The Internet of Things has become an integral part of modern society and continues to grow and evolve. The devices are expected to operate in various conditions and environments while securely transmitting sensor data and keeping low manufacturing costs. Security for the Internet of Things is still in its infancy and a serious concern. Although there are several schemes and protocols for securing communication over insecure channels, they are deemed too costly to perform on these constrained devices. As a result, substantial effort has been committed to developing secure protocols and adapting existing ones to be more lightweight. What remains seemingly absent in protocol specifications and key management schemes, however, is how to bootstrap and secure the initial communication. While it is possible to use pre-shared keys, such solutions are problematic with security and administrative overhead in mind. When the sensor networks grow in scale, with an increasing number of devices, this becomes especially problematic as autonomous deployment becomes necessary. By reviewing proposed bootstrapping techniques and evaluating suitable candidates, this work aims to provide an overview of approaches, their trade-offs and feasibility. Results of the study show that advancements in high-speed, lightweight and elliptic curve implementations have made public-key cryptography a viable option even on the very constrained platform, with session keys established within the minute. When analysing the node’s capability to generate randomness, a cornerstone of cryptographic security, initial findings indicate that it is not well equipped for the task. Consequently, sources of entropy must be evaluated thoroughly in resource-constrained devices before use and dedicated hardware for randomness might be necessary for the most constrained nodes if any security is to be guaranteed. / Sakernas internet har blivit en central del i dagens samhälle och fortsätter att utvecklas och integreras allt mer. Enheterna förväntas fungera i många typer av miljöer och förhållanden samtidigt som de ska skicka data säkert och vara billiga att producera. Trots att utvecklingen gått framåt, är säkerheten fortfarande väldigt rudimentär och i behov av ytterligare utveckling. För vanliga nätverk finns det många väletablerade protokoll för att säkra kommunikation, men dessa anses oftast vara för komplicerade för de resursbegränsade enheterna. Till följd av detta har forskning inriktats på att effektivisera existerande protokoll men även på att utveckla enklare varianter. Det som fortfarande kvarstår som ett problem och ofta inte diskuteras, är hur den initiala distributionen av kryptografiska nycklar ska genomföras. Att använda sig utav förinstallerade nycklar är en möjlighet, men det brukar oftast bli problematiskt utifrån säkerhet och administrering när sensornätverken växer i storlek. Genom att granska och utvärdera föreslagna metoder för initial konfiguration av sensornätverk, ämnar detta arbete att ge en översikt i vilka olika metoder som finns tillgängliga och deras lämplighet. Resultat från arbetet visar att tack vare framsteg inom elliptisk kurvkryptografi är publik nyckelkryptografi ett rimligt alternativ att använda, då en sessionsnyckel kan etableras inom loppet av en minut. Vid utvärdering av enheternas förmåga att generera slumptal visar initiala resultat däremot att A/D-omvandlaren inte är en lämplig källa för detta då dess entropi är låg och genererad slumpdata har en dålig fördelning och hög upprepning. Det går därför att dra slutsatsen att om någon nivå av kryptografisk säkerhet ska erhållas, så måste källor till entropi utvärderas noggrant. De resursbegränsade enheterna kan även ha ett behov av dedikerad hårdvara för att generera slumptal.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-320361 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Edman, Johan |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:359 |
Page generated in 0.0032 seconds