Análisis del costo computacional de la criptografía en microcontroladores

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.