Vol. 2, No.1, Bulan Oktober Tahun 2020 E-ISSN   : 2686-6102 P-ISSN   : 2721-4842

## Implementasi dan Analisis Fitur Keamanan Protokol MQTT pada
Telehealthcare
Dian Rachmadini 1 Ira Puspasari 2 Jusak 3
Program Studi/Jurusan Teknik Komputer, Universitas Dinamika Email: 16410200026@dinamika.ac.id 1 , ira@dinamika.ac.id 2 , jusak@dinamika.ac.id 3
Abstrak: Protokol  MQTT  merupakan  salah  satu  protokol  IoT  dengan  konsep publisher , subscriber,  dan  broker . Penerapan  protokol  MQTT  dengan  fitur  keamanan  dapat  menggunakan Transport  Layer  Security (TLS).  Pada makalah  ini,  fitur  keamanan  TLS  pada  MQTT  akan  diimplementasikan  untuk  mengirim  data  sinyal  EKG.  Sinyal EKG  berbeda  setiap  orang  dan  merupakan  privasi  bagi  pasien,  karena  dari  sinyal  EKG  ini  juga  dapat  digunakan untuk  melihat  penyakit  pasien  tersebut.  Proses  transmisi  pada MQTT Security (MQTTS)  akan  menggunakan  file kunci yang telah dibuat oleh broker . File kunci ini akan diberikan kepada client supaya bisa melakukan komunikasi, mengirim dan menerima data yang telah terenkripsi. Enkripsi data dilakukan karena adanya file kunci ini sehingga proses  transmisi  lebih  aman.  Hasil  analisis  perhitungan  selisih  besar  paket  sebelum  dan  setelah  pengiriman  pada QoS 0 adalah 152,6458 byte dan 139,4504 byte. Sedangkan QoS 1 sebesar 99,7932 byte dan 115,5321 byte. Kedua QoS  menunjukkan  selisih  yang  cukup besar,  tetapi  disisi  lain  pegiriman  data menjadi  lebih  aman.  Pada  pengujian waktu  yang  diperlukan  untuk  proses  enkripsi,  QoS  0  menghasilkan  waktu  rata-rata  0,7  ms,  QoS  1  menunjukkan hasil lebih lama yaitu 9,6 ms   dikarenakan penambahan sinyal kontrol pada QoS 1. Hasil uji integritas data dengan cross-correlation , QoS 0 dan QoS 1 menunjukkan nilai 1 pada lag ke-0 yang artinya data yang dikirim dan diterima tidak terdapat perubahan (sama).
Kata Kunci: Protokol MQTT, MQTT Secure, Sinyal EKG.
Abstract : MQTT protocol is one of the widely used lightweight IoT protocols. To secure the data transmission, the protocol enables security features by employing transport layer security (TLS). In this paper, such MQTT security (MQTTS)  will  be  implemented  to  transmit  electrocardiogram  (ECG)  data.  Indeed,  ECG  data  contains  a  unique identification  of  a  person,  thus  its  security  should  be  maintained  properly.  To  achieve  that  goal,  transmission process on the MQTTS utilizes key files that have been created by the broker. This key file will be transmitted to the client so that they can communicate, send and receive  the encrypted data. In this study, we measured the effect of encryption  on  the  packet  length,  computation  time  and  data  integrity  by  activating  both  QoS  0  and  QoS  1. Examination  results  showed  that  packet  sizes  before  and  after  encryption  for  QoS  0  were  152.6458  bytes  and 139.4504 bytes, consecutively. On the other hand, packet sizes for QoS 1 were 99.7932 bytes before encryption and 115.5321 bytes after encryption. It showed that for both QoS, the packet size growing larger yet the data enjoyed more secure transmission. Evaluation on the encryption processing time showed an average time of 0.7 ms for QoS 0 and a longer processing time i.e., 9.6 ms for QoS 1. This is mainly due to the addition of control signals in QoS 1. Data  integrity  was  tested  using  the  cross-correlation  function.  The  study  showed  that  for  both  QoS  0  and  QoS  1 indicated a cross-correlation of 1 at the 0th lag. It can be concluded that the sent and the received data are exactly the same.
Keywords : MQTT Protocol, MQTT Secure, Electrocardiogram (ECG)

