TELK O M N I K A   Te l e c ommu n i c at i on ,   C omp u ti n g ,   El e c t r on i c s   an d   C on tr o l   V ol .   18 ,   N o .   2 A pri l   2020 ,   p p.   1095 ~ 110 4   IS S N :   1693 - 6930 ,   a c c r e di t e d   F i rs t   G r a de   by   K e m e n ri s t e kdi k t i ,   D e c r e e   N o:   21 / E / K P T / 2 018   D O I:   10 . 129 28/ T E L K O M N IK A . v1 8i 2 . 1483 3     1095       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / j our nal . uad . a c . i d/ i nd e x . php / T E L K O MNIKA   D WT - SMM - b a s e d   a u d i o   s t e g a n o g r a p h y     w i t h   R S A   e n c r y p t i o n   a n d   c o mpr e ss i v e   s a mp l i n g       F i k r i   A d h an ad i ,   Le d ya   N ova mi z an ti ,   G e l a r   Bu d i man   S c hoo l   of   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i n g,   T e l ko m   U n i ve r s i t y,   I ndon e s i a       A r ti c l e   I n fo     A BS TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   Re c e i v e d   J ul   20 ,   20 19   Re vi s e J a 16 ,   202 0   A c c e pt e F e 1 9 ,   202 0     P r ob l e m s   r e l a t e t c on f i de n t i a l i t i i n f o r m a t i on   e x c ha nge   a r e   ve r i m por t a nt   i n   t he   di g i t a l   c o m p ut e r   e r a .   A u di o   s t e ga nog r a p hy   i s   a   f o r m   o f   a   s o l u t i o   t ha t   i nf u s e s   i n f o r m a t i o n   i nt o   di g i t a l   a u di o ,   a nd   u t i l i z e s   t he   l i m i t a t i o ns   o f   t he   hu m a h e a r i n s ys t e m   i n   un de r s t a nd i n a nd  de t e c t i ng  s ou nd  w a ve s .     T he   s t e ga n ogr a phy   s ys t e m   a pp l i e s   c o m p r e s s i ve   s a m p l i ng  ( C S )   t t he   p r oc e s s   of   a c qui s i t i on   a n c o m p r e s s i on   o f   bi t s   i n   bi na r y   i m a ge s .   R i ve s t ,   S h a m i r ,   a n A dl e m a ( R S A )   a l g or i t hm s   a r e   us e d   a s   a   s y s t e m   f or   s e c ur i ng   b i n a r y   i m a ge   i nf or m a t i on   by   ge ne r a t i ng   e nc r yp t i o a nd   de c r y pt i on   k e pa i r s   be f or e     t he   pr oc e s s   i s   e m be d de d .   T he   i n s e r t i on   m e t hod   us e s   s t a t i s t i c a l   m e a m a n i p ul a t i on   ( S M M )   i n   t h e   w a ve l e t   d om a i a nd  l ow   f r e qu e nc s u b - ba nd  by  di v i d i ng   t h e   a ud i f r e qu e nc s ub - ba n u s i ng  d i s c r e t e   w a ve l e t   t r a ns f or m   ( D W T )   f i r s t .   T he   op t i m a l   r e s u l t s   b u s i ng  our   s y s t e m   a r e   t h e   s i g na l - to - no i s e   r a t i o   ( S N R )   a bove   45   de c i b e l   ( dB )   a nd  5. 3833   bi t   pe r   s e c on ( bps )   o f   c a pa c i t y   a l s ou r   s ys t e m   h a s   r e s i s t a nt   t o   a t t a c f i l t e r i ng ,   n oi s e ,   r e s a m pl i ng  a nd   c om pr e s s i on   a t t a c ks .   Ke y w or d s :   A udi s t e g a nogr a phy   C om pr e s s i ve   s a m p l i ng   E nc r ypt i on   S t a t i s t i c a l   m e a n   m a ni pul a t i o n   T hi s   i s   an   op e n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e n s e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   L e dy a   N ova m i z a n t i   S c hool   of   E l e c t r i c a l   E n gi n e e r i ng ,   T e l kom   U n i ve rs i t y ,   T e l e ko m un i ka s i   S t . T e r us a n   Bua B a t u,   Ba ndung   402 57,   In done s i a .   E m a i l :   l e dya l dn @ t e l ko m un i ve rs i t y . a c . i d       1.   I N TR O D U C TI O N   T he   e r a   o d i gi t a l   c om p ut e rs   a nd  i nfor m a t i on   t e c hnol o gy  h a s   be c o m e   pa r t   o t he   m o de rn   s oc i e t y' s   e c os ys t e m   t od a y .   V a r i ous   t ype s   of  di gi t a l   i nfo rm a t i on  c a be   a c c e s s e a nd   s ha r e e a s i l t hrough   va r i ous   t ype s   of  d i gi t a l   i nf orm a t i on   s e r vi c e   prov i d e rs   on   t h e   i n t e r ne t .   T he   e a s e   i n   e x c h a ngi ng   di g i t a l   i nfor m a t i on   i s   us e d   by   a   ha n dful   of   pe opl e   t o   i nt e r c e p t ,   i nt e rrup t ,   a nd   m od i fy   t h e   di g i t a l   c ont a i ne d   t he re i n.   T h e re fo re ,   w e   n e e   a   t e c hni que   t ha t   g ua r a nt e e s   a nd  s e c u re s   t h e   s e c ur i t y   a nd   c o nf i de n t i a l i t y   of   di gi t a l   d a t a ,   n a m e l y   s t e ga nogr a phy .   S t e ga nogr a phy  i s   t h e   a r t   of  h i di ng  m e s s a g e s   i ns i de   m e di a   s t he   m e s s a ge   i ns i d e   i t   c a nno t   be   re a l i z e by  ot h e r   pe opl e .   I n   di g i t a l   s t e g a nogr a phy ,   t h e   s e c re t   m e s s a g e   re qu i r e s   di g i t a l   m e d i a   a s   ve s s e l   or   hos t   s u c h   a s   i m a ge ,   a udi o,   t e xt ,   a nd  vi d e o   [1 ,   2 ].   Rob us t n e s s ,   s e c ur i t y   a nd   hi d i ng  c a pa c i t a re   t h e   t hre e   m a j or  pe rf orm a nc e   c ri t e r i a   t h a t   re v ol v e   a round   t h e   e x i s t i n s t e ga nogr a phy   m e t hods   [3 ].   E ff e c t i ve   s t e g a nog ra ph s hou l ha v e     t he   fo l l ow i ng   c ha r a c t e r i s t i c s :   p e rc e pt ua l   t ra ns pa r e nc y   (i . e.   t he   c ove r   a nd   t he   s t e go   ob j e c t   m us t   b e   i m p e rc e pt i bl e ) ,   hi gh   e m b e ddi ng  c a pa c i t y,   rob us t ne s s   t o   v a ri ous   t y pe s   of   a t t a c ks   a nd   h i gh   da t a   ra t e   of     t he   e m be dde d   d a t a   [ 4].   In  re s e a r c [5,   6]  s t a t e s   t ha t   t he   di s c re t e   w a v e l e t   t r a ns for m   ( D W T )   m e t h od  h a s   go od  i m p e r c e p t i b i l i t y   a nd   robus t ne s s   a nd   i t   i s   e f fe c t i ve   i n   o ve r c om i ng   t he   m os t   c om m on  t yp e s   o a t t a c ks   t h a t   d e s i gn e d   t o   d e s t roy     t he   s e c re t   m e s s a ge   t h a t   e m b e dd e i n   t h e   a ud i o.   F u r t he r m or e ,   i r e s e a rc h   [7 s t a t e s   t ha t   t he   a udi q ua l i t y   r e s ul t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    IS S N :   1693 - 6 930   T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol V ol .   18 ,   N o.   2 A pri l   2 020:    1095   -   1104   1096   t hrough   t he   c o m pre s s i v e   s a m pl i ng   (CS )   pr oc e s s   c a n   s t i l l   b e   he a rd   c l e a rl y ,   w hi l e   i n   re s e a r c h   [8]   s t a t e s   t ha t     t he   i m a g e   qua l i t r e s ul t   t hrough   t he   CS   pr oc e s s   c a be   re c ons t ruc t e d   a s   be fore   a ft e p a s s i ng   t h e   e xt r a c t i on  proc e s s   a nd   Ri ve s t - S h a m i r - A d l e m a n   ( RS A a l gori t hm   de c ryp t i on   pr oc e s s .   