Efficient Group Key Management for Internet of Things

The Internet of Things has become the next big step of a general Internetevolution, and conveys the assurance of security as one of the biggest challenge.In particular, use cases and application scenarios that adopt groupcommunication schemes need to be properly secured, in order to protect themessage exchange among group members from a number of security attacks.A typical way to achieve secure group communication relies on the adoptionof a symmetric group key shared among all the group members. This in turnrequires to rely on a group key management scheme, which is responsible forrevoking and renewing the group key when nodes join or leave the group.Due to the resource-constrained nature of typical IoT devices, the adoptedgroup key management scheme should be ecient and highly scalable withthe group size.This thesis project has been conducted in collaboration with SICS SwedishICT, a research institute with focus on applied computer science. We haveimplemented an ecient group key management protocol initially proposedand designed by SICS, considering the Contiki operating system and resourceconstrainedIoT platforms. We have also experimentally evaluated the protocolin terms of storage overhead, communication overhead, energy consumptionand total required rekeying time.Internet of Things har blivit nästa stora steg i en generell utveckling avInternet, där en av de största utmaningarna är att garantera säkerhet.Speciellt användningsfall och applikationsscenarion som använder metoderför gruppkommunikation måste vara ordentligt säkrade, för att kunna skyddautbyte av meddelanden mellan gruppens medlemmar från ett antal attackscenarion.Ett vanligt sätt att uppnå säker gruppkommunikation baseras på användningav en symmetrisk gruppnyckel som delas av alla gruppens medlemmar.Detta i sin tur gör det nödvändigt att förlita sig på ett system för hanteringav gruppnycklar, vilket är ansvarigt för återkallning och förnyelse av nycklarnär noder går med i eller lämnar gruppen.På grund av att typiska IoT enheter har begränsade resurser måste metodensom används för hantering av gruppnycklar vara eektiv och mycketskalbar med gruppstorleken.Denna masteruppsats har utförts i samarbetet med SICS Swedish ICT,ett forskningsinstitut med fokus på applicerad datavetenskap. Vi har implementeratett eektiv protokoll för hantering av gruppnycklar ursprungligenframtaget och designat av SICS, med operativsystemet Contiki och resursbegränsade IoT-plattformar i åtanke. Vi har också experimentellt utvärderatprotokollet med hänsyn till overhead för datalagring, overhead för kommunikation,energikonsumtion och den totala tiden som krävs för förnyelse avnycklar