Applying AES algorithm for secure data transmission between Sensor node and LoRa Gateway to Web Server
Abstract
Lora Gateway is an intermediary device that can connect devices in the IoT system. IoT is the Internet of Things, consisting of a system of interrelated digital and mechanical devices and machines, capable of transmitting data over a network without requiring human-computer interaction. Lora is a long distance wireless communication technology that enables communication over a wide range between devices. Through this device, the Sensor nodes in the IoT system can transmit and receive data by LoRa waves to the Gateway and by Wifi/3G to the web server via the Internet. Data communicates in the internet environment, so important information needs to be protected by data encryption. This paper presents research and application of 128-bit AES symmetric encryption algorithm in LoRa wide area sensor network to secure data transmission between IoT devices and web server through LoRa Gateway device. The research team has designed and built models for testing sensor stations with integrated humidity and temperature sensors, LoRa Gateway integrating Lora module and wifi/3G module, developing the interface on web server with decoding, monitoring, and data storage features, and proposing a solution with AES encryption algorithm and architecture applied in the development of embedded software for LoRa module. The research results are tested on the model to test the encryption, data transmission, and decryption functions in applications for IoT LoRa Gateway systems. With this initial research, it is possible to apply the AES algorithm to secure data transmission in IoT Gateway systems.References
Cao, H. T. (2015). Nghiên cứu thiết kế hệ thống quan trắc dùng trong nông nghiệp. Hội thảo toàn quốc về CNTT – Trường Đại học Cần Thơ, 128-133.
Choi, C. S., Jeong, J. D., Lee, I. W., & Park, W. K. (2018, January). LoRa based renewable energy monitoring system with open IoT platform. In 2018 international conference on Electronics, Information, and Communication (ICEIC), IEEE, 1-2..
Dao, M. H., Hoang, V. P., Dao, V. L., & Tran, X. T. (2018). An energy efficient AES encryption core for hardware security implementation in IoT systems. In 2018 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC), IEEE, 301-304.
PAM Air. (2018÷2020). Nghiên cứu hệ thống giám sát chất lượng không khí cho các mỏ than lộ thiên Quảng Ninh, Trường Đại học Đông Á (Hàn Quốc) & Trường Đại học Mỏ - Địa chất; http://humg.edu.vn.
El-meligy, N., Amin, M., Yahya, E., & Ismail, Y. (2017, May). 130nm Low power asynchronous AES core. In 2017 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), 1-4..
Lee, H. R., Kim, W. J., Park, K. H., Cho, H. J., & Lin, C. H. (2018, January). Development of an easy payment system based on IoT gateway. In 2018 International Conference on Electronics, Information, and Communication (ICEIC), IEEE, 1-3.
Kayem, A. V., Strauss, H., Wolthusen, S. D., & Meinel, C. (2016, March). Key management for secure demand data communication in constrained micro-grids. In 2016 30th International Conference on Advanced Information Networking and Applications Workshops (WAINA), IEEE, 585-590.
Nguyễn, Đ. N. (2012). Ảnh hưởng của Enso đến các cực trị và lượng mưa ở Việt Nam và khả năng dự báo. Thư viện CRES, Trung tâm KHCN khí tượng thủy văn và môi trường.http://thuviencres.cres.edu.vn/
Nguyễn, V. P. (2018). Ứng dụng IoT trong việc giám sát, cảnh báo mức độ ô nhiễm không khí trong đô thị. http://aita.gov.vn.
Patil, P., Narayankar, P., Narayan, D. G., & Meena, S. M. (2016). A comprehensive evaluation of cryptographic algorithms: DES, 3DES, AES, RSA and Blowfish. Procedia Computer Science, 78, 617-624.
Phạm, N. M. (2015). Phương pháp giám sát và điều khiển các thông số môi trường trên nền tảng điện toán đám mây qua mạng truyền thông không dây WIMAX. Tuyển tập báo cáo Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa, 28-29/11, Thái Nguyên, Việt Nam.
Trần, M. V. (2008). Bài giảng “An toàn và bảo mật thông tin”. Khoa Công nghệ thông tin – Trường Đại học Nha Trang. https://fb.com/tailieudientucntt.
Shahzad, A., Kim, Y. G., & Elgamoudi, A. (2017, February). Secure IoT platform for industrial control systems. In 2017 International Conference on Platform Technology and Service (PlatCon), IEEE, 1-6.
Vũ, T. Q., Phạm, N. M., Nguyễn, Đ. K., Ngô, D. T. (2018). Thiết kế hệ thống quan sát đối tượng từ xa phục vụ công tác cứu hộ cứu nạn. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, 59(1), 1-8.
