Penandaairan digital

Penandaairan digital adalah sejenis penanda yang terselubung terselubung dalam sinyal yang tahan kebisingan seperti data audio, video atau gambar. Biasanya digunakan untuk mengidentifikasi kepemilikan hak cipta dari sinyal tersebut. Penandaairan, atau watermarking, adalah proses menyembunyikan informasi digital dalam sinyal pembawa; informasi yang disembunyikan harus, tetapi tidak perlu, mengandung hubungan dengan sinyal pembawa. Tanda air digital dapat digunakan untuk memverifikasi keaslian atau integritas sinyal pembawa atau untuk menunjukkan identitas pemiliknya. Ini secara jelas digunakan untuk melacak pelanggaran hak cipta dan untuk otentikasi uang kertas.

Seperti tanda air fisik tradisional, tanda air digital sering kali hanya dapat dilihat pada kondisi tertentu, yaitu setelah menggunakan beberapa algoritma.^[1] Jika tanda air digital mendistorsi sinyal pembawa sedemikian rupa sehingga mudah dilihat, ia mungkin dianggap kurang efektif tergantung tujuannya.^[1] Tanda air tradisional dapat diterapkan ke media yang terlihat (seperti gambar atau video), sedangkan dalam tanda air digital, sinyal dapat berupa audio, gambar, video, teks atau model 3D. Suatu sinyal dapat membawa beberapa tanda air yang berbeda secara bersamaan. Tidak seperti metadata yang ditambahkan ke sinyal pembawa, tanda air digital tidak mengubah ukuran sinyal pembawa.

Properti yang diperlukan dari tanda air digital tergantung pada kasus yang digunakan. Untuk menandai file media dengan informasi hak cipta, tanda air digital harus agak kuat terhadap modifikasi yang dapat diterapkan pada sinyal pembawa. Sebaliknya, jika integritas harus dipastikan, tanda air yang rapuh akan diterapkan.

Baik steganografi dan digital watermarking menggunakan teknik steganografi untuk menanamkan data secara diam-diam dalam sinyal yang bising. Sementara steganografi bertujuan untuk tidak terlihat oleh indera manusia, watermarking digital mencoba untuk mengontrol ketahanan sebagai prioritas utama.

Karena salinan data digital sama dengan aslinya, digital watermarking adalah alat perlindungan pasif. Itu hanya menandai data, tetapi tidak menurunkannya atau mengontrol akses ke data.

Salah satu aplikasi watermarking digital adalah pelacakan sumber. Tanda air tertanam ke dalam sinyal digital di setiap titik distribusi. Jika salinan karya ditemukan kemudian, maka tanda air dapat diambil dari salinan dan sumber distribusinya diketahui. Teknik ini dilaporkan telah digunakan untuk mendeteksi sumber film yang disalin secara ilegal.

Tanda air pertama kali muncul di Italia pada abad ke-13, tetapi penggunaannya menyebar ke seluruh Eropa dengan cepat sebagai alat untuk mengidentifikasi serikat dagang yang memproduksi kertas. Tanda tersebut saat itu dibuat dengan menggunakan kawat yang dijahit ke cetakan kertas.^[2] Adapun istilah penandaairan digital diciptakan oleh Andrew Tirkel dan Charles Osborne pada Desember 1992.^[3] Situmorang di sisi lain menengarai jika istilah tersebut muncul dari salah satu cabang ilmu yang disebut dengan steganografi, yaitu cabang ilmu yang mempelajari tentang cara menyembunyikan suatu informasi rahasia di dalam informasi lainnya.^[4]

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, watermark adalah sebuah tanda di dalam kertas (misalnya manuskrip dan uang kertas), yang tampak samar-samar jika terkena sinar.^[5] Secara umum, watermark adalah hak cipta yang dimiliki oleh seorang konten kreator agar karyanya tidak dicuri atau diklaim oleh orang lain. Sementara itu, secara bahasa, watermark berasal dari dua kata dalam bahasa inggris, yaitu water yang berarti "air" dan mark yang berarti "tanda" atau "menandai". Adapun secara istilah, watermark adalah sebuah logo atau sama dengan identitas dari seorang pencipta karya tersebut. Tanda ini biasanya ada di uang kertas yang berfungsi sebagai penanda bahwa uang tersebut legal.^[6] Pada era digital, watermark tidak hanya digunakan sebagai tanda dalam uang kertas saja. Namun, juga digunakan di dalam sebuah karya digital, seperti foto, ilustrasi, video, dan desain-desain digital yang lainnya sebagai tanda pabrikan untuk menjaga hak cipta^[7] maupun mencegah pemalsuan.

