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Tipo: Monografia
Título: Avaliação do impacto do TLS na performance da comunicação MQTT usando mosquitto
Autor(es): Silva, Giovane Gonçalves da
Primeiro Orientador: Spohn, Marco Aurélio
Resumo: O protocolo MQTT é amplamente empregado em aplicações de Internet das Coisas (IoT) devido à sua leveza e eficiência, características essenciais em dispositivos com recursos computacionais limitados. Entretanto, o protocolo não fornece mecanismos nativos de segurança robustos, o que torna comum a utilização do Transport Layer Security (TLS) para garantir confidencialidade, autenticidade e integridade na comuni cação. Embora o TLS fortaleça a segurança, sua adoção pode introduzir sobrecarga computacional, especialmente durante o handshake e no processo contínuo de cifra gem dos dados. Este trabalho investigou o impacto do uso de TLS no desempenho do broker Mosquitto, comparando cenários equivalentes com e sem criptografia, sob diferentes cargas de mensagens e quantidade de clients, mensurando latência, th roughput, uso de CPU e uso de memória. Os resultados mostraram que o impacto do TLS no throughput é desprezível sob cargas moderadas, permanecendo abaixo de 1% até 75 clients simultâneos, mas se torna significativo em cargas elevadas, atingindo overhead de 9,9% em 100 clients e 12,8% em 110 clients, com sinais de instabilidade a partir de aproximadamente 85 clients. Na latência, o TLS apresentou overhead de 6 a 7% em volumes menores de mensagens, convergindo com o cenário sem TLS em volumes maiores. Já no uso de CPU e memória, o overhead se mostrou baixo em termos absolutos, com consumo de memória praticamente equivalente entre os dois cenários (159MB sem TLS e 162MB com TLS). Esses resultados fornecem evi dências quantitativas que auxiliam na compreensão do trade-off entre segurança e desempenho em sistemas baseados em MQTT.
Abstract/Resumen: The MQTT protocol is widely used in Internet of Things (IoT) applications due to its lightweight design and efficiency, features that are crucial for devices with limited com putational resources. However, MQTT does not provide robust native security mecha nisms, making the useofTransport Layer Security (TLS) a commonapproachtoensure confidentiality, authenticity and message integrity. Although TLS enhances communi cation security, it may introduce computational overhead, particularly during the hand shake and continuous data encryption processes. This work investigated the impact of TLS usage on the performance of the Mosquitto broker by comparing equivalent scenarios with and without encryption, under different message loads and numbers of clients, measuring latency, throughput, CPU usage and memory consumption. Results showed that the TLS impact on throughput is negligible under moderate loads, remain ing below 1% up to 75 simultaneous clients, but becomes significant under high loads, reaching an overhead of 9.9% at 100 clients and 12.8% at 110 clients, with instability signs starting at approximately 85 clients. Regarding latency, TLS introduced an over head of 6 to 7% for smaller message volumes, converging with the non-TLS scenario at larger volumes. CPU and memory usage showed low overhead in absolute terms, with nearly equivalent memory consumption between both scenarios (159MB without TLS and 162MB with TLS). These results provide quantitative evidence to support the understanding of the trade-off between security and performance in MQTT-based sys tems.
Palavras-chave: Performance
Avaliação
Internet das coisas
Protocolos de comunicação
Segurança de redes
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Chapecó
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/9398
Data do documento: 2026
Aparece nas coleções:Ciência da Computação

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