk diimplementasikan [15].

## 2.4 P ENELITIAN T ERKAIT
Terkait  dengan  penelitian  ini,  berikut  adalah  penelitian  terkait  yang  telah  dilakukan sebelumnya sebagai referensi penulis. Penelitian yang telah dilakukan meliputi pada Tabel 1.
Tabel 1 State of The Art No Nama Peneliti Judul Penelitian Hasil 1 Tseng,  Hsien-Wen  dan Leng, Hui-Shih A  Steganographic  Method  Based on  Pixel  Value  Differencing  and the Perfect Square Number Hasil percobaan menunjukkan skema yang diusulkan memberikan kapasitas besar  dan  imperseptibilitas  yang tinggi. 2 V, Nadiya P dan Imran, B Mohammed Image  Steganography  in  DWT Domain  using  Double-Stegging with DES Mode-l menggunakan Double Stegging  dengan  pengkodean  RSA terbukti jauh lebih efisien. 3 Moumen, Abdelkader dan Sissaoui, Hocine Images  Encryption  Method  using Steganographic  LSB  Method, AES and RSA algorithm Diperoleh  kualitas  dari  gambar  akhir yang  baik  (PSNR>  50  dB)  dan memiliki ketahanan terhadap noise. 4 Paulus Lucky Tirma Irawan,  Budi  Purnomo, Oesman Hendra Kelana Rancang Bangun Aplikasi Manajemen  hak  Cipta  Citra Digital  Menggunakan  DES  Dan LSB Nilai  rerata  yang  tinggi    dari pengujian      MSE      terhadap      citra stegano   sebesar   0,371.   Sementara untuk komponen nilai PNSR didapatkan  rerata  nilai  sebesar 121,045 5 Edi Jaya Kusuma, Christy Atika  Sari,    Oktaviana Rena  Indriani,  Eko  Hari Rachmawanto,  De  Rosal Ignatius Moses Setiadi An  Imperceptible  LSB  Image Hiding  on  Edge  Region  Using DES Encryption Nilai MSE ( Mean Square Error )  dan PSNR  ( Peak  to  Noise  Ratio ) memperoleh  rata-rata  nilai  terbaik MSE  sebesar  0,0038557  dan  nilai PSNR 72.2698 dB.

## 3 M ETODE P ENELITIAN
Penelitian  ini  menggunakan  kombinasi  dari  Algoritma  DES  dan  LSB  untuk dikembangkan  kedalam  sebuah  sistem  pengamanan  pesan.  Dalam  pengembangan  sistem, penelitian ini menggunakan proses seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1.
Gambar  1 Alur Pengembangan Sistem

## 3.1 P ERENCANAAN S ISTEM
Pertama, dalam sistem yang akan dibuat adalah cara mengirim pesan rahasia yang aman dan tidak terlihat mencurigakan serta meningktakan keamanan pada pesan, sehingga orang yang lain tidak menyadari bahwa ada pesan rahasia yang sedang dikirim. Berdasarkan permasalahan yang  ada,  maka  dibuatlah  sistem  penyandian  pesan  secara  rahasia    menggunakan  metode kriptografi DES kemudian menanamkan pesan rahasia yang sudah disandikan kebentuk media gambar menggnakan metode Least Significant Bit (LSB).

## 3.2 D ESAIN
Bentuk diagram merupakan alur dari sistem dan proses penggambaran yang akan dibuat. Tujuan dari sistem diagram adalah menggambarkan tentang model diagram yang ada pada alur sistem nantinya dibentuk nyata pada sistem di tahap implementasi. Sistem diagram digunakan
untuk membantu proses implementasi yaitu use casediagram, activity diagram, dan sequence diagram.

## 3.3 I MPLEMENTASI
Penerapan  kombinasi  dari  metode  kriptografi  DES  dan  metode  steganografi  Least Significant Bit (LSB) merupakan implementasi dari penelitian ini, agar mendapat keamanan tinggi  untuk  mengamankan  pesan  rahasia  agar  sampai  tujuan  dengan  utuh  dan  aman.  Pada implementasi  tersebut  format  file  yang  digunakan  pana  penyisipan  berkas  ciphertext  adalah (.txt), ssedangkan format file yang digunakan pada cover image yang disebut sebagai wadah adalah  (.jpeg/.jpg).  Untuk  mendapatkan  pesan  rahasia  atau  plaintext  dengan  cara,  pertama memasukan  stegoimage  dari  hasil  proses  penyisipan  demi  mendapatkan  berkas  ciphertext, kemudian berkas ciphertext di deskripsi, cara tersebut merupakan proses ekstraksi berkas.

