Authenticated Key Exchange: An analysis of low-cost protocols

Abstract

I Internet of Things feltet er det et fokus på kosteffektive protokoller. Når det gjelder nøkkelutvekslingsprotokoller så er det et behov for å balansere sikkerhet, kompleksistet og kostnad. Forskjellige protokoller kan derfor bli spesialisert for spesifike bruksområder. SAKE-protokollen er et forsøk på å lage en autentisert nøkkelutvekslingsprotokoll som baserer seg på symmetriske krypteringsmetoder. Protokollen er designet med bruk i lav-energi situasjoner i tankene.

I denne oppgaven gjør vi en analyse av energikostnadene til SAKE-protokollen. Vi analyserer også kostnadene til EDHOC-protokollen for å gi en sammenligning. Analysen og sammenligningen kommer fram til et resultat som viser at SAKE er mye mer energieffektiv enn EDHOC og at SAKE har et godt potensiale for fremtidig bruk i situasjoner hvor forhåndsdelte nøkler er tilgjengelige. Vi kommer også fram til at EDHOC protokollen har et godt potensiale i bruksområder hvor offentlig delte nøkler er foretrukket.

In the Internet of Things there is a focus on efficient and low cost protocols. When it comes to key exchange protocols there is a need to balance security, complexity and cost. Because of this need, different protocols can often be specialized towards specific use cases. One such protocol is the SAKE protocol. This protocol is an attempt at creating an authenticated key exchange protocol that relies on symmetric encryption methods. The SAKE protocol is intended specifically for use in low-energy environments.

In this paper we make an analysis of the energy cost of the SAKE protocol. The cost of the EDHOC protocol is also analysed to provide a comparison. The result of the analysis and comparison is that SAKE is much more energy efficient than EDHOC. We also determine that SAKE has a good potential for future use in situations where pre-shared keys are available. EDHOC on the other hand seems well suited to use in situations where public keys are desirable for key management.