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Avaliação de algoritmos de criptografia e implementação de um protocolo leve para troca de chaves em dispositivos IoT

Ensuring security in Internet of Things (IoT) has proved to be a great challenge, mainly due to the heterogeneity, low computational power and energy consumption of its devices. In this context, the cryptography is responsible for providing confidentiality, integrity and authentication. This work is...

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Autor principal:	Albarello, Rafael Hickmann
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Computadores - Medidas de segurança Internet das coisas Criptografia de dados (Computação) Computer security Internet of things Data encryption (Computer science) CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15787
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spelling	riut-1-157872020-11-19T13:01:13Z Avaliação de algoritmos de criptografia e implementação de um protocolo leve para troca de chaves em dispositivos IoT Evaluation of cryptography algorithms and implementation of a lightweight protocol for key exchange on IoT devices Albarello, Rafael Hickmann Camargo, Edson Tavares de Giron, Alexandre Augusto Souza, Álvaro Ricieri Castro e Oyamada, Marcio Seiji Camargo, Edson Tavares de Computadores - Medidas de segurança Internet das coisas Criptografia de dados (Computação) Computer security Internet of things Data encryption (Computer science) CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO Ensuring security in Internet of Things (IoT) has proved to be a great challenge, mainly due to the heterogeneity, low computational power and energy consumption of its devices. In this context, the cryptography is responsible for providing confidentiality, integrity and authentication. This work is about information security, focused on cryptography algorithms for the IoT domain. The goal is to evaluate the performance of different cryptography algorithms on IoT devices, including the state of art, and to implement a key exchange protocol. The algorithm evaluation measured execution time, memory usage and power consumption. The protocol employs the Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) key exchange algorithm x25519 and is designed from the cryptography algorithms evaluated. The algorithms are evaluated on the Arduino Uno, ESP32 and Raspberry Pi 3. Results show that it is possible to ensure confidentiality and integrity in IoT devices without compromising its performance. The proposed protocol was successfully applied for a key exchange in IoT devices with minimal computational power. Garantir a segurança das informações em Internet das Coisas (IoT) tem se mostrado como um grande desafio, principalmente pela heterogeneidade, baixa capacidade computacional e consumo energético dos seus dispositivos. No contexto da segurança da informação, a criptogra-fia é responsável por garantir confidencialidade, integridade e autenticação. Este Trabalho de Conclusão de Curso trata sobre a segurança da informação, com enfoque em criptografia, no contexto de IoT. O objetivo é avaliar o desempenho de diferentes algoritmos de criptografia para dispositivos IoT, incluindo o estado da arte, e implementar um protocolo de troca de chaves. A avaliação dos algoritmos considera tempo de execução, uso de memória e consumo energético. O protocolo emprega o algoritmo de troca de chaves Diffie-Hellman sobre uma curva elíptica (ECDH) x25519 e foi projetado a partir dos algoritmos de criptografia avaliados. Os algoritmos são avaliados nos dispositivos Arduino Uno, ESP32 e Raspberry Pi 3. Os resultados obtidos demonstram que é possível garantir a confidencialidade e integridade em dispositivos IoT sem comprometer seu desempenho. O protocolo proposto foi aplicado com sucesso para trocas de chaves em dispositivos IoT com recursos computacionais mínimos. 2020-11-19T13:01:12Z 2020-11-19T13:01:12Z 2019-11-25 bachelorThesis ALBARELLO, Rafael Hickmann. Avaliação de algoritmos de criptografia e implementação de um protocolo leve para troca de chaves em dispositivos IoT. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15787 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Toledo Brasil Engenharia de Computação Engenharia de Computação UTFPR
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description	Ensuring security in Internet of Things (IoT) has proved to be a great challenge, mainly due to the heterogeneity, low computational power and energy consumption of its devices. In this context, the cryptography is responsible for providing confidentiality, integrity and authentication. This work is about information security, focused on cryptography algorithms for the IoT domain. The goal is to evaluate the performance of different cryptography algorithms on IoT devices, including the state of art, and to implement a key exchange protocol. The algorithm evaluation measured execution time, memory usage and power consumption. The protocol employs the Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) key exchange algorithm x25519 and is designed from the cryptography algorithms evaluated. The algorithms are evaluated on the Arduino Uno, ESP32 and Raspberry Pi 3. Results show that it is possible to ensure confidentiality and integrity in IoT devices without compromising its performance. The proposed protocol was successfully applied for a key exchange in IoT devices with minimal computational power.
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Avaliação de algoritmos de criptografia e implementação de um protocolo leve para troca de chaves em dispositivos IoT

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