Solución de cifrado de bajo coste computacional en la transmisión de datos sobre un prototipo IoT

Fecha

Autor corporativo

Título de la revista

ISSN de la revista

Título del volumen

Editor

Compartir

Altmetric

Resumen

Context: The rapid development of computer technology today often results in the misuse of this technology in criminal acts. One of the most common cases is the tracking of data in the Internet of Things networks, in which they manipulate or access private data; This situation creates the need to strengthen computer security in scenarios such as those already mentioned for the convenience of users in using computer technology, this can be achieved through symmetric encryption. This encryption, on the data transmitted by the network, is done using the XXTEA method. XXTEA is a simple but powerful encryption algorithm based on iterations of Feistel. Encryption and decryption are carried out on an IoT prototype, made on an Arduino board, which communicates with a free server via Wi-Fi and the intake results of the algorithm will be analyzed. Methodology: It uses a development board Arduino MEGA-2560, in which was installed a sensor ultrasound, the HC-SR04 which was also incorporated to the ESP8266 v1, a simple module Wi-Fi to send data encrypted with XXTEA and in clear through a wireless communication of the 802.11 standard ( Wi-Fi ). This prototype connects to a local Blynk software server, which allows data to be viewed on a mobile connected to the same network. In the sending of the intake prototype, it has been analyzed and validated by sending the information through the Wireshark network. Results: The size of the encrypted data was from 13 to 15 Bytes, when decrypting it results from 24 Bytes to 32 Bytes. In consequence to encrypt and decrypt the space, occupied in flash memory is 22284 bytes, 8% of the SPAT io total storage. The use SRAM development board implementing the encryption algorithm is 1402 bytes 17% of the total and finally the time it takes the algorithm encrypting, for the makeover 200 encryption operations, it gave results 1741 microseconds and decryption with a sample equal to the encryption; it took an average of 2752 microseconds. By performing the packet capture with Wireshark in the aforementioned process, the encryption of the data was evidenced effectively. Conclusions: The XXTEA encryption algorithm has shown that it can enforce application-layer security for IoT devices, as shown in the implementation of this prototype.

Descripción

Contexto: El rápido desarrollo de la tecnología informática en la actualidad a menudo resulta en el uso indebido de esta tecnología en actos delictivos. Uno de los casos más comunes es el rastreo de datos contenidos en redes de internet de las cosas, en el que manipulan o se acceden a datos privados; dicha situación, crea la necesidad de fortalecer la seguridad informática en escenarios como los ya mencionados; para la conveniencia de los usuarios en el uso de tecnología informática, esto se puede conseguir mediante cifrado simétrico. Este cifrado, sobre los datos transmitidos por la red, se realiza mediante el método XXTEA. XXTEA es un algoritmo de encriptación simple pero poderoso basado en iteraciones de Feistel. El cifrado y el descifrado se llevan a cabo en un prototipo de IoT, hecho en una placa Arduino, que se comunica con un servidor gratuito a través de WiFi y se analizarán los resultados de consumo del algoritmo. Metodología: Se usa una placa de desarrollo Arduino MEGA-2560, en la cual se instala sensor de ultra sonido, el HC-SR04 al que también se le incorpora el ESP8266 v1, un módulo sencillo de WiFi para enviar datos cifrados con XXTEA y en claro a través de una comunicación inalámbrica del estándar 802.11(WiFi). Este prototipo se conecta a un servidor local del software Blynk, que a su vez permite ver los datos en un móvil conectado en la misma red. En el envió de mensajes del prototipo se ha analizado su consumo y se ha validado el envío de la información con Wireshark a través de la red. Resultados: El tamaño de los datos cifrados fue de 13 a 15 Bytes, al descifrar resulta de 24 Bytes a 32 Bytes. En consecuencia, al cifrar y descifrar el espacio ocupado en la memoria flash es de 22284 bytes, 8% del espacio de almacenamiento total. El uso de la SRAM de la placa de desarrollo implementando el algoritmo de cifrado es 1402 bytes 17% del total y por último, el tiempo que se tarda el algoritmo cifrando, al realizar más de 200 operaciones de cifrado, dio como resultado 1741 microsegundos y el descifrado con una muestra igual al cifrado, se tardó un promedio de 2752 microsegundos. Al realizar la captura de paquetes con Wireshark en el proceso ya mencionado, se evidenció el cifrado de los datos de forma efectiva. Conclusiones: El algoritmo de cifrado XXTEA ha demostrado que puede reforzar la seguridad en la capa de aplicación para dispositivos IoT, como se demuestra en la implementación de este prototipo

Palabras clave

Internet de las cosas,, Arduino, Cifrado simétrico, Método XXTEA

Materias

Ingeniería Telemática - Tesis y Disertaciones Académicas , Sistemas de transmisión de datos , Sistemas de transmisión de datos - Medidas de seguridad , Internet de las cosas , Tecnología informàtica , Arduino (Controladores programables)

Citación