In   re s e a r c h   [8 - 11],   i t   w a s   s t a t e d   t ha t     t he   i m p l e m e n t a t i o n   of   RS A   e nc ryp t i on   i m prov e s   t h e   s e c uri t y   i n   w a v e l e t   do m a i n - b a s e d   s t e g a nogr a phy   s ys t e m   by  a pp l y i ng   t h e   e nc r ypt i on  pr oc e s s   be for e   t ra ns m i s s i on ,   a nd   t he   de c rypt i on  proc e s s   i s   a ppl i e d   a f t e re c e i vi ng   t he   e nc ryp t e d a t a .   F u r t he rm or e ,   i n   re s e a r c h   [12]   s t a t e s   t ha t   t he   va l ue   of   p   a n i n   t h e   RS A   e nc r ypt i on   pro c e s s   m us t   ha v e   a   c e r t a i v a l u e   s w e   m us t   c a rry  out   s e ve ra l   e xpe ri m e nt s   t c h e c k   t h e   p   a nd   q   va l ue s   a re   s ui t a b l e   w i t h   our   propos e s ys t e m .   In   t hi s   pa p e r ,   w e   i m pl e m e nt   CS   a n RS A   e nc r ypt i on   on   b i na ry   i m a ge   t ha t   e m be dd e d   t o   i m pr ove   s e c ur i t y ,   e m be d di ng   c a p a c i t y   a nd   rob us t ne s s   t o   a udi a t t a c ks .   F i rs t ,   e m b e d   t h e   bi n a ry   i m a ge   w i t h   t h e   s t a t i s t i c a l   m e a n   m a ni pul a t i o n   (S M M )   m e t ho i n t o   a   d i gi t a l   a ud i o   hos t   t h a t   h a s   be e n   di vi d e d   i n t o   fr e que nc y   s ub - ba nds   us i ng   D W T .   T h e   a u di o   w a s   a t t a c ke d   by   us i ng   ni ne   t ype s   of   a ud i o   a t t a c k   s u c h   a s   l ow - p a s s   f i l t e r   ( L P F ),     b a nd - p a s s   f i l t e ( BP F ),   n oi s e ,   r e s a m pl i ng ,   t i m e   s c a l e   mo d i fi c a t i on   (T S M ) ,   l i n e a r   s pe e c ha nge   (L S C) ,   p i t c h   s hi ft i ng,   a nd   t w o   t yp e s   of   c o m pre s s i on   w i t m o t i on   p i c t ur e s   e xpe r t s   group ,   a u di o   l a y e r   3   (M P 3)   a nd   a dv a n c e d   a udi o   c od i ng   (A A C)   for m a t s .   T he   s t ru c t u re   of   t hi s   pa p e r   c ons i s t s   of  s e ve ra l   s e c t i ons .   S e c t i on   1   d e s c r i be s   i nt rod uc t i on ,   s e c t i on   2   d e s c ri be s   re s e a r c h   m e t hod ,   ba s i c   for m ul a t i on   of   a udi s t e g a nogr a ph m e t hod   a nd   a l s o   de s c r i be s   a udi s t e ga no gra p hy   s ys t e m   w i t e m be d di ng  a nd  e x t ra c t i on  pr oc e dur e s ,   s e c t i on  3   de s c ri b e s     t he   pe r for m a n c e   of   t h e   a ud i s t e g a nogr a phy   m e t hod ,   s e c t i on   4   de s c ri b e s   c on c l us i on .       2.   P R O P O S ED   M ETH O D   E xpl a i n i ng   r e s e a rc h   c hr onol ogi c a l ,   i nc l ud i ng   r e s e a rc h   d e s i gn,   r e s e a rc h   proc e dur e   (i n   t h e   for m   of   a l gor i t h m s ,   P s e udo c od e   or   ot h e r) ,   how   t t e s t   a n d a t a   a c q ui s i t i on   [1 - 3] .   T he   de s c ri p t i on   of  t he   c ou rs e   of   re s e a rc s h oul be   s up port e r e fe re n c e s ,   s t h e   e xpl a n a t i on   c a be   a c c e pt e s c i e n t i f i c a l l y   [2 ,   4] .   T he   a ud i s t e ga nogr a phy  s ys t e m   i s   d e s i gn e us i ng  s t e re o   a ud i w i t t he   wav   for m a t   a nd   44100   H z   fr e qu e nc s a m pl i ng   a s   t h e   h os t .   T h i s   t ype   of  s t e g a nogr a phy   ut i l i z e s   t h e   w e a kne s s   of  t h e   hu m a a udi t ory   s ys t e m .   H um a n     a udi t ory  s ys t e m   i s   o nl a b l e   t p e rc e i ve   a nd  d e t e c t   s oun d   w i t a   fr e qu e nc ra nge   of  20   H z ~ 20  kH z   o   - dB ~ 130   dB   [13 ].   S o ,   t he   a ud i o   c o m pon e nt s   ou t s i d e   from   t h e   fr e que nc y   r a nge   c a n not   b e   he a rd .     T he   e m be ddi n of   s e c r e t   m e s s a g e   i nt o   di g i t a l   a ud i c h a ng e s   t h e   q ua l i t of   t h e   a udi o.   T h e re fore ,   i orde r   t o   c hoos e   a   goo d   e m be d di ng   m e t hod   for   s t e ga n ogra phy   s ys t e m ,   w e   m us t   pa y   a t t e n t i on   t o   s e ve r a l   c ri t e r i a ,   s uc h   a s   i m p e rc e p ti bi l i t y,   s e c ure ,   c a p a c i t y ,   s pe e d ,   a nd  rob us t ne s s   [ 1 3 14] .   W hi l e ,   t he   e m be d de da t a   or   m e s s a g e   i s     a   b i na r i m a ge ,   w hi c i s   a   b l a c k   a n w h i t e   i m a ge .     In  g e ne r a l ,   t h e   c onf i de nt i a l   i nfor m a t i on   go   t h rough   t w o   m a i p roc e s s e s ,   n a m e l y   t h e   e m be ddi ng   proc e s s   a nd   e xt r a c t i on   pro c e s s .   T he   s ys t e m   m o de l   s c he m e   propos e d   i n   t hi s   s t udy   i s   i l l us t r a t e i F i gur e   1 .     F i rs t ,   t he   b i na ry   i m a g e   go es   t hrou gh   t h e   c o m pr e s s i v e   s a m p l i ng   a c qu i s i t i on   p roc e s s ,   a nd   t h e n   e nc ry pt e d   by  us i ng  t he   RS A   e n c ryp t i o a l gor i t h m .   T h e   RS A   a l gori t hm   i s   e xpl a i n e i [ 15] T he   n e x t   s t e i s   t pe rf orm     t he   e m be ddi n pr oc e s s   on   w a v e l e t   do m a i us i ng   S M M   i nt o   hos t   a udi o.           F i gu r e   1 .   T he   pr opo s e d   o f   s t e ga n ogr a phy   s ys t e m       3.   R ES U LTS   A N D   A N A LY S I S   3. 1 .   Emb e d d i n g   s ys te m   d e s i gn   T he   e m be dd i ng  proc e s s   of  bi n a ry  i m a ge   i n t a   di g i t a l   a udi fi l e   on  a n   a udi s t e ga no gra p hy  s ys t e m   i s   be i ng   don e   b us i ng  t he   D W T - S M M   m e t hod   w h i c h   pr e vi ou s l h a t go  t hroug t he   CS   a nd   RS A   e nc r ypt i on   proc e s s   b e for e   be i ng   e m be dde d .   T he   pro c e s s e d   a ud i o   fi l e   g o es   t hrou gh   t h e   fre q ue n c y   di vi d i ng   pro c e s s   t h a t   di vi d e s   t he   a udi o   s i g na l   fr e qu e nc i nt o   a   h i gh   s ub - b a nd   a nd   a   l ow   s ub - ba n w i t h   D W T   m e t hod ,   l a t e t he   l ow   s ub - ba nd   i s   c hos e n   a s   t he   e m b e dd i ng   l o c a t i on .   A ft e t ha t ,   t h e   c om pre s s i v e   s a m p l i n p e rfor m   da t a   a c qu i s i t i on   from   t he   bi n a ry  i m a ge   us i ng  bi t   c o m pr e s s i on  a nd  t he   out p ut   i s   be   e nc ryp t e by  us i ng  RS A   e nc rypt i on  a l g ori t h m .   T he   e nc ryp t i on  p roc e s s   n e e d s   a n   e nc ry pt i on  ke y   or   pub l i c   k e y   t h a t   ha s   be e n   ge ne r a t e be fo re   by   us i ng     t he   RS A   a l g ori t hm .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol         D WT - SMM - bas e audi s t e gan ogr aph y   w i t h   R SA   e n c r y p t i o n   and…   ( F i k r i   A dhana di )   1097   T he   n e xt   pro c e s s   i s   e m b e ddi n a ft e r   t h e   hos t   a udi o   a nd   t he   bi na ry   i m a ge   h a s   b e e proc e s s e d .     