Riset-disertasi

Riset-1 (ROI + Ascon via CoAP) → Paper Conference [port 5001 - 6001]

Tujuan: menunjukkan keunggulan selective encryption untuk multimedia di IoT. Evaluasi:

1. Kinerja sistem
   • CPU usage / execution time enkripsi (per gambar, per resolusi).
   • Latency end-to-end (ClientA → ServerB).
   • Payload size (bytes dikirim).
   • Retransmisi (via pcap).
2. QoE (Quality of Experience)
   • SSIM/PSNR area non-ROI (harus ≈1 / ∞ → fidelity utuh).
   • SSIM area ROI (rendah → privasi terlindungi).
3. Cryptographic footprint
   • Distribusi bytes terenkripsi antar gambar/resolusi.
4. Privasi visual
   • Apakah ROI (misalnya wajah) tak terbaca setelah enkripsi.

---

Riset-2 (App-layer vs Transport-layer vs Hybrid) → Paper Q1 [port 5002 - 6002]

Tujuan: membandingkan keamanan di layer aplikasi (ROI+Ascon) vs layer transport (OSCORE) vs kombinasi keduanya (cross layer).

1. Perbandingan overhead antar layer
   • Latency (CoAP vs OSCORE vs ROI+Ascon+OSCORE).
   • Payload size (besar header tambahan OSCORE).
   • CPU usage: ROI+Ascon (app) vs OSCORE (transport).
2. Reliabilitas komunikasi
   • Packet retransmission / packet loss.
   • Goodput (gambar/MBps efektif).
3. Security
   • Transport: full payload protected, tapi tidak selective.
   • App-layer: selective encryption, lebih hemat.
   • Kombinasi: double protection, overhead lebih tinggi.
4. Platform diversity
   • Evaluasi di VM (GNS3) vs Raspberry Pi vs ESP32.
   • Apakah constraint hardware mempengaruhi performa signifikan.

---

Riset-3 (NanoCipher – AEAD baru) → Paper Q1 [port 5003 - 6003]

Tujuan: membuktikan NanoCipher sebagai AEAD ringan khusus multimedia. Evaluasi inti (kriptografi + sistem):

1. Benchmark kriptografi (MCU/CPU level)
   • Cycles/byte (ukur dengan benchmark Ascon/PRESENT/ChaCha20).
   • Throughput (MB/s).
   • Code size (flash, KB).
   • RAM usage.
   • Energy/byte (estimasi via current measurement di Raspberry Pi/ESP32).
2. Keamanan algoritma
   • Correctness: Known Answer Test (KAT).
   • Nonce misuse resistance (uji basic).
   • Konsistensi constant-time (cek dengan alat timing).
3. Perbandingan dengan cipher lain
   • Ascon.
   • PRESENT.
   • ChaCha20.
   • AES.
4. Integrasi
   • Kirim gambar (via libcoap) dengan NanoCipher.
   • Latency, payload, CPU, QoE → dibandingkan Ascon/AES/ChaCha20/PRESENT.

---

Riset-4 (NanoCipher + OSCORE) → Paper Q1 [port 5004 - 6004]

Tujuan: menguji apakah NanoCipher bisa jadi alternatif AEAD di OSCORE (transport security). Evaluasi:

1. Integrasi OSCORE
   • Modifikasi libcoap → NanoCipher jadi AEAD opsional di COSE.
   • Kinerja encode/decode OSCORE.
2. Perbandingan OSCORE-AES vs OSCORE-Ascon vs OSCORE-NanoCipher
   • Latency per message.
   • Payload overhead.
   • CPU usage.
   • Energy consumption.
3. Robustness
   • Correctness (uji KAT + interop message decrypt).
   • Replay protection (uji ulang id_context, sequence number).
4. Resource impact (IoT)
   • Memory footprint tambahan bila OSCORE pakai NanoCipher.
   • Apakah Raspberry/ESP32 masih muat (RAM/flash).

Untuk kode dapat dilihat pada https://gitlab.com/aditbgoode/disertasi/

Skema

Client

/home/noble/
├─ shared/
│  ├─ images/                         # dataset (akan digunakan untuk R1–R4 pakai)
│  │  ├─ 640x360/  1280x720/  1920x1080/
│  └─ algorithms/                     # reusable libs & wrappers
│     ├─ ascon/                       # upstream ascon-c (dari github resmi)
│     ├─ ascon_r1_cli/                # wrapper CLI utk R1 (ascon_aead_cli + Makefile)
│     ├─ nanocipher/                  # upstream NanoCipher
│     └─ nanocipher_r3_cli/           # wrapper NanoCipher utk Riset-3/Riset-4
├─ libcoap/                           # libcoap (diambil dari github resmi)
└─ experiments/
   ├─ coap_5001_6001/                 # R1 artefak
   │  ├─ client/
   │  │  ├─ bin/                      # ascon_aead_cli (copy dari shared/*_cli/build)
   │  │  ├─ scripts/                  # detect_poi.py, encrypt_roi_ascon.py, run_r1.sh
   │  │  └─ processed_r1/
   │  │     ├─ 640x360/ 1280x720/ 1920x1080/
   │  └─ libcoap_client/
   │     └─ coap-client
   ├─ coap_5002_6002/                 # R2 artefak
   ├─ coap_5003_6003/                 # R3 artefak
   └─ coap_5004_6004/                 # R4 artefak

Server

/home/noble/
├─ shared/
│  └─ algorithms/                     # reusable libs di server juga
│     ├─ ascon/                       # upstream ascon-c (steril)
│     ├─ ascon_r1_cli/                # wrapper CLI utk R1 (build server)
│     ├─ nanocipher/                  # upstream NanoCipher
│     └─ nanocipher_r3_cli/           # wrapper NanoCipher utk R3/R4
├─ libcoap/                           # libcoap (build sekali per host)
└─ experiments/
   ├─ coap_5001_6001/
   │  └─ server/
   │     ├─ bin/                      # coap-echo-server, ascon_aead_cli (copy dari shared/*_cli/build)
   │     ├─ inbox/
   │     ├─ tmp/
   │     ├─ decrypted/
   │     └─ logs/
   ├─ coap_5002_6002/                 # R2 artefak
   ├─ coap_5003_6003/                 # R3 artefak
   └─ coap_5004_6004/                 # R4 artefak