Stream Cipher-Based Mutual Authentication for Low-Power LoRa P2P Devices

Abstrak

Internet of Things (IoT) sudah banyak diimplementasikan di berbagai sektor industri di Indonesia. Implementasi tersebut, contohnya, antara lain alat untuk monitoring penggunaan daya listrik di rumah, alat otomasi di industri, dan peringatan dini kebakaran di hutan. Implementasi IoT banyak menggunakan device dengan kemampuan komputasi yang rendah. Hal tersebut menjadi tantangan bagi developer dalam memilih algoritma yang ringan untuk mengamankan data IoT. Oleh karena itu, empat algoritma stream cipher, yaitu Snow-3G, Snow-V, Rabbit, dan ZUC, dipilih karena karakteristiknya yang sesuai untuk perangkat IoT dengan keterbatasan sumber daya komputasi. Penelitian ini mengusulkan penggunaan algoritma stream cipher dengan random Initialization Vector (IV) dalam proses mutual authentication pada jaringan LoRa Peer-to-Peer (P2P). BAN Logic digunakan pada penelitian ini sebagai alat untuk validasi mutual authentication. Penelitian ini menggunakan hardware low power ATmega328P yang digunakan pada protokol. Hasil penelitian ini adalah pengembangan keamanan jaringan LoRa P2P dengan penambahan mutual authentication yang memanfaatkan random IV. Penelitian ini juga berhasil melakukan benchmarking performansi empat algoritma stream cipher. Proses enkripsi dan dekripsi 256 byte data membutuhkan waktu 53.89 milidetik (ms) untuk Snow-3G, 11.36 ms untuk Snow-V, 7.78 ms untuk Rabbit, dan 15.04 ms untuk ZUC.