T he   e m be dd i ng  proc e s s   us e s   t he   S M M   m e t hod  t ha t   e m b e ds   c onfi de n t i a l   i nfor m a t i o i n t l ow   s ub - b a nd  fre qu e nc y   i n   a   hos t   a udi o .   T he   r e a s on   i s   b a s e d   on   re s e a r c h   [ 16]  w h i c h   s t a t e s   t h a t   e m be dd i ng   t he   i nfor m a t i o n   m e s s a g e   a t   l ow   s ub - b a nd  fre q ue n c c a n   produ c e   be t t e r ob us t ne s s   i t e r m s   of  i m a g e   di s t ort i on  c a us e b L P F .   H e re ' s   t he   for m ul a   f or  t he   S M M   e m be dd i ng   t e c h ni qu e   [17] :   f or  ‘1’   b i t   va l ue :     ( ) =    ( )  + .   (1)     f or  ‘0’   b i t   va l ue :     ( ) =    ( )  .   (2)     w i t  ( )   i s   a   s i gn a l   i t he   w a v e l e t   d om a i n ,      i s   t h e   a ve r a g e   s i gn a l   of   ( )   i s   a   re l i a bi l i t y   fa c t o i S M M   t h a t   e ns ur e s   t he   e m b e dd i ng   re l i a bi l i t y,     i s   e m b e dde m e s s a ge   bi t s   i n for m a t i on ,   a nd   ( )   i s   t h e   a ud i o   t ha t   ha s   be e e m b e dd e w i t c onfi de n t i a l   i nfor m a t i o n.   A f t e r   t ha t ,   p e rfo rm   i nv e rs e   t un i t e   t h e   t w pr e vi o us l di vi d e d   s ub - b a nds   i n t w hol e   s t e go - a ud i o   or   a u di o   w i t h   c on fi de nt i a l   i nfor m a t i on  m e s s a ge   t ha t   a re   s u c c e s s ful l y   e m b e d ed   i nt o   i t .   T he   e m b e ddi ng   p roc e s s   i s   s how n   i n   F i gur e   2.           F i gure   2 .   T he   e m b e dd i ng  proc e s s   f l ow c h a rt       3. 2 .   Extr a c ti on   s ys te d e s i gn   T he   e x t ra c t i on  pr oc e s s   of  bi na ry   i m a g e   fr om   t h e   di gi t a l   a ud i fi l e   on  a udi s t e ga n ogra phy  s ys t e m   i s   be i ng   do ne   by   us i n t he   D W T - S M M   m e t h od  t hro ugh   a   D W T   i nve rs e   p roc e s s   t he n   d e c ry pt e w i t h   t he   RS A   de c ry pt i on   a l gor i t h m   a n d   pe r form   CS   re c ons t ru c t i on   t o   re ve a l   t h e   m e s s a ge   i nfor m a t i o n.   T he   proc e s s   i s   s i m i l a t t h e   e m be dd i ng  proc e s s ,   w h i c h   i s   t pr oc e s s   t h e   s t e go - a udi o   t hrough   t h e   s ub - b a nd   fre que n c d i vi di ng   pro c e s s   w i t h   D W T .   T he   l ow   s ub - b a nd   fr e qu e nc y   i s   pro c e s s e d   be c a us e   t h e   e m b e dde d   bi n a ry   i m a ge   a s   t he   m e s s a g e   i nfor m a t i on   i s   e m be dd ed   a t   t he   l ow   s ub - b a nd   f re qu e n c y.   A f t e s u c c e s s ful l y   e x t ra c t i ng   t he   b i na ry   i m a g e   t he n   i t   ha s   s u c c e s s ful l y   de c ryp t e d   by   us i ng   RS A   de c ryp t i on   a l g ori t h m   w i t de c ryp t i o ke y   or   p ri v a t e   ke y   t ha t   ha s   be e n   ge ne r a t e b e for e   by   us i ng   t h e   RS A   a l g ori t hm .   T he   ne xt   proc e s s   i s   t o   re c ons t ruc t   t he   bi t   da t a   of  t he   bi n a ry   i m a ge   b y   us i ng   CS ,   s o   t h a t   t he   bi n a ry   i m a ge   c a n   b e   r e ve a l e d   a g a i n .   T he   m od e l   d e s i gn   p roc e s s   i s   s how n   i n   F i gure   3 .     3. 3 .   P r e - p r o c e s s i n g   an d   C S   a c q u i s i ti on   p r o c e s s   T hi s   s t a g e   i s   do ne   b e for e   t he   da t a   fr om   t he   i nfo rm a t i on  m e s s a ge   i s   e m be d d e i nt o   t h e   hos t   a ud i o .   D a t a   from   t h e   i n for m a t i on   m e s s a ge   t h a t   t h rough   t h e   a c qu i s i t i on   p roc e s s   i s   a   bi na ry   i m a g e   w i t h   m a t r i s i z e   × Bri e f l y ,   t he   CS   a c q ui s i t i on   pro c e s s   ha s   s u c c e s s ful l c om pre s s ed   t h e   m a t ri s i z e   fro m   t he   bi na ry   i m a ge   da t a     by  t he   pr e de t e r m i ne d   c om p re s s i on   r a t i va l ue S o,   i t   c a h i d e   t h e   i n t e nd e d   da t a   i m e s s a ge s   w hi l e   m i n i m i z i ng  i t s   s i z e ,   e na b l i ng   us   t o   t ra ns f e r   t h e   da t a   w i t h   l e s s   ov e ra l l   b urde n   i n   c a p a c i t y   [1 8 ].   CS   c a n   be   fo rm u l a t e d   a s   fol l ow s   [ 1 9] :       =      +   (3)     w i t   i s   m a t ri for m   of  ×   c o m m onl y   re f e rr e t a s   s e ns i ng  m a t r i w ho   prov i de   t h e   i nfor m a t i o a bout   w hi l e     i s   s t oc h a s t i c   or   a n   e rro t e rm   t ha t   d e f i ni t e l y   oc c ur   w i t l i m i t e d   e ne rgy .   T he   m ode l   de s i gn   pro c e s s   i s   s how i n   F i g ure   4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    IS S N :   1693 - 6 930   T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol V ol .   18 ,   N o.   2 A pri l   2 020:    1095   -   1104   1098       F i gure   3 .   T he   e xt r a c t i on   pro c e ss           F i gure   4 .   P r e - pro c e s s i n a nd   CS   a c q ui s i t i on   d i a gr a m       T he   s t a ge s   of  t h e   pr oc e s s   a r e   de s c ri b e a s   fol l ow s   :   -   Re a d   t he   bi n a ry   i m a ge   fi l e s   i n   a   t w o - di m e ns i ona l   m a t ri ( , ) .   -   Cha ng e   t he   s ha pe   of  t he   m a t ri x   by   s e t t i n t he   m a t r i c o l um n   t o   8   a s   i nput   b e for e   b e i n pr oc e s s e i n   CS .   So ,   w h e n   e nt e ri n g   t h e   CS   pro c e s s ,   t h e   l e ngt h   of   t h e   m a t ri x   c o l u m n   b e c o m e s   25 6   w i t h   a d j us t i ng  t he   row   l e ngt h   of   t h e   m a t r i x .   T he   ou t put   i s   ( , ) .   -   Conve r t s   t he   pr e vi o us l y   m od i fi e d   m a t r i x   i n t de c i m a l .   T h e   o ut put   i s   ( ′′ , ′′ ) .   -   G e ne r a t e s   i m pul s e s   w i t h   a   m a t ri x   c ol um n   l e ngt h   of   256 .   In   t he   CS   c onc e pt ,   t he   i npu t   m a t r i x   m us t   b e   s pa rs e ,   m e a ns   t ha t   t he   v a l u e   of t e a ppe a rs .   -   P e rform   s c a l a m ul t i p l i c a t i on  pn  t he   m a t r i s t he   out put   ( )   i s   obt a i ne d,   na m e l b i na ry  i m a ge   da t a   t ha t   w a s   s u c c e s s ful l y   t hrough   t he   a c qu i s i t i on   proc e s s .   -   T he   for m   of  t he   ou t pu t   d a t a   f rom   ( )   i s   b i n a ry  da t a .     3. 4 .   P os t - p r o c e s s i n g   an d   C S   r e c on s t r u c ti on   p r oc e s s   T hi s   s t a g e   i s   don e   a ft e r   t h e   da t a   fro m   t he   i nfor m a t i on   m e s s a ge   i s   e xt ra c t e a nd   d e c ryp t e f rom     s t e go - a udi o .   