I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   1 5 ,   N o .   1 Ju ly   201 9 ,   pp .   4 4 3 ~4 50   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 5 .i 1 . pp4 4 3 - 4 50             443       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   L i g h t   w e i g h t   a u t h e n t i c a t i o n   p r o t o c o l   f o r   W S N   u si n g   E C C   a n d   h e x a g o n a l   n u m b e r s       N o e l   To y ,   S e n th i l n ath an   T   D e pa r t m e n t   o f   C o m put e r   S c i e nc e ,   C hr i s t   U ni v e r s i t y ,   I ndi a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e D e c   1 5 ,   2018   R e v i s e J a n   21,   201 9   A c c e pt e F e b   28 ,   201 9       W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r ( W S N )   i s   a   s pa t i a l l y   di s t r i bu t e d   ne t w o r k .     I t   c o nt a i n s   m a ny   num be r s   o f   di s t r i but e d ,   s e l f - di r e c t e d,   s m a l l ,   ba t t e r y   po w e r e de v i c e s   c a l l e s e ns o r   no de s   o r   m o t e s .   I r e c e nt   y e a r s   t he   de pl o y m e nt   of   W S N   i v a r i o us   a ppl i c a t i o do m a i ns   a r e   g r o w i ng   i a   r a pi d   pa c e   a s   w i t t he   upc o m i ng   boo m   of   I nt e r ne t   o f   T hi ng s   ( I o T )   a nd  I nt e r ne t   o f   E v e r y t hi ng   ( I o E ) .   H o w e v e r ,   t he   e f f e c t i v e ne s s   o f   t he   W S N   d e p l oy m e nt   i s   r e s t r i c t e du e   t o   t h e   c o ns t r a i n e c o m put a t i o a nd   po w e r   s o ur c e .   H e nc e ,   m a ny   r e s e a r c he r s   ha v e   be e p r o po s i ng   ne w   a ppr o a c he s   a nd  m o de l s   t o   i m pr o v e   t h e   e f f i c i e nc y   of   t he   do m a i s pe c i f i c   W S N   de pl o y m e nt   pr o c e dur e s .   T ho ug h,   m a ny   r e s e a r c c o m m uni t i e s   a dd r e s s i ng   v a r i o us   i s s u e s   i n   W S N   de pl o y m e nt ,   s t i l l   t he   pr i v a c y   a nd  s e c ur i t y   of   s uc ne t w o r ks   a r e   s us c e pt i b l e   t o   v a r i o us   ne t w o r a t t a c ks .   T hus ,   i t   i s   ne c e s s a r y   t pr a c t i c e   di f f e r e nt   m o de l s   f o r   a ut h e n t i c a t i o a nd  pr i v a c y   pr e s e r v a t i o i a   hi g hl y   d y na m i c   r e s o ur c e   c o ns t r a i ne W S N   e nv i r o nm e n t   t o   r e a l i z e   t he   e f f e c t i v e ne s s   a nd  e f f i c i e nc y   of   t he   de p l oy m e nt .   H e nc e ,   t h i s   pa pe r   a d dr e s s i ng   a n   a u t h e nt i c a t i o s c he m e   t ha t   c a r e duc e   e ne r g y   c o ns um pt i o w i t ho u t   c o m pr o m i s i ng   o s e c ur i t y   a nd  pr i v a c y .   I n   o r de r   t o   pr o v i de   a   l i g ht   w e i g h t   a ut he n t i c a t i o m e c ha ni s m ,     t hi s   pa pe r   pr o po s i ng   a a u t he nt i c a t i o m e c ha ni s m   f o r   W S N   de pl o y m e nt   b y   c om bi ni ng   t he   f e a t u r e s   o f   E l l i p t i c   C ur v e   C r y pt og r a phy   ( E C C )   a n H e xa g o na l   num be r s .   T h e   f e a t u r e   o f   E C C   i s   u s e d   t o   r e duc e   t h e   ke y   s i z e   a nd   t he   e f f e c t i v e ne s s   o f   g e ne r a t i ng   he xa g o na l   n um be r s   i s   us e f o r   m i n i m i z i ng   t he   e ne r g y   c o ns um pt i o i a   r e s o ur c e   c o ns t r a i n e W S N   e nv i r o nm e n t .   T he   r e s ul t s   o f   t he   pr o po s e a p pr o a c a r e   e v a l u a t e w i t t h e   d i f f e r e n t   a u t h e nt i c a t i o m o de l s   a nd  t he   r e s u l t s   w e r e   i nd i c a t i ng   t h a t   t h e   p r o po s e a pp r o a c c a n   pe r f o r m   be t t e r   t ha t he   o t he r   a pp r o a c he s .   Ke y w or ds :   E l l i pt i c   c u r v e   c r y pt o gr a p h y   (E CC)   H e xa go n a l   n u m b e r s   W S N   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   N o e l   T oy ,   D e pa rt m e n t   o f   Co m put e S c i e n c e ,     Chri s t   U n i v e r s i t y ,   In d i a .   E m a i l :   n o e l . t oy @ c s . c h ri s t u ni v e r s i t y . i n       1.   I N TR O D U C TI O N     In  r e c e n t   y e a r s ,   t h e   us a ge   o f   W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r (W S N i s   t h e   qu i c kl y   de v e l o pi n g   i nn o v a t i o i n   a l l   t h e   a ppl i c a t i o n   do m a i n s .   H ow e v e r ,   s e c ur i t y   a n pro t e c t i o n   a r e   s t i l l   t o   a   gr e a t   e xt e n t   di s r e ga rde d,     s i n c e   t h e y   a r e   de pl oy e i n   a   r e s o ur c e   c o n s t ra i n e e n v i r o n m e nt   [1] .   T h e   da t a   c o m m u ni c a t e v i a   s e n s o r   n o de s   a r e   v i t a l   s uc h   a s   i n   W S N   i m p l e m e nt e i t a c t i c a l   n e t w o r ks   [2]   w h e r e   t h e   d a t a   c a nn o t   b e   e a v e s dr o ppe by   a n y   i n t r ude r   a s   i t   m a y   c a us e   a dv e r s e   e ff e c t .   M o r e ov e r ,   t h e   b a s e   s t a t i o n   m us t   ha v e   t h e   c a pa c i t y   t o   gua r a nt e e   t ha t   t h e   r e c e i v e m e s s a ge   w a s   s e n t   by   a n   a u t h o ri z e s e n s o n o de   a n n o t   c ha n ge w hi l e   e xc h a ngi ng  [3] .   A l s o ,   t h e   a ut h e n t i c i t y   a n i n t e g ri t y   of   m e s s a ge s   r e c e i v e by   b a s e   s t a t i o i n c r e di b l y   i m pa c t   f i na l   o ut c o m e s   [4]   O n go i n e xpl o r a t i o n   a c t i v i t i e s   i n   t h e   f i e l of   L o W P A N   m e a n s   t o   i n c o r po ra t e   s e n s o r s   a nd  a c t u a t o r s   i n t o   t r a di t i o na l   IP   n e t w o r ks   us i ng  IP v o ve r   L o W P A N   (6L oW P A N [5] .   