## PENDAHULUAN
Konsep Internet  of  Things atau  biasa  dikenal dengan  IoT  saat  ini  sudah  tidak  asing  lagi,  berbagai bidang  pekerjaan  dan  aktifitas  manusia  menjadi  lebih ringan  dan  terbantu  karena  menerapkan  konsep  ini. Salah  satu  protokol  yang  digunakan  untuk  IoT  adalah protokol Message  Queue  Telemetry  Transpor (MQTT) [1] . Protokol  MQTT  memiliki  konsep  yang  sederhana yang  terdiri  dari publisher,  broker, dan subscriber. Ketiganya  saling  dihubungkan  dengan  topik  yang menentukan  si  penerima  data. Subscriber hanya  akan menerima  data  dari publisher yang  memiliki  topik
sama. Pembuatan topik tidak dibatasi dan dibuat di sisi publisher.
Pada  tahun  2019,  M.  Reza  Bintami  [2] melakukan  penelitian  dengan  menerapkan    protokol MQTT  untuk  pengiriman  sinyal Heartrate. Sinyal Heartrate merupakan  bagian  dari  sinyal  EKG,  dimana pada  penelitian  tersebut  implementasi  protocol  MQTT dilakukan dengan analisis pengiriman data memanfaatkan  fitur QoS  0  dan  QoS  1.  Penelitian  ini menunjukkan hasil bahwa penggunaan protokol MQTT pada parameter packet loss dan delay tergolong sangat bagus, karena packet loss yang dihasilkan kurang dari 1% dan rata-rata delay 20,21  ms  pada  Qos  1,  sehingga
memungkinkan  untuk  diterapkan  pada pengiriman  data real-time , termasuk yang dilakukan pada penelitian ini. Pada  penelitian  sebelumnya  pengamanan  data sinyal  EKG  dilakukan  oleh  Bramasta  Agnanda Setiawan  (2018)  dengan  metode  anonimasi  dan menggunakan algoritma Jusak-Seedahmed untuk mengembalikan  struktur  sinyal  EKG  setelah  proses anonimasi . Proses  anonimasi  dilakukan  dengan  dengan menguraikan  data  dalam  domain  frekuensi.  Anonimasi ini  dilakukan  dengan  tujuan  mengamankan  data  sinyal EKG dalam jaringan internet. Selanjutnya, penelitian ini dilanjutkan oleh Sony Solehuddin mengenai rekontruksi sinyal  hasil  dari  proses  anonimasi  tersebut . Proses  ini diawali  dengan  mengambil  kunci  terenkripsi  yang disimpan  pada cloud  server. Pembuatan  kunci  ini diperoleh dari frekuensi rendah pada proses anonimasi. Proses  rekonstruksi  dilakukan  berdasarkan  algoritma FFT (Fast  Fourier  Transform) dengan  melakukan transformasi  bagian  sinyal  EKG  dari cloud  server dari domain waktu ke dmain frekuensi [3].
Pada  tahun  2018,  Ayaskanta  Mishra[4]  juga melakukan  penelitian  sistem  pemantauan  EKG  jarak jauh  berbasis  MQTT  menggunakan Raspberry  pi, Modul  AD8232  dan  ADS1115 . Broker MQTT  yang digunakan adalah CloudMQTT yang merupakan broker online .
Pada  tahun  2019,  Hyunwoo  Lee  melakukan penelitian,  dengan  judul “MQTLS:  Toward  Secure MQTT  Communication  with  an  Untrusted  Broker”. MQTLS  ini  merupakan  protokol  berbasis  OpenSSL yang  ditujukan  untuk  membatasi broker supaya  tidak membaca  pesan  apa  pun  dari publisher ,  kecuali  topik untuk  pengiriman  pesan[5].  Pada  tahun  yang  sama penelitian  mengenai  MQTTS  juga  dilakukan  oleh Neven  Nikolov[6]  dengan  menggunakan  sensor DHT22.
Pada tahun 2020, Adrian Febiyanto[7] melakukan  penelitian  mengenai  pengamatan  sinyal jantung  EKG,  dimana  pada  penelitian  ini  sinyal  EKG akan  dipantau  dengan  mengirimkan  data  pada firebase yang  diakses  secara real-time. Sistem  pengiriman menggunakan node  sensor berupa raspberry  pi kemudian  dari firebase akan  dikirim  ke  aplikasi berbasis mobile.
Pada  penelitian  ini,  protokol  MQTT  akan diterapkan pada
pengiriman data EKG (Elektrokardiogram)  yang  merupakan  data  rekam aktifitas  kelistrikan  jantung.  Penerapan  protokol  ini dengan mengaktifkan fitur keamanan pada MQTT yaitu dengan  menggunakan  protokol  TLS.  Protokol  MQTT dan  TLS  biasa  disebut  dengan  MQTTS.  Penggunaan fitur  keamanan  ini  dikarenakan  data  sinyal  EKG merupakan  data  yang  bersifat  unik  dan  berbeda  setiap individu.
Pada penelitian ini dilakukan analisis terhadap 3  parameter  yaitu  :  selisih  besar  paket  data  sebelum enkripsi  dan  sesudah  enkripsi,  selisih  waktu  yang dibutuhkan sebelum pengiriman dan sesudah pengiriman, dan pengujian integritas data.

## METODE PENELITIAN
Gambar 1. Rancangan Penelitian Berdasarkan  gambar  1  di  atas,  terdapat  modul AD8232,  modul  ADS1115  dan  raspberry  pi  yang merupakan node sensor dan berperan sebagai publisher. Data  yang  dikirim  berupa  sinyal  EKG  yang  sudah terenkripsi,  dikarenakan  pada  saat  pengiriman  sudah menyertakan  file  kunci  ca.crt  yang  sudah  terpasang pada klien.

