Bridging IoT infrastructure and cloud application using cellular-based internet gateway device

An Internet of Things (IoT) middleware can solve interoperability problem among “things” in IoT infrastructure by collecting data. However, the sensor nodes’ data that is collected by the middleware cannot be directly delivered to cloud applications since the sensor nodes and the middleware are located in intranet. A solution to this problem is an Internet Gateway Device (IGD) that retrieves data from the middleware in intranet then forwards them to cloud applications in the internet. In this study, an IGD based on cellular network is proposed to provide wide-coverage internet connectivity. Two test scenarios were conducted to measure delay and throughput between the IGD and the cloud application; using data from DHT22 sensor and image sensor respectively. The results of the first test scenario using DHT22 sensor show that the average delay is under 5 seconds and the maximum throughput is 120 bps, while the second one using image sensor concludes that the average delay is 595 seconds and the maximum throughput is 909 bps

Middleware for Network Interoperability in IoT

One solution for interoperability issue in IoT is a middleware which is competent on resolving the problems of syntactical, semantic, and network interoperability. In previous study, a middleware capable of addressing semantic and syntactical interoperability challenges has been developed, yet has not responded to network interoperability matter. In this paper we continue our previous research by adding BLE and 6LoWPAN features to the middleware's communication media, so it may communicate with various devices. Interoperability test results show that the middleware is capable of responding to network interoperability challenges and able to receive data from multiple nodes simultaneously

Optimasi Pemilihan Layanan Streaming Multimedia Berbasis UPnP Untuk Kondisi Dinamis

AbstrakUniversal Plug and Play (UPnP) memungkinkan adanya jaringan tanpa konfigurasi dan administrasi manual. UPnP bekerja pada jaringan yang mendukung pesan multicast. Ia mengatur pengalamatan, penemuan, deskripsi, serta pemilihan perangkat dan layanan. Proses penemuan layanan dalam lingkungan dinamis harus mengurangi konfigurasi manual, memungkinkan penemuan otomatis dan pemilihan layanan yang optimal, serta menawarkan secara terkini layanan-layanan yang tersedia. Pada kondisi di mana beberapa host menyediakan layanan yang sama, bagaimana klien memilih layanan menjadi permasalahan tersendiri. Pemilihan layanan yang paling sesuai dapat dilakukan secara otomatis oleh klien UPnP. Pemilihan layanan dilaksanakan berdasarkan parameter yang mencerminkan kondisi jaringan saat itu, seperti delay dan packet loss. Pada aplikasi-aplikasi streaming multimedia berbasis UPnP yang ada, pemilihan layanan dilakukan tanpa penentuan prioritas sama sekali. Aplikasi klien mengambil begitu saja salah satu layanan streaming multimedia dari sejumlah perangkat penyedia layanan di jaringan, bahkan secara acak. Implementasi aplikasi streaming multimedia di lingkungan dinamis menyebabkan perlunya optimasi terhadap mekanisme pemilihan layanan yang sudah ada. Pada penelitian ini diusulkan metode dalam melakukan optimasi pada pemilihan layanan streaming multimedia berbasis UPnP untuk kondisi dinamis, yaitu kondisi di mana dapat terjadi perubahan pada delay, packet loss, dan ketersediaan layanan. Dari hasil percobaan, terbukti bahwa optimasi tersebut menurunkan end-to-end delay rata-rata antara klien dengan penyedia layanan streaming multimedia sebesar 35,343%, meski terdapat anomali pada beberapa skenario, yaitu naiknya end-to-end delay rata-rata, yang bisa jadi dipengaruhi oleh peningkatan beban kerja penyedia layanan.Kata kunci: pemilihan layanan, streaming, UPnPAbstractUniversal Plug and Play (UPnP) enables networking without manual configuration and administration. UPnP works at a network supporting multicast messages. It arranges addressing, discovery, description, and also device and service selection. The process of service discovery in dynamic environment should reduce manual configuration, enable automatic discovery and optimal service selection, and also offer up-to-date services available. In a condition where some hosts run same services, how clients select them becomes one interesting issue. The selection of the most appropriate service is to be done automatically by UPnP clients. Service selection will be held based on current condition of the network, such as delay and packet loss. On existing multimedia streaming applications, service selection is done without any prioritizing. Client applications just fetch a service from a number of service providers in the network, even randomly. Implementations of multimedia streaming applications in dynamic environment, where there might be changes on delay, packet loss, and the availability of services at service providers, causes the urgency of optimization in existing service selection mechanism. In this study, a method of optimizing the UPnP-based service selection of multimedia streaming for dynamic condition is proposed. Experiments prove that the optimization reduces average end-to-end delay between clients and multimedia streaming service providers at the rate of 35.343%. There were anomalies at some scenarios though. Some delay grew higher, which could be affected by the increase of service providers’ load.Keywords: service selection, streaming, UPn