6L o W P A N   i n   r e a l i t y   e m pow e r s   t h e   c o m b i na t i o n   o f   s m a r t   o b j e c t s   i n t o   t h e   ge n e r a l   I nt e rn e t ,   a r o u n t h e   m e a ni n o f   t h e   Int e rn e t   o f   T h i n gs   (Io T ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   1 Ju ly   201 9   :     4 4 3   -   4 5 0   444   In  s uc c o m i n a b o ut   s i t ua t i o n   t h e   n e a rn e s s   o f   b i l l i o n s   o o bj e c t s   b r i n gs   e xt ra   i s s ue s   s uc h   a s   a dd r e s s i n g,   m a na ge a b i l i t y ,   s c a l a b i l i t y ,   s e c ur i t y ,   pri v a c y ,   s e c ur e   m o b i l i t y   a n r o b us t n e s s .   T h e r e f o r e ,   a   p r o f i c i e n t   u pg r a de   of   t h e   In t e rn e t   de s i g n   a n t h e   de f i n i t i o n   o n e w   pr o t o c o l s   a re   r e qui r e t o   a da pt   t o   t h e   a b ove   di ff i c ul t i e s   l a t e r   o n   i n   t h e   Int e rn e t .   I n   f a c t ,   s e ve r a l   p r o j e c t s   f r o m   i n dus t ri a l   a n i nt e rn a t i o na l   c o o pe r a t i o n   a r e   be i n c o m pl e t e t o   c h a r a c t e r i z e   t h e   f ut u r e   i n t e rn e t   de s i g n   w hi c h   w o ul s o l ve   t h e   c o n s t r a i n t s   o f   t h e   p r e s e n t   de s i g c o un t i ng  s e c ur i t y ,   m ob i l i t y   a n i n t e r o pe r a b i l i t y   fo r   t h e   h e t e r o ge n e i t y   of   n e t w o r [6] .   M o s t   o t h e   t i m e s   t h e   W i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r (W S N a r e   de pl o y e i e n v i r o nm e n t s   w h e r e   di r e c t   h um a n   i n t e r v e n t i o n   i s   m i ni m a l   o r   n o t   e v e n   po s s i b l e .   H e n c e   r e m o t e   a ut h o r i z a t i o n   i s   m a n d a t o r y   i n   s uc h   s i t u a t i o n s ,   t hr o ug h   r e m o t e   a ut h o r i z a t i o n   t h e   us e r s   c a n   g a i n   a c c e s s   t t h e   s e n s o r   n o de   a n t o   c o l l e c t   t h e   da t a .   T h e   s e n s o r   n o de s   w i l l   s e n s e   t h e   da t a   a nd  i n f o r m a t i o n   f r o m   t h e   e n v i r o n m e nt .   S o m e   of   t h e   da t a   a r e   l a b e l e a s   c l a s s i f i e w h i c h   w i l l   b e   a v a i l a b l e   o n l y   fo r   s pe c i f i c   n o de s .   It   i s   i m pe ra t i v e   t ha t   t h e   o r i g i n a l   da t a   s e n t   s h o ul d   n o t   b e   f a l s i f i e d,   a s   i t   w i l l   l e a t o   a   f a l s e   c o n c l us i o n .   H e n c e ,   t o   t a c k l e   o ut   a l l   t h e   i s s ue s   t h e r e   s h o ul b e   a a u t h e n t i c a t i o n   m e c h a ni s m   i n   W S N .   B e c a us e   of   t h e   r e s o ur c e   c o n s t r a i n e n a t u r e   o f   s e n s o r   n o de s ,   i t   i s   i m po r t a nt   t o   de s i g n   a   s e c ur e ,   e ff e c t i v e   a n l i g ht   w e i ght   a ut h e n t i c a t i o n   a n ke y   a gr e e m e n t   s c h e m e   [7] .   T h e   s e c ur i t y   of   c o n v e n t i o na l   us e r   a ut h e nt i c a t i o i s   i n   v i e w   of   pa s s w o r ds   o r   c r y pt o gr a p hi c   s e c r e t   ke y s   [8] .   B ut   t he   pr o b l e m   w i t h   p a s s w o r i s   t h a t   i t   c a n   b e   e a s i l y   gue s s e a l s o   s t o r i n g   t h e s e   ke y s   i n   a   n o de   i s   a   t e d i o us   t a s k .   A l t h o ug h   t h e   m o s t   r e c e n t   t e c hn i que s   t o   e n ha n c e   t h e   s e c ur i t y   pa r a d i gm   i n   W S N   n e t w o r ki n g   e n v i r o n m e n t s   a r e   fo un e ff i c i e n t   i n   s e c ur i ng  t h e   t r a n s m i t t e da t a   p a c ke t s   s t i l l   t h e r e   e xi s t s   a   t ra de - o ff   i n   b e t w e e n   s a f e t y   a n e n e rgy   c o n s um pt i o n   w h e r e   m o s t   of   t h e   r o ut i ng  b a s e a n o pt i m i z a t i o n - b a s e t e c h n i que s   l a c ks   c o m put a t i o n a l   e ff i c i e n c y   t h us   i t   ge n e ra t e s   pow e r   c o n s um pt i o n   o ve rh e a i n   o v e r a l l   s y s t e m s   [9]   H e r e   c o m e s   t h e   c h a l l e n ge   o f   m a ki n a   s e c uri t y   s c h e m e   t ha t   w i l l   w o r w e l l   i n   r e s o ur c e - c o n s t r a i n e e n v i r o n m e n t   w i t h o ut   c o m p r o m i s i ng  a n y   s e c ur i t y   f a c t o r s .   In   r e s po n s e   t o   t h e s e   c h a l l e n ge s ,   t hi s   pa pe pr o po s i n g   a   n e w   a ut h e n t i c a t i o n   a n ke y   e xc h a n ge   s c h e m e   f or  t h e   IP - B a s e W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r ks   w h i c r e duc e s   t h e   c o m put a t i o n a l   o ve r h e a of   s e n s o r   n o de s   a n p r o duc e s   s t r o n a u t h e nt i c a t i o n.   T h e   s c h e m e   us e s   E CC  a l go ri t hm   w i t h   H e xa go n a l   N u m b e r   S e ri e s   t o   e n s ur e   t he   e ff e c t i v e   a ut h e n t i c a t i o n .   T h e   m a i n   go a l   o f   t hi s   w o r i s   t o   r e duc e   c o m m u n i c a t i o n   a n c o m put a t i o n   ov e r h e a ds   w h i l e   a c h i e v i n s t r o n a nd  s e c ur e   a ut h e n t i c a t i o n   s c h e m e   f o r   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r ks .   A l s o ,   t h e   p r o po s e s c h e m e   c a n   p r e v e n t   m o s t   o f   t h e   a t t a c ks   o W S N .       2.   R ELA TED   WO R K S   In   t h e   l i t e ra t u r e   f o c u s   h a s   b e e n   gi v e n   t o   di f fe r e n t   e xi s t i ng  m e c h a ni s m   t h a t   a r e   us e of   s e c ur e   a ut h e n t i c a t i o n   i n   W S N ,   t h e s e   m e c h a ni s m s   i n c l ude   di f f e r e nt   c i p h e r   t e c hni que s   s uc h   a s   b l o c c i ph e r   a n d   v a r i a t i o n s   o f   pub l i c   ke y   c r y pt o   s y s t e m s .   E v e n   t h o ugh  t h e s e   m e c ha n i s m s   a r e   m o di f i e t o   s ui t e   t h e   r e s o ur c e   l i m i t e e n v i r o nm e n t ,   s t i l l   f a c t o r s   s uc h   a s   l a rge   pa c ke t   s i z e   e ff e c t s   t h e   ov e r a l l   pe r f o r m a n c e   o t h e   6L o W P A N   n e t w o r a n t h e s e   n e t w o r ks   a r e   c o n n e c t e t o   In t e rn e t .   T h e   d i s t r i b ut i o n   o f   pu b l i c   ke y s   i s   a   t e di o us   t a s w h e n   t h e   c o m m u n i c a t i o n   i s   h a ppe ni n b e t w e e n   m ul t i pl e   n e t w o r ks .   