D a t a   fro m   t he   i nf orm a t i on  m e s s a ge   t h a t   t h rough   t he   re c on s t r uc t i on   pro c e s s   i s   a   b i na r i m a ge   w i t m a t ri x   s i z e   × .   Bri e f l y,   t h e   CS   r e c ons t ru c t i on  p roc e s s   h a s   s uc c e s s ful l r e s t or e d   t h e   m a t ri x   s i z e   fro m     t he   b i na ry   i m a g e   d a t a   fro m   t h e   pr e vi ous   p roc e s s   t o   t he   or i g i na l   s i z e .   C om pre s s i b l e   s i gna l   c a n   b e   re c ov e re d   from   a   s e t   of   fe w   m e a s ure m e n t s .   I n   fa c t ,   t h i s   i s   a   k e y   e l e m e nt   of   CS   a nd   how   t he   s e ns i ng   pro c e s s   r e l a t e s   t   t he   s p a rs e   re p re s e nt a t i o d e t e rm i ne s   w he t he r   a   s i gn a l   c a n   b e   re c ov e re or   not   fro m   t he   m e a s ur e m e nt s   [ 20 ] .     T he   m ode l   d e s i g pr oc e s s   i s   s how i n   F i gur e   5 .     3. 5 .   RSA   e n c r yp ti on   p r o c e s s   T hi s   s t a g e   i s   don e   b e for e   t he   i n form a t i on   da t a   i s   e m be dd e d   i nt o   t h e   h os t   a udi o   a nd   a l s o   a f t e r   go i ng  t hrough   t he   CS   p roc e s s .   T h e   p urpos e   of   t h e   e n c ryp t i on   pro c e s s   i s   t o   s e c ure   t h e   bi n a ry   i m a g e s   us i ng   a   pub l i c   e nc ry pt i on  k e y.   F i gur e   i s   i l l us t ra t e t ha t   b e for e   e nt e ri ng   t he   e nc ry pt i on  pro c e s s ,   i m a g e   d a t a   i n   t h e   for m   of   bi na r y   da t a   m us t   b e   c onve r t e d   t o   d e c i m a l .   A ft e r   t he   e nc r ypt i o pr oc e s s   w a s   s u c c e s s ful ,   t h e   d a t a   c on ve r t e d   b a c i nt o   a   bi na ry   for m . S o ,   i t   c a n   be   pro c e s s e a ga i n   t o   t h e   ne x t   s t a g e ,   w hi c h   i s   t he   e m b e dd i ng   proc e s s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol         D WT - SMM - bas e audi s t e gan ogr aph y   w i t h   R SA   e n c r y p t i o n   and…   ( F i k r i   A dhana di )   1099       F i gure   5 .   P os t - proc e s s i ng   a nd  CS   r e c ons t ruc t i o f l ow c ha r t           F i gure   6 .   F l ow c h a rt   of   RS A   e nc rypt i on   pro c e s s       3. 6 .   I mage   d e c r yp ti on   p r oc e s s   T hi s   s t a g e   i s   don e   a ft e r   t h e   i nfor m a t i on  da t a   ha s   be e n   e xt r a c t e f rom   s t e go - a udi o.   T he   purp os e   of    t he   d e c r ypt i on   pro c e s s   i s   t o   de c ryp t   t h e   bi n a ry   i m a ge s   t ha t   ha ve   b e e n   e x t ra c t e d   us i n g   t h e   pri va t e   d e c ry pt i on  ke y .   T h e   de c ryp t i on   p roc e s s   m or e   or   l e s s   h a s   t h e   s a m e   pro c e dur e   a s   i n   t h e   e n c ryp t i on   proc e s s   a s   s how n   i n   F i gure   7 .           F i gure   7 .   F l ow c h a rt   of   RS A   d e c rypt i on   pro c e s s       4.   R ES U LT  A N D   A N A LY S I S   S ys t e m   t e s t i ng  i s   do ne   by   us i ng   t w o   s c h e m e s .   T he   f i rs t   s c he m e   i s   don e   w i t h   non - opt i m i z e pa r a m e t e rs   t ha t   a r e   m o re   fo c us e d   t ow a rds   c r e a t i n g   a   go od   i m p e rc e p ti bi l i t fr om   s t e go - a ud i o   a nd   l a rge   c a pa c i t y.   T h e   s e c ond  s c he m e   i s   do ne   w i t h   op t i m i z e d   pa r a m e t e rs   t ha t   f oc us e on   c re a t i ng   a   good   i m pe rc e p ti bi l i t fro m   s t e g o - a u di o   a nd   good   robus t ne s s   a g a i ns t   v a r i ous   t yp e s   of   a t t a c ks   on   t he   s t e go - a ud i o.   T he   pro pos e d   s t e ga n ogra phy   s ys t e m   i s   e va l u a t e d   ba s e d   on   t he   p a r a m e t e rs   Bi t   E rr or   Ra t e   (BE R ),   Ca pa c i t y   (C) ,   O b j e c t i ve   D i ffe r e nt   G r a d e   (O D G ),   P e a S i gna l   t N o i s e   Ra t i (P S N R),   a nd   S t ru c t ur a l   S i m i l a ri t Inde M a t ri (S S IM ) .   B E v a l ue   i s   d e t e rm i ne by  c a l c ul a t i ng   t h e   pe r c e n t a ge   of   prob a bi l i t o b i t   e r ror  i ns e r t i on  a nd  e xt ra c t i on  yi e l d   re s u l t s   w i t h   a o ve r a l l   b i t   pri or  t i ns e r t i o [2 1 ].   Ca p a c i t y   (C)   or  pa y l oa d   d a t a   re fe rs   t t h e   nu m b e of   bi t s   e m b e dd e i nt o   t h e   a ud i i   a   un i t   t i m e ,   m e a s ure d   i bi t s   pe r   s e c o nd  (b ps [2 2 ] .   T he   obj e c t i v e   qu a l i t o t h e   m od i fi e a udi o   s i gn a l   w hi c i s   c a l c u l a t e d   us i ng   O D G .   O D G   v a l u e   r a ng e   s t a rt i ng   fro m   - 4   t o   0.   O D G   0   w hi c m e a ns   t he   a udi o   qu a l i t y   imp e rc e pt i bl e   [2 3 ] .   P S N i s   t he   r a t i be t w e e t h e   m a xi m um   va l u e   of   t h e   m e a s ur e d   bi t   de p t h   of   t h e   i m a g e   a nd   t he   a m o unt   of  no i s e   t ha t   a ff e c t s   t h e   s i gn a l .   P S N i s   us u a l l m e a s ure i uni t s   (dB) .   T he   g re a t e t h e   P S N va l u e ,   t h e   b e t t e r   t h e   i m a g e   qu a l i t y   or  c l os e t t he   or i gi n a l   i m a g e .   S S IM   i s   a n   i nd e t o   m e a s ur e   t he   de g re e   of   s i m i l a r i t y   b e t w e e n   t he   t w o   i m a g e s ,   t he   i m a ge   a ft e r   pro c e s s i n g   c om p a re d   t o   t he   or i gi n a l   i m a ge .   S S IM   c o m pa re s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    IS S N :   1693 - 6 930   T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol V ol .   18 ,   N o.   2 A pri l   2 020:    1095   -   1104   1100   di s t or t i on   fro m   l u m i na n c e ,   c on t ra s t   a nd   s t ru c t u ra l .   T he   S S I M   va l ue   of   0   m e a ns   t he re   i s   no   s i m i l a ri t y   be t w e e t he   t w i m a ge s ,   w hi l e   t he   v a l ue   of   S S IM   m e a ns   t ha t   t h e   t w o   i m a g e s   be i ng  c om pa r e a re     ve ry  i de nt i c a l   [2 4 ]. T h e   t e s t   i n vol v e s   f i ve   di f fe r e nt   t yp e s   o a ud i s u c a s   v oi c e ,   p i a no ,   gui t a r ,   d rum ,   a nd   orc he s t ra . T h e   i nfo rm a t i on   m e s s a ge   t ha t   e m be dd e d   i n t o   hos t   a udi o   i s   a   b i na ry  i m a g e   w i t h   a   s i z e   of   64 × 64   pi xe l   t ha t   e n c ryp t e by  us i ng  a   p a i r   of  k e ys   t ha t   ha ve   b e e g e ne r a t e w i t h   t h e   RS A   a l gor i t h m .   F i gu re   i s   a   b i na r i m a ge   t h a t   i s   i ns e rt e i nt t he   a udi o .     4. 1 .   