Watermarking digital dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, seperti:

• Perlindungan hak cipta;
• Pelacakan sumber (penerima yang berbeda mendapatkan konten watermark yang berbeda);
• Pemantauan siaran (berita televisi sering kali berisi video yang diberi watermark dari agensi internasional);
• Otentikasi video;
• Perangkat lunak melumpuhkan pada casting layar dan perangkat lunak pengeditan video program, untuk mendorong pengguna untuk membeli versi lengkap untuk menghapusnya;
• Keamanan kartu ID;
• Deteksi Penipuan dan Kerusakan;
• Manajemen konten di jejaring sosial social networks.^[8]

Informasi yang akan tertanam dalam sinyal disebut tanda air digital, meskipun dalam beberapa konteks frase tanda air digital berarti perbedaan antara sinyal tanda air dan sinyal penutup. Sinyal di mana tanda air akan tertanam disebut sinyal host. Sistem watermarking biasanya dibagi menjadi tiga langkah yang berbeda, menanamkan, menyerang, dan mendeteksi. Dalam penyematan, suatu algoritma menerima host dan data yang akan disematkan, dan menghasilkan sinyal yang sesuai.

Kemudian sinyal digital watermark ditransmisikan atau disimpan, biasanya ditransmisikan ke orang lain. Jika orang ini membuat modifikasi, ini disebut serangan. Meskipun modifikasi mungkin tidak berbahaya, istilah serangan muncul dari aplikasi perlindungan hak cipta, di mana pihak ketiga dapat berupaya menghapus tanda air digital melalui modifikasi. Ada banyak kemungkinan modifikasi, misalnya, kompresi data yang hilang (di mana resolusi berkurang), memotong gambar atau video, atau dengan sengaja menambahkan suara.

Deteksi (sering disebut ekstraksi) adalah algoritma yang diterapkan pada sinyal yang diserang untuk mencoba mengekstraksi watermark darinya. Jika sinyal tidak dimodifikasi selama transmisi, maka tanda air masih ada dan dapat diekstraksi. Dalam aplikasi watermarking digital yang kuat, algoritma ekstraksi harus dapat menghasilkan watermark dengan benar, bahkan jika modifikasi kuat. Dalam watermarking digital rapuh, algoritma ekstraksi akan gagal jika ada perubahan pada sinyal.

Tanda air digital disebut 'kuat' sehubungan dengan transformasi jika informasi yang tertanam dapat dideteksi dengan andal dari sinyal yang ditandai, bahkan jika terdegradasi oleh sejumlah transformasi. Degradasi gambar yang umum adalah kompresi JPEG, rotasi, pemotongan, derau tambahan, dan kuantisasi. Untuk konten video, modifikasi temporal dan kompresi MPEG sering ditambahkan ke daftar ini. Tanda air digital disebut tidak terlihat jika konten yang diberi tanda air secara ekuivalen dengan konten asli tanpa tanda air.^[9] Secara umum, mudah untuk membuat tanda air yang kuat - 'atau' '- tanda air yang tak terlihat, tetapi pembuatan tanda air yang kuat -' 'dan' - tidak terlihat telah terbukti cukup menantang.^[10] Tanda air yang tak terlihat jelas telah diusulkan sebagai alat untuk perlindungan konten digital, misalnya sebagai bendera tanpa-salinan-bolehkan yang tertanam dalam konten video profesional.^[11]

Teknik watermarking digital dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara.

Tanda air digital disebut rapuh jika gagal terdeteksi setelah modifikasi sedikit pun. Tanda air rapuh umumnya digunakan untuk deteksi tamper (bukti integritas). Modifikasi pada karya asli yang jelas terlihat, umumnya tidak disebut sebagai tanda air, tetapi sebagai kode umum.

Tanda air digital disebut semi-rapuh jika menolak transformasi jinak, tetapi gagal deteksi setelah transformasi ganas. Tanda air semi rapuh umumnya digunakan untuk mendeteksi transformasi ganas.

Tanda air digital disebut kuat jika menolak kelas transformasi yang ditunjuk. Tanda air yang kuat dapat digunakan dalam aplikasi perlindungan salinan untuk membawa salinan dan tidak ada informasi kontrol akses.

Tanda air digital disebut tidak terlihat jika sinyal penutup asli dan sinyal yang ditandai tidak dapat dibedakan secara nyata.

Tanda air digital disebut dapat dipahami jika keberadaannya dalam sinyal yang ditandai dapat terlihat (mis. Grafis Digital pada Layar seperti Logo Jaringan, Bug Konten, Kode, Gambar buram). Pada video dan gambar, beberapa dibuat transparan / transparan untuk kenyamanan bagi konsumen karena fakta bahwa mereka memblokir sebagian dari tampilan; oleh karena itu merendahkannya.

