## KOMBINASI STEGANOGRAFI BIT PLANE COMPLEXITY SEGMENTATION (BPCS) DAN KRIPTOGRAFI DATA ENCRYPTION STANDARD (DES) UNTUK PENYISIPAN PESAN TEKS PADA CITRA BITMAP GRAYSCALE 8 BIT
Paulus Klau 1 , Derwin Rony Sina 2 , Yelly Y.Nabuasa 3 1,2,3 Jurusan Ilmu Komputer, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana

## INTISARI
Bit  Plane  Complexity  Segmentation (BPCS)  merupakan  metode  steganografi  yang menggunakan  ketidakmampuan  penglihatan  manusia  dalam  menginterpretasi  pola  biner  yang rumit. Data Encryption Standard (DES) merupakan algoritma kriptografi yang bersifat cipher block dan mengubah data masukan menjadi blok-blok 64 bit dan kemudian menggunakan kunci enkripsi sebesar  56  bit.  Dengan  mengkombinasikan  algoritma  steganografi  dan  kriptografi  akan meningkatkan  kualitas  keamanan  data.  Pada  penelitian  ini  kombinasi  BPCS  dan  DES  dilakukan dengan menyisipkan pesan teks ke dalam citra bitmap. Pesan teks yang disisipkan dibatasi maksimal 248  karakter  dengan  panjang  kunci  harus  16  karakter  dalam  format heksadesimal. Hasil  yang diperoleh  dari  pengujian  sistem  ini  dengan  citra  uji  sebanyak  30  citra bitmap yaitu  pesan  yang disisipkan  dapat  dibaca  kembali  dengan  syarat  menggunakan  kunci  yang  sama  untuk  proses penyisipan dan pembacaan pesan. Citra hasil penyisipan tidak tahan terhadap operasi penambahan kontras (25%) dan rotasi (90° ke kanan, 90° ke kiri, 180°) serta operasi pemotongan pada sisi atas dan kiri citra, tetapi jika pemotongan pada sisi bawah dan kanan (resolusi citra > 100 piksel) pesan yang disisipkan dapat dibaca kembali dengan benar. Pada citra hasil penyisipan, akan ditemukan noise atau titik yang berada pada sisi sebelah kiri atas dari citra karena wilayah tersebut merupakan wilayah awalnya pesan disisipkan.
Kata kunci : Steganografi, kriptografi, BPCS, DES, citra bitmap

## ABSTRACT
Bit Plane Complexity Segmentation (BPCS) is steganography method that using uncapability of human’s vision in interpreting difficult biner form. Data Encryption Standard (DES) is cryptography algorhytm that is chiper block and changing data become blocks 64 bit and then using encryption key amount 56 bit. By combining steganography algorhytm and cryptography will increase quality of  data security. In this research combination of BPCS and DES done by inserting  text message into bitmap image, the increating text message restricted maximum 248 characteristic with the long of the key must 16 characteristic in hexsadecimal format. The result obtained by this system testing with image test about 30 images is the inserting text can be read again with the provision of using the same key for inserting process and reading text. This image of insertion result can’t stand to adding contrast operation (25%) and rotation (90 to the right, 90 to the left, 180) and  cutting operation on the upper side dan left image, but if cutting on the lower side and right (image resolution > 100 piksel) the inserting text can be read again correctly. In image inserting result, will be found noise of the upper left side from image because these region is the initial region is inserted.
Keyword: Steganography, cryptography, BPCS, DES, bitmap image.

