## APLIKASI WATERMARKING DENGAN ALGORITMA AES UNTUK PEMBERIAN DATA HAK CIPTA PADA FILE AUDIO
Yusuf Durrachman, Arini, Muhamad Soleh
1, 2, 3 Program Studi Teknik Informatika Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
E-mail : ydfm@rocketmail.com , arinizoel@yahoo.com , froozs_eighteen@yahoo.com, ,

## Abstract
Watermarking  audio  files  has  recently  become  the  attention  focus.  This  is  primarily  due  to  faster  data transmission  rates  on  the  Internet,  which  has  allowed  the  often  illegal  proliferation  of  digital  audio  files. Watermarking may give the ability to enforce copyright protection of digital audio files products. The difficulties in watermarking audio lie in both the desire to preserve file quality and the need for the watermark to remain intact  after  a  number  of  possibly  damaging  file operations.  This  topic  discusses  about  watermarking  on audio file with AES (Advanced Encryption Standard) – Rinjdael algorithms with embedding procedure and extraction to purpose protection Watermarking method to used embedding process and extraction is low bit coding method. None of the transformations to and from frequency domain are performed either in embedding or extraction part of  the  proposed  scheme.  Testing  process  done  using  5  ways  such  as  suitability  of  process  and  data,  audio quality,  audio  size  and  the  last  is  data  robustness,  those  result  showed  that  embedded  watermark  introduces uncertainly  and  the  embedded  watermark  into  audio  signal  very  is  difficult  to  be  detected  by  human  auditory system.
Keywords : Watermarking, AES (Advanced Encryption Standard), low bit coding, audio file, copyright

## I. Pendahuluan
Perkembangan  teknologi  komputer  saat  ini  telah membawa  perubahan  bagi  kita  untuk  melakukan akses  serta  mendistribusikan  berbagai  informasi dalam bentuk format digital. Sehingga saat ini sering disebut  sebagai  era  digital,  atau  dunia  digital. Dengan  perkembangan  komputer  digital  dan perangkat-perangkat  lainnya  yang  serba  digital dalam  hal  ini  audio  digital,  telah  membuat  data digital  semakin  banyak  digunakan  dan  mudah diduplikasi.  Sehingga seringkali menimbulkan konflik.  Konflik  yang  sering  timbul  adalah  adanya sengketa  antara  beberapa  pihak  yang  mengklaim bahwa  pihaknya  adalah  pemilik  sah  dari  sebuah audio  digital.  Konflik  tersebut  yang  kemudian menyebabkan timbulnya
kebutuhan untuk melindungi  hak  kepemilikan  (hak  cipta)  pada  file audio dengan memberikan data hak cipta pada audio digital untuk keaslian (otentikasi) pemilik.
Perlindungan  hak  cipta  dengan  pengontentifikasian dari  isi  data  audio  dapat  digunakan  untuk membuktikan  keaslian  dari  suatu  file  audio  yang disimpan  atau  beredar  masih  asli  atau  sudah mengalami  perubahan.  Jika  isi  data  audio  yang diekstraksi  tidak  sama  dengan  isi  data  audio  asli, maka  dapat  disimpulkan  file  audio  sudah  tidak otentik  lagi.  Keontentikan  kepemilikan  juga  dapat ditunjukan  karena  hanya  pemilik  yang  mengetahui
kunci  untuk  mengestrak  atau  membuka  informasi yang disisipkan .
Untuk mengatasi permasalahan diatas dapat menggunakan  teknik  audio watermarking yang digabungkan  dengan  teknik  kriptografi  yaitu algoritna  AES.  Penyisipan  informasi watermark dengan  algoritma  AES  ke  dalam  audio  dilakukan sedemikian  sehingga  tidak  merusak  kualitas  audio yang  telah  disisipi  informasi  hak  cipta.  Informasi hak  cipta  ini  kemudian  harus  dapat  diekstrak kembali  untuk  pembuktian  keaslian  atas  produk audio  digital  tersebut.  Penggunaan watermarking dan  algoritma  AES  secara  bersamaan  dimaksudkan untuk  memberikan  keamanan  berlapis  dalam pengamanan audio.

