Encryption Algorithms in IoT: Security vs Lifetime

Kuzminykh, I. та Yevdokymenko, M. та Sokolov, V. Y. (2023) Encryption Algorithms in IoT: Security vs Lifetime Social Science Research Network. с. 1-21. ISSN 1556-5068

[thumbnail of Kuzminykh_I_Yevdokymenko_M_Sokolov_V_SSRN_4636161.pdf] Текст
Kuzminykh_I_Yevdokymenko_M_Sokolov_V_SSRN_4636161.pdf - Опублікована версія

Download (908kB)
Офіційне посилання: https://ssrn.com/abstract=4636161

Анотація

IoT devices are inherently limited by their processing capabilities and power capacity. While aiming to maximise their lifespan, one of the biggest challenges they face is to reduce the computational burden, especially for tasks such as encryption, data transmission, or compression. This paper investigates the lifespan of an IoT device transmitting encrypted data as a function of the encryption algorithm used and the packet length. We focus the analysis particularly on lightweight algorithms popular in IoT ecosystems, such as AES, XTEA, HIGHT, KLEIN, ECC, PRESENT, Serpent, Piccolo, Blowfish, and Twofish. The results of the study indicate that the type of data encryption used for transmission has a significant impact on the IoT device lifetime, together with the data length and the input parameters used. To summarise, the Piccolo algorithm is the most energy-efficient, leading to maximum lifetime and low power consumption, followed by AES, XTEA, and KLEIN. At the other end of the spectrum, ECC, Blowfish, Twofish, PRESENT, and Serpent have high power consumption, hence they should be less preferred for the device-to-device or device-to-gateway IoT communication. Aside from the acknowledged energy efficiency of ciphers based on substitution-permutation operations versus Feistel ones, the results show that algorithms of first group, such as Serpent and PRESENT, require significant encryption and decryption times, while Feistel ciphers such as Piccolo, XTEA and HEIGHT are notably fast.

Тип елементу : Стаття
Додаткова інформація: 10.2139/ssrn.4636161
Ключові слова: IoT communication model; lightweight cipher; encryption; power consumption; energy efficiency
Типологія: Це архівна тематика Київського університету імені Бориса Грінченка > Статті у журналах > Інші (не входять ні до фахових, ні до наукометричних баз)
Підрозділи: Це архівні підрозділи Київського університету імені Бориса Грінченка > Факультет інформаційних технологій та математики > Кафедра інформаційної та кібернетичної безпеки імені професора Володимира Бурячка
Користувач, що депонує: Volodymyr Sokolov
Дата внесення: 12 Груд 2023 13:30
Останні зміни: 12 Груд 2023 14:07
URI: https://elibrary.kubg.edu.ua/id/eprint/47790

Actions (login required)

Перегляд елементу Перегляд елементу