## I. PENDAHULUAN
Ketika  berbagi  informasi  akan  muncul  ancaman  tentang  keamanan  informasi  atau  data yang dibagikan. Oleh karena itu, diperlukan adanya teknik untuk mengamankan informasi atau data seperti kriptografi dan steganografi. Data Encryption Standard (DES) merupakan salah satu algoritma  kriptografi  modern  yang  diadopsi  oleh  NIST  ( National  Institue  Of  Standards  and
Technology )  sebagai  standar  pengolahan  informasi  Federal  Amerika  Serikat.  DES mengenkripsikan 64 bit plaintext menjadi 64 bit ciphertext dengan menggunakan 56 bit internal key [6] . Bit  Plane  Complexity  Segmentation (BPCS)  merupakan  teknik  steganografi  yang diperkenalkan  oleh  Eiji  Kawaguchi  dan  Richard  O.  Eason  pada  tahun  1998.  Metode  BPCS memanfaatkan  perhitungan  kompleksitas  pada  tiap bit-plane dalam  menyelipkan  informasi rahasia  [5].  Metode  BPCS  memanfaatkan  perhitungan  kompleksitas  pada  tiap bit-plane dalam menyelipkan  informasi  rahasia.  Informasi  yang  disisipkan  seperti  teks,  gambar,  video  ataupun audio.
Kriptografi  melakukan  teknik  pengamanan  data  dengan  mengacak  informasi  sehingga menjadi  samar  dan  sulit  dipahami  maknanya,  sedangkan  steganografi  ialah  teknik menyembunyikan  informasi  ke  dalam  media  lain  sedemikian  sehingga  seolah-olah  menyatu dengan media tersebut. Dengan demikian, kriptografi berfokus pada bagaimana melindungi isi informasi agar tetap aman dan steganografi fokus pada bagaimana agar isi informasi tersebut tidak terlihat keberadaannya. Dengan mengkombinasikan algoritma steganografi dan kriptografi akan meningkatkan  kualitas  keamanan  informasi.  Penelitan  ini  mengkombinasikan  metode steganografi BPCS dan kriptografi DES untuk penyisipan pesan teks pada citra bitmap grayscale 8 bit.

## II. MATERI DAN METODE
2.1 Data Penelitian
Data  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  berupa  data  citra  digital  berformat bitmap grayscale (*.bmp). Jumlah keseluruhan citra yang akan digunakan adalah 30 citra bitmap, dimana 30 citra ini dipakai dalam proses penyisipan pesan dan juga untuk pengujian.
2.2 Bit-plane complexity segmentation (BPCS)
BPCS merupakan teknik steganografi yang tidak berdasarkan teknik pemrograman, tetapi teknik  yang  menggunakan  sifat  penglihatan  manusia.  Sifat  penglihatan  manusia  yang dimanfaatkan  yaitu  ketidakmampuan  manusia  menginterpretasi  pola  biner  yang  sangat  rumit. BPCS diperkenalkan oleh Eiji Kawaguchi dan Richard O. Eason pada tahun 1998 [5].
BPCS memiliki beberapa langkah diantaranya yaitu: bit-plane slicing , kompleksitas pada bit-plane, informative dan noise-like region serta peta konjugasi.
1) Bit-plane  slicing: digunakan  untuk  melihat  kontribusi  atau  pengaruh  dari  tiap  bit  penyusun citra.  Proses bit-plane  slicing dimulai  dengan  menyusun bit  urutan  terendah  atau Least Significant Bit (LSB) menjadi plane “0” dan urutan tertinggi atau Most Significant Bit (MSB) akan disusun menjadi plane “7”.
2) Kompleksitas pada bit-plane :  digunakan  sebagai  parameter  untuk  menentukan  pesan  dapat disisipi dalam bit-plane tersebut atau tidak.
Berikut persamaan kompleksitas:
𝛂 = 𝐤 𝐧 dimana n = 2x2 m x (2 m -1) ………....................................(1)
Dimana: α  = kompleksitas citra k  = perubahan warna hitam-putih pada bit-plane n  = nilai perubahan maksimal dalam citra persegi
m = nilai untuk citra persegi, jika citra 4x4 maka m=2, sedangkan jika 8x8 maka m=3 dengan rumus ukuran citra yaitu 2 m
3) Informative dan noise-like  region :  nilai  kompleksitas  sebuah bit-plane digunakan  sebagai penentu  sebuah  bit-plane  tergolong informative (tidak  dapat  disisipi  pesan)  atau noise-like region (dapat disisipi pesan). Nilai kompleksitas yang biasa digunakan untuk metode BPCS adalah  0,3.  Jika  nilai  kompleksitas  sebuah bit-plane dibawah  0,3  maka bit-plane tersebut
tergolong  sebagai area  informative ,  sedangkan  jika  nilai  kompleksitas bit-plane diatas  0,3 maka bit-plane tersebut tergolong sebagai noise-like region [5].
4) Peta  konjugasi:  digunakan  sebagai  penanda  bahwa  sebuah bit-plane disisipkan  pesan.  Peta konjugasi dibuat dalam bentuk satuan bit yang disisipkan pada awalan sebuah bit-plane yang disisipi pesan. Baris pertama bit-plane yang disisipkan pesan akan diisi dengan nilai bit 1 atau 0.  Jika bit-plane tersebut  merupakan  daerah  kompleksitas,  maka  8  bit  awal  dari bit-plane tersebut akan mengalami sedikit perubahan yaitu 1 bit awal akan digantikan dengan nilai bit “1”, sedangkan 7 bit selanjutnya merupakan nilai bit sesuai bit-plane yang ada. Selanjutnya sisa bit dari bit-plane tersebut akan digantikan dengan biner pesan yang mau disisipkan.