T h e r e f o r e ,   e xi s t i n g   s c h e m e s   s h o ul b e   f i n e - t u n e t o   y i e l b e t t e r   a ut h e nt i c a t i o m e c h a ni s m   f o r   W S N .     S a rm a U l l a K h a na   ha s   p r o po s e s c h e m e   t ha t   t a ke s   h e l p   of   E C a l go ri t hm   a nd  ra n do m   n u m b e r s   fo r   a ut h e nt i c a t i o n   a n ke y   e xc h a n ge   i n   IP - e n a b l e W S N .   S i n c e   t h e   s c h e m e   us e s   E CC  a l go r i t hm   t h e   ke y   s i z e   i s   c o m pa ra t i v e l y   s m a l l   a s   c o m pa r e w i t h   a n o t h e r   a s y m m e t r i c   c r y pt o gr a p h i c   a l go ri t hm   s uc R S A   [10]   E v e n   t h o ug h   t h i s   s c h e m e   i s   go o fo r   t h e   Io T   s c e n a ri o ,   t h e   r a ndo m   n um b e r   ge n e r a t o r   r e qu i r e s   m o r e   c o m put a t i o n a l   po w e r   w h i c n o t   de s i r a b l e .   J a ra   ha s   p r o po s e a   s c h e m e   w h i c h   s e c ur e l y   t a ke   c a r e   of   h a ndo ff s   i 6L o W P A N   n e t w o r ks .   ID / L o c a t o r   s pl i t   a r c hi t e c t u r e   h a s   b e e n   us e f o r   e f fe c t i v e   a ut h e n t i c a t i o n.   T h e   i nt e n de s c h e m e   i s   a   c o m b i na t i o n   o Re t urn   R o ut a b i l i t y   w i t h   D i f f i e - H e l l m a K e y   e xc h a n ge   a n E C w i t h   s o m e   m o r e   m o di f i c a t i o n   a s   i t   i s   m e a nt   f o r   W S N   [11 ] .   T h e   m o de l   e ff e c t i v e l y   d e a l s   w i t h   s o m e   o f   t h e   r e n o w n e a t t a c ks   s uc h   a s   D o S   a t t a c k   a nd  f l o o di n g   a t t a c k .   A V IS P A   t o o l   w a s   us e t o   i m pl e m e n t   a nd  v e ri fy   t h e   s c h e m e .     Q i n C h a ng  ha s   p r o po s e d   a n   a u t h e n t i c a t i o n   p r o t o c o l   w h i c h   w o r ks   i n   n o de   l e ve l .   T h e   s c h e m e   i s   b a s e o n   E C a l go r i t hm .   T h e   u n de r l y i n a s s u m pt i o n   o f   t he   pr o po s e m e c h a ni s m   l i e s   o n   t h e   di f f i c ul t y   i n   s o l v i n e l l i pt i c   c ur v e   di s c r e t e   l o ga r i t hm   p r o b l e m   (E CD P L [12] .   T h e   p r e s e n t e a u t h e nt i c a t i o n   m e c h a ni s m   s t o r e s   t h e   p ri v a t e   ke y   w i t hi t h e   n o de   i t s e l f   w i t m a ke s   t h e   s c h e m e   v ul n e ra b l e   t o   n o de   c o m pr o m i s e   a t t a c ks .     F o r   c l us t e r   b a s e W S N   A r a z i   ha s   i n t r o duc e a   gr o up  ke y   g e n e ra t i o n   m e t h o b a s e   o n   t h e   E CC   a l go ri t hm .   T h e   s c h e m e   us e s   a n   a l ge b r a i c   a pp r o a c h   w h e r e   i t   d i v i de s   t h e   ke y   ge n e r a t i o n   p r o c e s s   [13] .   T hi s   w i l l   h e l i n   r e duc i n t h e   c o m put a t i o na l   by   di s t ri b ut i n t h e   l o a ov e r   n e a r by   n o de s .   T h e   s c h e m e   r e duc e s   t h e   e xe c ut i o n   a s   w e l l   a s   b a l a n c e s   t h e   c o n s u m pt i o n   o f   po w e r .     A n   a u t h e n t i c a t i o n   a n ke y   di s t r i b ut i o n   m e c h a ni s m   f o r   di v e rs e   W S N   h a s   b e e n   f o r m ul a t e by   K h a n.   T h e   pr e s e n t e s c h e m e   r e duc e s   t h e   c o m m u n i c a t i o n   o v e r h e a ds   a n m e m o r y   c o s t   [14] .   T h e   r e s ul t   f o r   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       L i ght   w e i ght   au t h e nt i c a t i on   pr o t oc o l   f or   W SN   us i ng   E CC   an he x ago nal   num b e r s   ( N o e l   T oy )   445   s i m ul a t i o n   i s   p r o m i s i n w h i c h   s h o w s   a   g oo c o n n e c t i v i t y   a n w i t h   s t a n w i t h   n o de   c a pt u r e   a t t a c a t   t h e   s a m e   t i m e   ke e pi ng  t h e   c o s t   o f   e n e r gy   a s   m i ni m a l   a s   po s s i b l e .   A n   a u t h e nt i c a t i o s c h e m e   ha s   b e e n   p r o po s e by   H o l o h a n   w hi c us e s   v i r t ua l   c e r t i f i c a t i o n   a ut h o r i t i e s   fo r   s i g ni n g   t h e   pub l i c   ke y   c e r t i f i c a t e s   [15] .   T h e   v i rt ua l   c e rt i f i c a t i o a u t h o ri t y   w i l l   b e   s i gn i ng  s o m e   c e r t i f i c a t e s   ra n do m l y .   T h e   n o de s   s h o ul c o m m u n i c a t e   w i t h   t h e   v i r t ua l   c e r t i f i c a t i o n   a ut h o r i t y   fo r   ge t t i n c e r t i f i c a t e   o a n o t h e r   n o de .   T h i s   m e c h a ni s m   p r o duc e s   a   h u ge   c o m m uni c a t i o n   o v e rh e a a s   i t   w i l l   b e   c o m m u n i c a t i n g   w i t h   v i r t u a l   c e rt i f i c a t i o n   a u t h o ri t y   f r e que n t l y .   T h e   m a i n   di s a dv a nt a ge   o f   t h i s   i s   t h a t   c o m m u n i c a t i o n   o v e r h e a i s   m o r e   w h e n   a   v i rt ua l   c e rt i f i c a t i o a u t h o ri t y   do e s   n o t   ha v e   a   v a l i c e rt i f i c a t e   f o r   t h e   n o de .   A   N o n - Int e ra c t i v e   Z e r o   K n ow l e dge   P r o t o c o l   (N IZ K P [ 16]   f o r   a ut h e nt i c a t i o n   b a s e o n   E CC   a l go ri t hm   ha s   b e e n   p r o po s e by   T e y i   Y a nn   Ce d r i c   L a w s o n .   T h e   pr o t o c o l   i s   m a i n l y   i n t e n de f o r   Io T   b a s e d   n e t w o r ks .   T h e   a ut h e n t i c a t i o n   i n c l ude s   t w pa rt i e s   na m e l y   pr o v e r   a n v e r i f i e r,   s i n c e   t h e   p r o t o c o l   w o r ks   o n   z e r o   k n o w l e dge   c o n c e pt   t h e   p r o v e r   n e e ds   t o   p r o v e   t h a t   i t   h o l ds   s o m e   k n o w l e dge   t o   t h e   v e r i f i e r   w i t h o ut   s h a ri n i t .   O n c e   t h e   v e r i f i e r   v e r i f i e s   t h e n   t h e   a u t h e n t i c a t i o n   i s   s uc c e s s f ul .   