## 1. Perangkat Node Sensor
Node  sensor pada  penelitian  ini  terdiri  dari beberapa komponen sebagai berikut :
a. Modul AD8232

## Gambar 2. Modul AD8232[7]
Modul  AD8232  merupakan  modul  sensor Elektrokardiogram  (EKG)  yang  bernilai  analog. Untuk  dapat  mendeteksi  sinyal  jantung  seseorang diperlukan elektroda penjapit.
b. Modul ADS1115

## Gambar 3. Modul ADS1115[7]
Modul  ADS1115  merupakan  modul  adc (analog digital converter) 16 bit dengan tegangan sekitar  2,0-5,5  V.  Modul  ini  juga  memiliki fungsi PGA (Programmable Gain Amplifier) dimana fitur ini  dapat  memperkuat  sinyal  input  analog  pada saat pengambilan nilai ADC[7].
Modul  ini  digunakan  untuk  transfer  data  dari modul AD8232 ke raspberry pi supaya data sinyal EKG dapat terbaca pada Raspberry pi.
c. Raspberry pi
Seperti yang sudah banyak diketahui, Raspberry pi merupakan mini PC yang juga dapat
menggabungkan
fungsi
komputer dan mikrokontroler.  Pada  penelitian  ini Raspberry  pi akan  terhubung  oleh  modul  AD8232  dan ADS1115  sebagai  node  sensor.  Untuk  dapat menerima  data  yang  ditransfer  oleh  ADS1115 diperlukan mengaktifkan fungsi I2C pada Raspberry  pi. Berikut  skematik  rangkaian  untuk node sensor :
Gambar 4. Skematik Rangkaian Node Sensor Gambar  4 di atas merupakan sambungan node sensor untuk  pengambilan  data  sinyal  EKG.
Masing  –  masing  elektroda  penjapit  terhubung dengan 3 pin modul ad8232 yaitu RL (Right Left), LA (Left  Arm), RA (Right  Arm) .  Kemudian  pin OUT  akan  tersambung  dengan  pin  A0  ADS1115 sehingga  output  akan  ditransfer  melalui  I2C sehingga bisa terbaca oleh Rapberry pi.

## 2. Sinyal Elektrokardiogram (EKG)
Gambar 5. Sinyal EKG[7]
Sinyal  Elektrokardiogram  (EKG)  merupakan sinyal  yang  merekam  aktifitas  kelistrikan  otot jantung.  Perekaman  sinyal  ini  menggunakan elektroda  penjapit  di lead yang  ditentukan.  Pada penelitian  ini  menggunakan  3  titik  untuk mengambil  data  sinyal  jantung  tersebut,  dimana elektroda penjapit tersebut diletakkan pada lengan tangan kanan, lengan tangan kiri, dan kaki kanan. Berikut titik peletakan elektroda penjapit :
Gambar 6. Letak posisi elektroda penjapit
Seperti  yang  terlihat  pada  gambar  5,  sinyal EKG terdiri dari 5 gelombang yaitu :
- Gelombang P adalah  gelombang  awal  yang  merupakan  hasil depolarisasi di kedua atrium
- Gelombang Q merupakan gelombang  defleksi  negatif  setelah gelombang P
- Gelombang R
merupakan  gelombang  defleksi  positif  setelah gelombang P atau setelah gelombang Q.
- Gelombang S merupakan gelombang  defleksi  negatif  setelah gelombang R atau gelombang Q
- Gelombang T merupakan hasil depolarisasi di kedua ventrikel.  Normalnya  positif  dan inverted (terbalik) di aVR[8].

## 3. File Kunci (ca.crt)
Berdasarkan rangkaian penelitian pada gambar 1,  data  sinyal  EKG  yang  telah  dibaca  oleh node sensor Raspberry  pi akan  langsung  dikirim  secara real-time ke  kedua subscriber melalui broker mosquitto yang sudah terdapat file kunci (ca.crt).
Gambar 7. File kunci ca.crt Pada sisi publisher juga menyertakan file kunci (ca.crt)  untuk  mengirimkan  data.  Data  yang dikirim  langsung  terenkripsi.  Proses  enkripsi  data berpengaruh  pada  besar  paket  data.  Lama  waktu proses  enkripsi  juga  akan  dianalisis  melalui  hasil rekam  pada wireshark dengan  menghitung  selisih waktu  saat  pengiriman  dan  waktu  sebelum tertangkap  oleh wireshark. Selanjutnya, broker hanya  bisa  meneruskan  data  dari client yang memiliki  kunci  yang  sama  sehingga  setiap pengirim  dan  penerima  harus  menyertakan  file kunci (ca.crt) tersebut.
Pada  sisi subscriber akan  menerima  data tersebut  melalui  terminal  yang  masing  –  masing sudah menggunakan fungsi dump untuk mengetahui  besar  paket  data  setelah  didekripsi. Subscriber hanya  menerima  data  yang  sesuai dengan  topik  dan  memiliki  kunci  yang  sama. Pengiriman  data  akan  dilakukan  pada  QoS  0  dan QoS  1.  Dimana  QoS  0  merupakan  kualitas pelayanan  yang  hanya  mengirimkan  pesan  tanpa memberi  kepastian  akan  data  sudah  benar-benar tersampaikan  atau  tidak.  Sedangkan  pada  QoS  1 data  sudah  terkirim  dan  tersampaikan  dengan memberi feedback dari subscriber berupa SUBACK.