C omp r e s s i v e   s a mp l i n g   p e r fo r man c e   CS   pe r for m a n c e   t e s t i ng  on  bi n a ry   i m a g e s   i s   b a s e d   on   t h e   p a ra m e t e r   of   t h e   bi t   c o m pre s s i on  ra t i o   a t   0. 02   w i t h   s i d e   p a ra m e t e rs   t ha t   c h a ng e d   s t a rt i ng   fro m   us i n s i de s   8 ,   16,   32   a n d   64 .   T h e   s e l e c t i on   of   b i t   c om p re s s i on   ra t i o   i s   0 . 02   be c a us e   i t   p rodu c e s   a i m a ge   c o m p re s s i on  r a t i o 62 . 52%   w he c om p a re t t h e   b i t   c om p re s s i on   r a t i of   0 . 025   or   0. 0 w i t h   t h e   i m a ge   c om pre s s i on   ra t i o   of   75%   a n 1 00% .   T he   s m a l l e r     t he   p e rc e n t a g e   c om pr e s s i on   v a l ue   of   t h e   i m a g e ,   t h e   l e s s   t h e   nu m be r   of   c ons t i t u e nt   b i t s   t ha t   a ff e c t     t he   c o m pu t a t i on   t i m e .   F i gure   9   prov i de s   a   c om pr e s s e d   i m a ge s   c o m pa r i s on   w i t d i ffe re n t   s i de   va l u e s .     Ba s e d   on   F i g ure   9 ,   i t   c a n   b e   c on c l ude d   t ha t   t h e   s m a l l e r   t h e   v a l u e   s i de ,   t h e   qua l i t y   of   t h e   c o m pr e s s e i m a ge   i s   g e t t i ng   w ors e .   S i d e   64   produ c e s   c om pr e s s e d   i m a g e s   w i t h   good   qu a l i t y .   T h i s   i s   c a us e d   by   t h e   bi t   c om p re s s i on   pro c e s s   w hi c re du c e s   t h e   num be r   of   bi t s   i t he   bi n a ry   i ns e rt   i m a g e .             (a )   (b)   S i de   =   8   S i de   =   16   S i de   =   32   S i de   =   64     F i gure   8 Info rm a t i on   m e s s a g e     F i gure   9 .   CS   c o m pr e s s i on   i m a g e s   c o m pa r i s on       4. 2 .   RSA  a l go r i th m   p e r fo r man c e   T hi s   s t a g e s   i s   don e   by  c hoos i ng  t h e   k e pa i rs   t ha t   h a ve   b e e n   ge ne r a t e w i t h   a   s uc c e s s   l e ve l   of     t he   e nc ry pt i on   a nd   d e c rypt i ng   t he   b i na ry   i m a g e .   T he r e   a r e   210  pa i rs   of   a   pri m e   n um b e r   k e ys   t ha t   ge ne r a t e d   w i t hou t   a ny   k e y   pa i rs   w i t t he   s a m e   e l e m e n t   of   pri m e   nu m be r .   T he   v a l u e   of   g e ne r a t e d   pr i m e   num be rs   i s   i n     t he   ra ng e   of   t 50 .   Ba s e on  t h e   s i m ul a t i on ,   on l h a l f   of  t h e s e   k e pa i rs   t h a t   c a s u c c e s s ful l y   pro c e s s   e nc ry pt i on   a nd   de c ryp t i o n   fro m   t h e   s t e ga nogr a phy   s ys t e m .   RS A   a l g ori t hm   ha s   l i m i t e d   fun c t i ons   w h e n   c om b i n e w i t h   t he   S M M   m e t hod   w h i c h   p l a ys   a   ro l e   i t he   e m b e dd i ng   a nd   e xt r a c t i o n   p roc e s s .   T h e   va l ue   of     =   7   a nd   t he   v a l u e   of   q   =   11   i s   c hos e n   t o   ge n e r a t e   t he   e nc rypt i o ke y   p a i r   a nd   i t s   d e c rypt i on ,   be c a us e   t h a t   va l u e   pr oduc e s   b i t   e rror   ra t e   ( BE R )   ≠  0,   a nd   s uc c e s s fu l l i t he   e n c ryp t i on   a n de c ryp t i o pro c e s s .     T he   c o m pu t a t i o t i m e   i n   t h e   e n c ryp t i on   a nd  de c rypt i on   pro c e s s   i s   s how n   i n   T a b l e   1 .   T he   r e s ul t   of   t h e   e nc ry pt i on   ke y   a nd   t h e   de c ryp t i on   ke y   i s   s uc c e s s ful l y   ge n e r a t e d   7   a n d   43   by   us i ng   t he   v a l u e   of   p   a nd   q   a r e   s e l e c t e d .   B a s e d   o n   t h e   va l u e ,   t he   k e y   c a n   b e   c a t e gor i z e d   a s   t he   ke y   w i t h   t he   n um b e r   of   bi t s   e qua l   t 8 .   A c c or di ng   t o   [25] ,   t he   ke y   w i t t h e   n um b e of  bi t s   e q ua l   t o   32  c a b e   c r a c ke d   by  t a k e s   35 . 8   m i nu t e s .   W hi l e   t he   ke y   w i t t h e   nu m b e of  b i t s   e qu a l   t o   8   ne e d   on l t a k e s   1 . 2 μ s .   It   c a n   be   c onc l ude t ha t     t he   gr e a t e r   t he   nu m be o bi t s   i n   t he   k e y ,   t he   m or e   d i ff i c ul t   t o   br e a i nt o.   H ow e ve r ,   t h e   t i m e   n e e d e d   i n     t he   e n c ryp t i o a nd   de c ryp t i on   pro c e s s   i s   l a s t i ng   l onge r .       T a b l e   1 T he   c om p ut a t i o na l   t i m e   of   RS A   e nc r ypt i on   a nd   d e c r ypt i o n   P ro c e s s   Co m p u t a t i o n a l   T i m e   E n c ry p t i o n   0 . 0 0 1 3 8 7   s e c o n d   D e c ry p t i o n   0 . 0 2 0 6 5 1   s e c o n d       4. 3 .   N on - op ti mi z e d   p ar a me t e r s   p e r for man c e   In  t hi s   s t a g e ,   w e   a r e   t e s t i ng   t hi s   s c h e m e   by   us i ng   a   u ni for m   non - o pt i m i z e d   pa ra m e t e rs   fo de c o m pos i t i on   l e v e l   (n) ,   l e ngt h   of   t h e   fra m e   (N fr a m e a nd   t h re s hol d   (t hr)  s e qu e nt i a l l y   w i t 1 ,   1024   a n 0 . 9   a s   i nput   v a l u e s .   R e l i bi l i t y   f a c t or   va l ue   (α)   i s   a   p a ra m e t e v a l u e   t ha t   ha s   a   d i ffe r e n t   v a l ue   for   e a c h   a udi o T h e   va l ue   of  r e l i a b i l i t y   fa c t o fo a ud i t yp e   v oi c e ,   p i a no,   g u i t a r,   dr u m   a nd   or c he s t ra   ba s e d   on   t h e   o rde r   a re   0 . 0015 ,   0. 0055 ,   0. 0 035 ,   0 . 003   a n d   0 . 0035 .   T h e re   a r e   t w t hi ngs   t ha t   a r e   a na l yz e d ,   n a m e l t he   CS   i nfl u e n c e   on   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol         D WT - SMM - bas e audi s t e gan ogr aph y   w i t h   R SA   e n c r y p t i o n   and…   ( F i k r i   A dhana di )   1101   c om p ut a t i on   t i m e   a nd   a udi o   ro bus t n e s s   a ga i ns t   t h e   ni n e   t y pe s   o a t t a c ks   t h a t   ha ve   b e e n   m e n t i on e d   e a r l i e r.     T a b l e   2   s how s   t he   re s u l t   of   t h e   c om put a t i on   t i m e   b e t w e e n   C S   a nd   w i t hou t   us i ng  CS .   F rom   T a bl e   2 ,   t h e   CS   ut i l i z a t i o n   c a n   s pe e d   up   c om p ut i ng   t i m e   by   3 0% .   It   m e a ns   t h a t   t he   e m b e dd i ng  a nd  e x t ra c t i on   proc e s s   i s   30 f a s t e w h e n   c o m p a re d   t w i t h out   us i ng   CS M ov i ng   on   t o   t h e   a v e ra g e   va l ue   of   BE R   a na l ys i s   t h a t   o bt a i n e d   fro m   ni ne   t ype s   of   a ud i o   a t t a c ks   by   us i ng   no n - opt i m i z e d   p a ra m e t e rs   a s   s how n   i n   F i gure   10 Ba s e on   t h e   d a t a   c ont a i n e i F i g ure   t h e   a ve r a ge   v a l u e   of  BE R   obt a i ne by  e a c t ype   of  a udi o   a t t a c k   c a n   b e   c a t e gori z e d   a s   b a d   v a l u e   be c a us e   t he   a ve ra g e   v a l u e   re s u l t   t ouc he s   t he   nu m b e r   0 . 