b. Kết quả thử nghiệm, so sánh, đánh giá và nhận xét
Bảng 3.4 minh họa thời gian xử lý tương ứng với từng bước của giao thức DTLS. Việc đo đạc trên MN là khơng cần thiết do phân hệ này được triển khai trực tiếp trên máy tính với hiệu năng cao. Vì thế, Bảng 3.4 chỉ đưa ra các giá trị tương ứng với DTLS trên các thiết bị cảm biến gồm 8 bước. Trong mơ hình đề xuất, thiết bị cảm biến nhận và trả lời yêu cầu từ phân hệ MN nên đĩng vai trị là máy chủ (server) trong mơ hình khách/chủ. Cĩ thể thấy, thời gian xử lý chủ yếu tập trung vào hai bước: trao đổi khĩa (ServerKeyExchange) (khoảng 20 giây) và thay đổi phương thức mã hĩa (ChangeCipherSuite) (khoảng 10 giây). DTLS sử dụng thuật tốn mã hĩa dựa trên đường cong Elliptic (ECC) với độ dài khĩa ngắn. Tuy nhiên, vấn đề trao đổi khĩa lại dựa trên tính một chiều của hàm logarit rời rạc với một số nguyên tố đủ lớn, nên địi hỏi nhiều phép tính phức tạp. Bước (5) được bỏ qua do việc xác thực chữ ký số thường dẫn đến tràn bộ nhớ RAM và khởi tạo lại tồn bộ quá trình bắt tay. Mặc dù vậy, việc gửi chứng thư của thiết bị vẫn được tiến hành tại Bước (3) với mục tiêu đảm bảo tính tồn vẹn và xác thực của dữ liệu khi nhận được tại MN.
Bảng 3.4. Quá trình bắt tay của DTLS tại thiết bị
Thời gian Thời gian (ms)
(1) HelloVerifyRequest 2 (5) CertificateRequest* (0 thực hiện)
(2) ServerHello 2 (6) ServerHelloDone 2
(3) Certificate* 3 (7) ChangeCipherSpec 9.800
Bảng 3.5 đưa ra các giá trị đo liên quan bộ nhớ ROM và RAM trong trường hợp truyền thơng điệp với UDP thơng thường và trường hợp cĩ tích hợp DTLS. Rõ ràng, tích hợp DTLS khiến bộ nhớ ROM tăng khoảng 28 KB và bộ nhớ RAM tăng khoảng 1.2 KB. Mức tăng này là chấp nhận được với thiết bị như REMote (512 KB ROM và 32KB RAM).
Bảng 3.5. Bộ nhớ thiết bị sử dụng DTLS với hai thư viện tinyDTLS và tinyECC
Thiết bị bình thường Thiết bị với DTLS
ROM 48,8 KB 76,8 KB
RAM 11,6 KB 12,8 KB
Những phân tích ở trên là cơ sở để thiết lập các thơng số cài đặt và cấu hình cần thiết cho hệ thống theo dõi sức khỏe của bệnh nhân bằng cảm biến IoT y tế. Một trong những thơng số quan trọng nhất chính là thời gian duy trì phiên kết nối. Thời gian này hồn tồn phụ thuộc vào thiết bị cảm biến cần sử dụng. Ví dụ, thời gian đo nhịp thở trung bình khoảng 5 phút (trong đĩ 3 phút là khoảng thời gian cần thiết để thiết bị hoạt động ở trạng thái ổn định). Đo huyết áp, phế dung, lượng đường trong máu cần 2 phút, trong khi thời gian để đo nhiệt độ cơ thể là khoảng 1 phút. Nếu so sánh với quá trình đo đạc tại thiết bị cảm biến, thì thời gian 30 giây thực hiện bắt tay (DTLS handshake) là cĩ thể chấp nhận được. Thí nghiệm cũng tiến hành thực hiện hơn 1.000 phép đo đạc, trong đĩ trong một lần sẽ cĩ 5 truy vấn được gửi đi đồng thời với 5 thiết bị khác nhau trên cùng một MN. Tỷ lệ các truy vấn được thực hiện thành cơng và trả về kết quả là 100%.
Trong nguyên bản của cấu trúc DTLS, tác giả luận án cùng cộng sự đã nhiều lần thực hiện trong mơi trường thực tế cũng như mơ hình giả lập trên Contiki trong một thời gian dài, kết quả cho thấy, mạng IoT thiết bị tài nguyên yếu khơng thể hoạt động được, khơng cĩ một giao dịch nào cĩ thể thực hiện được trong suốt quá trình thử nghiệm, điều đĩ cho thấy, giao thức DTLS là quá nặng và chiếm dụng quá nhiều tài nguyên trong các thiết bị tài nguyên yếu dẫn đến phương án tích hợp nguyên bản thơng thường là bất khả thi.