## 2.3 Data encryption standard (DES)
DES termasuk dalam algoritma yang sifatnya cipher block , yang berarti DES mengubah data masukkan menjadi blok-blok 64 bit dan kemudian menggunakan kunci enkripsi sebesar 56 bit. Setelah mengalami proses enkripsi maka akan menghasilkan output blok 64 bit [2].
1. Algoritma enkripsi DES dan iterasi DES Algoritma enkripsi dan iterasi DES , ditunjukkan pada gambar 1.
Enkripsi DES
Proses Iterasi DES
Gambar 1. Algoritma enkripsi dan iterasi DES
Pengolahan menyeluruh pada masing-masing iterasi dapat diikhtiarkan dalam rumus :
L i = R i-1, R i = L i-1  f(R i-1 , K i ) .........................................................(2) Dimana : L i = output dari sebelah kiri ( left ) L i-1 = input sebelah kiri ( left ) R i = output dari sebelah kanan ( right ) R i-1 = input sebelah kanan ( right )  = operasi XOR f    = fungsi permutasi
2. Pembangkitan kunci internal
Proses pembangkitan kunci internal algoritma DES , ditunjukkan pada gambar 2. [6].
Gambar 2. Pembangkitan kunci internal

## 2.4 Arsitektur Sistem
Sistem  ini  memiliki  dua  proses  utama  yaitu  proses  penyisipan  pesan  terenkripsi  dan pembacaan  pesan  yang  telah  didekripsi.  Secara  garis  besar  dapat  dilihat  pada flowchart pada gambar 3.
Penyisipan pesan terenkripsi Pembacaan pesan yang telah didekripsi
Gambar 3. Flowchart penyisipan dan pembacaan pesan