5.   If   i t   c o nve r t e i p e rc e n t a g e   form ,   t h e   e rror   i n   t he   bi na ry   i m a ge   c o m p i l e b i t   r e a c he s   50% .       T a b l e   2 .   Co m pu t i n t i m e   c o m p a ri s on   S c h e m e     E m b e d d i n g   T i m e   E x t ra c t i o n   T i m e   W i t h   C S     1 . 3 1 9   s e c o n d   0 . 8 0 1   s e c o n d   W i t h o u t   CS     1 . 9 0 2   s e c o n d   1 . 1 1 7 3 7 2   s e c o n d           F i gure   10 .   BE R   r e s ul t   by   us i n no n - op t i m i z e d   pa ra m e t e rs       4. 4 .   O p ti m i z e d   p a r am e te r s   s c h e m e   p e r fo r man c e   O pt i m i z e d   pa r a m e t e rs   a r e   o bt a i n e b e va l ua t i n t he   hi ghe s t   BE R   va l ue   i n   non - opt i m i z e d   pa r a m e t e rs .   S t ha t ,   t he   p a r a m e t e rs   for   d e c o m pos i t i o n   l e ve l   (n) ,   l e n gt h   of   t he   fr a m e   (N fr a m e )   a nd   t h re s ho l d   (t hr)  s e que n t i a l l y   w i t h   2,   20 48   da n   0. 9   a s   i npu t   v a l u e s In   t hi s   s c h e m e ,   t he   r e l i a b i l i t y   f a c t or   v a l u e   (α)   a l s o   c h a ng e s .   T he   va l ue   of  re l i a bi l i t f a c t or  fo a u di t yp e   vo i c e ,   p i a no,   g u i t a r,   drum   a n orc he s t ra   b a s e d   on  t he   o rde r   a r e   0. 0003 8,   0 . 000 85,   0 . 00 085,   0. 0 0015   d a n   0 . 00085 .   T he r e   a r e   t w t hi ngs   t h a t   a re   a na l yz e d s uc h   a s   a   c ha n ge   i c a p a c i t y   v a l u e   a ft e r   us i n t he   op t i m i z e d   p a ra m e t e rs   a nd   a u di rob us t ne s s   a g a i ns t   t he   n i ne   t ype s   of   a t t a c ks   t ha t   ha ve   be e m e n t i on e e a r l i e r .   F i gur e   11  c on t a i ns   a   c a pa c i t c om pa ri s on  d a t a   b e t w e e us i ng  n on - op t i m i z e d   a nd   opt i m i z e d   p a ra m e t e rs .           F i gure   11 .   Ca p a c i t y   c om p a ri s on   r e s ul t   b e t w e e n   t w o   s c h e m e s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    IS S N :   1693 - 6 930   T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol V ol .   18 ,   N o.   2 A pri l   2 020:    1095   -   1104   1102   Ba s e d   on   F i gu re   11 ,   I t   c a be   s e e t ha t   t h e re   w a s   d e c r e a s i ng  v a l u e   i n   c a pa c i t y.   T hi s   i s   be c a us e   t o   purs ue   t h e   s t e ga n ogra phy   c r i t e ri a   w i t h   good   i m p e rc e p t i b i l i t y   a nd   ha ve   r e l a t i ve l y   good   ro bus t n e s s   a ga i ns t   a udi a t t a c t h a i t e r m s   of  c a p a c i t y   m us t   be   s a c r i fi c e d .   F i gur e   1 s how s   t he   a v e ra ge   va l ue   o f   B E a na l ys i s   t ha t   obt a i ne fro m   ni ne   t yp e s   of  a udi o   a t t a c ks   by   us i ng  opt i m i z e d   pa ra m e t e rs   a nd   non - o pt i m i z e pa ra m e t e rs . F i v e   out   o n i ne   t ype s   of  a t t a c ks   d e c re a s e d   i n   t h e   a v e ra g e   BE R   va l u e ,   w hi l e   for   t h e   noi s e   t ype   a t t a c k   t he r e   w a s     a   s l i ght   i nc r e a s e .   I n   t h e   c a s e   o a   T S M   a t t a c k,   L S C   a t t a c a l s pi t c h   s hi ft i ng  d i d   not   c ha n ge   a t   a l l .   F ut he r m or e ,   w e   a n a l y z e   t he   opt i m a l   pa ra m e t e rs   i n   e a c h   a u d i t ype   b a s e d   on  S i gna l - to - N oi s e   R a t i ( SNR )   a nd   O D G .   T he   S N va l u e   obt a i ne d   by  e a c t ype   o a ud i c a re a c ra t e s   a bov e   40  de c i b e l s   (d B)    w i t h   O D G   va l ue s   r a ng i ng   fro m   - 1   t o   - 2 .   T hi s   i n di c a t e s   t h a t   t h e   s t e g o - a u di o   r e s ul t   ha ve   m i n i m a l   d i s t or t i o   or  i t   c a n   b e   s a i d   t o   b e   a l m os t   t h e   s a m e   a s   t he   ori g i na l   a u d i o   fi l e .   T a b l e   3   s how s   S N R   a nd   O D G   re s ul t s   us i ng   opt i m a l   p a r a m e t e rs .           F i gure   1 2 .   Com p a r i s on  t yp e   of   a t t a c k   on   a ve r a g e   B E R       T a b l e   3 .   S N R   a nd   O D G   re s ul t s   w i t h   opt i m a l   p a ra m e t e rs   H o s t   A u d i o   v o i c e   p i a n o   g u i t a r   d ru m   o rc h e s t ra   S N R   4 5 . 4 5 2 6   4 9 . 6 7 1 1   4 4 . 2 4 5 3   5 8 . 9 7 7 9   4 5 . 9 1 9 3   ODG   - 1 . 5 1 0 8   - 2 . 4 0 6 7   - 2 . 0 7 4 8   - 1 . 1 2 1 6   - 2 . 0 5 4 3       4. 5 .   S ys te p e r fo r man c e   r e s u l ts   T he   opt i m a l   pa ra m e t e rs   of  a udi w i t a a t t a c ke c ondi t i o a nd   t h e   bi n a ry  i m a g e   i s   s uc c e s s ful l e xt r a c t e d .   P S N R   a n d   S S IM   va l ue s   a re   o bt a i n e d   w he n   BE R   =   i s   i nf i ni t e   ( ∞)   a n d   1,   i t   m e a ns   t ha t   e x t ra c t i on   of   bi n a ry  i m a g e   ha s   b e e s uc c e s s ful l r e c o ns t ru c t e a nd  h a ve   s i m i l a r i t i e s   t ha t   a r e   i de n t i c a l   t t he   i np ut   i m a ge   s t h a t   s u c h   v a l u e s   c a n   be   ob t a i n e d.   I t h e   ot h e r   ha nd ,   f or   a t t a c ks   t ha t   m a ke   a   t on e   s hi f t ,   m od i fi c a t i on   o t i m e   a nd   s pe e d   on   t h e   a ud i o   s i gn a l   pr oduc e s   a   poor   B E R   v a l u e   s t ha t   i t   a l s o   a ff e c t s   t he   P S N R   a nd  S S IM   v a l u e s .   T he   da t a   fro m   t h e   a na l ys i s   a r e   s h ow n   i T a bl e   4 .       T a b l e   4 S ys t e m   p e rfor m a n c e   r e s ul t s   w i t opt i m a l   pa ra m e t e r s   T y p e   o A t t a c k   P a ra m e t e r   BE R   P S N R   S S I M   L P F   12k   0     1   15k   0     1   No i s e   4 0   d B   0     1   5 0   d B   0     1   MP3   128k   0     1   192k   0     1   256k   0     1   R e s a m p l i n g   24k   0     1   T i m e   S c a l e   M o d i f i c a t i o n   1%   0 . 4 8 2   3 . 1 9 2   0 . 0 3 6   2%   0 . 5   2 . 9 6 8   - 0 . 0 3 2   L i n e a r   S p e e d   Ch a n g e   1%   0 . 4 9 3   3 . 0 1 8   - 0 . 0 1 9   5%   0 . 4 8 1   3 . 1 9 4   0 . 0 1 9   P i t c h   S h i f t i n g   1%   0 . 4 9 4   3 . 0 1 8   - 0 . 0 2 2   2%   0 . 4 9 2   2 . 2 6 1   - 0 . 0 3 3   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol         D WT - SMM - bas e audi s t e gan ogr aph y   w i t h   R SA   e n c r y p t i o n   and…   ( F i k r i   A dhana di )   1103   5.   C O N C LU S I O N   In  t hi s   p a pe r ,   RS A   e n c ryp t i o a nd   C om pr e s s i v e   S a m pl i ng   for   D W T - SMM - b a s e d   A u di o   S t e ga nogr a phy   ha s   b e e n   pr opos e d .   