A ut h o r s   c o n duc t e a   r e a l - w o r l pe r f o r m a n c e   c o m pa ri s o n   o f   N IZ K P   a n E l l i pt i c   Cu r v e   D i ff i e - H e l l m a nn   ( E CD H w a s   d o n e   us i ng  R a s pb e r r y   P i   3B   m o de l   a n d   t h e   r e s ul t s   w e r e   b e t t e t ha n   E CD H   i t e r m s   of   e n e r gy   c o n s um pt i o n .   B a s e o n   t h e   b a c kgr o u n s t udi e s ,   i t   i s   e v i de n t   t h a t   t h e   e f fe c t i v e   us a ge   of  t h e   r e s o ur c e s   l i e s   o n   t h e   a pp r o pri a t e   c r y pt o gr a p hi c   a pp r o a c h e s   a n a ut h e nt i c a t i o n   m e c h a ni s m s .   H e n c e ,   In  t h e   p r o po s e w o r t h e   c o m b i na t i o n   o f   E CC  a n H e xa go n a l   num b e r s   w e r e   e v a l ua t e d.   I n   t h e   s ub s e que n t   s e c t i o n   t h e o r e t i c a l   s t udy   of  t h e   E C m e c ha n i s m   a n d   H e xa go n a l   n u m b e r s   w e r e   di s c us s e d.       3.   R ES EA R C H   M ET H O D   T h e   p r o po s e a ut h e nt i c a t i o s c h e m e   i s   i nt e nde f o r   c on v e n t i o na l   IP - e na b l e w i r e l e s s   s e n s o n e t w o r w h i c h   w o r ks   b a s e o n   t h e   IP V L oW P A N   i . e .   IE E E   802 . 15 . 4.   T h e   n um b e r   o f   n o de s   i n   t h e   n e t w o r v a r i e s   de pe n di ng  o n   t h e   n u m b e r   of   n o de s   c o n n e c t e t o   t h e   n e t w o r k.   T h e   n u m b e r   of   n o de s   c a nn o t   be   pr e di c t e h e n c e   us a ge   of   pr e - di s t r i b ut e ke y   s y s t e m   w i l l   n o t   a pp r o pri a t e   fo r   t h i s   s c e n a r i o   a s   i t   w i l l   t a ke   m o r e   m e m o r y   w h i c n o t   de s i r a b l e .   B e s i de   t h e   n o de s   c a n   m o v e   a r o und  a n d   m a y   l e a v e   t h e   c u rr e nt   n e t w o r a n d   l a n i a n o t h e r   n e t w o r k.   T h e r e f o r e ,   a   n e w   a ppr o a c h   i s   p r e s e n t e h e r e   w h i c h   i s   g r o u n de o n   E C a n h e xa go n a l   n u m b e r s .   G e n e r a l   El l i p t i c   C u r v e   C r yp to gr ap h (EC C ):   T h e   a l ge b r a i c   s t ruc t u r e   o f   e l l i pt i c   c ur v e s   ov e r   f i n i t e   f i e l ds   c a n   b e   us e a s   a   pub l i c - ke y   c r y pt o gr a p h y   w h i c h   i s   kn o w n   a s   E l l i p t i c   Cu r v e   Cr y pt o gr a p h y   (E CC).     T h e   m a i a dv a nt a ge   o f   E CC  i s   t ha t   i t   p r o v i de s   hi g h   s e c u r i t y   w i t h   a   m i ni m a l   ke y   s i z e   w h i c h   i s   ha n dy   i n   W S N .   E CC  c a b e   us e f o r   ke y   a gr e e m e n t ,   d i gi t a l   s i g na t u r e ,   ps e udo - r a n do m   ge n e ra t o r   e t c .   E CC   c a n   a l s o   b e   us e d   fo r   e n c r y pt i o n .   T h e   e qua t i o f o r   E l l i pt i c   c u r v e   i s   gi v e a s :   3 +  +   H e x ago n al   N u m b e r s :   A   h e xa go n a l   num b e r   i s   a   f i gu ra t e   n um b e r.   H e xa go n a l   n u m b e r s   a r e   s o m e t i m e s   c a l l e " c or ne r e h e x a gonal   n um be r s " .   T h e   k th   h e xa go na l   n u m b e r   w i l l   b e   t h e   num b e r   o f   p o i n t s   i a   h e xa go w i t k   r e gu l a rl y   s pa c e po i n t s   o n   a   s i de   [17]   T h e   f o l l ow i n f o r m ul a   c a b e   us e t o   f i n d   o ut   k th   h e xa go n a l   n u m b e r .       h k   =   (2k   - 1)     S o m e   o f   t h e   h e xa go n a l   n u m b e r s   a r e   1 ,   6 ,   15 ,   28  e t c .   H e xa go na l   num b e r   i s   a   s ub s e t   t r i a n gu l a n u m b e r ,   w h i c h   m e a n s   h e xa go n a l   n um b e r   h a v e   pr o pe r t i e s   of   t r i a ngul a r   n um b e r   b ut   t h e   o ppos i t e   i s   n o t   t r ue .   O nl y   t h e   n um b e r s   1 ,   3,   o r   c a n   b e c o m e   t h e   di g i t a l   r o o t   i n   b a s e   10  o f   a   h e xa go n a l   n u m b e r ,   w h i c h   i s   qui t e   s i m i l a r   t o   t ri a ngul a r   n u m b e r s .   I n   1830  A d ri e n - M a ri e   L e ge n dr e   h a v e   pr o v e n   t ha t   i nt e ge r s   t h a t   e xc e e ds   1791   c a n   b e   r e p r e s e nt e i n   t e rm s   o f   a t   m a xi m u m   o f   fo ur   n u m b e r s ,   w h e r e   t h o s e   n u m b e r s   f o l l ow   h e xa go n a l     n u m b e r   e qu a t i o n .   T h e   num b e r   o f   n o de s   i n   t h e   n e t w o r i s   e n o rm o us   a n t h e   no de s   a r e   m o b i l e   a s   t h e y   a r e   e xpe c t e t m o ve   i n   a n o ut   of   t h e   n e t w o r k.   D ue   t t h i s   t h e r e   w i l l   b e   f r e que n t   ke y   e s t a b l i s h m e n t s ,   i n   s uc h   a   s c e n a ri o   E CC  i s   ha n dy   a s   t h e   ke y   s i z e   i s   m uc h   s m a l l e r   c o m pa r e   t o   s o m e   of   t h e   o t h e r   c o n v e n t i o na l   e n c r y pt i o n   t e c hni que s   s uc h   a s   R S A   a n A E S .   E v e n   t h o ug t h e   s i z e   o f   k e y   i s   s m a l l e r   i n   E CC ,   i t   do e s n ’t   c o m p r o m i s e   o n   t h e   s e c ur i t y .   W i t h   s h o r t e r   ke y   s i z e ,   ke y   e s t a b l i s h m e n t   p a c ke t   s i z e   w i l l   b e   r e duc e a n w h i c h   i n   t u rn s   r e duc e s   t h e   e n e r gy   c o n s um pt i o n   o f   t h e   n e t w o r k.     In   t h e   p r o po s e s c h e m e ,   t h e   n e w   n e t w o r e ffo r t l e s s l y   v e r i f i e s   t h e   n o de   w h i c h   i s   c o m i n t o   t h e   n e t w o r by   pr o duc i n g   i t s   a u t h e n t i c a t i o n   ke y   a s   a a l t e rn a t i v e   of   a c qui r i ng  t h e   n o de ’s   p r e v i o us   n e t w o r k’s   a ut h e n t i c a t i o n   ke y   f r o m   t h e   n o de   i t s e l f .   T h i s   w i l l   r e duc e   t he   c o m m u n i c a t i o n   a nd  pa c ke t   e xc h a n ge   w hi c h   i t u rn   s a v e s   t h e   e n e r gy .   