## 3.4 T AHAPAN E KSTRAKSI DAN P ENYISIPAN P ESAN
Proses ekstraksi dan penyisipan pesan adalah sebagai berikut:
1. Memasukan Pesan Rahasia Pengirim  memasukan  pesan  kedalam  sistem  agar  dapat  diberi  sandi  untuk  menjaga kerahasiaanya.
2. Proses Enkripsi Proses penyamaran pesan menggunakan metode kriptografi DES.
3. Melakukan Input Cover Image Gambar yang akan dimasukan kedalam sistem sebagai media penampung nantinnya menjadi cover image baru memiliki format (.jpeg/.jpg).
4. Melakukan Input Berkas Ciphertext Format  (.txt)  merupakan  format  berkas  cphertext  yang  nantinya  sipengirim  akan menyisispkan kedalam cover image
5. Verifikasi Cover Image dan Berkas Ciphertext Cover image harus berformat(.jpeg/.jpg), dan ciphertext diharuskan mempunyai format (.txt) agar proses verifikasi menjaga kekonsistenan pada hasil stegoimage
6. Proses Penyisipan Berkas
Pengirim  menyisipkan  berkas  dengan  menggunakan  metode  steganografi  Least Significant Bit (LSB) didalamnya mengandung pesan rahasia. Format yang stegoimage adalah (.png) karena mempunyai akurasi baikidalam penyimpananidatai(lossless).

## 3.5 T AHAPAN E KSTRAKSI DAN D ESKRIPSI
Proses ektrasi sampai deskripsi si penerima melakukan berbagai tahapan seperti berikut :
1. Melakukan input storage Setelah mendapatkan stegoimage dari sipengirim, sipenerima memasukan stegoimage kesebuah sistem.
2. Verifikasi stegoimage
Sistem  melakukan  proses  verifikasi  pada  stegoimage  guna  mengetahui  mungkinkah format stegoimage dimasukan sipenerima mempunyai format (.png) atau tidak.
3. Proses ekstrasksi Metode  steganografi  Least  Significant  Bit  (LSB)  yang  digunakan  untuk  proses pengembalian berkas menjadi output berbentuk berkas ciphertext.
4. Input berkas ciphertext Sebagai proses dekripsi, sipenerima memasukan berkas chphertext dari hasil ekstraksi kedalam sistem.
5. Proses dekripsi
Untuk  mengembalikan  dari  bentuk  ciphertext  menjadi  pesan  rahasia  (plaintext), penerima  melakukan  proses  deskripsi  yang  dilakukan  oleh  sistem  menggunakan metode kriptografi DES
6. Tahapan enkripsi dan dekripsi Proses  enkripsi  ini  membuktikan  bahwa  pesan  bisa  kembali  ke  bentuk  asli  tanpa memodifikasi, dan mengurangi isiny.

## 4 H ASIL DAN P EMBAHASAN
Dalam  implementasi  pengaplikasian  program  kali  ini  menggunakan  perangkat  lunak matlab R2015b, untuk memudahkan penulis melakukan penelitian untuk menyisipkan pesan ke dalam gambar yang ber format (.jpg) dengan menggunakan Data Encryption Standard (DES) dan metode Least Significant Bit (LSB).

## Gambar  2 Desain Program
Pada  gambar  2,  merupakan  desain  pada  program  sebelum  dibuat  program  selanjutnya pada matlab, agar memudahkan penulis untuk mem proses pembuatan program selanjutnya, sehingga tidak repot untuk harus bagaimana tampilan program nantinya.

## Gambar  3 Realisasi Program
Pada  gambar  3  merupakan  realisasi  program  pada  matlab  yang  kurang  lebih  sesuai mockup/desain sebelumnya dengan sedikit kembangan sehingga dapat nyaman digunakan serta dipahami yang menilai, terdapat bebarapa fitur dalam tampilan. Fitur dalam tampilan program merupakan seperti tombol terdapat 2 tombol yang digunakan untuk meng input gambar dan tombol lainnya untuk memproses gambar untuk di sisipkan pesan serta password yang nantinya menjadi output gambar dan juga nilai PSNR, MSE, Entropy.