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengujian
Kriteria steganografi yang diuji yaitu: 1. Fidelity dan recovery : diuji dengan melakukan proses penyisipan pesan teks pada citra. Proses  penyisipan  pesan  ini  dilakukan  dengan  memperhatikan  beberapa  hal  yaitu resolusi citra yang digunakan dan banyaknya pesan yang disisipkan.
- Citra resolusi 50x50 piksel dengan panjang pesan kurang dari maksimum
- Citra resolusi 50x50 piksel dengan panjang pesan sama dengan maksimum
- Citra resolusi 50x25 piksel dengan panjang pesan kurang dari maksimum
- Citra resolusi 50x25 piksel dengan panjang pesan sama dengan maksimum
- Citra  resolusi  lebih  besar  dari  100  piksel  dengan  panjang  pesan  kurang  dari maksimum
- Citra  resolusi  lebih  besar  dari  100  piksel  dengan  panjang  pesan  sama  dengan maksimum
2. Robustness : diuji dengan melakukan operasi manipulasi terhadap citra hasil. Operasi manipulasi citra yang dilakukan adalah penambahan kontras, rotasi dan pemotongan citra.
- Operasi  penambahan  kontras,  dilakukan  dengan  menambah  25%  nilai  kontras terhadap citra hasil.
- Operasi rotasi dilakukan dengan merotasi citra hasil 90° ke kanan, rotasi 90° ke kiri dan rotasi 180°.
- Operasi pemotongan dilakukan dengan memotong sisi atas, kanan, bawah dan kiri dari citra hasil.

## 3.2 Pembahasan
Berdasarkan hasil pengujian fidelity dan recovery diperoleh pengaruh hasil resolusi citra terhadap  jumlah  pesan  yang  dapat  disisipkan,  yaitu  semakin  besar  resolusi  citra  maka  jumlah pesan yang dapat disisipkan semakin meningkat, seperti terlihat pada tabel 1.
Tabel 1. Pengaruh resolusi citra terhadap panjang pesan Resolusi Citra Panjang Pesan Kecil (50x50 piksel) Berkurang Besar (> 100 piksel) Bertambah
Selain itu diperoleh hasil bahwa tidak ada pengaruh jumlah pesan yang disisipkan dengan perubahan  ukuran  citra,  yaitu  jika  pesan  yang  disisipkan  kurang  dari  atau  sama  dengan  batas maksimum perubahan ukuran citra tetap, seperti terlihat pada tabel 2.
Tabel 2. Pengaruh panjang pesan dengan ukuran citra
Panjang Pesan Ukuran Citra Kurang Dari Maksimum (< 248 karakter) Perubahan Tetap Sama Dengan Maksimum (= 248 Karakter) Perubahan Tetap
Dari hasil pengujian penyisipan pesan pada citra, terlihat adanya noise atau titik pada citra hasil penyisipan. Hal ini terlihat pada citra berukuran kecil dan memiliki warna yang tidak terlalu kompleks. Berdasarkan hasil pengujian robustness menunjukan bahwa operasi manipulasi citra seperti penambahan kontras dan rotasi mempengaruhi proses pembacaan pesan, seperti terlihat pada tabel 3. Hal ini juga ditunjukan pada operasi pemotongan citra, seperti terlihat pada tabel 4.
Tabel 3. Hasil operasi penambahan kontras dan rotasi pada citra hasil
Operasi + Kontras 25% Rotasi 90° ke Kanan Rotasi 90° ke Kiri Rotasi 180° Hasil Gagal Gagal Gagal Gagal Tabel 4. Hasil operasi pemotongan pada citra hasil Resolusi Citra Hasil Operasi Pemotongan Sisi Atas Sisi Kanan Sisi Bawah Sisi Kiri Kecil (50x50 Piksel) Gagal Gagal Sukses Gagal Besar (> 100 Piksel) Gagal Sukses Sukses Gagal
Dari pengujian robustness menunjukan bahwa pembacaan pesan dapat dilakukan apabila wilayah pada citra yang disisipkan pesan tidak mengalami perubahan, wilayah penyisipan pesan yang dimaksud adalah wilayah sebelah kiri atas dari citra dan juga kombinasi pengunaan kuncinya harus sama saat proses penyisipan dan pembacaan pesan.