Implementasi Mekanisme End-To-End Security pada IoT Middleware

Pada penelitian sebelumnya telah dikembangkan sebuah middleware dengan pendekatan event-driven yang mampu mendukung interoperabilitas berbagai macam perangkat sensor pada lingkungan IoT. Namun, skema komunikasi pada middleware tersebut masih terdapat celah keamanan dan menimbulkan ancaman berupa eavasdropping. Solusi dari permasalahan ini adalah menerapakan mekanisme end-to-end security. Dalam penelitian ini dilakukan penerapan algoritme kriptografi AES-CBC 128 pada komunikasi node sensor ke middleware dan mekanisme TLS pada komunikasi middleware dengan aplikasi berbasis IoT. Hasil yang didapat end-to-end security berbasis kriptografi pada pub/sub dapat menjamin kerahasiaan data dengan enkripsi payload akan tetapi topik masih terlihat, sedangkan TLS/SSL menjamin kerahasiaan seluruh data yang dikirim. Penggunaan mekanisme ini tidak berdampak signifikan pada delay pengiriman data, yaitu masih dibawah 1 detik AbstractAn IoT middleware for handling interoperability is proposed in previous works. However, a vulnerability that can lead to the eavesdropping attack exist. there is no security mechanism in the communication system among middleware with other parties like node sensors and subscribers. This research implements the end to end security to the existing IoT middleware.  AES-CBC 128 is used to secure communication between sensor nodes to middleware and used TLS/SLL between middleware and subscriber. The results show both mechanisms can securely communication between middleware and other parties, but AES-CBS can only secure data payload, not entire data. This mechanism has no significant impact on the delay transmission, which is still under 1 secon

Implementasi Algoritme Dijkstra Dan Logika Fuzzy Untuk Pencarian Jalur Pada Arsitektur Jaringan Software Defined Network (SDN)

Software Defined Network (SDN) merupakan konsep yang memisahkan seluruh control logic dari perangkat jaringan dan bekerja secara terpusat oleh sebuah node bernama controller. Salah satu aplikasi jaringan yang dapat diterapkan pada controller adalah routing. Algoritme routing berperan dalam menghasilkan jalur, contohnya algoritme Dijkstra yang bekerja dengan cara mencari bobot terendah dari satu node ke node lain pada jaringan. Bobot yang digunakan berperan untuk menentukan jalur mana yang dipilih. Ketika bobot yang digunakan adalah nilai tetap, seperti jarak, mungkin akan menghasilkan jalur terpendek namun bukan jalur yang optimal, karena kondisi link tidak dipertimbangkan. Dengan SDN yang bersifat programmable, bobot algoritme Dijkstra dapat dikembangkan dengan mempertimbangkan kondisi link dan kecerdasan buatan dapat diterapkan untuk perhitungan bobot. Pada penelitian ini, bobot yang digunakan berdasarkan available bandwidth dan packet loss dengan memanfaatkan logika fuzzy. Hasil dari pengujian, sistem dapat menentukan bobot link berdasarkan available bandwidth dan packet loss dan menemukan jalur untuk dilalui paket. Berdasarkan pengujian delay, sistem lebih unggul daripada algoritme Dijkstra bobot statis. Kemudian berdasarkan pengujian packet loss, sistem memiliki packet loss berkisar antara 0-1%, sedangkan algoritme Dijkstra bobot statis mengalami kenaikan signifikan pada jumlah client 25 ke atas. Namun pada hasil convergence time, sistem memiliki waktu yang lebih lama daripada algoritme Dijkstra bobot statis

Implementasi Algoritme Salsa20 Untuk Mengamankan Data Gps Menggunakan Perangkat Raspberry PI 3