## Gambar  4 Tampilan Akhir
Pada gambar 4 merupakan contoh tampilan akhir proses dengan hasil gambar tertampil lengkap dan juga nilai PSNR, MSE, Entropy dalam proses pemasukan pesan serta password pada gambar berformat (.jpg) yang dimasukkan, dengan ini proses pada program sudah selesai.
Berikut hasil pengujian berupa ukuran file sebelum  dan sesudah encode, PSNR, MSE entropy berhasil setidaknya proses penyisipan dan ekstraksi untuk menghasilkan isi pesan yang disisipkan.

## Tabel 2 Hasil Pengujian
Nama File Ukuran Pixel Ukuran Cover Image PSNR Plan Stegano MSE Entropy Berhasil/Tidak 21.jpg 281x320 31kb 86,87db 0,000133 7,721 Berhasil Eight.jpg 252x288 8kb 85,59db 0,000179 1,913 Berhasil Hydrangeas.jpg 1024x768 581kb 96,42db 0,000144 9,712 Berhasil Jellyfish.jpg 1024x768 757kb 98,05db 0,00121 9.882 Berhasil Koala.jpg 1024x768 762kb 86,67db 0,00054 9,625 Berhasil Lighthouse.jpg 1024x768 548kb 96,41db 0,000341 6,721 Berhasil M1.jpg 960x545 68kb 96,11db 0,000103 3,256 Berhasil
Penguins.jpg
1024x768 759kb 96,17db 0,000192 11,243 Berhasil
Gambar 5 menampilkan contoh hasil pada program untuk mengetahui hasil pada proses dengan mengetahui nilai PSNR pada suatu gambar setelah di enskripsi.

## Gambar  5 Nilai PSNR pada gambar yang sudah dienkripsi

## 5 K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan  pembahasan  yang  telah  dilakukan,  dapat  diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Aplikasi yang menerapkan metode LSB dan algoritma kriptografi DES ini berjalan dengan baik mampu menyisipkan dan mengekstrakan pesan, dan dapat mengenkripsi dan deskripsi isi pesan.
2. Pada penelitian Penyisipan Pesan Ke Dalam Gambar Dengan Menggunakan metode Least Significant  Bit  (LSB)  dan  ekripsi  dengan  menggunakan  Algoritma  Data  Encryption Standard (DES) yang mempunyai tujuan untuk menambah keamanan pesan agar seseorang yang  tidak  bertanggung  jawab  tidak  dapat  mengetahui  sebuah  pesan  rahasia  yang  akan dikirim.
3. Aplikasi  ini  hanya  mengamankan  sebuah  pesan  kedalam  sebuah  citra  dan  merubah  isi pesan dari yang diketahui maknanya ke yang tidak diketahui maknanya.
4. Pada penelitian ini telah diterapkan metode LSB-DES pada gambar 281x320 pixel dengan cover berupa gambar berwarna dan pesan berupa kata. PSNR yang dihasilkan adalah 86,64 db, MSE yang dihasilkan adalah 0,000133 , Nilai Entropy yang dihasilkan adalah 7,721 untuk pesan kata “ rahasia ” . Berdasarkan penelitian dapat disimpulkan hasil PSNR nilainya tinggi, maka kualitas citra bagus, maka dari itu hasil gambar steganografi pun sangat baik, hasil MSE nilainya semakin kecil mendekati dengan 0 maka nilai kemiripan dan kualitas citra dapat dikategorikan bagus.