## II. Dasar Teori

## 5.1. Watermarking
Watermarking bisa  diartikan  sebagai  suatu  teknik penyembunyian  data  atau  informasi  “rahasia”  ke dalam suatu data lainnya dengan cara “menumpangi”  (kadang  disebut host data),  tanpa orang  lain  menyadari  adanya  data  tambahan  pada data host -nya [1].
Disamping itu, data yang ter- watermark harus tahan ( robust )  terhadap  serangan-serangan,  baik  secara sengaja maupun tidak sengaja untuk menghilangkan data watermark didalamanya. Watermarking ini
memanfaatkan kekurangan-kekurangan sistem indera manusia seperti mata dan telinga [6].
Watermarking merupakan suatu cara untuk penyembunyian  atau  penanaman  data/informasi tertentu  (baik  hanya  berupa  catatan  umum  maupun rahasia)  ke  dalam  suatu  data  digital  lainnya,  tetapi tidak  diketahui  kehadirannya  oleh  indera  manusia (indera  penglihatan  atau  pendengaran),  dan  mampu menghadapi  proses-proses  pengolahan  sinyal  digital sampai  pada  tahap  tertentu.    Jadi watermarking dapat juga diartikan sebagai suatu teknik penyisipan atau  penyembunyian  data  atau  informasi  “umum maupun rahasia” ke dalam data digital lainnya ( host data)  tanpa  diketahui  adanya  data  tambahan  pada host datanya  oleh  indera  manusia  seperti  mata  dan telinga.
Ada  beberapa  karakteristik  yang  diinginkan  dari pengguna watermark pada suatu dokumen, diantaranya  tidak  dapat  terdeteksi  ( imperceptible ), robustness , dan security [1].
a. Imperceptible :  Memberikan karakteristik watermark agar  sebisa  mungkin  harus  tidak dapat  terlihat  atau  berbeda  dengan  dokumen aslinya.  Hal  ini  dimaksudkan  untuk  tidak merubah  status  dokumen  yang  bernilai  tinggi secara hukum maupun komersial.
b. Robustness :  Karakteristik  ini  tergantung aplikasi  dari  watermark  itu  sendiri.  Apabila digunakan sebagai identifikasi kepemilikan/ copyright , watermark harus memilki  ketahanan  terhadap  berbagai  macam modifikasi  yang  mungkin  bisa  dilakukan  untuk merubah/menghilangkan copyright .
Jika digunakan  untuk  mengautentifikasi content , watermark  sebisa  mungkin  bersifat fragile , sehingga  apabila  isinya  telah  mengalami perubahan, maka watermark juga akan mangalamu  perubahan/rusak,  sehingga  dapat terdeteksi adanya usaha modifikasi terhadap isi.
c. Security :  Teknik watermark harus  dapat mencegah  usaha-usaha  untuk  mendeteksi  dan memodifikasi informasi watermark yang disisipkan ke dalam dokumen. Kunci watermark menjamin  hanya  orang  yang  berhak  saja  yang dapat melakukan  hal tersebut. Namun aspek ini tidak dapat mencegah siapapun untuk membaca dokumen yang bersangkutan.

