Comparación de consumo energético en algoritmos de llaves asimétricas en redes IoT

Abstract

Internet de las cosas (IoT) es un paradigma que permite que objetos cotidianos interactúen entre sı́ y puedan comunicarse globalmente mediante el uso de Internet. Muchos de estos objetos, suelen ser dispositivos alimentados por baterı́as de baja capacidad de carga que requieren un uso eficiente de energı́a con el fin de prolongar la vida útil de la red. La información que se transmite en este tipo de dispositivos puede ser vulnerada si no se utiliza un protocolo que garantice la privacidad de la información. Por ello, el cifrado de datos es una tarea crucial en la comunicación entre estos dispositivos. Uno de los algoritmos de cifrado más utilizados es RSA, un protocolo de llave pública que garantiza la privacidad en el envı́o de la información. Sin embargo, actualmente el tamaño de las llaves se recomienda que sea de al menos 2048 bits [1]. Esto lo hace costoso para dispositivos que suelen tener pocos recursos en procesamiento, memoria y energı́a, ya que la complejidad computacional de RSA demanda el uso continuo del dispositivo. Por consiguiente, el consumo excesivo de potencia ocasionarı́a una degradación en el tiempo de vida de la baterı́a. Últimamente se han desarrollado algoritmos de cifrado basados en teorı́a de fractales que proveen la misma seguridad que RSA, pero con llaves de menor tamaño. Un ejemplo es el algoritmo basado en el fractal de Mandelbrot, el cual basa su fortaleza en seleccionar números complejos que pertenecen al conjunto de Mandelbrot. Este tipo de algoritmos requieren de llaves de menor longitud y un procesamiento más sencillo que los hacen muy atractivos para el uso de redes de sensores, ya que ofrecen un sistema robusto contra ataques pero con un menor procesamiento que se traduce en un menor consumo energético en las redes IoT. En esta tesis se implementa el algoritmo de llave pública basado en el fractal de Mandel- brot y se compara con el algoritmo RSA con el fin de cuantificar cuál de ellos es más factible de implementar en dispositivos que tienen recursos limitados de memoria, energı́a y proce- samiento. Especı́ficamente, se implementan ambos algoritmos en el dispositivo ESP8266; un equipo muy utilizado en redes de sensores por su conectividad, costo económico y capacidad de procesamiento.