A l s o ,   t h e   p r o po s e s y s t e m   e l i m i n a t e s   t h e   i n t r o du c t i o n   o f   a n y   n e w   s e c ur i t y   f l a w s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   1 Ju ly   201 9   :     4 4 3   -   4 5 0   446   T h e   F ig u r e   de pi c t s   t h e   n e t w o r r e f e r e n c e   m o de l   w h i c h   c o n s i de r   t w o   di ffe r e nt   n e t w o r ks   c o n n e c t e v i a   e dge   r o ut e r s .   T h e   e n t i t i e s   pr e s e nt   i n   n e t w o r r e f e r e nc e   m o de l   a r e   s e n s o r   n o de s   a n e dge   r o ut e r s .     T h e   m a i n   r e s po n s i b i l i t y   of   s e n s o r   n o de   i s   t o   c o l l e c t   t h e   da t a   f r o m   e n v i r o n m e n t   a n t o   s e n i t   t o   a pp r o pri a t e   de s t i na t i o n   n o de .   T h e   e dge   r o ut e r s   pe r f o r m   v a r i o us   s e c u ri t y   r e l a t e t a s ks   s uc h   a s   a s s i g ni n h e x a go na l   n u m b e r   h e n c e   i t   i s   c a l l e a s   N e t w o r S e c ur i t y   M a n a ge r .   A l l   t h e   c o m m u n i c a t i o n   ha ppe n i ng  b e t w e e n   t w s e n s o r   n o de s ,   w h i c h   b e l o n gs   t o   t w o   di ff e r e n t   n e t w o r ks   w i l l   be   c h a nn e l i z e by   t h e   N e t w o r S e c ur i t y   M a n a ge i n   o t h e r   w o r ds   N e t w o r S e c ur i t y   M a na ge a c t s   a s   a   b ri dge   b e t w e e n   t w o   di ff e r e n t   n e t w o r ks .           F i gu r e   1 .   N e t w o r r e f e r e n c e   m o de l   w hi c c o n s i de r   t w o   di ff e r e n t   n e t w o r ks   c o nn e c t e v i a   e dge   r o ut e r s       D i f fe r e n t   P h a s e s   i n   t h e   p r o po s e w o r i n c l u de s :   -   O ff l i n e   K e y   A s s i gn m e n t   P ha s e   -   A ut h e nt i c a t i o P ha s e   -   P r i v a t e   K e y   G e n e r a t i o n   P ha s e   O f f l i ne   K e y   A s s i g nm e n t   P has e   E a c h   n o de   i s   a s s i gn e w i t h   s o m e   i m po r t a n t   c o m po n e nt s   off l i n e   w h i c h   w i l l   b e   f ur t h e r   us e fo r   t h e   a ut h e n t i c a t i o n   m e c h a ni s m .   T h e   p r e - s t o r e c o m po n e nt s   a r e   u s e ge n e r a t e   a ut h e nt i c a t i o n   ke y   w h i c h   w i l l   h e l t h e   n o de s   i n   v e ri fy i n e a c h   o t h e r .   A l s o ,   t h e s e   c o m po n e n t s   w i l l   h e l i n   c r e a t i n b o t h   pub l i c   a n d   p ri v a t e   ke y s   w h i c w i l l   a i d   i s e c ur i ng  t h e   c o m m u n i c a t i o b e t w e e n   t w o   n o de s   by   e n c r y pt i n a n de c r y pt i n g   m e s s a ge s   by   us i n t h e   ge n e ra t e d   ke y   pa i r.   Im po r t a n t   s t e ps   i n   t h i s   p ha s e   i nc l ude s :   a)   N e t w o r S e c ur i t y   M a n a ge r   w i l l   de s i g na t e   a   h e xa go na l   n u m b e r   t o   a l l   t h e   n o de s   i n   t h e   n e t w o r k,     t h i s   a s s i g nm e n t   i s   do n e   a f t e r   t h e   r e gi s t ra t i o o f   t h e   n o de .   b)   T h e   pr o po s e s y s t e m   h a s   t w o   pa rt s   f o r   t h e   pub l i c   ke y   w h i c h   i n c l ude s   n e t w o r s ha r e   a n n o de   s h a r e .     In  t hi s   n o de   s h a r e   w i l l   b e   de s i gna t e   t o   t h e   n o de .   W h e r e a s   t h e   n e t w o r s ha r e   w i l l   b e   ge n e ra t e a n s t o r e i n   t h e   N e t w o r S e c ur i t y   M a na ge r,   t ha t   i s   a s s o c i a t e w i t h   t h e   n o de .   c)   S o ur c e   a nd  de s t i na t i o n   IP   a dd r e s s   a r e   us e f o r   c r e a t i n g   t h e   e l l i p t i c   c u r v e ,   w h i c h   w i l l   b e   f ur t h e r   us e f o r   s e c ur e   c o m m uni c a t i o b e t w e e n   t w o   n o de s .   d)   G e   a n d   G n   a r e   g r o up  ge n e ra t o r s   w hi c a r e   a s s o c i a t e w i t h   e v e r y   n o de   a n a   n e t w o r r e s pe c t i v e l y .   T h e   F i gu r e   2   de pi c t s   t h e   v a ri o us   di a l o gue   e xc h a n ge s   ha ppe ni n b e t w e e n   t h e   r e gi s t e ri n s e n s o r   n o de   a n i t s   n e t w o r s e c ur i t y   m a n a ge r.         F i gu r e   2 V a r i o us   di a l o gue     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       L i ght   w e i ght   au t h e nt i c a t i on   pr o t oc o l   f or   W SN   us i ng   E CC   an he x ago nal   num b e r s   ( N o e l   T oy )   447   A ut h e nt i c at i on  P has e   T h e   f i r s t   a n v i t a l   s t e i n   t h e   p r o po s e s c h e m e .   W h i c h   p r o vi de s   t r us t   f a c t o r   fo r   t h e   n e t w o r e n t i t i e s   t h a t   a r e   t a k i n pa rt   i t h e   c o m m u ni c a t i o n.   T h e   m a i n   a i m   o t h i s   p h a s e   i s   t o   v e r i fy   t h e   i de n t i t y   o f   t h e   n o de s   t h a t   a r e   t a k i n p a r t   i n   t h e   c o m m u n i c a t i o n.   T hi s   w i l l   h e l i n   p r e v e n t i ng  t h e   a c c e s s   of   a dve r s a r y   t o   t h e   n e t w o r r e s o ur c e s   a nd  a l s o   n o t   t o   e xpl o i t   o t h e r   po s s i b l e   n e t w o r v ul n e r a b i l i t i e s .   H e r e ,   a s   w e   s pe c i f i e e a rl i e r   t h e   i F i gu r e   t h e   n e t w o r s c e n a ri o   c o n s i s t   o f   t w di ff e r e n t   n e t w or ks ,   a l l   t h e   f urt h e r   de t a i l i ng  a s s um e s   t ha t   s e nde n o de   a n r e c e i v e r   n o de   be l o n gs   t o   t w o   di ffe r e nt   n e t w o r ks   a n a l s o   de pi c t s   h o w   t h e s e   n o de s   a ut h e n t i c a t e s   e a c h   o t h e r .   T h e   p r o po s e s c h e m e   w i l l   b e   us i ng  E CC   g r o unde o nl i n e   ke y   ge n e r a t i o n .   S i n c e   t h e   s c h e m e   us e s   E CC ,   t h e   m e m o r y   r e qui r e m e n t   i s   m i n i m a l .   T h e   ke y   a s s o c i a t e w i t h   a   n o de   s h o ul be   r e vo ke d   w h e n   t h e   n o de   i s   c o m pr o m i s e b y   t h e   a dv e r s a r y ,   t h i s   c a n   b e   do n e   e ff o r t l e s s l y   w i t t h e   h e l o f   E CC.   