Steganografi Digital dan Terminologi

Back to IF4020 Kriptografi

Steganografi Digital dan Terminologi

Questions/Cues

• Apa itu steganografi digital dan apa saja media pembawanya (carrier file)?
• Apa arti cover-object, embedded message, stego-object, dan stego-key?
• Bagaimana alur proses embedding dan extraction?
• Apa saja kriteria steganografi yang baik dan mengapa robustness bukan isu utama?
• Bagaimana steganografi dikombinasikan dengan kriptografi?
• Apa beda metode ranah spasial dan ranah transform?

Reference Points

• IF4020 Kriptografi — Steganografi Bagian 1 (Slides 25-39)

Steganografi Digital

Steganografi digital adalah penyembunyian pesan digital di dalam dokumen digital lain. Dokumen pembawa disebut carrier file. Jenis media dan formatnya:

Media	Format contoh
Teks	.txt, .doc, .html
Audio	.wav, .mp3
Citra	.bmp, .jpeg, .gif, .png
Video	.mpeg, .avi, .mp4

Terminologi

Istilah	Arti
Embedded message (hiddentext, secret message)	pesan yang disembunyikan; bisa teks, gambar, audio, video
Cover-object (covertext)	media yang dipakai untuk menyembunyikan pesan
Stego-object (stegotext)	cover-object yang sudah berisi embedded message
Stego-key	kunci untuk menyisipkan dan mengekstraksi pesan

flowchart LR
    M["Embedded message<br/>(pesan rahasia)"] --> E["Embedding<br/>(encoder)"]
    C["Cover-object"] --> E
    K1["stego-key"] --> E
    E --> S["Stego-object"]
    S -->|"kanal publik<br/>(diamati adversary)"| X["Extraction<br/>(decoder)"]
    K2["stego-key"] --> X
    X --> M2["Embedded message"]

Contoh dalam slide: pesan teks disembunyikan di dalam citra GIF, satu citra disembunyikan di dalam citra lain, lalu diekstraksi kembali dari stego-image.

Kriteria Steganografi yang Baik

1. Imperceptible: keberadaan pesan tidak terdeteksi secara visual atau audial.
2. Fidelity: kualitas cover-object tidak banyak berubah akibat penyisipan.
3. Recovery: pesan yang disembunyikan harus dapat diekstraksi kembali.
4. Capacity: ukuran pesan yang dapat disembunyikan sebesar mungkin.

Catatan: robustness (ketahanan terhadap manipulasi) bukan isu penting pada steganografi; berbeda dengan watermarking (Konsep Digital Watermarking). Stego-object bersifat point-to-point, tidak diharapkan dimanipulasi di tengah jalan.

Kombinasi Kriptografi dan Steganografi

Steganografi bukan pengganti kriptografi, tetapi saling melengkapi. Pesan dienkripsi lebih dulu, lalu cipherteks disembunyikan dalam media lain. Kutipan David Kahn (The Codebreakers): menyembunyikan pesan mengurangi peluang terdeteksi, dan bila pesan terenkripsi itu tetap ditemukan, penyerang masih harus memecahkannya: lapisan perlindungan tambahan.

flowchart LR
    P["Plainteks"] -->|"enkripsi<br/>(kriptografi)"| C["Cipherteks"]
    C -->|"penyisipan<br/>(steganografi)"| S["Stego-object"]
    S --> W["Tampak biasa<br/>bagi pengamat"]

Ranah Operasi

Ranah	Cara kerja	Contoh
Spatial (time) domain	langsung memodifikasi nilai byte cover (intensitas/warna pixel atau amplitudo)	metode LSB (Metode LSB dan Variannya)
Transform domain	memodifikasi hasil transformasi sinyal (mis. ke ranah frekuensi)	spread spectrum, berbasis DCT

Summary

Steganografi digital menyembunyikan embedded message ke dalam cover-object (teks, audio, citra, video; disebut carrier file) menghasilkan stego-object, dengan stego-key untuk penyisipan dan ekstraksi. Steganografi yang baik imperceptible, menjaga fidelity, dapat di-recover, dan berkapasitas besar (robustness bukan isu penting). Steganografi melengkapi kriptografi: pesan dienkripsi dulu lalu disembunyikan sehingga ada dua lapis perlindungan. Metode dibagi menjadi ranah spasial (mengubah nilai byte langsung, mis. LSB) dan ranah transform (mengubah koefisien hasil transformasi, mis. spread spectrum).

Additional Information

Trade-off Segitiga Steganografi

Tiga properti utama saling bertentangan: kapasitas, imperceptibility, dan robustness. Menambah kapasitas (lebih banyak bit LSB) menurunkan imperceptibility dan memudahkan Steganalisis; menaikkan robustness (transform domain) biasanya mengurangi kapasitas. Steganografi umumnya mengutamakan kapasitas dan imperceptibility, watermarking mengutamakan robustness.

Model Keamanan Cachin

Secara teoretis, keamanan sistem steganografi diukur dengan relative entropy antara distribusi cover dan stego: $D(P_C\Vert P_S)\le \epsilon$. Bila $\epsilon =0$ sistem perfectly secure (adversary tidak bisa membedakan). Ini analog dengan perfect secrecy pada One-Time Pad dan Perfect Secrecy.

Proyek Eksplorasi Mandiri

1. Gambarkan alur sistem hybrid: enkripsi AES-CTR lalu LSB; implementasikan di Python dan ukur perubahan PSNR citra.
2. Bandingkan histogram cover dan stego pada citra grayscale sebelum dan sesudah penyisipan.

Bacaan Lanjutan

• Cox et al., Digital Watermarking and Steganography, Morgan Kaufmann.
• Cachin, C. (1998), An Information-Theoretic Model for Steganography.
• Katzenbeisser & Petitcolas, Information Hiding Techniques for Steganography and Digital Watermarking.