## 4. Pembuatan Kunci
Proses  pembuatan  file  kunci  (ca.crt)  sendiri melalui  openssl,  dan  dilakukan  oleh  broker.  Kunci yang dibuat menggunakan algoritma enkripsi 3des, dengan  panjang  2048  byte.  Langkah  –  langkah pembuatan file kunci sebagai berikut:
1. Open  directory openssl  melalui  terminal seperti berikut :
2. Membuat  CA key  pair untuk  digunakan membuat CA certificate dengan syntax : “ openssl genrsa -des3 -out ca.key 2048 ”
3. Membuat  file  CA certificate (ca.crt)  akan digunakan untuk publish dan subscribe. Syntax
: “ openssl req -new -x509 -days 1826 -key ca.key -out ca.crt ”
4. Membuat server  key  pair (server.key)  yang akan digunakan oleh broker , dengan syntax : “ openssl genrsa -out server.key 2048 ”
5. Kemudian  membuat server  certificate  request
(server.csr), dengan syntax : “ openssl  req  -new  -out  server.csr  -key server.key ” 6. Kemudian membuat server certificate (server.crt),  dengan  menggunakan  file  ca.crt untuk  verifikasi  dan  menandatangani  file server.crt. Syntax : “ openssl  x509  -req  -in  server.csr  -CA ca.crt -CAkey ca.key – CA createserial - out server.crt -days 360 ”
Setelah  6  file  kuci  tersebut  dibuat.  Kemudian masukkan cafile (ca.crt), certfile (server.crt,  dan keyfile (server.key)    pada mosquitto.conf seperti tampilan pada Gambar 8 berikut ini :
Gambar 8. File kunci pada mosquitto.conf
Nama certfile dan keyfile di  sini  ialah raspberrypidian.crt dan raspberrypidian.key.