A l l   t h e   n o d e s   i n   t h e   n e t w o r i s   de s i g n a t e w i t h   a   p ri m e   num b e w h i c h   i s   de n o t e a s   p ’.   T hi s   p ri m e   num b e w i l l   b e   us e w h i l e   ge n e ra t i n t h e   p r i v a t e   ke y .   T h e   i m po rt a nt   f a c t   t h a t   s h o ul b e   n o t e h e r e   i s   t ha t ,   e ve r y   n o de   w i l l   b e   h a v i n o n e   pub l i c   ke y   a n t h i s   p ub l i c   ke y   w i l l   b e   us e by   a l l   t h e   de s t i n a t i o n o de   fo r   t h e   v e r i fy i n t h e   s o ur c e   n o de .   F o l l ow i n f o r m u l a   i s   us e t o   c o m put e   t h e   pub l i c   ke y   of   t h e   n o de :          =   {        ,        }   (1)   [9 .   ( 1)]     T h e   n e t w o r s h a r e   h e l p s   i i de n t i fy i n t h e   n e t w o r t o   w hi c h   t h e   n o de   be l o n gs   a n t ha t   c a b e   v e r i f i e a ga i n s t   t h e   n e t w o r t h a t   t h e   n o de   c l a i m s .   F o l l o w i n e qua t i o n s   a r e   us e t o   f o r m ul a t e   n o de   a n n e t w o r s ha r e   r e s pe c t i v e l y .     N ode   S h ar e   =   S   I P N e t wor .   c   .   G SN   m o P SN   (2)   [9 ,   ( 2 )]   N e t wor k   S h ar e   T   S   .   G N   m od  P N   (3)   [9 ,   (3)]   P u bl i c   Ke y   N od e   S h ar e     N e t wor k   S h ar e   m o P   ( 4)  [9 ,   ( 4)]     In   t h e   ( 2 a n ( 3 )   p r i m e   n u m b e r   a n d   g r o up  ge n e ra t o r   a s s o c i a t e w i t h   n e t w o r s e c ur i t y   m a n a ge r   a r e   r e p r e s e n t e a s   P N ,   G r e s pe c t i v e l y   a n w i t r e s pe c t   t o   s e n s or   n o de   i t   i s   r e p r e s e n t e a s   P SN ,   G SN .   T h e   po i n t   o n   t h e   c ur v e   i s   r e pr e s e nt e a s   ‘c ’  a n d   ‘P ’  de pi c t s   t h e   f i e l ge n e ra t o a nd  ‘P   s h o ul b e   p r i m e .             F i gu r e   3 .   D i a l o gue   e xc ha n ge   b e t w e e n   v a r i o us   c o m po n e n t s   i t h e   a b ov e   s pe c i f i e n e t w o r s c e n a ri o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   1 Ju ly   201 9   :     4 4 3   -   4 5 0   448   T h e   a u t h e nt i c a t i o p ha s e   s t a r t s   w h e n   t h e   s o ur c e   s e n s o r   no de   r e que s t s   t o   c o m m u n i c a t e   w i t t h e   de s t i na t i o n   s e n s o r   n o de   w h i c h   i s   c o n n e c t e w i t h   a n o t h e r   n e t w o r k.   T h e   c o m m uni c a t i o n   b e t w e e n   s o ur c e   a n de s t i na t i o n   n o de   w i l l   t a ke   pl a c e   v i a   n e t w o r s e c ur i t y   m a na ge r.   F i g u r e   de pi c t s   t h e   di a l o gue   e xc h a nge   b e t w e e n   v a r i o us   c o m po n e n t s   i n   t h e   a b o ve   s p e c i f i e n e t w o r s c e n a r i o .   T h e   n e t w o r s e c ur i t y   m a n a ge r   o s o ur c e   n o de   w i l l   r e c e i ve   a   r e que s t   pa c ke t   f r o m   t h e   s o urc e   n o de .   T h e   p a c ke t   w i l l   c o n t a i r e que s t   f o r   h e xa go n a l   num b e a n d   n e t w o r s h a r e   t ha t   i s   a s s o c i a t e w i t de s t i na t i o n o de .   T h e   n e t w o r s e c ur i t y   m a na ge r   w i l l   c o nn e c t   w i t t h e   de s t i na t i o n e t w o r s e c ur i t y   m a na ge r   a n d   ge t s   t h e   r e qu i r e p a r a m e t e r s .   T h e   s o ur c e   n e t w o r s e c ur i t y   m a n a ge w i l l   a l s o   s h a r e   t h e   h e xa go n a l   n u m b e r   a n d   n o de   s ha r e   o f   t h e   s o ur c e   n o de .   O n c e   t h e   h e xa go n a l   n u m b e r   a n n o de   s h a r e   i s   r e c e i v e t h e   s o ur c e   w i l l   c a l c ul a t e   t h e   pri v a t e   ke y   a n s i g n s   a   r e que s t   t m e s s a ge   t o   t h e   de s t i na t i o n.   W h e de s t i na t i o n   n o de   r e c e i v e s   t h e   r e que s t ,   i t   w i l l   r e que s t   t h e   h e x a g o na l   num b e a n n e t w o r s h a r e   o f   s o ur c e   t o   i t s   n e t w o r s e c ur i t y   m a na g e r .   O n c e   de s t i na t i o n   ge t s   t h e   r e qui r e p a r a m e t e t h e n   i t   w i l l   c o m put e   t h e   pub l i c   ke y   of   t h e   s o ur c e   n o de   a n w i l l   v a l i da t e   t h e   r e que s t   t o   j o i n   m e s s a ge   s e n t   by   s o ur c e   n o de ,   upo s uc c e s s f ul   v a l i da t i o n   t h e   de s t i na t i o n   w i l l   f o l l ow s   t h e   s a m e   p r o c e dur e   s o   t ha t   s o u r c e   w i l l   b e   a ut h e n t i c a t e   t h e   de s t i na t i o n.   D e c r y p t i o K e y   ( P r i v at e   K e y )   G e ne r a t i on   P has e   F o r   t h e   a ut h e n t i c a t i o n   b e t w e e n   t w o   di ffe r e nt   n o de s   t h a t   b e l o n gs   t o   t w o   di ffe r e nt   n e t w o r ks   t h e   pr o p o s e s c h e m e   w i l l   ge n e r a t e   t w o   pr i v a t e   ke y s   i . e .   fo r   bo t h   s o ur c e   n o de   ( SN 1 a nd  de s t i n a t i o n   n o de   ( SN 2 ).   T h i s   p ri v a t e   ke y   c a n   o n l y   be   us e fo r   t h e   a u t h e nt i c a t i o b e t w e e n   SN a n d   SN 2 If   n o de   SN n e e ds   t c o m m uni c a t e   w i t h   a n o t h e r   n o de   o t h e r   t h a n   SN t h e n   SN w i l l   ge n e r a t e   a n o t h e r   p r i v a t e   ke y   by   us i n t h e   h e xa go n a l   n u m b e r   t h a t   i s   a s s o c i a t e w i t h   t h e   n e w   de s t i n a t i o n   n o de .   T h e   p ri v a t e   ke y   i s   fo r m ul a t e by   us i n g   fo l l ow i n g   e qua t i o n:           = (               )         (5)      W h e r e   t h e   p ub l i c   ke y   b e l o n gs   t o   t h e   s o ur c e   n o de   a n d   t h e   h e xa go na l   n um b e b e l o n gs   t o   t h e   de s t i na t i o n   n o de .   T h e   f o l l ow i n s e c t i o n s   di s c us s e s   t h e   e v a l ua t i o o f   t h e   p r o po s e w o r de s c ri b e i n   t h i s   s e c t i o n .       4.