Perbandingan performansi pengiriman data antar node wireless sensor menggunakan kriptografi RSA dan RC 4

Abstract

Wireless Sensor Network (WSN) adalah teknologi jaringan nirkabel untuk mengumpulkan dan mengirimkan data, namun rentan terhadap penyadapan sehingga memerlukan pengamanan menggunakan kriptografi. Penelitian ini membandingkan algoritma RSA (asimetris) dan RC4 (simetris) pada komunikasi antar node berbasis LoRa E220, menggunakan Arduino Nano, sensor DHT22, sensor tegangan, dan sensor arus ACS712 pada node pengirim serta node penerima untuk dekripsi. Pengujian menggunakan data sensor dan data string sepanjang 8–100 karakter, dengan kedua algoritma mencapai keberhasilan enkripsi dan dekripsi 100%. Waktu enkripsi rata-rata RSA adalah 0,0104 detik dan dekripsi 9,1284 detik, sedangkan RC4 mencatat 0,1894 detik untuk enkripsi dan 0,1616 detik untuk dekripsi. RC4 lebih cepat pada data pendek hingga menengah (0,027–0,132 ms) namun lebih lambat pada data besar (0,389 ms vs RSA: 0,092 ms).  Dari sisi keamanan, pengujian brute force menunjukkan RSA sangat tahan karena tidak terbobol hingga 952,871–1001,652 s (±15 16 menit) pada berbagai variasi pesan dan kunci, sedangkan RC4 lebih rentan dengan kunci ditemukan dalam 52,871–85,983 s (±0,88–1,43 menit) dan seluruh pesan berhasil didekripsi. RC4 mengonsumsi energi lebih rendah (0,233–0,322 joule) dibanding RSA (0,2954–0,4024 joule). Kesimpulannya, RC4 unggul untuk komunikasi data pendek yang efisien, sedangkan RSA lebih andal dalam keamanan distribusi kunci.

ABSTRACT

Wireless Sensor Network (WSN) is a wireless network technology for collecting and transmitting data, but it is vulnerable to interception and therefore requires security using cryptography. This study compares the RSA (asymmetric) and RC4 (symmetric) algorithms in LoRa E220-based node-to-node communication, using an Arduino Nano, DHT22 sensor, voltage sensor, and ACS712 current sensor on both the transmitter and receiver nodes for decryption. Testing was conducted using sensor data and string data ranging from 8 to 100 characters, with both algorithms achieving 100% encryption and decryption success rates. The average encryption time for RSA was 0.0104 seconds and decryption was 9.1284 seconds, while RC4 recorded 0.1894 seconds for encryption and 0.1616 seconds for decryption. RC4 is faster for short to medium-length data (0.027–0.132 ms) but slower for large data (0.389 ms vs. RSA: 0.092 ms). In terms of security, brute force testing showed that RSA is highly resistant, as it remained unbroken for 952.871–1001.652 seconds (±15–16 minutes) across various message and key variations, while RC4 is more vulnerable, with keys found in 52,871–85,983 s (±0.88–1.43 minutes) and all messages successfully decrypted. RC4 consumes less energy (0.233–0.322 joules) compared to RSA (0.2954–0.4024 joules). In conclusion, RC4 is superior for efficient short-term data communication, while RSA is more reliable in key distribution security.