## 5. Pemasangan File Kunci pada Klien
Setelah  sudah  dikonfigurasi  pada  mosquitto barulah  membagikan  file  kunci  ca.crt  pada  klien. Pemasangan  file  kunci  pada  klien  menggunakan langkah –langkah berikut ini :
1. Broker membagikan  file  kunci  ca.crt  pada klien berupa PC
2. Cari Internet  Options, akan  muncul  kotak dialog seperti dibawah ini :
Gambar 9. Kotak dialog Internet Options
3. Kemudian klik certificates
4. Setelah itu klik import
Gambar 10. Insert certificates
5. Kemudian arahkan directory file ca.crt
Gambar 11. Import Certificates
6. Kemudian klik Next → Install
7. Jika sudah selesai, klik finish
Gambar 12. Certificate telah di- import
Analisis  data  yang  dilakukan  pada  penelitian ini meliputi 3 parameter yaitu :
1. Selisih  besar  paket  data  sebelum  dan  setelah pengiriman
2. Selisih waktu sebelum dan setelah pengiriman
3. Pengujian Integritas data menggunakan
metode cross-correlation pada MATLAB
Perhitungan  besar  paket  data  bertujuan  untuk mengetahui  besar  memori  yang  dibutuhkan  untuk menggunakan  MQTTS.  Selisih  waktu  sebelum  dan setelah  pengiriman  dilihat  dari  hasil  rekam wireshark bertujuan  untuk  mengetahui  rata-rata  waktu  yang dibutuhkan  untuk  proses  enkripsi  data  pada  MQTTS. Kemudian  parameter  ketiga  yaitu  pengujian  integritas data dengan membandingkan data sebelum dikirim dan data  setelah  diterima  menggunakan cross-correlation. Jika  hasil  lag  ke-0  =  1  maka  hasilnya  sama,  tidak berbeda meskipun data melewati proses enkripsi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah  melakukan  pembuatan  kunci  pada broker dan  pemasangan  kunci  pada  klien. Percobaan  pengiriman  dapat  dilakukan  melalui terminal  pada publisher dan subscriber dengan syntax sebagai berikut :
- Syntax Publisher
mosquitto_pub – h  192.168.43.121 – t  tes – d – p 8883 – -cafile C:\Users\Asus\Desktop\ca.crt - Syntax Subscriber mosquitto_sub  -h  192.168.43.121  -t  tes -d -p 8883 – -cafile C:\Users\Asus\Desktop\ca.crt Keterangan : a. pub/sub  merupakan  perintah publish atau subscribe
b. –h  merupakan host atau  alamat broker yang dituju c. –t merupakan topik yang digunakan
d. –d  merupakan dump untuk  mengetahui  besar paket yang diterima, QoS yang digunakan, dan proses koneksi broker -klien
e. –p  merupakan port yang  digunakan.  MQTTS terletak pada port 8883
f. - -cafile merupakan letak file kunci ca.crt yang digunakan
1. Percobaan Pengiriman pada Setiap QoS Tes  pengiriman  pesan  pada  setiap  QoS, dilakukan dengan menambahkan syntax “–q” dan hasilnya seperti Gambar 14 berikut ini :
Gambar 14. Pengiriman pada QoS 0
Perintah subscribe tanpa  menuliskan syntax untuk  QoS,  maka  akan  otomatis  menggunakan QoS  0  seperti  gambar  14  diatas.  Dari  Gambar  14 diatas  sinyal  kontrol  yang  terdapat  pada  QoS  0 adalah  PUBLISH  kemudian  dilanjutkan  pesan yang  diterima.  Sinyal  kontrol  PUBLISH  adalah pesan yang mewakili publikasi baru/terpisah.
Gambar 15. Pengiriman pada QoS 1
Pengiriman  pada  QoS  1  terdapat  2  sinyal kontrol  yaitu  :  PUBLISH  dan  PUBACK, kemudian  diikuti  oleh  pesan  yang  diterima.
Gambar 13. Subscriber sudah terhubung dengan Broker
PUBLISH sendiri sama dengan QoS 0, sedangkan PUBACK  merupakan  respons  QoS  1  terhadap pesan publikasi. Pada setiap pengiriman baik QoS 0,1, atau 2 akan terlihat besar paket yang diterima, seperti yang terlihat pada gambar 14 dan 15 besar paket  yang  diterima  adalah  sebesar  11  byte.  Data ini  nantinya  akan  digunakan  untuk  analisis perbandingan  paket  data  sebelum  dan  setelah terenkripsi.
Gambar 16. Pengiriman pada QoS 2
Pada  QoS  2  terdapat  4  sinyal  kontrol  yang digunakan yaitu : PUBLISH, PUBREC, PUBREL, dan  PUBCOMP.  PUBLISH  terdapat  di  semua level  QoS.  Sinyal  kontrol  PUBREC  merupakan bagian pertama dari aliran pesan QoS 2, PUBREL merupakan  bagian  kedua,  dan  PUBCOMP merupakan  bagian  terakhir  dari  aliran  QoS  2, kemudian  diikuti  oleh  pesan  yang  diterima. Apabila  dari  sisi subscriber tidak  menerima sampai  bagian  terakhir  dari  QoS  2  (PUBCOMP) maka  akan  dikirimkan  sinyal  lagi  supaya PUBCOMP  tersampaikan  pada subscriber. Alur protokol  pada protokol  QoS 2  memerlukan  waktu yang  sedikit  lama  dibanding  dengan  QoS  0  dan QoS 1.
Pada penelitian ini tidak dilakukan pengiriman  menggunakan  QoS  2  dikarenakan waktu  setiap  pengirimannya  yang  lama  sehingga menyebabkan  beberapa  data  hilang (lost) .  Tetapi disamping  itu,  kualitas  pelayanan  pada  QoS  2 sangat terjamin bahwa data benar-benar tersampaikan  pada  sisi  penerima  dan  pesan diterima 1 kali (tidak berulang).

## 2. Hasil Pengiriman pada QoS 0

## Gambar 17. Sinyal EKG sampel ke-1 yang
dikirim
Pengiriman  menggunakan  sample  sebanyak 10  orang  dengan  masing-masing  1000  data  yang dikirim  secara real-time, dan  kedua subscriber menerima secara bersamaan.
Gambar 18. Sinyal EKG sampel ke-1 pada Subscriber 1

## Gambar 19. Sinyal EKG sampel-1 pada Subcriber 2
Dari hasil pengirim dan penerimaan data pada kedua subscriber ,  dapat  dilihat  bahwa  tidak  ada perbedaan  data  yang  signifikan  berdasarkan  grafik sinyal diatas.
a. Analisis Data
- Selisih besar paket kedua subscriber
➢ Subscriber 1
Tabel 1 Besar Paket Sebelum Enkripsi QoS 0
No Sampel Besar Paket Sebelum Enkripsi Min (byte) Max (byte) Rata- rata setiap sampel (byte) 1 4 5 4,142 2 4 5 4,135 3 4 5 4,088 4 4 5 4,12 5 4 5 4,161 6 4 5 4,119 7 4 5 4,004 8 4 5 4,298 9 4 5 4,009 10 4 5 4,164 Min/Max 4 5 Standar Deviasi 0,0834 Rata-rata 4,124 Tabel 2 Besar Paket Setelah Enkripsi QoS 0 No Sampel Besar Paket Setelah Enkripsi Min (byte) Max (byte) Rata- rata setiap sampel (byte) 1 87 623 158,1918 2 87 584 149,9449 3 78 616 154,8506 4 87 619 160,8387
5 78 619 161,6364 6 87 615 155,9046 7 87 615 160,7799 8 87 622 163,1738 9 87 582 152,8293 10 87 616 149,5476 Min/Max 78 623 Standar Deviasi 4,9222 Rata-rata 156,7698
Pada subscriber  1 minimum  besar  paket sebelum  enkripsi  adalah  4  byte  dan  maksimal  5 byte.  Sedangkan  minimum  besar  paket  setelah enkripsi  sebesar  78  byte  dan  maksimum  623  byte. Rata  –  rata  besar  paket  sebelum  enkripsi  sebesar 4,124  byte  dengan  standar  deviasi  sebesar  0,0834. Sedangkan  rata-rata  setelah  enkripsi  sebesar 156,7698  byte  dengan  standar  deviasi  sebesar 4,9222.  Jika  dihitung  selisih  rata-rata  sebelum  dan setelah enkripsi adalah 152,6458 byte.