T h e   ut i l i z a t i o of  RS A   a l gori t h m   i n   ord e t o   i n c re a s e   t he   s e c uri t y   t ow a rd  bi na r i m a ge   s a i t b e   s u c c e s s ful   but   a l s h a s   a   l i m i t a t i on  i k e y   wh en   c o m b i ne d   w i t t he   S M M   a s     t he   e m be ddi n a nd   e x t ra c t i on   m e t ho d.   T h e   c o m pr e s s i ve   s a m pl i ng   u t i l i z a t i on   i n   bi n a ry   i m a ge ry   h a s   s uc c e e d e i pr odu c i ng   a   s t e ga nogr a phy   s ys t e m   w i t h   a   c a p a c i t y   of   5 . 383 bps   w i t h   op t i m a l   pa r a m e t e rs ,   a n a l s o   obt a i ni ng   a   s t e g a nog r a ph y   s ys t e m   w i t h   30%   f a s t e r   c o m pu t a t i on   t i m e   dur i ng   t he   e m be dd i ng   a nd   e xt r a c t i on   proc e s s .     T he   r e s ul t s   w i t h   opt i m a l   p a ra m e t e rs   on   t e s t i ng   by   us i ng   pr opos e d   m e t h od  s u c c e e de d   i o bt a i n i ng   a n   S N R   a ve r a g e   v a l ue   a b ove   45   d a nd   ob t a i ni n O D G   v a l u e s   i n   t h e   ra nge   of   - 1   t - a nd   s u c c e s s ful l o bt a i n   a   go od  l e v e l   of   i m p e rc e p t i b i l i t y   w i t h   t h e   s t e go - a udi o   q ua l i t y   re s e m bl i ng   t he   o ri g i na l   a ud i o . T h e   re s u l t s   w i t h   opt i m a l   pa ra m e t e rs   on   t e s t i n us i ng  t hi s   m e t ho a l s produ c e   e x c e l l e nt   P S N a nd  S S IM   va l ue s   on  e xt ra c t e i m a ge w i t h   BE R   0   w he n   s t e go - a udi o   w a s   a t t a c k e b us i ng   l ow - p a s s   fi l t e w i t a   ra ng e   be t w e e n   12 000 - 15 000  H z ,   noi s e   w i t l e v e l   ≥  40  dB,   re s a m p l i ng   w i t s a m pl e   r a t e   2400 H z ,   a nd   M P 3   c o m pr e s s i on   w i t bi t   ra t e     128   ki l ob i t   p e r   s e c ond .   H ow e v e r,   t he   pro pos e d   s t e ga nogr a phy   s ys t e m   a l s o   h a s   e xt re m e l y   l ow   robus t ne s s   a g a i ns l i n e a r   s pe e c h a ng e ,   t i m e   s c a l e   m od i fi c a t i on  d a n   pi t c h   s hi f t i n g   a t t a c k   w i t a n   a v e ra ge   va l u e   of   B E R   i s   0. 49 .         R EF ER EN C ES   [ 1]   A .   K .   S a x e na ,   S .   S i n ha ,   a nd   P .   S hu kl a ,   D e s i gn   a nd   d e v e l op m e n t   o f   i m a ge   s e c ur i t T e c h ni q ue   by   u s i ng   c r yp t og r a p hy   a nd  s t e ga n ogr a phy :   A   c o m b i ne   a p pr o a c h ,   I n t e r na t i ona l   J our na l   o f   I m age ,   G r aph i c s   an S i gn al   P r o c e s s i ng   vol .   10,   n o.   4 ,   pp.   1 3 21 ,   201 8.   [ 2]   I .   A .   S a t t a r   a nd   M .   T .   G a a t a ,   I m a ge   s t e ga nog r a p hy   t e c h ni q ue   b a s e d   o n   a d a pt i v e   r a ndo m   k e y   g e ne r a t o r   w i t h   s ui t a b l e   c ove r   s e l e c t i on ,   20 17  A nnu al   C on f e r e n c e   on   N e w   T r e nd s   i n   I n f o r m at i o &   C om m un i c a t i ons   T e c h nol ogy   A ppl i c a t i ons   ( N T I C T ) p p.   20 8 - 2 12 ,   2 017 .   [ 3]   F .   D j e bba r ,   B .   A y a d ,   K .   A .   M e r a i m   a n H .   H a m a m ,   C o m pa r a t i v e   s t udy   o f   di gi t a l   a ud i o   s t e g a nog r a phy   t e c hn i q ue s ,   i n   E U R A SI P   J our na l   on   A ud i o ,   Sp e e c h,   a nd   M us i c   P r oc e s s i ng ,   vo l .   12,   n o.   1,   pp .   1 - 16 ,   201 2.   [ 4]   S.   E.   El - K ha m y ,   N.   O.   K or a ny   a n d   M.   H.   El - S he r i f ,   A   s e c ur i t y   e nh a nc e d   r o bus t   a u di o   s t e ga nog r a ph y   a l go r i t h m   f o r   i m a ge   h i di ng  us i ng   s a m p l e   c o m pa r i s on  i n   di s c r e t e   w a ve l e t   t r a ns f o r m   do m a i a nd   R S A   e nc r yp t i on,   M u l t i m e di a   T o o l s   and  A pp l i c at i on s ,   v ol .   76 ,   n o.   22 ,   p p .   2409 1 24 106 ,   201 7.   [ 5]   H.   N i k m e hr   a nd   S.   T .   H a s he m y ,   N e w   a pp r oa c h   to   a u di o   w a t e r m a r k i n g   u s i ng   D i s c r e t e   W a ve l e t   a nd   C os i n e   T r a n s f o r m s ,   1 st   I n t e r na t i o nal   C on f e r e n c e   on   C om m u ni c at i on   E ng i n e e r i ng ,   2 010 .   [ 6]   M .   L i hua ,   Y .   S hua ngyu a n   a nd   J .   Q i n gs h a n,   n e w   a l go r i t h m   f o r   d i g i t a l   a ud i o   w a t e r m a r ki n b a s e on  D W T ,   i W R I   G l oba l   C ong r e s s   on   I n t e l l i g e nt   S y s t e m s pp .   229 - 233 ,   200 9.   [ 7]   M.   Z a he e r ,   I.   M.   Q u r e s hi ,   Z.   M u z a f f a r   a n d   L.   A s l a m ,   C o m pr e s s e d   s e ns i ng   ba s e d   i m a ge   s t e ga n ogr a phy   s ys t e m   f o r   s e c u r e   t r a ns m i s s i on   of   a ud i o   m e s s a ge   w i t h   e n ha n c e d   s e c u r i t y ,”   I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   C om p ut e r   S c i e nc e   an N e t w o r k   Se c ur i t y ,   vo l .   17,   n o.   7 ,   pp.   1 33 - 141 ,   2017 .   [ 8]   F .   K .   R a n j ba r   a nd  S .   G ho f r a ni ,   E va l u a t i on  c o m p r e s s i ve   s e ns i n g   r e c ove r a l g or i t hm s   i c r yp t s t e ga n ogr a ph s ys t e m ,   I n t e r na t i ona l   J our na l   o f   I m a ge ,   G r aph i c s   and   S i gna l   P r o c e s s i ng   ( I J I G SP ) ,   vo l .   8 ,   no .   10 ,   p p.   53 - 63 ,   2 016 .   [ 9]   S .   V a r g h e s e   a nd   L .   K a m a l ,   E nha nc e d   R S A   c o m b i ne w i t h   D W T   d om a i n   w a t e r m a r k i n g ,   i n   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   M od e r n   E ngi ne e r i ng   R e s e a r c h ,   vo l .   2,   no .   2,   pp .   18 - 20 ,   201 2.   [ 10]   P .   P a t e l   a nd  Y .   P a t e l ,   S e c ur e   a nd   a ut h e n t i c   D C T   i m a ge   s t e g a nog r a ph t h r ou gh  D W T - S V D   ba s e d   D i g i t a l   w a t e r m a r ki ng   w i t h   R S A   e nc r yp t i on ,   in   F i f t h   I nt e r na t i ona l   C on f e r e nc e   on   C om m uni c a t i o n   Sy s t e m s   a nd   N e t w or k   T e c hn ol o gi e s ,   G w a l i o r ,   p p.   73 6 - 7 39,   2015 .   [ 11]   S .   S a r a i r e h,   A   s e c u r e   d a t a   c o m m un i c a t i on   s ys t e m   us i ng   c r yp t o ga p hy  a nd   s t e g a no gr a phy ,   i n   I n t e r na t i ona l   j o ur na l   of   C om pu t e r   N e t w o r k s   &   C om m un i c a t i ons ,   vo l .   5 ,   no .   3,   pp .   125 1 37,   20 13   [ 12]   L .   N ov a m i z a nt i ,   G .   B u di m a n,   a nd   I .   I .   