ARM based UART data transmission with asymmetric key encryption using RSA algorithm

Abstract

Data security is something essential in the world today and as such, there has been a tremendous amount of research and work carried out by people from various professional realms so as to ensure data is always secure. The basis of this project work is solely based on this reason. Also, the expansion of such technology so as to encompass other devices that may deal with data transmission played another part for making such a decision. For the purpose of this thesis, an attempt to implement data security on a microcontroller device (ARM) was carried out. This was conducted using a serial connection based on RS-232 standard with the use of UART for the transmission of such data. UART, which is an asynchronous means of transmission, is based on adjustable data transmission speed and data format. A terminal emulator was also used for testing purposes and it helps to view serial data from the microcontroller and also helps in transmitting to the microcontroller for testing purposes. Data encryption was employed as a means of securing data. Data cryptography is divided into two categories which includes symmetric and asymmetric key cryptography. RSA algorithm was used for data encryption and decryption and it falls under the asymmetric key group. It works by using two pairs of keys, one pair public and the other pair private. 512–bits key length was used for the key pairs, while not being the best standard currently; it still serves the purpose it was intended for in this project. Key lengths should be chosen based on the type of data being secured as a general rule. The encryptions and subsequent decryption of data turned out to be successful on the microcontroller which was the platform of implementation. The successful implementation shows that it is possible to port this method of data security to other platforms. In the future, I hope to be able to introduce such algorithm to mobile devices in send and receiving messages deemed important.

Tietoturva on hyvin olennainen osa tämän päivän maailmaa, ja siksi eri alojen ammattilaiset ovat tehneet valtavan määrän työtä ja tutkimusta tiedon turvassa pysymisen varmistamiseksi. Tämän projekti pohjautuu yksinomaan siihen. Myös sellaisen teknologian laajentuminen kattamaan muita laitteita, jotka saattavat olla tekemisissä datan lähettämisen kanssa, oli toinen merkittävä tekijän tällaisen päätöksen tekemisessä. Tässä lopputyössä pyrittiin toteuttamaan tietoturvaratkaisu mikro-ohjainlaitteella (ARM). Tämä toteutettiin käyttämällä RS-232-standadiin perustuvaa sarjayhteyttä. UART:ta käytettiin datan siirtämiseen. UART, joka on asynkroninen lähetystapa, pohjautuu säädettävään datasiirtonopeuteen ja dataformaattiin. Myös pääte-emulaattoria käytettiin testaamiseen, ja se auttaa mikrokontrollerin sarjamuotoisen datan seuraamista, ja myös sen lähettämistä mikro-ohjaimelle testitarkoituksessa. Tiedon salaamista käytettiin keinona sen suojaamiseen. Datakryptografia jakautuu kahteen kategoriaan, jotka ovat symmetrisen ja asymmetrisen avaimen suojaus. RSA-algoritmia, joka kuuluu asymmetristen avainten ryhmään, käytettiin tiedon salaamiseen ja purkamiseen. Se käyttää kahta avainparia, yhtä julkista ja yhtä yksityistä. 512 bitin avainpituutta käytettiin avainpareihin. Vaikkei se olekaan paras tämänhetkisistä standardeista, se on edelleen toimiva siinä käytössä, johon sitä tässä projektissa tarvittiin. Avainten pituudet tulisi pääsääntöisesti valita salattavan tiedon tyypin perusteella. Tiedon salaaminen ja sitä seuraava salauksen purkaminen osoittautuivat toimiviksi UC:lla, jota käytettiin työn alustana. Onnistunut [implementaatio] osoittaa, että tämän tietojensuojausmenetelmän siirtäminen muille alustoille on mahdollista. Toivon voivani esitellä sellaisen algoritmin mobiililaitteille tärkeiksi luokiteltujen viestien lähettämiseen ja vastaanottamiseen.