Sistem komunikasi pada Internet of Things (IoT) banyak memanfaatkan protokol Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) karena efisiensinya dalam pengiriman data pada jaringan dengan keterbatasan sumber daya. Namun, secara default, MQTT tidak menyediakan mekanisme enkripsi yang memadai sehingga rentan terhadap penyadapan dan pencurian data. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, penelitian ini mengimplementasikan algoritma Data Encryption Standard (DES) yang dikombinasikan dengan teknik Gray Code guna meningkatkan keamanan proses enkripsi dan dekripsi data pada protokol MQTT. Sistem dikembangkan dengan mengintegrasikan sensor DHT22 dan mikrokontroler ESP8266 serta ESP32, dilengkapi dengan dua library khusus yaitu “GrayCodeToDES” untuk enkripsi dan konversi Gray Code, serta “DESGrayDecoder” untuk dekripsi dan Inverse Gray Code. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem mampu mengirimkan dan menerima data dengan akurasi 100% serta dapat mendeteksi kesalahan koneksi sensor dan broker secara efektif. Dari sisi performa, ESP32 menunjukkan kinerja yang lebih stabil dan responsif dibandingkan ESP8266, dengan waktu delay, enkripsi, dan dekripsi yang
lebih cepat, serta penggunaan memori yang lebih efisien. Analisis keamanan melalui pengujian entropi ciphertext menghasilkan nilai mendekati batas maksimal untuk 64-bit, menunjukkan tingkat keacakan data yang tinggi. Selain itu, Character Error Rate (CER) tercatat 0% di seluruh skenario pengujian, membuktikan transmisi data berjalan tanpa kesalahan karakter. Berdasarkan hasil tersebut, kombinasi algoritma DES dan teknik Gray Code terbukti efektif dalam meningkatkan keamanan, kecepatan, dan keandalan komunikasi data berbasis MQTT pada sistem IoT. ESP32 direkomendasikan untuk aplikasi berskala besar yang memerlukan kestabilan dan efisiensi jangka panjang, sementara ESP8266 lebih cocok untuk aplikasi IoT dengan kebutuhan sumber daya yang lebih ringan.

Communication systems in the Internet of Things (IoT) widely utilize the Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) protocol due to its efficiency in data transmission over networks with limited resources. However, by default, MQTT does not provide adequate encryption mechanisms, making it vulnerable to eavesdropping and data theft. To address this issue, this study implements the Data Encryption Standard (DES) algorithm combined with the Gray Code technique to enhance the security of the encryption and decryption processes on the MQTT protocol. The system was developed by integrating the DHT22 sensor and microcontrollers ESP8266 and ESP32, equipped with two specialized libraries: "GrayCodeToDES" for encryption and Gray Code conversion, and
"DESGrayDecoder" for decryption and Gray Code inversion. The testing results show that the system is capable of transmitting and receiving data with 100% accuracy and can effectively detect sensor and broker connection errors. In terms of performance, the ESP32 demonstrates more stable and responsive operation compared to the ESP8266, with lower transmission delay, encryption, and decryption times, along with more efficient memory usage. Security analysis through ciphertext entropy testing yielded values approaching the maximum limit
for 64-bit data, indicating a high level of data randomness. Additionally, the Character Error Rate (CER) was recorded at 0% across all testing scenarios, proving that data transmission occurred without any character errors. Based on these results, the combination of the DES algorithm and the Gray Code technique
is proven to be effective in enhancing the security, speed, and reliability of MQTTbased data communication systems in IoT applications. ESP32 is recommended for large-scale applications requiring long-term stability and efficiency, while ESP8266 is better suited for lightweight IoT applications with limited resource
requirements.