## 5.2. Metode Low-bit-coding
Metode Low-bit-coding adalah  cara  yang  paling sederhana untuk menyimpan data kedalam data yang lain.  Dengan  mengganti  bit  yang  paling  tidak penting  atau least  significant  bit  (LSB) pada  setiap titik sampling dengan string berkode  biner  ( coded binary  string ),  kita  dapat  mengkode  sejumlah  besar data  kedalam  suara  digital.  Secara  teori,  kapasitas
saluran  adalah  1  kb  per  detik  (1  kbps)  per  1  kHz. Kelamahan  metode  ini  adalah  lemahnya  kekebalan terhadap  manipulasi. Least  Significant  Bit (LSB) termasuk  ke  dalam  teknik  penyisipan  data  ranah spasial (waktu), yaitu dengan memodifikasi langsung  nilai byte dari covertext (nilai byte dapat mempresentasikan  intensitas  atau  warna pixel atau amplitudo).
Penyembunyian  data  dilakukan  dengan  mengganti bit-bit  data  dalam  segmen covertext dengan  bit-bit dari  data  yang  akan  disembunyikan.  Pada  susunan bit  di  dalam  sebuah byte (1 byte =  8  bit),  ada  bit yang  paling  berarti  ( Most  Significant  Bit atau MSB ) dan  bit  yang  kurang  berarti  ( Least  Significant  Bit atau LSB ),  contoh:  Bit  yang  bisa  diganti  adalah  bit LSB ,  karena  perubahannya  hanya  akan  mengubah nilai byte satu lebih tinggi atau satu lebih rendah dari nilai sebelumnya. Misalkan byte tersebut menunjukan  warna  merah,  maka  perubahan byte tersebut tidak memberi perubahan yang berarti pada warna  merah  tersebut,  karena  mata  manusia  tidak dapat menangkap perubahannya yang sedikit.
5.3. Advanced Encryption Standard (AES) Advanced Encryption Standard (AES)
dipublikasikan  oleh  NIST  ( National  Institute  of Standards  and  Technology )  pada  tahun  2001.  AES merupakan simetri block cipher untuk menggantikan DES ( Data Encryption Standard ) [1].
DES  adalah  sebuah  algoritma  kriptografi  simetri dengan panjang kunci 56 bit dan blok data 64 bit [3].
Pada  tahun  1990  panjang  kunci  DES  dianggap terlalu  pendek  dan  pada  tahun  1998  algoritma  DES sudah  berhasil  dipecahkan  dalam  96  hari  hingga akhirnya dibuatlah mesin khusus untuk memecahkan algoritma DES [1].
Dengan  alasan  tersebut  maka,  NIST  mengadakan kompetisi  untuk  standar  kriptografi  yang  terbaru, yang  dinamakan  AES  ( Advanced  Encryption Standard ).  Dari  hasil  seleksi  tahap  pertama  NIST memilih  15  algoritma,  dan  pada  tahap  kedua memilih 5 algoritma. NIST akhirnya mengumumkan standar  baru  pada  November  2001.  NIST  memilih algoritma  Rijndael  yang  dibuat  oleh  Dr.  Vincent Rijmen  dan  Dr.  Joan  Daemen  kriptografer  dari Belgia sebagai algoritma AES [5].
Rinjdael mendukung panjang kunci dari 128 sampai 256 bit dengan step 32 bit. Karena AES menetapkan panjang  kunci  adalah  128,  192,  dan  256,  maka dikenal  sebagai AES -128, AES -192,  dan AES -256, yang perbedaannya akan ditunjukan oleh table 2.1.
Tabel 1. Tiga buah versi AES [3].

## III. Metodologi Penelitian
Dua  metode  penelitian  yang  digunakan  adalah metode pengumpulan data dan metode pengembangan sistem.

## 3.1. Metode Pengumpulan Data
Pada metode melakukan :
1. Studi Pustaka.
Melakukan  pengumpulan  data  dan  informasi dengan mencari dan memperoleh data-data yang diperlukan  terkait  dengan  apliaksi  yang  akan dibangun  dari  berbagai  buku, e-book ,  dan sumber lainya yang berkaitan
2. Studi Literatur
Mencari  dan  menggunakan  instrumen  atau penelitian  sejenis  yang  sudah  dibuat/ada sebelumnya.

## 3.2. Metode Pengembangan Sistem
Metode  pengembangan  sistem  yang  digunakan adalah  model  pendekatan  Pengembangan  Aplikasi Cepat  (PAC)  atau Rapid  Application  Development (RAD) seperti dapat dilihat pada gambar dibawah ini 1 dibawah ini.
Gambar 1. Fase-fase RAD James Martin [4].

## IV. Implementasi
Lingkungan  yang  digunakan  untuk  membangun aplikasi  watermarking file  audio dengan  algoritma AES  (kami  beri  nama AudioWate r)  adalah lingkungan berbasis Windows. Bahasa pemrograman  yang  digunakan  adalah  bahasa pemograman  C#  dan  Microsoft  Framework  .NET 3.5.
Gambar 2. Tampilan Form Utama
Gambar 3. Tampilan Open File Audio
Gambar 4. Tampilan Save Output File Audio
Gambar 6. Tampilan File Save Output Text
Gambar 7. Tampilan Form bantuan

