Protocol Komunikasi Aman untuk Perangkat Internet-of-Things Berbasis Arduino Menggunakan Lightweight Cryptography.

Abstract

Kita menyaksikan berbagai penerapan Internet of Things (IoT) pada rumah pintar, kendaraan pintar, dan berbagai solusi lainnya dalam kehidupan sehari-hari. Keamanan IoT menjadi semakin penting dan krusial karena hal ini. Arduino sebagai salah satu platform IoT yang populer juga membutuhkan peningkatan pada keamanannya, termasuk untuk memastikan bahwa data yang ditransmisikan dan diterimanya aman dan belum diubah dengan cara apa pun. Pendekatan yang ada adalah mentransmisikan data dalam bentuk plaintext atau menggunakan symmetric block cipher yang memerlukan kedua pihak yang bertukar pesan untuk memiliki kunci yang sama.. Symmetric block cipher tradisional mengkonsumsi sumber daya komputasi yang relatif besar untuk sistem embedded sehingga kurang cocok diterapkan untuk perangkat dengan daya komputasi dan memory terbatas seperti Arduino. Penelitian ini mengusulkan protocol keamanan ringan baru yang cukup ringan untuk dijalankan pada platform Arduino. Protocol ini menggunakan skema key agreement, algoritme block cipher ringan SPECK, dan fungsi hash BLAKE2s. Protocol ini dirancang untuk mendukung pengiriman pesan telemetry dan telecommand antara perangkat IoT dengan IoT gateway (server) yang dapat diakses dengan konsep publisher-subscriber. Protocol ini dirancang dalam bentuk sederhana namun dapat dikembangkan fungsinya sesuai keperluan di masa mendatang. Penelitian ini menunjukkan bahwa protocol komunikasi IoT yang aman dapat dirancang dan diimplementasikan pada perangkat Arduino dan platform IoT lain yang menjalankan Arduino core seperti ESP32. Evaluasi kinerja protocol ini di Arduino Mega menunjukkan bahwa waktu eksekusi rata-rata untuk fase INIT adalah 26,83 milidetik, dan untuk key agreement 13,50 milidetik dan enkripsi serta dekripsi pesan telemetri dan telecommand memerlukan waktu eksekusi 25 milidetik. Evaluasi kinerja protocol dalam ESP32 memiliki waktu eksekusi ratarata untuk fase INIT 44,63 milidetik, dan untuk fase key agreement 13,90 milidetik dan enkripsi serta dekripsi pesan telemetri dan telekomunikasi membutuhkan waktu pelaksanaan 17,10 milidetik.