## ➢ Subscriber 2
Tabel 3 Besar Paket Sebelum Enkripsi QoS 0 No Sampel Besar Paket Sebelum Enkripsi Min (byte) Max (byte) Rata- rata setiap sampel (byte) 1 4 5 4,142 2 4 5 4,135 3 4 5 4,088 4 4 5 4,12 5 4 5 4,161 6 4 5 4,119 7 4 5 4,004 8 4 5 4,298 9 4 5 4,009 10 4 5 4,164 Min/Max 4 5 Standar Deviasi 0,0834 Rata-rata 4,124 Tabel 4 Besar Paket Setelah Enkripsi QoS 0 No Sampel Besar Paket Setelah Enkripsi Min (byte) Max (byte) Rata- rata setiap sampel (byte) 1 87 483 146,4832 2 87 620 140,7121 3 87 285 141,2797 4 87 652 147,5339 5 87 615 147,4113 6 87 484 142,7909 7 87 615 145,1713 8 87 622 144,4837 9 87 516 139,7377 10 87 621 140,1403 Min/Max 87 652 Standar Deviasi 3,0336
Rata-rata 143,5744 Hasil besar paket sebelum enkripsi subscriber 2  sama  dengan subscriber  1 .  Sedangkan  hasil minimum  besar  paket  setelah  enkripsi  adalah  87 byte,  dan  maksimum  652  byte.  Rata-rata  besar paket  setelah  enkripsi  143,5744  byte,  dengan standar  deviasi  sebesar  3,0336.  Selisih  rata-rata sebelum  dan  setelah  enkripsi  sebesar  139,4504 byte.
- Waktu yang dibutuhkan untuk proses enkripsi
Tabel 5 Waktu Enkripsi QoS 0 No. Sam pel Rata-rata setiap sampel (s) Waktu Min. (s) Waktu Maks. (s) Sub scribe r 1 1 0,001029 0,000111 0,213207 2 0,000668 0,000096 0,120007 3 0,000368 0,000132 0,015458 4 0,000888 0,000111 0,135876 5 0,001770 0,000105 0,215640 6 0,001284 0,000099 0,268409 7 0,001217 0,000105 0,232037 8 0,000663 0,000106 0,040023 9 0,000304 0,000125 0,007440 10 0,000339 0,000107 0,022267
Sub scribe r 2 1 0,000315 0,000108 0,026047 2 0,000647 0,000131 0,090009 3 0,000557 0,000108 0,114175 4 0,000897 0,000088 0,223816 5 0,000758 0,000101 0,099999 6 0,000266 0,000125 0,001883 7 0,000469 0,000109 0,039982 8 0,000925 0,000110 0,231028 9 0,000730 0,000126 0,182455 10 0,000296 0,000106 0,011076 Min/ Max 0,000089 0,268409 Rata- rata kesel uruh- an
0,0007195 (s)
Stan dar Devi
asi 0,000395
Pengiriman pada QoS 0 menghasilkan rata-rata keseluruhan  dari  kedua  penerima  yaitu  0,0007195 s.  Dengan  waktu  minimum  0,000089  s  dan maksimum  0,268409  s.  Standar  deviasi  sebesar 0,000395.
b. Hasil cross-correlation
Gambar 20. Hasil Cross-correlation subscriber 1
Gambar 21. Hasil Cross-correlation subscriber 2 Hasil uji cross-correlation pada kedua subscriber menunjukkan  hasil  1  pada  lag  ke-0, sehingga  dapat  diartikan  data  yang  dikirim  dan diterima  adalah  sama  meskipun  setelah  melalui proses enkripsi.