Ini tidak boleh disamakan dengan persepsi, yaitu, watermarking yang menggunakan keterbatasan persepsi manusia menjadi tidak terlihat.

Panjang pesan yang disematkan menentukan dua kelas utama skema watermarking digital:

• Pesan secara konseptual panjang nol-bit dan sistem dirancang untuk mendeteksi ada atau tidaknya tanda air di objek yang ditandai. Skema watermarking semacam ini biasanya disebut sebagai zero-bit atau skema watermarking keberadaan. Kadang-kadang, jenis skema watermarking ini disebut watermark 1-bit, karena 1 menunjukkan keberadaan (dan tidak adanya 0) watermark.
• Pesan adalah aliran n-bit-long ${\displaystyle \left(m=m_{1}\ldots m_{n},\;n\in \mathbb {N} \right.}$, with ${\displaystyle \left.n=|m|\right)}$ or ${\displaystyle M=\{0,1\}^{n}}$ dan dimodulasi dalam tanda air. Jenis skema ini biasanya disebut sebagai skema watermarking multi-bit atau non-zero-bit.

Metode watermarking digital disebut sebagai spread-spectrum jika sinyal yang ditandai diperoleh dengan modifikasi tambahan. Tanda air spektrum luas dikenal cukup kuat, tetapi juga memiliki kapasitas informasi yang rendah karena host interferensi.

Metode watermarking digital dikatakan tipe kuantisasi jika sinyal yang ditandai diperoleh dengan kuantisasi. Tanda air kuantisasi menderita ketahanan yang rendah, tetapi memiliki kapasitas informasi yang tinggi karena penolakan terhadap gangguan host.

Metode watermarking digital disebut sebagai amplitudo modulasi jika sinyal yang ditandai tertanam oleh modifikasi aditif yang mirip dengan metode spread spektrum, tetapi khususnya tertanam dalam domain spasial.

Evaluasi skema watermarking digital dapat memberikan informasi terperinci untuk perancang watermark atau untuk pengguna akhir, oleh karena itu, ada berbagai strategi evaluasi. Sering digunakan oleh perancang watermark adalah evaluasi sifat tunggal untuk menunjukkan, misalnya, peningkatan. Sebagian besar, pengguna akhir tidak tertarik pada informasi terperinci. Mereka ingin tahu apakah algoritma watermarking digital yang diberikan dapat digunakan untuk skenario aplikasi mereka, dan jika demikian, set parameter mana yang tampaknya menjadi yang terbaik.

Epson dan Kodak telah menghasilkan kamera dengan fitur keamanan seperti Epson PhotoPC 3000Z dan Kodak DC-290. Kedua kamera menambahkan fitur yang tidak dapat dihapus ke gambar yang mendistorsi gambar asli, membuatnya tidak dapat diterima untuk beberapa aplikasi seperti bukti forensik di pengadilan. Menurut Blythe dan Fridrich, "salah satu kamera dapat memberikan bukti yang tak terbantahkan tentang asal gambar atau pembuatnya".^[12] Kamera digital aman (SDC) diusulkan oleh Saraju Mohanty, dkk. pada tahun 2003 dan diterbitkan pada bulan Januari 2004. Ini bukan pertama kali diusulkan.^[13] Blythe dan Fridrich juga telah bekerja di SDC pada tahun 2004 ^[12] untuk kamera digital yang akan menggunakan watermarking tanpa kerugian untuk menanamkan pengidentifikasi biometrik bersama dengan hash kriptografi.^[14]

Penyembunyian data yang dapat dibalik adalah teknik yang memungkinkan gambar untuk diautentikasi dan kemudian dikembalikan ke bentuk aslinya dengan menghapus tanda air digital dan mengganti data gambar yang telah ditimpa. Ini akan membuat gambar dapat diterima untuk tujuan hukum. Angkatan Darat AS juga tertarik pada teknik ini untuk otentikasi gambar pengintaian.^[15][16]

Digital watermarking untuk database relasional telah muncul sebagai solusi kandidat untuk memberikan perlindungan hak cipta, deteksi kerusakan, penelusuran pengkhianat, dan menjaga integritas data relasional. Banyak teknik watermarking telah diusulkan dalam literatur untuk mengatasi tujuan ini. Sebuah survei dari state-of-the-art saat ini dan klasifikasi teknik yang berbeda sesuai dengan niat mereka, cara mereka mengekspresikan tanda air, tipe penutup, tingkat granularitas, dan verifikasi diterbitkan pada 2010 oleh Halder et al. dalam Jurnal Ilmu Komputer Universal.^[17]