Internet of Things (IoT) merupakan sebuah konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet. Di dalam sistem IoT perangkat dapat melakukan pertukaran data secara otomatis tanpa memerlukan interaksi manusia. Di balik kemudahan sistem IoT, terdapat masalah yang cukup serius. Pertukaran data yang dilakukan pada konektivitas internet sangat rentan terhadap penyadapan. Misalnya pada sistem pelacakan lokasi kendaraan untuk mengetahui posisi kendaraan secara real time. Informasi dari lokasi GPS yang dikirimkan dapat digunakan oleh penjahat untuk melakukan berbagai macam kejahatan seperti penguntitan, perampokan, pencurian hingga penculikan. Algoritme Salsa20 merupakan algoritme kriptografi yang dapat digunakan untuk melakukan enkripsi dan dekripsi pesan. Algoritme Salsa20 dapat mengamankan data tanpa menggunakan banyak alokasi memori sehingga cocok untuk diterapkan pada perangkat IoT yang memiliki keterbatasan sumber daya. Pada penelitian ini algoritme Salsa20 diimplementasikan pada Raspberry Pi 3 untuk mengamankan data GPS yang didapatkan dari module SIM7600G-H 4G HAT. Raspbery Pi 3 yang berperan sebagai publisher mengirimkan data terenkripsi ke broker online HiveMQ untuk kemudian dilanjutkan proses pengiriman kepada subscriber. Ketika subscriber sudah menerima data, proses dekripsi dilakukan untuk mengembalikan pesan terenkripsi menjadi pesan yang dapat dibaca. Hasil pengujian serangan sniffing menunjukkan bahwa data yang diterima hanyalah berupa data ciphertext sehingga tidak dapat dibaca oleh orang lain yang tidak memiliki izin akses. Kemudian pada pengujian serangan ciphertext-only attack, sistem memaksa untuk mendapatkan plaintext dengan memasukan nilai key dan nonce secara brute force, tetapi serangan tersebut gagal dan plaintext-nya tidak berhasil didapatkan

Implementasi Container Live Migration Antar-Cloud Provider Menggunakan Podman dan CRIU

Cloud computing merupakan teknologi yang penting dan cukup banyak digunakan saat ini. Beberapa perusahaan yang menyediakan layanan cloud computing saat ini antara lain Google, Microsoft, IBM, dan Amazon. Salah satu layanan cloud computing yang populer adalah virtualisasi. Virtualisasi memungkinkan sebuah mesin tunggal menjalankan berbagai peran dari suatu layanan yang berjalan. Dalam penerapannya, virtualisasi pada cloud computing tidak dapat terlepas dari proses live migration. Live migration mesin virtual memerlukan keseluruhan state dari mesin virtual sumber untuk dipindahkan ke mesin virtual tujuan. Disisi lain, terdapat teknik live migration yang bernama container live migration yang hanya membutuhkan state dari layanan yang akan dipindahkan. Penelitian ini menerapkan teknik container live migration untuk memindahkan layanan dari sebuah mesin virtual ke mesin virtual lainnya, tanpa harus memindahkan keseluruhan state dari mesin virtual sumber ke mesin virtual tujuan, menggunakan Podman dan CRIU. Dengan Podman, sebuah layanan dapat berjalan sebagai proses terisolasi, independen terhadap lingkungan sekitarnya. Dengan CRIU, layanan dapat dihentikan dan dipindahkan dari satu mesin ke mesin lainnya. Hasil pengujian fungsional menunjukkan bahwa metode live migration yang diusulkan mampu memindahkan layanan antar-cloud provider yang berbeda. Hasil pengujian implementasi container live migration antar cloud provider menggunakan Podman dan CRIU menunjukkan rata-rata waktu downtime sebesar 34,618 detik, dan rata-rata waktu migration time sebesar 71,627 detik

Implementasi Algoritme Bellman-Ford Dengan Logika Fuzzy Untuk Pencarian Jalur Pada Software Defined Network (SDN)

Software Defined Network (SDN) adalah arsitektur jaringan yang didesain sedemikian rupa agar lebih fleksibel dan lebih mudah diatur. Pada SDN dapat diimplementasikan salah satu contoh program yaitu routing. Routing adalah proses penentuan atau pencarian jalur yang paling pendek untuk mengirimkan paket dari pengirim ke penerima. Algoritme yang melakukan pencarian jalur adalah algoritme routing. Salah satu algoritme routing yang dapat digunakan adalah algoritme Bellman-Ford. Algoritme routing memilih jalur berdasarkan bobot link yang terhubung. Bobot dari setiap link dapat diatur oleh administrator menjadi bernilai “1” (Bellman-Ford dengan bobot statis). Link dengan hop terkecil atau bandwidth terbesar akan terpilih tanpa mempertimbangkan kepadatan lalu lintas dari link tersebut. Sehingga dilakukan implementasi algoritme Bellman-Ford dengan logika fuzzy. Algoritme Bellman-Ford dengan menggunakan parameter traffic dan delay sebagai bobot dari link. Bobot link didapatkan dengan perhitungan menggunakan logika fuzzy. Berdasarkan hasil pengujian pencarian jalur, sistem telah mampu melakukan pencarian jalur dengan bobot link berparameter traffic dan delay. Berdasarkan hasil pengujian throughput, sistem memiliki hasil yang lebih unggul dibandingkan dengan algoritme Bellman-Ford dengan bobot statis. Berdasarkan hasil convergence time, sistem ini memiliki convergence time yang lebih buruk dibandingkan dengan algrotime Bellman-Ford dengan bobot statis. Kemudian berdasarkan hasil pengujian packet loss, algoritme Bellman-Ford dengan bobot statis memiliki packet loss yang paling buruk