## 3. Hasil Pengiriman pada QoS 1

## Gambar 22. Sinyal EKG sampel ke-10 yang dikirim
Tampilan  Gambar  22  diatas  merupakan  salah satu  dari  10  sampel  data  yang  diambil.  Sama halnya,  dengan  QoS  0  data  antara  pengirim  dan penerima jika dilihat tidak ada perbedaan (sama).
Gambar 23. Sinyal EKG sampel ke-10 pada penerima 1 (QoS 1)
Gambar 24. Sinyal EKG sampel ke-10
pada penerima 2 (QoS 1) a. Analisis Data - Selisih besar paket kedua subscriber - Subscriber 1 Tabel 6. Besar Paket Sebelum Enkripsi QoS 1 No Sampel Besar Paket Sebelum Enkripsi Min (byte) Max (byte) Rata- rata setiap sampel (byte) 1 1 5 4,271 2 4 5 4,403 3 4 5 4,406 4 4 5 4,401 5 4 5 4,401 6 4 5 4,417 7 4 5 4,403 8 4 5 4,421 9 3 5 4,367 10 4 5 4,061 Min/Max 1 5 Standar Deviasi 0,1122 Rata-rata 4,3551 Tabel 7 Besar Paket Setelah Enkripsi QoS 1 No Sampel Besar Paket Setelah Enkripsi Min (byte) Max (byte) Rata- rata setiap sampel (byte) 1 87 587 96,1483 2 89 656 96,2053 3 89 550 96,8126 4 89 551 95,1161 5 89 655 97,5437 6 89 726 104,9597 7 89 549 99,6813 8 89 727 101,8016 9 88 725 126,4734 10 89 720 126,7407 Min/Max 87 727 Standar Deviasi 12,2068 Rata-rata 104,1483 Pengiriman QoS 1 pada subscriber 1
menghasilkan  rata-rata  sebelum  enkripsi  adalah  4,3551 byte.  Besar  paket  sebelum  enkripsi  minimum  adalah  1 byte  dan  maksimum  5  byte,  dengan  standar  deviasi sebesar 0,1122. Sedangkan besar paket setelah enkripsi menghasilkan  minimum  87  byte  dan  maskimum  727 byte,  dengan  rata-rata  104,1483  byte.  Standar  deviasi yang  dihasilkan  sebesar  12,2068.  Jika  dihitung,  selisih
rata-rata  antara  sebelum  dan  setelah  enkripsi  sebesar 99,7932 byte.
- Subscriber 2
Tabel 8 Besar Paket Sebelum Enkripsi QoS 1 No Sampel Besar Paket Sebelum Enkripsi Min (byte) Max (byte) Rata- rata setiap sampel (byte) 1 1 5 4,271 2 4 5 4,403 3 4 5 4,406 4 4 5 4,401 5 4 5 4,401 6 4 5 4,417 7 4 5 4,403 8 4 5 4,421 9 3 5 4,367 10 4 5 4,061 Min/Max 1 5 Standar Deviasi 0,1122 Rata-rata 4,3551 Tabel 9 Besar Paket Sebelum Enkripsi QoS 1 No Sampel Besar Paket Setelah Enkripsi Min (byte) Max (byte) Rata- rata setiap sampel (byte) 1 86 546 96,2407 2 89 727 98,1434 3 89 656 103,9379 4 89 726 118,1540 5 89 726 129,3213 6 89 728 141,8834 7 78 727 140,5599 8 89 657 131,8484 9 78 727 116,5707 10 89 650 122,2121 Min/ Max 78 728 Standar Deviasi 16,4958 Rata- rata 119,8872
Pada subscriber  2 besar  paket  sebelum enkripsi  sama  dengan subscriber  1 .  Sedangkan besar  paket  setelah  enkripsi  minimum  sebesar  78 byte  dan  maksimum  728  byte,  dengan  standar deviasi  16,4958.  Rata-rata  besar  paket  setelah enkripsi  sebesar  119,8872  byte.  Selisih  rata-rata antara  sebelum  dan  setelah  enkripsi  sebesar 115,5321 byte.
- Waktu yang diperlukan untuk proses enkripsi
Tabel 10 Waktu Enkripsi QoS 1
No Sam Rata-rata setiap Waktu Min. (s) Waktu Maks. (s)
Pel sampel (s) Subs criber 1 1 0,004594 0,000026 0,212009 2 0,001119 0,000042 0,130032 3 0,009943 0,000073 0,419589 4 0,002654 0,000100 0,220023 5 0,001929 0,000038 0,149941 6 0,002021 0,000053 0,078267 7 0,002210 0,000112 0,738426 8 0,002098 0,000028 0,154626 9 0,004467 0,000072 0,219614 10 0,017735 0,000025 0,907781
Subs criber 2 1 0,001071 0,000035 0,218703 2 0,008175 0,000021 0,346234 3 0,000968 0,000063 0,101576 4 0,012749 0,000050 0,508535 5 0,018501 0,000067 0,543705 6 0,027637 0,000107 0,682976 7 0,017472 0,000033 0,189993 8 0,036240 0,000088 0,911691 9 0,013530 0,000079 0,966936 10 0,006562 0,000042 0,229366 Min/ Max 0,000021 0,966936 Rata- rata keselu- Ruhan 0,009584 (s) Stan- dar Deviasi 0,009801
Untuk  rata  –  rata  waktu  proses  enkripsi  pada QoS  1  menghasilkan  0,009584  s.  Dengan  waktu minimum  pengiriman  antara  kedua subscriber adalah    0,000021  s  dan  waktu  maksimum  adalah 0,966936  s,  dengan  standar  deviasi  sebesar 0,009801.  Seperti  yang  dibahas  pada  sub  bab sebelumnya  dikarenakan  pada  QoS  1  terdapat tambahan  sinyal  kontrol  yaitu  PUBACK  untuk memastikan bahwa data benar – benar sampai pada sisi penerima.