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   T h e   p r o po s e s c h e m e   ha s   b e e n   s uc c e s s f ul l y   i m pl e m e nt e a n t e s t e w i t h   t h e   h e l o f   Coo j a   s i m ul a t o r   w h i c h   i s   a   p a r t   o f   Co n t i ki   n e t w o r o pe r a t i n s y s t e m   t h a t   i s   c o m pl e t e l y   b ui l o n   L i n ux  ke rn e l .     T h e   s i m ul a t o r   i s   m a i n l y   i n t e n de f o r   t h e   s i m u l a t i o n   o f   I o T   b a s e IP V n e t w o r ks   a n c o n t a i n s   v a r i o us   t o o l s   fo r   c r e a t i n a nd  a na l y z i ng  v a ri o us   l a r ge -   a n s m a l l - s c a l e   n e t w o r ks .   T h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   w e r e   a na l y z e a n d   c o m pa r e w i t e xi s t i n g   s c h e m e s   a nd  t h e   r e s ul t s   w e r e   qui t e   s a t i s fy i n g .   Si m ul a t i on   E nv i r onm e n t   T a b l e   1   de pi c t s   t h e   s i m u l a t i o e n v i r o nm e n t   us e f o r   p r o po s e s c h e m e   w h i c i s   i m p l e m e nt e i t h e   Co oj a   s i m ul a t o r.   T h e   p r o po s e s c h e m e   w a s   e v a l ua t e o n   t he   b a s i s   of   t o t a l   e n e r gy   c o n s um e du r i ng  pa c ke t   e xc h a n ge   f o r   ke y   e s t a b l i s h m e n t .   T h e   po w e r   c o n s um pt i o o f   t h e   s e n s o r   n o de   i s   c a l c ul a t e us i n g   t h e     fo l l ow i n g   f o r m ul a .       T a b l e   1 .   T h e   S i m ul a t i o E n v i r o nm e n t   P a ra m e t e r   V a l u e   S i m u l a t o r   Co o j a   S i m u l a t o r   i n   C o n t i k i   O S   M o t e   N a m e   T m o t e   S k y   RA M   RO M   A n t e n n a   Ra n g e   Ba t t e r y   Ca p a c i t y   V o l t a g e   N o .   o f   N o d e s   N o .   o f   N e t w o rk s   N e t w o rk   T y p e   1 0   k B   4 8   k B   5 0 m (i n d o o r s )   a n d   1 2 5 m ( o u t d o o r s )   2 9 0 0   m A h   3 . 0   V o l t   50   2   IE E E   8 0 2 . 1 5 . 4 / L o W P A N         (  ) =  +  × 20    × 3   ( 6 )     W h e r e   r x on   i s   t h e   t i m e   w h e n   t h e   s e n s o r   n o de   w a s   i n   r e c e i v e r   m o de ,   c p u’  r e f e r s   t o   t h e   a c t i v e   m o de   t i m e   o t h e   CP U   a n l pm ’  r e f e r s   t o   t h e   t i m e   t h a t   CP U   s pe n t   i n   l o w - pow e r   m o de .   20m A   i s   t h e   p r e - m e a s u r e c urr e nt   gi v e n   by   da t a s h e e t .   3v o l t s   i s   t h e   o pe ra t i o na l   v o l t a ge   o f   m o t e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       L i ght   w e i ght   au t h e nt i c a t i on   pr o t oc o l   f or   W SN   us i ng   E CC   an he x ago nal   num b e r s   ( N o e l   T oy )   449   F i gu r e   de pi c t s   t h e   pow e r   c o n s um e by   t h e   n e t w o r f o r   ke y   g e n e ra t i o n   a nd  s i g na t u r e   w h e n   t h e r e   a r e   4,   8,   12  a n 20  n o de s   r e s pe c t i ve l y   w i t h   t w o   di ffe r e nt   a ut h e nt i c a t i o n   s c h e m e s .   T h e   c o m pa r i s o n   i s   m a de   b e t w e e n   t h e   pr o po s e s y s t e m   a n t h e   e xi s t i n s c h e m e   i . e .   E l l i p t i c a l   Cu r v e   D i gi t a l   S i g n a t u r e   A l go ri t hm   (E CD S A ).   X   a xi s   o f   t h e   gr a p h   r e p r e s e n t   t h e   n u m b e r   o f   n ode s   w h e r e a s   t h e   Y   a xi s   r e p r e s e n t   t h e   po w e r   i n   m i l l i w a t t s   (m W ).   T h e   g r a p h   s h o w s   t ha t   t h e   pr o po s e s c h e m e   w i t h   h e xa go n a l   n u m b e r s   t a ke s   l e s s   p ow e r   c o m pa r e t o   E CD S A .   It   a l s o   de pi c t s   t h e   t i m e   c o n s um e by   t h e   n e t w o r f o r   ke y   ge n e r a t i o n   w h e n   t h e r e   a r e   4,   8,   12  a n 20   n o de s   r e s pe c t i v e l y   w i t h   t w o   di ff e r e n t   a u t h e n t i c a t i o n   s c h e m e s .   T h e   c o m pa r i s o n   i s   m a de   b e t w e e n   t h e   p r o po s e d   s y s t e m   a n E C w i t h   ra n do m   n u m b e r - b a s e a ut h e nt i c a t i o n   [10,   p .   1] .   F r o m   t h e   g r a p h,   i t   i s   n o t i c e t ha t   t h e   pr o po s e s c h e m e   t a ke s   l e s s   t i m e ,   w hi c h   i s   v e r y   m uc h   i m po rt a nt   f o r   r e s o ur c e   c o n s t r a i n e e n v i r o nm e nt ,   w h e c o m pa r e w i t o n e   o f   t h e   e xi s t i n g   a pp r o a c h e s .           F i gu r e   4 .   P o w e r   c o n s um e by   t h e   n e t w o r f o r   ke y   ge n e r a t i o n       5.   C O N C LU S I O N   A N D   F U TU R W O R K   T h e   pr o po s e s t ud y   fo r m u l a t e a   n o v e l   m o d e l   of   s e c ur i t y   pa r a di g m   t ha t   e nha n c e s   t h e   e n e r gy   e ff i c i e n c y   w i t h o ut   c o m p r o m i s i n t h e   s e c ur i t y .   T h e   s c h e m e   us e s   E CC  a l go r i t hm   w i t h   H e xa go na l   n u m b e r   s e r i e s   t o   ge n e ra t e   ke y s   w h i c w i l l   b e   us e fo r   a u t h e n t i c a t i o n.   T h e   e v a l ua t i o o f   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   s h o w s   t h a t   t h e   p r o po s e s c h e m e   i s   b e t t e r   t ha n   m a n y   of   t h e   e xi s t i n s c h e m e .   M o r e o v e r ,   t h e   s t udy   e n s u r e s   t h a t   t h e   s c h e m e   c a n   b e   f ur t h e r   e xt e n de i n   f ut u r e   t o   e v a l ua t e   t h e   pe r f o r m a n c e   i n   r e a l   w o r l r a t h e t ha n   us i ng  s i m ul a t o r s .     A l s o ,   e n e r gy   o pt i m i z e r o ut i n c a b e   i n c o r po r a t e i t h e   f ut ur e   t o   y i e l a   b e t t e e n e r gy   e ff i c i e n t   r o ut i n g   pr o t o c o l   fo r   W S N .       R EF ER EN C ES   [ 1]   A .   A bduv a l i e v ,   S .   L e e   a nd  Y . - K .   L e e ,   " S i m pl e   H a s B a s e M e s s a g e   A ut he n t i c a t i o S c he m e   f o r   W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r ks , "   i n   9t I n t e r na t i o nal   S y m po s i um   on   C om m u ni c at i o ns   an I nf o r m a t i o T e c hno l ogy ,   K o r e a ,   2009 .   [ 2]   S he ng j un  S u ,   S h uo z ho n g   W a ng ,   " A   s i m pl e   m o ni t o r i ng   ne t w o r s y s t e m   o f   W i r e l e s s , "   B u l e t i T e k n i k   E l e k t r d an   I nf or m a t i k a ,   v o l .   1,   no .   4 ,   pp.   2 51 - 254 ,   2012 .   [ 3]   I .   A k y i l di z ,   Y .   S .   W .   S a nka r a s ubr a m a n i a m   a nd   E .   C a y i r c i ,   " A   S ur v e y   o S e ns o r   N e t w o r ks , "   I E E E   C om m u ni c at i on s   M ag az i ne ,   v o l .   40 ,   no .   8 ,   pp .   102 - 11 6,   20 02.   [ 4]   I .   A k y i l di z   a nd  I .   K a s i m o g l u,   " W i r e l e s s   s e n s o r   a nd   a c t o r   ne t w o r k s : r e s e a r c c ha l l e ng e s , "   A H oc   N e t w or k s   2( 4) ,     pp.   35 1 -   367 ,   200 4.   [ 5]   A .   J a r a ,   L .   M a r i n ,   A .   S ka r m e t a ,   D .   S i ng h,   G .   B a k ul   a nd  K i m D a e y e o ul ,   " S e c ur e   M o bi l i t y   M a na g e m e n t   S c he m e   f o r   6L oW P A N , "   I nnov a t i v e   M obi l e   and  I n t e r ne t   Se r v i c e s   i U bi qu i t o us   C om pu t i n ( I M I S) ,   pp .   310 - 31 5,   30 - 02  J une - J ul y   2011 .   [ 6]   T s e n g   H ue i - R u,   J a R o ng - H o ng   a nd  Y a ng   W uu,   " A I m pr ov e D y na m i c   U s e r   A ut h e nt i c a t i o S c he m e   f o r   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r k s , "   i I E E E   G l o bal   C om m un i c at i on s   C o nf e r e nc e ( G L O B E C O M   2007 ,   W as hi ngt on ,   D C ,   U SA ) W a s hi ng t o n,   2 007 .   [ 7]   K a i p i ng   X ue ,   C ha ng s ha   M a ,   P e i l i H o ng   a nd  R o n g   D i ng ,   " A   t e m po r a l - c r e de n t i a l - ba s e dm ut ua l a u t he nt i c a t i o na ndk e y   a g r e e m e nt   s c he m e f o r w i r e l e s s s e ns o r n e t w o r k s , "   J our na l   of   N e t w or k   and   C om put e r   A pp l i c a t i o ns ,   v o l .   36 ,   no .   1 ,   pp .   316 - 32 3,   J a nua r y   2013.   [ 8]   M .   H w a ng   a nd  C .   L i u ,   " A ut he nt i c a t e e nc r y pt i o s c he m e s :   C ur r e nt   s t a t u s   a nd  k e y   i s s ue s , "   I n t e r na t i ona l   J o ur na l   o f   N e t w or k   Se c ur i t y ,   v o l .   1,   no .   2,   p p.   61 - 73 ,   200 5.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   1 Ju ly   201 9   :     4 4 3   -   4 5 0   450   [ 9]   M a n j un a t B .   E . ,   P .   V .   R a o ,   " B a l a nc i ng   T r a d e - o f f   be t w e e D a t a   S e c ur i t y   a nd  E ne r gy   M o de l   f o r   W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r k, "   I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   E l e c t r i c al   an C om put e r   E ng i n e e r i ng,   v o l .   8 ,   no .   2 ,   pp .   1048 - 10 55 ,   2 018 .   [ 10]   S a r m a d   U l l a h   K ha na ,   C l a ud i o   P a s t r o ne b,   L uc i a no   L a v a g no a ,   M a ur i z i o   A . S pi r i t o b,   " A A ut he nt i c a t i o a nd  K e y   E s t a bl i s hm e n t   S c he m e   f o r   t he   I P - B a s e W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r ks , "   P r oc e di C om put e r   S c i e nc e ,   v o l .   10 ,     pp.   10 39 - 1045 ,   201 2.   [ 11]   A . J .   J a r a ,   L .   M a r i n ,   A . F . G .   S ka r m e t a ,   D .   S i ng h,   G .   B a kul ,   D a e y e o ul   K i m ,   " M o bi l i t y   M o de l i ng   a n S e c ur i t y   V a l i da t i o o f   a   M o b i l i t y   M a na g e m e nt   S c he m e   B a s e d   o E C C   f o r   I P - ba s e W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r k s   ( 6L o W P A N ) , "   i nnov a t i v e   M o bi l e   and  I nt e r ne t   Se r v i c e s   i U b i qu i t ous   C om pu t i ng  ( I M I S) ,   201 F i f t I nt e r na t i ona l   C onf e r e nc e ,   2011 .   [ 12]   Q i ng   C ha ng ,   Y o ng - pi ng   Z ha ng ,   L i n - l i Q i n,   " A   no de   a u t he n t i c a t i o pr o t o c o l   ba s e o E C C   i W S N , "   i C om pu t e r   D e s i gn  and   A pp l i c a t i ons ,   201 0.   [ 13]   O .   A r a z i ,   H .   Q i ,   " S e l f - c e r t i f i e g r o up  ke y   g e ne r a t i o f o r   a ho c   c l us t e r s   i w i r e l e s s   s e n s o r   ne t w o r ks ,   C o m put e r   C o m m uni c a t i o ns   a n N e t w o r ks , "   i C om put e r   C om m uni c a t i ons   a nd  N e t w or k s ,   200 5.   I C C C N   20 05.   P r o c e e di ngs .   14t h   I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e ,   2 005 .   [ 14]   S . U .   K h a n ,   C .   P a s t r o ne ,   L .   L a v a g no ,   M . A .   S pi r i t o ,   " A e ne r gy   a nd  m e m o r y - e f f i c i e nt   ke y   m a na g e m e nt   s c he m e   f o r   m o bi l e   he t e r o g e ne o us   s e n s o r   ne t w o r ks , "   i R i s k   a nd  Se c ur i t y   of   I n t e r ne t   and   Sy s t e m s   ( C R i SI S) ,   2 011   6t I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e ,   2 011 .   [ 15]   E .   H o l o ha n ,   M .   S c huka t ,   " A ut he n t i c a t i o U s i ng   V i r t u a l   C e r t i f i c a t e   A ut ho r i t i e s :   A   N e w   S e c ur i t y   P a r a di g m   f o r   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r k s , "   i N e t w or k   C om pu t i ng  and  A pp l i c at i on s   ( N C A ) ,   2 010  9t h   I E E E   I nt e r n at i ona l   Sy m pos i um ,   2010 .   [ 16]   T e y i   Y a nn  C e dr i c   L a w s o n ,   S e nt h i l n a t ha T ,   " E f f e c t i v e ne s s   o f   t he   N I Z K P   P r o t oc o l   f o r   A ut he nt i c a t i o i I o T   E nv i r o nm e nt , "   I n t e r nat i on al   J our n al   o f   E ng i ne e r i ng   &   T e c hnol ogy ,   v o l .   7 ,   no .   6 ,   pp .   231 - 23 5,   20 18.   [ 17]   M . A .   G o pa l a n ,   P .   J a y a kum a r ,   " O he xa g o na l   num b e r s , "   I n t e r na t i o nal   J o ur na l   A c t C i e nc i I n di c a,   v o l .   32,   no .   1 ,   pp.   12 17 - 1219 ,   200 6.                                                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.