## V. Pengujian
Pengujian  dilakukan  berdasarkan  spesifikasi  sistem dan  pengujian  ketahanan  data.    Pengujian  ini diuraikan  menjadi  lima  faktor  pengujian  yaitu sebagai berikut :
1. Kesesuaian  proses,  yaitu  perangkat  lunak  dapat melakukan proses penyisipan dan ekstraksi.
2. Kesesuaian  data,  yaitu  pengujian  kesesuaian antara data  yang berhasil diekstrak dengan data yang disisipkan.
3. Kualitas  Suara,  yaitu  pengujian  sama  tidaknya suara WAV berlabel dengan suara WAV asli.
4. Ukuran file terhadap file carrier
5. Ketahanan  data  terhadap  pemrosesan  suara WAV berlabel.
Tabel 2. Spesifikasi File Carrier yang akan diuji
Untuk melakukan kelima pengujian diatas, digunakan beberapa buah berkas suara WAV dengan spesifikasi yang terdapat pada Tabel 2 diatas.
5.1. Pengujian Kesesuaian Proses Pengujian terhadap proses dilakukan untuk mengetahui  apakah  sistem  dapat  melakukan  proses penyisipan  dan  ekstraksi.  Kriteria  pengujian  adalah sistem  dapat  melakukan  proses  penyisipan  dan ekstraksi.
a. Pengujian Proses Penyisipan, dengan
memasukkan file  audio  input , password dan output file pada form utama dengan benar maka akan  terbukti  berhasil  jika  ditandai  dengan munculnya message box Process Complete.
Gambar 8. Tampilan Form Penyisipan
Gambar 9. Tampilan Message Box Penyisipan Berhasil
b. Proses  Ekstraksi,  dengan  menekan  tombol extract dan  mengisikan password ,  dan  lokasi file akhir,  proses  ekstraksi  terbukti  berhasil dengan ditandai message box extract finished .
Gambar 11. Tampilan Message Box Extract Finished
5.2. Pengujian Kesesuaian Data
Pengujian terhadap kesesuaian data dilakukan untuk mengetahui apakah data yang berhasil diekstrak dari suara  WAV  berlabel  bersesuaian  dengan  data  yang disisipkan.  Kriteria  pengujian  adalah  data  yang berhasil  diekstrak  dari  suara  WAV  berlabel bersesuaian dengan data yang disisipkan.
Gambar 12. Pesan Asli pada File Audio Hari
Untukmu
Gambar 13. Pesan Asli yang telah di enkripsi pada
File Audio Hari Untukmu
Gambar 14. File pesan yang diambil dari File Audio Hari Untukmu
Tabel 3. Pengujian Proses dan Kesesuaian Data

## 5.3. Pengujian Kualitas Suara
Pengujian  kualitas  suara  WAV  berlabel  dilakukan secara subjektif dan objektif. Pengujian dengan cara subjektif,  yaitu  dengan  mendengarkan  langsung suara WAV berlabel dan suara WAV asli kemudian dibandingkan.  Pengujian  dengan  cara  objektif dilakukan  dengan  membandingkan  grafik  sinyal suara  WAV  asli  dengan  grafik  sinyal  suara  WAV berlabel  dan  dengan  melihat  korelasi  antara  suara WAV  asli  dengan  suara  WAV  berlabel.  Pengujian dengan korelasi untuk melihat derajat atau hubungan antara suara WAV sebelum disisipi data teks dengan suara  WAV  setelah  disisipi  data  teks.  Kriteria pengujian  adalah  berhasil  jika  data  yang  telah disisipkan kedalam suara WAV tidak dapat dideteksi oleh sistem pendengaran manusia.
Gambar 14. Spectrum Suara file rocketrockers hari untukmu.wav asli
Gambar 15. Memperlihatkan spectrum suara hari untukmu setelah disisipi pesan ” rocket_rockers .txt”
Gambar 16. Spectrum suara hari untukmu.wav dengan filter bandstop
Gambar 17. Spectrum suara file hari untukmu.wav yang sudah disisipi pesan dengan filter bandstop

## 5.4. Pengujian Ukuran File
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  batasan ukuran  pesan  yang  dapat  disisipkan  ke  dalam  file carrier .
Tabel 4. Tabel Uji Ukuran File Pesan terhadap File Carrier.
Tabel 5. Tabel Hasil Uji Ukuran File Pesan terhadap File Carrier
Tabel 6. Tabel Hasil Uji Spesifikasi Sistem