## IV. PENUTUP

## 4.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan pada sistem, disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
1. Proses  penyisipan  pesan  pada  citra  untuk  penerapan  kombinasi  steganografi Bit  Plane Complexity  Segmentation (BPCS)  dan  kriptografi Data  Encryption  Standard (DES) menggunakan 30 citra bitmap dengan rincian 10 citra bitmap simetri resolusi 50 x 50 piksel, 10 citra bitmap asimetri resolusi 50 x 25 piksel, dan 10 citra bitmap asimetri resolusi diatas 100 piksel dapat berjalan dengan baik, pesan yang disisipkan dapat dibaca kembali dengan syarat  menggunakan  kunci  yang  sama  untuk  proses  penyisipan  dan  pembacaan  pesan. Kombinasi yang dihasilkan dapat digunakan untuk peningkatan keamanan data.
2. Panjang pesan teks yang disisipkan pada citra bergantung pada resolusi citra. Semakin besar resolusi citra, maka jumlah pesan yang disisipkan semakin bertambah.
3. Pada citra hasil penyisipan, akan ditemukan noise atau titik yang berada pada sisi sebelah kiri atas dari citra karena wilayah tersebut merupakan wilayah awalnya pesan disisipkan.
4. Citra hasil penyisipan tidak tahan terhadap operasi penambahan kontras (25%) dan rotasi (90° ke kanan, 90° ke kiri, 180°) serta operasi pemotongan pada sisi atas dan kiri citra, tetapi jika pemotongan pada sisi bawah dan kanan (resolusi citra > 100 piksel) pesan yang disisipkan dapat  dibaca  kembali  dengan  benar,  dengan  syarat  menggunakan  kunci  yang  sama  untuk proses penyisipan dan pembacaan pesan.

## 4.2 Saran
Berdasarkan pembahasan sebelumnya, maka saran untuk pengembangan selanjutnya adalah:
a. Media  penampung  yang  digunakan  bukan  saja  media  citra  tetapi  juga  media  lain  seperti media audio atau media video .
b. Jumlah pesan yang disisipkan dapat lebih besar dari 248 karakter.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Anandita,  E.  R.,  2014, Klasifikasi  Tebu  dengan  Menggunakan  Algoritma  Naïve  Bayes Classification pada Dinas Kehutanan dan Perkebunan Pati, Universitas Dian Nuswantoro, Semarang.
[1] Angraini  dan  Uma,U.,  2007, Analisis  Penyisipan  Data  Pada  Citra  Bitmap Menggunakan  Metode  Bit  Plane  Complexity  Segmentation, STMIK  Amikom, Yogyakarta.
[2] Ariyus,  D.,  2006, Kriptografi  Keamanan  Data  dan  Komunikasi ,  Graha  Ilmu, Yogyakarta.
[3] Firmansyah  R.,  2011, Implementasi  Kriptografi  dan  Steganografi  pada  Media Gambar  dengan  Menggunakan  Metode  DES  dan  Region-Embed  Data  Density, Institut Teknologi Sepuluh Nopember , Surabaya.
[4] Irawan P. L. T., 2014, Implementasi Kripto - Steganografi Salsa20 dan BPCS untuk Pengamanan Data Citra Digital , STIKI, Malang.
[5] Kawaguchi,  E.,  dan  Eason,  R.E.,1998, Principle  and  applications  of  BPCS- steganography , Kyushu Institude of Technology , Japan.
[6] Munir, R., 2006, Kriptografi , Informatika, Bandung.
[7] Obije  S.  Y.,  2016, Implementasi  Steganografi  Menggunakan  Metode  Bit  Plane Complexity Segmentation (BPCS) pada Citra Bitmap Grayscale 8 Bit , Universitas Nusa Cendana, Kupang.
[8] Perkhasa Y. B., 2012, Implementasi Kriptografi dan Steganografi pada File Audio Menggunakan  Metode  DES  dan  Parity  Coding ,  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember, Surabaya.
[9] Prasetiyo B., 2014, Kombinasi Steganografi Berbasis Bit Matching dan Kriptografi DES untuk Pengamanan Data , Universitas Negeri Semarang, Semarang.
[10] Sadikin, R., 2012, Kriptografi Untuk Keamanan Jaringan , ANDI,Yogyakarta.