## D AFTAR P USTAKA
[1] I.  Gunawan,  “Penggunaan  Algoritma  Kriptografi  Steganografi  Le ast  Significant  Bit Untuk Pengamanan Pesan Teks dan Data Video,” J-SAKTI (Jurnal Sains Komput. dan Inform. , vol. 2, no. 1, p. 57, 2018, doi: 10.30645/j-sakti.v2i1.48.
[2] Y. B. Utomo and D. Erwanto, “Analisa Teknik Steganografi dan Steganalysis Pada File M ultimedia Menggunakan Net Tools dan Hex Editor,” Gener. J. , vol. 3, no. 1, p. 16, 2019, doi: 10.29407/gj.v3i1.12698.
[3] I. Gunawan, Sumarno, E. Irawan, and H. S. Tambunan, “Pengamanan Berkas Dokumen Menggunakan  Fungsi  Algoritma  Steganografi  LSB,” Algoritm.  J.  Ilmu  Komput.  dan Inform. , vol. 02, no. 01, pp. 61 – 65, 2018.
[4] M.  Winafil,  S.  Sinurat,  and  T.  Zebua,  “KOMIK  (Konferensi  Nasional  Teknologi Informasi  dan  Komputer)  IMPLEMENTASI  ALGORITMA  ADVANCED ENCRYPTION  STANDARD  DAN  TRIPLE  DATA  ENCRYPTION  STANDARD
UNTUK MENGAMANKAN CITRA DIGITAL,” vol. 2, pp. 450– 459, 2018, [Online]. Available: http://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/komik.
[5] “ATTACK AND OPTIMIZING SECURITY MANAGEMENT ON ATM MACHINES USING.”
[6] S.  R.  Widianto,  “Desain  dan  Analisa Algoritma  Steganografi  dengan  Metode  Spread Spectrum Berbasis PCMK (Permutasi Chaotic Multiputaran Mengecil dan Membesar) …,” J.  Elektra ,  vol.  3,  no.  1,  pp.  37 – 46,  2018,  [Online].  Available:  https://pei.e- journal.id/jea/article/view/44.
[7] S.  R.  Widianto, “Desain  Algoritma  Steganografi  dengan  Metode  Spread  Spectrum Berbasis PCMK (Permutasi Chaotic Multiputaran Mengecil dan Membesar) Yang Tahan Terhadap Gangguan,” Pros. Semin. Nas. Sains dan Teknol. , pp. 1 – 8, 2018.
[8] CA. Sari, EH. Rachmawanto, " Gabungan Algoritma Vernam Chiper dan End of File Untuk Keamanan Data", Techno. Com , Vol. 13, no. 3, pp. 150-157, 2014.
[9] Y.  Fatma,  H.  Mukhtar,  and  M.  Taufik,  “Implementasi  Steganografi  Pada  Teks Terenkripsi Dengan Algoritma Rsa Menggunakan Metode Bpcs,” J. Fasilkom , vol. 7, no. 2, pp. 260 – 265, 2018, doi: 10.37859/jf.v7i2.783.
[10] N.  Syahputri,  “Rancang  Bangun  Aplikasi  Kriptografi  Pengamanan  Transmisi  Data Multimedia Menggunakan Algoritma Data Encryption Standard ,” Maj. Ilm. Methoda , vol. 9, no. 2, pp. 57 – 63, 2019.
[11] N. R. Yanti, A. Alimah, and D. A. Ritonga, “Imple mentasi Algoritma Data Encryption Standard  Pada  Penyandian  Record  Database,” J-SAKTI  (Jurnal  Sains  Komput.  dan Inform. , vol. 2, no. 1, p. 23, 2018, doi: 10.30645/j-sakti.v2i1.53.
[12] A.  Prameshwari  and  N.  P.  Sastra,  “Implementasi  Algoritma  Advanced  Encryption Standard (AES) 128 Untuk Enkripsi dan Dekripsi File Dokumen,” Eksplora Inform. , vol. 8, no. 1, p. 52, 2018, doi: 10.30864/eksplora.v8i1.139.
[13]  A. Adil Yazdeen, S. R. M. Zeebaree, M. Mohammed Sadeeq, S. F. Kak, O. M. Ahmed, and  R.  R.  Zebari,  “FPGA  Implementations  for  Data  Encryption  and  Decryption  via Concurrent and Parallel Computation: A Review,” Qubahan Acad. J. , vol. 1, no. 2, pp.
8 – 16, 2021, doi: 10.48161/qaj.v1n2a38.
[14] H.  Fonda,  “Klasifikasi  Batik  Riau  Dengan  Menggunakan  Convolutional  Neural Networks  (Cnn),” J.  Ilmu  Komput. ,  vol.  9,  no.  1,  pp.  7 – 10,  2020,  doi: 10.33060/jik/2020/vol9.iss1.144.
[15] A.  Hafis,  “Steganografi  Berbasis  Citra  Dig ital  untuk  Menyembunyikan  Data Menggunakan Metode Least Significant Bit (LSB),” J. Cendikia , vol. XVII, no. April, pp. 194 – 198, 2019.