b. Hasil Cross-correlation
Gambar 25. Hasil cross-correlation subscriber 1 (QoS 1)
Gambar 26. Hasil cross-correlation subscriber 2 (QoS 1) Hasil  kedua subscriber menunjukkan  pengiriman pada QoS 1 menghasilkan nilai 1 pada lag ke-0 , hal ini dapat  diartikan  data  yang  dikirim  dan  diterima  adalah sama atau tidak ada perbedaaan.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  pengujian  pengiriman  yang  telah dilakukan pada penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Penerapan  fitur  keamanan  protokol  MQTT dapat dilakukan dengan menggunakan protokol TLS (MQTTS.)
2. Penerapan  MQTTS  pada mosquitto ( broker lokal)  menggunakan  metode  enkripsi  simetris, sehingga  pemakaian  kunci  untuk  semua  klien sama dengan broker .
3. Penerapan  MQTTS  untuk  pengiriman  data pada  bidang  kesehatan (telehealthcare) dapat dilakukan,  sebagaimana  pada  penelitian  ini yang menggunakan sampel data EKG.
4. Hasil  pengujian  selisih  besar  paket  sebelum dan setelah enkripsi menunjukkan selisih yang cukup  jauh  lebih  besar.  Tetapi,  dengan demikian pengiriman data menjadi lebih aman.
5. Pada  pengujian  waktu  yang  dibutuhkan  untuk proses  enkripsi  pada  QoS  0  dan  QoS  1 menunjukkan  hasil  0,0007195  detik  dan 0,009584 detik.  Waktu  pengiriman  QoS  1 lebih  lama  dikarenakan  adanya  tambahan sinyal kontrol yaitu PUBACK pada QoS 1.
6. Pengujian integritas data menggunakan metode cross-correlation pada  QoS  0  dan  QoS  1 menunjukkan  hasil  1  pada  lag  ke-0.  Sehingga dapat diartikan pengririman data menggunakan MQTTS  QoS  0  maupun  QoS  1  tidak  terjadi perubahan (sama).
Adapun  saran  untuk  pengembangan  penelitian  ini adalah  menerapkan  protokol  MQTTS  pada broker online, sehingga  proses  transmisi  dapat  dilakukan dalam jarak yang lebih jauh. Selain itu, dapat dilakukan untuk  pengujian  keamanan  protokol  MQTTS  terhadap serangan – serangan dari luar.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   M.  B.  Yassein,  M.  Q.  Shatnawi,  S.  Aljwarneh  and
R. Al-Hatmi, "Internet of Things: Survey and open issues  of  MQTT  protocol,"  2017 International
Conference  on  Engineering  &  MIS  (ICEMIS) , Monastir, 2017, pp. 1-6, doi: 10.1109/ICEMIS.2017.8273112.
[2]  M.  R.  Bintami,  Rancang  Bangun  Transmisi  Data Heart  Rate  menggunakan  Protokol  MQTT, Surabaya: Universitas Dinamika, 2019.
[3]  B.  A.  Setiawan,  I.  Puspasari,  S.  Solehuddin  dan  J. Jusak,  “Implementasi  Pengamanan  Transmisi Sinyal  EKG  (Elektrokardiogram)  secara  Daring dengan Metode  Anonimasi,” Elkomika, vol.  7,  pp. 85-96, 2019.
[4]   A.  Mishra,  A.  Kumari,  P.  Sajit  dan  P.  Pandey, “Remote  Web  Based  ECG  Monitoring  Using MQTT  Protocol,” International Journal of Advance  Engineering  and  Research, vol.  5,  no.  4, p. 1100, 2018.
[5]   H.  Lee,  J.  Lim  dan  T.  Kwon,  “MQTLS:  Toward Secure  MQTT  Communication  with  an  Untrusted Broker ,” International  Conference  on  Information and  Communication  Technology  Convergence (ICTC), p. 53, 2019 .
[6]  N.  Nikolov  and  O.  Nakov,  "Research  of  Secure Communication  of  Esp32  IoT  Embedded  System to.NET  Core  Cloud  Structure  using  MQTTS SSL/TLS," 2019  IEEE  XXVIII International Scientific  Conference  Electronics  (ET) ,  Sozopol, Bulgaria, 2019, pp. 1-4, doi: 10.1109/ET.2019.8878636.
[7]  A.  Febiyanto,  Pengukuran  dan  Pengamatan  Sinyal Electrocardiogram menggunakan Raspberry dengan  Tampilan  Aplikasi  Mobile,  Surabaya: Universitas Dinamika, 2019.
[8]  B. A. Setiawan, Anonimasi Sinyal EKG (Elektrokardiogram)  untuk  Keamanan  Transmisi Data  pada  Sebuah Node  Sensor ,  Surabaya:
Universitas Dinamika, 2018.