Verifikasi Integritas Firmware ESP32 Secara Terdesentralisasi Berbasis Smart Contract DChain

Brian Ilham Hermatristan, Triyogatama Wahyu Widodo, M.Kom

2026 | Skripsi | ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Proliferasi perangkat IoT seperti ESP32 telah memperluas permukaan serangan

terhadap manipulasi firmware, sementara server verifikasi terpusat konvensional

menimbulkan Single Point of Failure (SPOF) yang kritis. Penelitian ini merancang,

mengimplementasikan, dan mengevaluasi secara empiris sebuah sistem verifikasi

integritas firmware yang terdesentralisasi menggunakan arsitektur tiga tingkat:

perangkat akhir ESP32, Gateway Server berbasis Node.js, dan smart contract

FirmwareIntegrity yang di-deploy pada jaringan dChain. ESP32 menghitung hash

SHA-256 dari firmware yang sedang berjalan saat boot dan memeriksa hash master

yang tidak dapat diubah di blockchain melalui pemanggilan verifyHash tanpa biaya

gas, sementara transaksi logVerification mencatat log audit permanen yang dapat

diverifikasi publik untuk setiap upaya verifikasi. Pengujian fungsional mencapai

False Acceptance Rate dan False Rejection Rate sebesar 0% pada 40 percobaan,

mengonfirmasi deteksi manipulasi yang andal melalui efek avalanche SHA-256.

Latensi verifikasi rata-rata adalah 358,0 ms pada kondisi jaringan ideal dan 388,8

ms pada kondisi terdegradasi, peningkatan hanya 8,6%, meskipun outlier latensi

parah terjadi lima kali lebih sering pada kondisi sinyal yang lemah. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa SPOF integritas berhasil dieliminasi dengan latensi yang tetap

layak untuk siklus boot IoT di dunia nyata.

The proliferation of IoT devices such as the ESP32 has expanded the attack surface

for firmware tampering, while conventional centralized verification servers

introduce a critical Single Point of Failure (SPOF). This research designs,

implements, and empirically evaluates a decentralized firmware integrity

verification system using a three-tier architecture: an ESP32 end-device, a Node.js

Gateway Server, and a FirmwareIntegrity smart contract deployed on the dChain

Network. The ESP32 calculates a SHA-256 hash of its running firmware at boot

and queries the immutable on-chain master hash through a gasless verifyHash call,

while a logVerification transaction records a permanent, publicly auditable log of

each attempt. Functional testing achieved a 0?lse Acceptance Rate and 0%

False Rejection Rate across 40 trials, confirming reliable tamper detection via the

SHA-256 avalanche effect. Verification latency averaged 358.0 ms under ideal

network conditions and 388.8 ms under degraded conditions, an increase of only

8.6%, though severe latency outliers occurred exactly five times more frequently

under degraded signal strength. The results demonstrate that the integrity Single

Point of Failure is eliminated while maintaining latency suitable for real-world IoT

boot sequences.

Kata Kunci : integritas firmware, ESP32, blockchain, smart contract, dChain