Análisis del costo computacional de la criptografía en microcontroladores

Sierra Jerez, Cristian Manuel; Plata Vera, Abad

Publicación:
Análisis del costo computacional de la criptografía en microcontroladores

dc.contributor.advisor	Barrero Pérez, Jaime Guillermo
dc.contributor.author	Sierra Jerez, Cristian Manuel
dc.contributor.author	Plata Vera, Abad
dc.contributor.evaluator	Abreo Carrillo, Sergio Alberto
dc.contributor.evaluator	Fajardo Ariza, Carlos Augusto
dc.date.accessioned	2025-11-18T15:15:34Z
dc.date.available	2025-11-18T15:15:34Z
dc.date.created	2025-11-18
dc.date.issued	2025-11-18
dc.description.abstract	La criptografía se entiende como la ciencia de ocultar o transformar la información mediante el uso de claves generadas por operaciones matemáticas que requieren recursos computacionales para ejecutarse, permitiendo cifrar o descifrar la información. Los microcontroladores son dispositivos electrónicos usados para monitorear variables y procesos en soluciones del internet de las cosas (IoT) donde según su arquitectura y características su costo varía en el mercado. Esta investigación implementó una metodología de evaluación sobre la viabilidad de la criptografía aplicada en los microcontroladores ESP32 DEV Module, Raspberry Pi Pico, STM32F103CB y Arduino Uno R3. De los cuales, el ESP32 es el único que incorpora un acelerador criptográfico por hardware, lo que le otorga una ventaja significativa en la ejecución de algoritmos al reducir la carga de cómputo sobre el procesador principal. La metodología se enfocó en la evaluación del consumo de memoria, tiempo de cómputo, consumo energético y nivel de seguridad de los algoritmos criptográficos, apoyándose en equipos de alta precisión capaces de medir corrientes desde 200 nA hasta 1 A con cambios de escala muy cortos. Por ello, el objetivo principal de esta investigación es implementar algoritmos criptográficos en microcontroladores de bajo costo para el análisis de su eficiencia y costo computacional. En definitiva, la investigación demostró que la implementación de criptografía en microcontroladores es viable siempre que exista un balance adecuado entre algoritmo y plataforma según las necesidades de cada aplicación, permitiendo alcanzar eficiencia en velocidad, consumo energético y seguridad.
dc.description.abstractenglish	Cryptography is understood as the science of hiding or transforming information through the use of keys generated by mathematical operations that require computational resources to execute, allowing information to be encrypted or decrypted. Microcontrollers are electronic devices used to monitor variables and processes in Internet of Things (IoT) solutions, where their cost varies in the market depending on their architecture and characteristics. This research implemented an evaluation methodology on the feasibility of cryptography applied to the ESP32 DEV Module, Raspberry Pi Pico, STM32F103CB, and Arduino Uno R3 microcontrollers. Of these, the ESP32 is the only one that incorporates a hardware cryptographic accelerator, which gives it a significant advantage in the execution of algorithms by reducing the computational load on the main processor. The methodology focused on evaluating the memory consumption, computation time, energy consumption, and security level of cryptographic algorithms, relying on high-precision equipment capable of measuring currents from 200 nA to 1 A with very short scale changes. Therefore, the main objective of this research is to implement cryptographic algorithms in low-cost microcontrollers to analyze their efficiency and computational cost. In short, the research showed that implementing cryptography in microcontrollers is feasible as long as there is an appropriate balance between algorithm and platform according to the needs of each application, allowing for efficiency in speed, energy consumption, and security.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Electrónico
dc.description.orcid	https://orcid.org/0009-0007-1364-9772
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/46503
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Ingeniería Electrónica
dc.publisher.school	Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Algoritmos criptográficos
dc.subject	Costo computacional
dc.subject	Microcontroladores
dc.subject.keyword	Cryptographic algorithms
dc.subject.keyword	Computational cost
dc.subject.keyword	Microcontrollers
dc.title	Análisis del costo computacional de la criptografía en microcontroladores
dc.title.english	Analysis of the computational cost of cryptography in microcontrollers
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
dspace.entity.type	Publication