T r i t o a s m o r o ,   D e s i gni n s e c ur e d   da t a   us i ng   a   c o m b i na t i on   o f   L Z W   c om pr e s s i on ,   R S A   e nc r yp t i o n,   a n D C T   s t e g a nog r a p hy ,   2015   1 st   I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on  W i r e l e s s   and   T e l e m at i c s   ( I C W T ) pp .   1 - 6,   20 15 .   [ 13]   X.   W e n ,   X.   D i ng ,   J.   L i ,   L.   G a o   a n d   H.   S u n,   An   A ud i o   W a t e r m a r k i ng   A l gor i t h m   B a s e d   on   F a s t   F ou r i e r   T r a n s f or m ,   i n   I nt e r n at i on al   C on f e r e n c e   on   I nf o r m a t i o M a nag e m e n t ,   I nno v at i o M an age m e nt   an I nd us t r i al   E ngi ne e r i ng ,   v o l .   1 ,   p p .   3 6 3 - 3 6 6 ,   2 009 .   [ 14]   S .   G u pt a   a nd  D .   N .   D ha n da ,   A udi s t e ga n ogr a ph u s i ng  di s c r e t e   w a v e l e t   t r a n s f or m a t i on  ( D W T )   &   d i s c r e t e   c o s i ne   tr a ns f or m a t i on   ( D C T ) ,   I O SR   J our n al   o f   C om pu t e r   E n gi n e e r i n g ,   vo l .   17 ,   no .   2,   pp .   32 - 44 ,   2015 .   [ 15]   E .   R .   A r bo l e da ,   J .   L .   B a l a ba ,   J .   C .   L .   E s p i ne l i ,   C h a o t i c   R i ve s t - S ha m i r - A d l e r m a n   a l go r i t h m   w i t da t a   e n c r y pt i on   s t a nda r d   s c he du l i ng ,   B u l l e t i n   o f   E l e c t r i c al   E n gi n e e r i n a nd   I n f o r m at i c s v o l .   6 ,   n o.   3 ,   pp .   219 - 227 ,   201 7.   [ 16]   X. - Y .   L i u   a nd   X . - Y .   W a n ,   W a ve l e t   ba s e d   a   ne w   m e t hod   of   d i g i t a l   w a t e r m a r k , ”  W av e l e t   A c t i v e   M e di T e c hn ol ogy   and  I n f or m at i on   P r oc e s s i ng ,   200 6.   [ 17]   Y .   L i n   a nd   W .   H .   A b dul l a ,   A udi o   w a t e r m a r k   a   c o m p r e he n s i v e   f ou nda t i o n   u s i ng   M A T L A B ,   S w i t z e r l a nd ,   Spr i n ge r   I nt e r n at i on al   P ub l i s h i ng ,   201 5.   [ 18]   O .   F .   A .   W a ha b ,   A .   I .   H u s s e i n ,   H .   F .   A .   H a m e d ,   H .   M .   K e l a s h ,   A .   A .   M .   K h a l a f ,   a nd   H .   M .   A l i ,   H i di n da t a   i n   i m a ge s   us i ng   s t e g a nog r a p hy  t e c hn i qu e s   w i t h   c o m p r e s s i on   a l g or i t h m s ,   T E L K O M N I K A   T e l e c om m u ni c at i on   C om put i ng   E l e c t r oni c s   an C o nt r o l ,   vo l .   1 7,   no .   3 ,   p p .   11 68 - 1175 ,   2019 .   [ 19]   E .   J .   C a n de ´ s   a n d   M .   B .   W a ki n,   A n   i n t r odu c t i on   t o   c o m pr e s s i v e   s a m pl i ng ,   I E E E   S i g nal   P r oc e s s i n g   M aga z i n e   vol .   25,   n o.   2 ,   pp.   2 1 - 3 0,   20 08 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    IS S N :   1693 - 6 930   T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol V ol .   18 ,   N o.   2 A pri l   2 020:    1095   -   1104   1104   [ 20]   M .   H .   C ond e ,   C o m p r e s s i ve   S e n s i n f or   t h e   P h ot oni c   M i xe r   D e v i c e   F un da m e n t a l s ,   M e t ho ds   a nd   R e s ul t s ,   Si e ge n :   Spr i nge r   N at u r e ,   201 7.   [ 21]   S .   W u,   J .   H ua ng ,   D .   H ua ng   a n d   Y .   Q .   S hi ,   E f f i c i e nt l y   s e l f - s yn c hr o ni z e d   a u di o   w a t e r m a r k i ng   f or   a s s ur e d   a ud i o   d a t a   t r a ns m i s s i on ,”   I E E E   T r a ns - A c t i o ns   on   B r oadc as t i n g ,   vo l .   51,   n o.   1 ,   pp.   69 - 76 ,   200 5.   [ 22]   A .   M a l i k,   G .   S i k ka ,   a nd   H .   K .   V e r m a ,   A   h i gh   c a pa c i t y   t e x t   s t e ga no gr a p hy   s c he m e   b a s e on   L Z W   c o m pr e s s i o a nd   c ol o r   c od i n g,   E ngi ne e r i ng  Sc i e n c e   and   T e c hn ol o gy ,   an  I n t e r na t i o n al   J ou r na l ,   v ol .   20 ,   n o.   1 ,   pp .   7 2 - 7 9,   20 17 .   [ 23]   T .   T h i e d e   e t   a l ,   P E A Q - t he   I T U   S t a nda r d   f or   o bj e c t i v e   m e a s ur e m e nt   of   p e r c e i ve d   a ud i o   q u a l i t y,   J ou r na l   o f     t he   A ud i o   E ng i n e e r i n S oc i e t y ,   v ol .   48 ,   no.   1 ,   pp .   3 - 2 9,   20 00.   [ 24]   A .   H or e   a n D .   Z i ou,   I m a ge   q ua l i t m e t r i c s :   P S N R   v s .   S S I M ,   2010  2 0 th   I n t e r na t i o nal   C on f e r e nc e   on   P a t t e r n   R e c og ni t i on p p.   23 66 - 2369 ,   201 0.   [ 25]   W .   S t a l l i ngs ,   D a t a   a nd  c o m pu t e r   c o m m un i c a t i on ,   N e w   Y o r k :   L on don,   1988 .       BI O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       F i k r i   A d h an a d i   r e c e i v e d   t he   B a c he l or   o f   e n gi n e e r i n g   de g r e e   ( S . T . ) . i n   t e l e c o m m un i c a t i on   e ngi ne e r i ng   f r o m   T e l k om   U ni v e r s i t y ,   I ndon e s i a ,   i n   2019 .   H e   w a s   r e s e a r c h   a s s i s t a nt   i n   A u di o   P r oc e s s i n R e s e a r c h   L a b or a t o r y .   H i s   r e s e a r c i n t e r e s t s   a r e   i t he   a r e a s   o f   s i gn a l   pr oc e s s i ng ,   a nd   w a t e r m a r ki ng.         L e d ya   N ov am i z an t i   r e c e i v e d   t he   B a c he l o r   of   s c i e n c e   d e gr e e   ( S . S i . )   i n   m a t he m a t i c s   f r om   A nda l a s   U ni ve r s i t y,   I ndon e s i a   i 2005 .   S he   r e c e i ve t he   M a s t e r   of   e n gi ne e r i ng  de gr e e   ( M . T . )   i e l e c t r i c a l   e ngi ne e r i ng  f r om   T e l ko m   U ni v e r s i t y ,   I ndo ne s i a ,   i 2018 .   S he   ha s   be e n   w or k i n a s   a   l e c t ur e r   i n   T e l k om   U n i v e r s i t y   s i nc e   201 0.   H e r   c u r r e n t   r e s e a r c h   i n t e r e s t s   i n c l u d e   s i g na l   pr oc e s s i ng ,   c o m p ut e r   vi s i on ,   a nd   p a t t e r n   r e c og ni t i on,   a nd   a r t i f i c i a l   i n t e l l i ge nc e .         G e l ar   B u d i m an   r e c e i v e B . S .   a n M . S .   de g r e e   i e l e c t r i c a l   e n gi ne e r i n f r o m   S e ko l a h   T i ngg i   T e kno l og i   T e l k om   ( S T T T ) ,   B a nd ung ,   I ndon e s i a .   H e   h a s   be e n   w or ki ng   a s   a   l e c t ur e r   i n   T e l k o m   U ni ve r s i t s i n c e   2008 .   H e   h a s   be e c ur r e n t l t a k i ng   do c t or a l   de gr e e   i S c hoo l   of   E l e c t r i c a l   E ngi n e e r i ng   a n d   I nf o r m a t i c s ,   B a ndu ng   T e c hn ol o gy   I ns t i t u t e   ( I T B ) ,   s i n c e   2 015 .   H i s   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   a r e   i n   t he   a r e a s   of   w i r e l e s s   c o m m un i c a t i on ,   s i gna l   pr oc e s s i ng  a nd   w a t e r m a r k i ng .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.