Implementasi Algoritme Enkripsi Grain-128 pada Sistem Pemantauan Elektrokardiogram berbasis Protokol MQTT-SN

Abstrak

Message Queuing Telemetry Transport for Sensor Networks (MQTT-SN) adalah protokol komunikasi publish-subscribe khusus Wireless Sensor Networks (WSN), yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan protokol publish-subscribe yang dapat diterapkan pada jaringan sensor yang tidak memiliki antarmuka jaringan. Meskipun demikian, MQTT-SN mempunyai kelemahan karena secara default MQTT-SN mengirimkan data berbentuk plaintext/data asli dalam proses transmisinya, yang membuktikan bahwa MQTT-SN belum memenuhi aspek keamanan confidentiality. Diperlukan mekanisme keamanan untuk menjamin confidentiality MQTT-SN terutama dalam pemanfaatannya sebagai protokol komunikasi pada sistem layanan kesehatan, karena dalam bidang kesehatan kerahasiaan data merupakan hal yang penting. Mekanisme keamanan untuk menjamin confidentiality MQTT-SN pernah dilakukan menggunakan algoritme Advanced Encryption Standard 128 (AES128) yang merupakan algoritme kriptografi konvensional dengan proses komputasi tinggi sehingga tidak sesuai dengan karakteristik WSN, selain itu telah ditemukan cacat proses komputasi pada semua jenis AES sehingga diperlukan algoritme alternatif untuk menggantikan AES. Penelitian ini memberikan alternatif solusi dengan melakukan mekanisme keamanan end-to-end pada publisher dan subscriber menggunakan lightweight stream cipher Grain-128 pada prototipe sistem pemantauan elektrokardiogram berbasis MQTT-SN. Hasil penelitian menunjukkan bahwa mekanisme keamanan yang dilakukan berhasil mengamankan data elektrokardiogram yang ditransmisikan pada protokol MQTT-SN dari aspek keamanan confidentiality. Algoritme Grain-128 menunjukkan kinerja yang lebih baik daripada algoritme AES128 berdasarkan waktu enkripsi dan penggunaan memori.