マイクロコントローラーからサーバーへのデータの安全な送信
Arduino（マイクロコントローラー）からサーバーにデータを安全に転送したい。
明白な解決策はおそらくTLSを使用することですが、arduinoにはそれを実行する機能がありません。
必要な機能（暗号化と認証）を備えたArduinoで実行できる他の軽量実装も見つかりませんでした。
ただし、Arduinoで実行できるAES128-CBCとHMAC-SHA256の両方の実装を見つけました。これらのアルゴリズムを使用したいと思います。
問題は、AESが初期化ベクトルを必要とすることです。これは、マイクロコントローラーを使用して達成するのは困難であり、ハードウェア乱数発生器をひもでつなぎたくありません。
危険ゾーンに入る：
サーバーに生成を依頼してください。
Arduinoとサーバーの両方がメモリに持っている2つのキーがあると仮定します。
- ある種のHELLO SERVERパケットをサーバーに送信する
- サーバーは/ dev/randomを使用してランダムな初期化ベクトルを生成し、HMAC-SHA256ハッシュを追加して、それをarduinoに送り返します。
- ArduinoはHMAC-SHA256ハッシュを使用して受信したIVを検証します。
- Arduinoは、AES128-CBC（受信したIVを使用）を使用して平文を暗号化し、HMAC-SHA256を介して実行し、結果のハッシュを暗号文に追加します。
- Arduinoは結果をサーバーに送信します
- サーバーはHMACを検証し、記憶しているIVを使用して暗号文を復号化します。
これはまったく実行可能な音ですか？
2つの一意の事前共有キーを使用する必要がありますか？ 1つはAES用で、もう1つはHMAC用ですか？ 1つのキーを使用しても、AESのセキュリティはSHA256に依存するだけですか？
追加のハードウェアなしで私が望むものを達成する他の方法はありますか？
免責事項：これは楽しい学習目的のためだけです：私の温度データはそれほど敏感ではありません。
IV生成をサーバーにオフロードするというあなたの考えは、論理的ですばらしいようです。より安全にするために追加したいことがいくつかあります。
一般的な経験則は ハッシュと暗号化に異なるキーを使用する です。
HMAC/AESに使用されるキーが危険にさらされた場合はどうしますか？残念ながら、私にはまだその問題に対する保守/実装が簡単な解決策はありません。
現在のスキームでは、誰かがHELLO SERVERパケットを再生し、サーバーからランダムなIVを生成し続けることができます。 HELLO SERVERメッセージを固定AESキーで暗号化し、パケットでタイムスタンプを送信することで、これを防ぐことができます。
すべてのメッセージでタイムスタンプ/ノンスを維持して、誰もあなたの温度値/ IVを再生しないようにすることができます。これには、リプレイ検出のためにクライアントとサーバーにスライディングウィンドウを実装する必要があります。
1つの可能な最適化は、サーバーがクライアントの登録時にAESキーとIVを生成することです。これにより、キーが漏洩した場合でも、すでに登録されているArduinoデバイスは影響を受けません。
上記のすべての点について、セキュリティ/開発者の時間のトレードオフを検討してから、決定を下します。