## 5.5. Pengujian Ketahanan Data
Pengujian  ketahanan  data  dilakukan  terhadap  suara WAV berlabel. Pengujian ketahanan data yang akan dilakukan  dengan  pengujian  kompresi,  dengan menggunakan  aplikasi  xilisoft.  Pengujian  dengan kompresi dilakukan untuk melihat apakah data yang terdapat  di  dalam  suara  WAV  berlabel  masih  dapat diekstrak  setelah  mengalami  kompresi.  Pengujian kompresi  dilakukan  dengan  mengubah  suara  WAV berlabel  menjadi  suara  dalam  format  (MP3,  AAC, dan  midi)  dengan  ekstensi  berkas  (.mp3,  .aac,  dan .midi),  kemudian  suara  dalam  format  (MP3,  AAC, dan  midi)  diubah  kembali  menjadi  suara  dalam format WAV (dengan ekstensi berkas .wav). Kriteria pengujian  adalah  berhasil  jika  data  dapat  diekstrak setelah suara WAV berlabel dikompres.
Tabel 7. Tabel Uji Ketahanan Data
Tabel 8. Tabel Hasil Uji Ketahanan Data WAV-MP3
Tabel 9. Tabel Hasil Uji Ketahanan Data WAV- AAC

## VI. Kesimpulan dan Saran

## 6.1. Kesimpulan
Setelah  melakukan  pembahasan  secara  teoritis, implementasi,  dan  pengujian,  serta  analisis  hasil pengujian,  dapat  ditarik  beberapa  kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil uji spesifikasi sistem, aplikasi ini  berhasil  melakukan  proses  penyisipan  file pesan ke dalam file audio .
2. Berdasarkan hasil uji spesifikasi sistem, aplikasi ini  berhasil  melakukan  proses  ekstraksi  file pesan dari dalam file audio .
3. Berdasarkan  hasil  uji  kualitas,  penyisipan  file pesan  ke  dalam  file audio mempengaruhi kualitas  suara  yang  dihasilkan,  dengan  adanya perubahan  intensitas  suara  antara  file  asli  dan file yang sudah disisipi pesan.
4. Berdasarkan  uji  ketahanan  data  menunjukan data  teks  tidak  berhasil  diekstrak,  dimana artinya  pesan  dalam  wav  berlabel  tidak  dapat diekstrak setelah melalui konversi.
5. Metode low bit coding tidak  menambah  ukuran berkas suara WAV setelah disisipi data teks.
6. Berdasarkan  hasil  ukuran  file  diketahui  bahwa file  masukan  dan  file  hasil  keluaran  memiliki jumlah bit yang sama persis,  artinya penyisipan pesan  tidak  mempengaruhi  besar  ukuran  pesan awal maupun akhir.
7. Banyaknya  data  teks  yang  dapat  disisipkan kedalam  suara  WAV  dengan  metode low  bit coding bergantung  pada  banyaknya  data  suara
WAV dan jenis channel suara WAV.

## 6.2. Saran
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  diperoleh,  ada beberapa  saran  untuk  pengembangan  sistem  lebih lanjut, sebagai berikut:
1. Penyisipan  dapat  dilakukan  pada  sampel  suara dengan  frekuensi  tertentu,  yaitu  frekuensi  yang tidak akan dibuang pada saat kompresi,
2. Aplikasi  hanya  menggunakan  WAV  sebagai media penampung, untuk pengembangan berikutnya  dapat  menggunakan file MP3, MIDI dan lain-lain sebagainya.
3. Aplikasi hanya dapat menyisipkan file txt, htm, cs,  xml  dan  rtf  ke  media  penampung, diharapkan  dapat  dikembangkan  menggunakan berbagai macam file lainnya.

## Referensi
[1] Ariyus, Doni. Keamanan Multimedia . Yogyakarta: Andi Offset, 2009.
[2] Ariyus,  Doni. Kriptografi  Keamanan  Data  dan Komunikasi . Yogyakarta: Graha Ilmu, 2006.
[3] Munir, Renaldi. Kriptografi . Bandung: Informatika, 2006.
[4] Kendall  &  kendall. Analisis  dan  Perancangan Sistem . Jakarta: Renhalindo, 2003.
[5] Stalling,  William. Cryptography  and  Network Security ,  Principles  and  Practices,  3rded.  New
Jersey: Prentice Hall, 2003.
[6] Supangkat  S.  H.,  Kuspriyanto,  Juanda,  2000, “ Watermarking  sebagai  Teknik  Penyembunyian Label Hak Cipta PadaData Digital ”,
Departemen  Teknik  Elektro,  Institut  Teknologi Bandung. http://digitally1.paume.itb.ac.ids