A Study on the Lightweight Encryption Method for Secure MQTT Communication

안전한 MQTT 통신을 위한 경량 암호화 방법에 관한 연구

  • Jeon, Yu-ran (Sungshin Women's University Department of Mathematics) ;
  • Joo, Soyoung (Sungshin Women's University Department of Future Convergence Technology Engineering) ;
  • Lee, Il-Gu (Sungshin Women's University Department of Future Convergence Technology Engineering)
  • 전유란 (성신여자대학교 수학과) ;
  • 주소영 (성신여자대학교 미래융합기술공학과) ;
  • 이일구 (성신여자대학교 미래융합기술공학과)
  • Published : 2022.05.26

Abstract

In recent years, research has been actively conducted to solve overhead problems caused by the increase in the number of IoT devices. MQTT, one of the IoT lightweight protocols for resolving performance degradation in IoT environments, is standardized to enable efficient operation in many-to-many communication environments, but there is a security vulnerability as it does not provide encryption by default. Although TLS communication technology can be applied to solve these problems, it is difficult to meet IoT's lightweight power-saving requirements. This paper introduces the latest MQTT communication encryption trends and analyzes IoT applicability by comparing TLS encryption and payload encryption methods.

최근 IoT(Internet of Things) 기기의 수가 증가함에 따라 발생하는 오버헤드 문제를 해결하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. IoT 환경에서의 성능저하 문제를 해결하기 위한 IoT 경량화 프로토콜 중 하나인 MQTT(Message Queue Telemetry Transport)는 다대다 통신 환경에서 효율적인 동작이 가능하도록 표준화되었지만, 통신 시스템에 적용되어 구현될 때 암호화를 하지 않는 것이 디폴트로 설정되어 보안이 취약한 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 TLS(Transport Layer Security) 암호화 통신 기술을 적용할 수 있지만, IoT의 경량 저전력 요구조건을 만족하기 어렵다. 본 논문에서는 최신 MQTT 통신 암호화 기술 동향을 소개하고, TLS 암호화 통신 및 페이로드 암호화 방식을 비교하여 IoT 적용 가능성을 분석한다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2022년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원(No. 2020R1F1A1061107)과 2022년도 정부(산업통상자원부)의 재원으로 한국산업기술진흥원의 지원(P0008703, 2022년 산업혁신인재성장지원사업)을 받아 수행된 연구임.