Evaluasi Ketahanan Hybrid Visible Watermarking Berbasis Python terhadap Serangan Digital pada Video

Abstract

Abstract—The widespread distribution of digital video content demands persistent copyright protection; however, static visible watermarking methods remain vulnerable to geometric manipulation. Moreover, quantitative evaluations of visible watermarking robustness on video content implemented in modern programming environments remain limited and are predominantly focused on static media. This study aims to evaluate the robustness of a hybrid visible watermarking system for video content through an experimental approach. The proposed system integrates spatial-domain processing, frequency-domain transformation based on the Discrete Cosine Transform, and multiscale techniques implemented using Python and OpenCV. Digital attack simulations include compression, format conversion, resizing, noise, and cropping, with performance assessed using SSIM, pHash, MSE, and histogram analysis. Experimental results demonstrate strong robustness against administrative attacks, maintaining SSIM values above 0.91 and pHash exceeding 0.97 under H.264 compression and format conversion. Nevertheless, a Robustness Paradox is identified under cropping attacks, where trimming 12.5 percent on each side causes complete watermark detection failure, indicated by a WM Area MSE increase to 2,304.23, while color fidelity remains high with a histogram similarity value of 0.93. This study provides technical contributions in the form of empirical evidence on the limitations of static watermark placement and demonstrates that hybrid approaches offer a more balanced trade-off between visual quality and robustness, while recommending dynamic watermarking or advanced frequency-domain methods to improve resilience against geometric desynchronization.

Abstrak—Distribusi konten video digital menuntut perlindungan hak cipta yang persisten; namun metode visible watermarking statis masih rentan terhadap manipulasi geometri. Selain itu, evaluasi kuantitatif terhadap ketahanan visible watermarking pada media video berbasis lingkungan pemrograman modern masih terbatas dan umumnya berfokus pada media statis. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi ketahanan sistem visible watermarking hibrida pada konten video menggunakan pendekatan eksperimental. Sistem yang diusulkan mengintegrasikan domain spasial, transformasi frekuensi berbasis Discrete Cosine Transform, serta pendekatan multiskala dengan implementasi Python dan OpenCV. Simulasi serangan digital meliputi kompresi, konversi format, resizing, noise, dan cropping, dengan evaluasi menggunakan metrik SSIM, pHash, MSE, dan analisis histogram. Hasil eksperimen menunjukkan ketahanan tinggi terhadap serangan administratif dengan nilai SSIM di atas 0,91 dan pHash melampaui 0,97 pada kompresi H.264 dan konversi format. Namun demikian, fenomena Robustness Paradox teridentifikasi pada serangan cropping, di mana pemotongan area sebesar 12,5 persen pada setiap sisi menyebabkan kegagalan deteksi total dengan lonjakan WM Area MSE hingga 2.304,23, meskipun kesamaan histogram warna tetap tinggi dengan nilai 0,93. Penelitian ini memberikan kontribusi teknis berupa bukti empiris keterbatasan watermark statis dan menunjukkan bahwa pendekatan hibrida lebih efektif dalam menyeimbangkan kualitas visual dan ketahanan, sekaligus merekomendasikan dynamic watermarking atau metode domain frekuensi lanjut untuk meningkatkan ketahanan terhadap desinkronisasi geometris.